Сообщение на тему астрономия древнейшая из наук


Человек и Вселенная

1.  Астрономия – древнейшая из наук. К сколь бы отдаленным периодам истории человечества мы не обращали взор, мы сталкиваемся со следами изучения небесных светил.

Ради изучения движения Солнца по небосводу был создан первый научный измерительный прибор – гномон или, проще сказать, палка, воткнутая в землю, по длине тени от которой можно установить наступления полудня. В интересах астрономии возводились такие исполинские каменные “теодолиты” как Стоунхендж.

Астрономия единственная из всех наук приобрела в античности собственную покровительницу – музу Уранию. Символом Урании был гораздо более сложный, чем гномон, измерительный прибор, не знавший себе в ту пору равных – армиллярная сфера.

Астрономия как самостоятельная научная дисциплина задолго до физики, химии и других естественных наук существовала уже в средневековых университетах. Первая ступень обучения студентов включала три искусства ведения диспута – грамматику, риторику и диалектику. А вторая ступень – арифметику, геометрию, музыку и астрономию.


Астрономы первыми оценили значение для науки экспериментальных данных и их строгой математической обработки. Астрономический спор о месте Земли во Вселенной в эпоху Возрождения перевернул все миросозерцания средневекового общества.

Ради астрономических определений долгот британские часовщики в XVIII веке совершенствовали механические часы, и появление точных хронометров стало первым признаком грядущей промышленной революции. Зачинатели машинного производства учились в часовых мастерских. Именно у часовщиков они переняли умение воплощать технические идеи в реальных действующих станках-роботах.

В конце XIX века астрономы первыми среди ученых вступили на путь создания уникальных грандиозных научных установок, по сложности и стоимости, превосходивших целые заводы.

В далеком Средневековье Бернард Шартрский говорил ученикам золотые слова: “Мы подобно карликам, усевшимся на плечах великанов; мы видим больше и дальше, чем они, не потому, что обладаем лучшим зрением, и не потому, что мы их выше, но потому, что они нас подняли и увеличили наш рост своим величием”. Астрономы любых эпох всегда опирались на плечи предшествующих великанов.

По мере взросления человечества окружающий мир интересовал человека все больше и больше. И чем больше вопросов задавал человек Природе, тем больше ответов могла предоставить в его распоряжение наука о небе и его тайнах – астрономия. История астрономии – важная составная часть истории прогресса всей человеческой цивилизации.


Ступени познания

Из глубины веков

Русское слово Луна сродни словам луч, люстра, иллюминация, и все они родственники латинскому слову люкс – свет. Луна – это светило. Но в СЂСѓСЃСЃРєРѕРј языке живет еще слово месяц в двух смыслах: Месяц на небе и месяц в календаре. Такие же близнецы стоят рядом в английском, немецком языках. Случайные совпадения? Нет, конечно. Все они ведут родословную от единого древнего индоевропейского корня VI тысячелетия до н. э. и означают одно и то же – мерило.

Рисунки на стенах пещер и зарубки на костях животных свидетельствуют, что астрономическими наблюдениями наши далекие предки занимались еще в эпоху древнекаменного века.

Давно ли Месяц на небе взял на себя роль мерила времени? Очень давно. Уже в Ветхом Завете, самой древней части Библии говорится, что Бог “… сотворил Луну для указания времен… ”.

Библию начали писать во второй половине II тысячелетия до н. э. А истоки лунного месяца намного древнее. Они относятся к тем временам, когда человек писать еще вовсе не умел. Лунный месяц, и его четвертушка семидневная неделя добрались до нас из той эпохи, которую археологи зовут древним каменным веком – палеолитом. И все это страницы астрономии.


В Великобритании на Солсбери находится одна из удивительнейших построек каменного века – Стоунхендж. Его называют “восьмым чудом света”. Это постройка имеет форму кольца из вертикальных врытых в землю огромных тесаных каменных столбов. Поперечник кольца – 30м. Высота столбов – по три человеческих роста, масса каждого около 25т. Сверху кольцо столбов перекрыто горизонтальными плитами. Внутри кольца выделяются пять узких каменных арок наподобие Р±РѕР№РЅРёС†.

В стороне от всего сооружения, за основным каменным кольцом, установлен особый “пяточный камень”. Если смотреть из центра Стоунхенджа, то точно над этим камнем восходит Солнце в день летнего солнцестояния.

Камни Стоунхенджа указывают на точки восхода и захода Солнца на небосводе в дни солнцестояний и равноденствий. Точно так же отмечены в Стоунхендже точки восхода и захода Луны.

Помимо солнечных часов для измерения времени в разных странах с глубокой древности применялись водяные часы – клепсидры. В отдельных случаях водяные часы имели конструкцию и давали возможность с большей точностью регистрировать длительные интервалы времени.

Древний Египет

Древняя египетская цивилизация возникла в плодородной долине Нила. За три тысячелетия до нашей эры египтяне преуспели в разработке календаря. На небе ими была выделена стройная система групп звезд, которые служили для предсказаний смены времен года и измерения времени ночью, когда не Солнца. Они конструировали сложные астрономические приборы: солнечные часы и водяные часы – клепсидры. Результаты наблюдений небесных светил находили отражение в религиозных верованиях и погребальных египтян, имели влияние на архитектуру и проникли в литературу.


В Древнем Египте усыпальницами фараонов служили гигантские каменные пирамиды, которые причисляли к семи чудесам света. При возведение пирамид их ориентация и взаимное расположение определялись по астрономическим данным.

Древний Вавилон

Вавилонские жрецы, проникая в тайны окружающего мира, первыми взяли на вооружение число и меру. В результате тщательных наблюдений за движением Солнца по небосводу они разделили окружность на 360º. Смещение Солнца на величину его диска, т. е. угол, под которым видны два как бы “сложенных” рядом солнечных диска вавилоняне, считали одним “шагом Солнца”. Полный круговорот Солнца по небосводу состоит ровно из 360 таких “шагов”.

Школьники всех стран мира сегодня прилежно изучают вавилонскую шестидесятеричную систему счисления. Не может быть, воскликните вы. Но в действительности это именно так и есть. По этой системе счисления целое делится на 60 частей. Деление градуса на 60 минут, а минуты на 60 секунд – это и есть применение на практике шестидесятеричной системы счисления. Так же поделены часы и минуты времени.


В лучших музеях мира хранятся невзрачные глиняные черепки – осколки великих “халдейских таблиц” они содержат детальные сведения о движении по небосводу Луны и ярких планет. Таблицы сложны и расшифровать их в XIX веке стоило огромных усилий. Вавилонские таблицы составляли огромные глиняные библиотеки. Они, наравне с драгоценностями, помещались в храмах.

Античная астрономия

Наиболее важным научным центром античного мира стал город Александрия, основанный в дельте Нила при Александре Македонском. В Александрии возникло невиданное ранее учреждение – Храм Муз – Музей, или, в греческом произношении, Мусейон, который дал кров всем приглашенным в столицу Египта знаменитостям. Они писали книги, изобретали, строили приборы, упражнялись в ораторском искусстве.

Самой притягательной силой Храма Муз, которая влекла к себе ученых со всех концов античного мира, стала Александрийская библиотека. В годы расцвета библиотеки в ней насчитывалось свыше полумиллиона рукописей.

В Александрии первыми в античном мире выполняли наблюдения положений звезд Аристилл и Тимохарис. Там же работал Аристарх Самосский, который утверждал, что Земля обращается вокруг Солнца; его мысль была гениальной догадкой. В 134 г. до н. э. Гиппарх отметил на небе вспышку Новой звезды в созвездии Скорпиона. Считается, что именно это навело его на мысль составить для потомков подробный каталог с возможно более точным указанием положений на небе около тысячи звезд. Наконец во II в. н.э. в Александрии жил и работал величайший из астрономов древности Клавдий Птолемей. Он искуснейшим образом систематизировал все предшествующие астрономические знания и подробным образом изложил их в уникальном труде “Великое математическое построение астрономии в XIII книгах”.


Страны Ислама

Наследие античного мира было сохранено и приумножено арабоязычными учеными стран ислама. Подобно заботливой няне, бережно отпаивающей молоком зачахшего от тяжелой болезни ребенка, ученые арабского мира сберегали от дальнейшего уничтожения и воспроизводили древние приборы, рукописи, изучали методы наблюдений, применявшиеся античными авторами. Они переводили на арабский язык сочинения греческих мыслителей, составляли комментарии, писали учебники. Но работа арабских ученых не сводилась к простому копированию чужих исследований. Они стоили обсерватории, конструировали новые приборы, выполняли многочисленные самостоятельные наблюдения.

В XV в. правитель Самарканда Улугбек соорудил обсерваторию, равной которой история до него еще не знала. Чтобы не возводить чересчур высокого здания, строители поместили нижнюю часть вертикального измерительного круга в траншею, уходящую в скальный грунт на глубину 11м. Надземная часть этого угломерного инструмента высотой около 30м была выложена из кирпича. Раскопки открыли сохранившуюся часть удивительной астрономической обсерватории Улугбека.

Древние цивилизации Америки


Долгое время история науки страдала хроническим “европоцентризмом”. Вся история человечества рисовалась лишь как история европейской культуры. Между тем, огромный вклад в сокровищницу общечеловеской цивилизации внесли народы других континентов. Астрономия получила большое развитие у коренных жителей американского континента – майя, инков, ацтеков. Храмы ацтеков, опустошенные нашествиями испанских и португальских конкистадоров, доныне хранят многие тайны этой погибшей цивилизации.

Каменный календарь ацтеков или Солнечный камень, был обнаружен во время мощения площади Плаца Майор в городе Мехико. С 1885г. выставлен в Национальном музее. Базальтовый монолит массой 25 т, высеченный в форме круга диаметром более 3,5м, служит уникальным памятником астрономической культуры древних обитателей Мексики.

Средневековый Китай

Богатую историю имеет наука о звездах в Китае, Корее, Японии, других странах Дальнего Востока. В Древнем Китае, например, первая астрономическая обсерватория была оборудована за 1100 лет до н. э. На ее месте поныне сохранились остатки старинного гномона – древнейшего астрономического прибора, построенного здесь в VII в. до н. э. Записи на каменных плитах свидетельствуют о последующих перестройках этой обсерватории.

Китайские астрономы составляли календари и с этой целью вели непрерывные наблюдения, отмечая все происходящие на небе явления. Подробные китайские летописи послужили материалом для изучения комет, новых и сверхновых звезд.


Астрономия на Руси

Пристальный интерес к астрономии возникает в России в эпоху реформ Петра I. Большой вклад в ее развитие внес сподвижник Петра I Яков Вилимович Брюс. В 1702 г. для нужд учрежденной Петром школы “математических и навигацких хитросно искусств учения” он оборудовал обсерваторию в Москве на Сухаревой башне. В 1715г. Навигацкая школа преобразуется в Морскую академию и переводится в Санкт — Петербург, где Брюс вновь организует обсерваторию.

В 1726г., уже после смерти Петра I, в Санкт – Петербурге открывается астрономическая обсерватория Санкт – Петербургской академии наук, для которой на здании академии на Васильевском острове, где находилась и Кунсткамера, была возведена специальная трехъярусная башня.

Новое место во Вселенной

В XIV – XVI вв. в исторической судьбе средневековой Европы наступает период, который мы называем эпохой Возрождения. Европейцы заново открывают для себя величие погибшей античной культуры. Сковывавшие каждый шаг человека жесткие религиозные традиции ослабевают. В центре внимания общества оказывается не фанатик веры и аскет, а человек духовно богатый и физически сильный, с его стремлением к подвигу и познанию истины. С изобретением книгопечатания люди зачитываются произведениями великих гуманистов. Европейские мореплаватели открывают новые моря, посещают незнакомые страны и материки.

Среди титанов эпохи Возрождения имена Леонардо да Винчи, Колумба, Магеллана, Васко да Гамма, Микеланджело и Рафаэля. Эпохе Возрождения принадлежал и гениальный астроном Николай Коперник.


Как начертано на одном из памятников ученному, Коперник “остановил Солнце и двинул Землю”. Он поколебал религиозную веру в то, что Вселенная создана в угоду человеку и Земля покоится неподвижно в центре мироздания. Он учил, что Земля всего-навсего одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Так в эпоху Возрождения человек обрел для себя новое место во Вселенной.

Астрономия точная наука

Сколько же мужества потребовалось Копернику, чтобы поверили в его правоту и позволили издать книгу со взглядами, что не Земля, а Солнце находится в центре мира. Проблема мироздания благодаря Копернику захватила умы ученых на рубеже XVI и XVII вв. Его идеи противоречили религиозным догмам и считались крамольными. Несколько десятилетий после смерти автора они вызывали нарекания и возражения. Но их взяли на вооружения творцы новой науки – Джордано Бруно, Иоганн Кеплер, Галилео Галилей.

В 1572 г. на небе в созвездии Кассиопея вспыхнула странная новая звезда. Она окончательно смутила душу молодого датского дворянина Тихо Браге. На полученном от датского короля во владение острове Вен, он возвел две обсерватории. Одну из них он назвал Ураниборг – “дворец астрономии” и наблюдал в ней сам. Вторую же – Стьернеборг / “звездный дворец”/ — он предоставил своим многочисленным ассистентам и ученика.


Тихо оснастил обе обсерватории десятками точнейших астрономических инструментов собственной конструкции. После кончины Тихо Браге сундук с наблюдениями достался его новому помощнику Иоганну Кеплеру.

Иоганн Кеплер всю свою сознательную жизнь с беспримерным упорством искал гармонию мира и его частей, мечтал выразить числом и мерой совокупность природных явлений. Многое из того, что вдохновляло Кеплера оказалось ложным. Но материалы многочисленных наблюдений датского астронома Тихо Браге позволили Кеплеру сделать открытия в астрономии. Восемь лет после смерти Тихо императорский математик Кеплер, не получавший ни гроша за свою работу от императора, перебивавшийся составлением гороскопов и случайными заработками, живший впроголодь в вопиющей бедности, искал по наблюдениям Тихо законы движения Марса. И он нашел то, что искал. Кеплер первым действительно нашел законы, которым подчиняются движения планет. Эти законы до наших дней широко используются в астрономии и носят название трех законов Кеплера. А за Кеплером утвердилась слава “законодателя неба”.

Первый закон Кеплер: каждая планет движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Связки черновиков, писем и рукописей Кеплера неоднократно меняли владельцев, переходя из рук в руки. Во второй половине XVII в. они чудом уцелели во время пожара. В начале XVIII в. в Лейпциге они были сплетены в 22 тома с тисненым на белых пергаментных переплетах девизом “Богу и людям”. В 1773г. при посредстве Леонарда Эйлера они были приобретены правительством Екатерины II для Санкт – Петербургской Академии наук. Сейчас они хранятся в Санкт – Петербурге в архиве Российской Академии наук.

Второй закон Кеплера: планеты движутся по своим орбитам с переменной скоростью таким образом, что площади, описываемые радиусом – вектором от центра Солнца до планеты за равные промежутки времени, оказываются равными.

Третий закон Кеплера: квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит.

Эра телескопов

Галилей не был изобретателем подзорной трубы. Он услышал о ней, сам соорудил для себя такую трубу и с осени 1609 г. широко использовал для астрономических целей. Даже скромного увеличения галилеевой трубы хватило, чтобы тотчас сделать несколько потрясающих открытий. Он обнаружил, что поверхность Луны очень неровная. Как и на Земле, там есть горы и долины. Неожиданно была раскрыта тайна Млечного Пути. Оказалось, что это вовсе не туманное сияние, порожденное атмосферой, а скопление громадного множества слабых звезд. В январе 1610г. Галилей открывает сразу 4 спутника Юпитера. С помощью телескопа Галилей замечает, что планета Венера “подражает” Луне: она меняет свой вид. Смена фаз Венеры служит решающим доказательством того, что она, в соответствии со взглядами Коперника, действительно обращается вокруг Солнца.

Галилей открывает пятна на Солнце и убеждается, что Солнце вращается вокруг своей оси.

Галилео Галилей вместе с Джордано Бруно и Иоганном Кеплером принадлежат к когорте самых ярких деятелей научной революции, которая произошла в Европе на рубеже XVI и XVII вв. В ходе этой революции резко изменилось положение науки в обществе, цели науки, средства их достижения, весь арсенал идеалов и норм научного творчества. Наука отказалась от многих закостеневших представлений. Научные идеи стали проверяться экспериментами и строгими математическими расчетами. Получил распространение лозунг, провозглашенный Ф. Бэконом: “Знание — сила”, и науку стали широко привлекать для решения практических задач. Процессы, начавшиеся в астрономии, открыли дорогу для невиданного ранее прогресса всего естествознания.

После открытий Галилея становится ясно, что для изучения неба нужно строить большие телескопы.

Строительством огромных “воздушных” телескопов прославился польский астроном-наблюдатель, богатый купец из города . Крупнейший из телескопов Гевелия пришлось устанавливать за городом, укрепив на специальной мачте высотой в 30м. В длину он достигал 45м. “Воздушным” такие телескопы называли потому, что они не имели сплошной трубы.

Закон Всемирного тяготения

Завершал научную революцию XVII в. великий британский ученый Исаак Ньютон. Он широко известен своими работами в области механики и оптики, разработал основы дифференциального и интегрального исчислений, далеко двинул вперед многие разделы математики и физики. И малой доли этих работ хватило бы, чтобы увековечить имя любого ученого. Но Ньютону принадлежит еще одна заслуга, которая затмила все остальные: он сформулировал закон всемирного тяготения, который управляет движениями тел. Этому закону подчиняется и падение яблока, и вращение Луны вокруг Земли.

Закон всемирного тяготения гласит: все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Все три закона Кеплера оказались следствиями закона всемирного тяготения. Этот закон стал основой новой физики. Но наибольшее влияние он оказал именно на развитие астрономии. Изучение движения небесных тел на основе закона всемирного тяготения и классической механики стало особой ветвью астрономической науки – небесной механики.

Из закона всемирного тяготения следовало, что вращающаяся Земля должна иметь форму слегка сплюснутого у полюсов шара. Противники же Ньютона, особенно во Франции, утверждали, что Земля имеет форму яйца. Споры по этому поводу продолжались не одно десятилетие, и разрешить их окончательно могли только точные астрономические и геодезические измерения на разных широтах: как можно ближе к полюсу и как можно ближе к экватору. Эти работы были выполнены экспедициями Парижской Академии наук в первой половине XVIII в. и привели к полному торжеству закона всемирного тяготения.

Лучшие вычислители Франции на основе закона всемирного тяготения составили к 1758 г. для кометы Галлея “расписание движения”, и комета не обманула ожиданий. Она появилась на земном небосклоне как хороший поезд без нарушения установленного “графика”. То было очередной значительной победой закона всемирного тяготения.

Благодаря закону всемирного тяготения по небольшим уклонениям в движении планеты Уран удалось теоретически вычислить положение еще одной никому не известной планеты Солнечной системы. Так осенью 1846г. была действительно открыта планета Нептун. Это было триумфом небесной механики, и никаких сомнений в справедливости закона всемирного тяготения с той поры уже не возникало.

За пределы солнечной системы

Вильям Гершель тысячи раз направлял свой телескоп в разные участки неба и тщательно подсчитывал, сколько звезд попало одновременно в его поле зрения. За полученными подсчетами вставала важная закономерность. Оказалось, что видимые на небе звезды не разбросаны хаотично, а образуют гигантскую звездную систему. От греческого слова галактикос – млечный – звездная система, основу которой составляет Млечный Путь, получила название Галактика.

В. Гершель впервые дал представление о форме Галактики. Благодаря работам Гершеля в XVIII в. из астрономии выделилась еще одна область исследований, получившая название звездная астрономия. Этот отдел астрономии занимается изучением строения и развития нашей Галактики и других звездных систем.

Телескопы Гершеля не имели такой длины, как трубы Гевелия. Но зато у них были огромные объективы, которые позволяли Гершелю наблюдать очень слабы объекты. Самый крупный из зеркальных телескопов Гершеля имел в качестве объектива зеркало поперечником 120см при сравнительно короткой трубе – 12м. Верх – вниз телескоп двигался с помощью блоков, а вправо – влево поворачивался на специальной платформе.

Астрономия XIX в. обязана своим прогрессом деятельности двух выдающихся ученых: Фридриха Вильгельма Бесселя в Германии и в России. Им обоим практически одновременно удалось впервые измерить расстояние до звезд.

В 1839г. сбылась мечта . Полный состав Академии наук, дипломатический корпус и многочисленные гости собираются на торжественное открытие новой обсерватории. Разместилась она вблизи тогдашней столицы Санкт – Петербурга, в 18км к югу от Зимнего дворца, на одном из Пулковских холмов.

Пулковская обсерватория отпраздновала свое 150-летие. За эти годы ее работа прерывалась лишь во время Великой Отечественной войны, когда линия фронта проходила по территории обсерватории. От построек обсерватории не осталось камня на камне. На стороне холма, обращенной к Санкт – Петербургу, уцелело только небольшое кладбище, где похоронены Пулковские астрономы, начиная с основателя обсерватории .

После войны, невзирая на трудное для страны время, в память о славе Пулковской обсерватории ее архитектурный облик был полностью восстановлен в том виде, как его задумал известный русский зодчий , брат знаменитого живописца. Было сделано только одно отступление: вместо старинных деревянных куполов над башнями телескопов установили современные металлические купола сферической формы.

Рождение Астрофизики

Исаак Ньютон с помощью стеклянной призмы расщепил солнечный луч на радужную полоску-спектр. Вильям Гершель, измеряя температуру разных участков солнечного спектра, открыл присутствие невидимых лучей за его красным краем. Они получили название инфракрасных.

Вскоре невидимые глазом лучи были обнаружены также и за фиолетовым краем, — их стали называть ультрафиолетовыми. Известны еще невидимые рентгеновские лучи. При распаде радиоактивных веществ образуются гамма-лучи. И, наконец, каждый слышал о радиоволнах.

Физики показали, что все перечисленные выше излучения имеют одинаковую сущность. Это электромагнитные колебания или же электромагнитные волны. Они отличаются друг от друга длинами волн. Спектр видимого – света лишь узенький участок полного спектра электромагнитных колебаний разных длин волн. Звезды во Вселенной излучают не только видимый свет. Их излучение распределено практически по всему спектру электромагнитных волн.

Первые фотографии небесных тел

Изучение спектров Солнца и звезд привело к потрясающим открытиям. Мы узнали о химическом составе звезд, их температуре, скорости движения в пространстве. Спектральный анализ в конце XIX в. дал толчок бурному развитию еще одного нового раздела астрономии, который получил название астрофизики.

Другим мощным стимулом развития астрофизики в XIX в. послужило изобретение фотографии. Так случилось, что первое в мире публичное сообщение об изобретении фотографии 19 августа 1839г. сделал астроном. Астрономы всего мира тотчас оценили великое значение фотографии для науки. Уже в 1840г. были получены первые фотографии Луны, а следом за этим фотографическая пластинка была применена для регистрации спектров. Фотокамера в совокупности с телескопом стала незаменимым астрономическим прибором.

Качество телескопов и качество фотографических пластинок неуклонно росло, позволяя астрономом открывать такие подробности в строении других небесных тел, о которых прежде нельзя было даже мечтать. Перед началом космической эры фотографии Луны, например, допускали исследование деталей ее поверхности размерами всего в 200 – 300метров, т. е. на Луне, если бы он существовал, можно было бы обнаружить обыкновенный стадион.

За границей земной атмосферы

На протяжении тысячелетий астрономы даже не догадывались, что существует возможность наблюдать нечто, отличное от видимого света. Дело в том, что атмосфера Земли поглощает идущее к ней излучение почти всех длин волн, за двумя исключениями. Во-первых, она почти полностью пропускает видимый свет. Это одно, так называемое, “окно прозрачности” атмосферы. Второе “окно прозрачности” приходится на часть радиодиапазона. С развитием радиотехники в середине XX в. у астрономов появилась возможность воспользоваться этим вторым “окном”. Так родилась радиоастрономия. Излучения всех остальных длин волн из мирового пространства наблюдать с поверхности Земли никак нельзя.

Смысл работы астрономов заключается в анализе электромагнитного излучения от других небесных тел. Но толща атмосферы Земли препятствует такой работе. Во – первых, атмосфера рассеивает солнечные лучи, и утром с появлением Солнца небо на Земле становится голубым: рассеянный свет мешает наблюдать слабые объекты. Во – вторых, в толще атмосферы световые лучи искривляются, и светила оказываются как бы смещенными со своих реальных мест, вдобавок к этому из – за воздушных течений в атмосфере они еще дрожат и мерцают. И, наконец, в–третьих, атмосфера поглощает все электромагнитные излучения вне “окон прозрачности”.

Для астрономов оставался один – единственный путь прогресса – поднять свои приборы выше атмосферы, туда, где нет воздуха. Но туда, где нет воздуха, не могут взмыть ни воздушные шары, ни дирижабли, ни самолеты. Так судьба астрономии оказалась неразрывно связанной с летательными аппаратами, которые могут преодолеть земное притяжение и улететь выше воздушной оболочки Земли. Будущее астрономии попало в зависимость от прогресса космонавтики.

Преодолев земное ПРИТЯЖЕНИЕ

Мечты человека подняться за облака и улететь на другие небесные тела насчитывают не одно тысячелетие. Фантазия греческого сатирика II в. н.э. Лукиана Самосатского отослала его героев к Луне: “… Семь дней и столько же ночей мы плыли по воздуху, на восьмой же увидели в воздухе какую – то огромную землю, которая была похожа на сияющий шарообразный остров. А страна эта… не что иное, как светящая вам, живущим внизу, Луна…”. Средства для путешествий к иным мирам в отдаленные времена были бесхитростны: ураган, испаряющаяся на Солнце роса, упряжка птиц, привязанные за спиной крылья.

В XVII в. “ученые женщины” Мольера на разные лады рассуждают о наблюдениях Луны в телескоп:

Филаминта:

Одно открытие есть: себя не льстя нимало,

Скажу вам, что людей я на Луне видала

Белиза:

Людей мне видеть там не удалось как раз,

Но колокольни – да, совсем как вижу вас.

В качестве первоапрельской шутки 1835г. Нью–Йоркская газета “Сан” поместила сообщение, что на Луне найдены не только странные животные, но и люди, похожие на летучих обезьян. Большинство других газет и их читателей попались на эту удочку.

В 1865г. написан роман француза Ашиля Эйро “Путешествие на Венеру”. Люди продолжали грезить о посещении других миров и встречах с инопланетянами, но полеты и мечты намного опережали прогресс науки.

Однако даже самые выдающиеся умы середины прошлого века еще не могли ответить на вопрос: как на деле осуществлять космические странствия. Только на рубеже XIX и XX вв. несколько ученых – первопроходцев всерьез подошли к решению этой проблемы.

Яркую страницу в историю науки вписал участник русской революционной организации “Народная Воля” (1853 – 1881). За участие в покушении на царя он был приговорен к смертной казни. Во время короткого тюремного заключения Кибальчич подготовил рукопись “Проект воздухоплавательного прибора”. Талантливый изобретатель описал “предварительную конструкцию ракетного самолета”. Его рукопись потонула в жандармском архиве.

Иной проект космического корабля с реактивным двигателем предложил в 1893г. немецкий изобретатель Герман Гансвиндт (1856 – 1934). С 1907г. работал в области ракетостроения и межпланетных полетов американский инженер Роберт Годдард (1882 – 1945). С 1912г. активно занимался проблемами космических полетов крупный французский ученый и авиаконструктор Роббер Эно–Пельтри (1881 – 1957). Он ввел в употребление термин астронавтика.

Выдающееся место среди пионеров космонавтики принадлежит русскому ученому и философу (1857 – 1935).

Скромный учитель из захолустного губернского города Калуги, страдавший глухотой и не находивший поддержки своим научным устремлениям, сумел преодолеть на жизненном пути все преграды. Величайшая заслуга Циолковского перед человечеством состоит в том, что он открыл людям глаза на реальные пути осуществления космических полетов.

первым показал, что ракета – единственно возможное средство овладения космическим пространством. В то время как первые аэропланы с трудом перелетали с холма на холм, из города в город, Циолковский разработал теорию реактивного движения – основу современной ракетно–космической техники.

В двадцатые и тридцатые годы нашего века рекорд за рекордом ставят летательные аппараты легче воздуха: дирижабли и стратостаты. Одновременно в этот период развернулись интенсивные работы по практическому созданию реактивных двигателей и ракет. Прогресс в этой области стал фундаментом космонавтики.

Первый запуск ракеты с жидким топливом в 1926г. произвел американец Р. Годдард. За 2,5сек. полета ракета покрыла расстояние в 56м., поднявшись на высоту 12,5м.

В 1927г. в Германии под влиянием Г. Оберта начинает работу Общество межпланетных сообщений.

В апреле – июне 1927г. в Москве прошла Первая всемирная выставка проектов и моделей межпланетных аппаратов и механизмов.

В Ленинграде проблемами ракет занимался автор многих ракетных двигателей . В Москве разворачивалась деятельность Группы изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с и . С конца 1933г. в Москве начал работу Реактивный научно – исследовательский институт. В этом же году под Москвой были осуществлены первые запуски отечественных ракет ГИРД – 09 и ГИРД – Х.

Толчком к дальнейшему развитию ракетостроения послужило военное применение ракет как грозного оружия второй мировой войны

Литература:

1.  Атлас “Человек и Вселенная”, атлас составлен и подготовлен к печати производственным картососвительским объединением «картография». Специальное содержание атласа разработано под руководством .

Комитет по геодезии и картографии Российской Федерации, 1994г.

Источник: pandia.ru

Астрономия является одной из старейших естественных наук, ещё в глубокой древности люди интересовались движением светил по небосводу. Древние астрономические наблюдения делались в Египте, Вавилоне, Греции, Риме. В Средние века большое развитие получила астрология, из которой в XVIII веке выделилась собственно астрономия.

Возникновение и основные этапы развития астрономии

Астрономия является одной из древнейших наук. Первые записи астрономических наблюдений, подлинность которых несомненна, относятся к VIII в. до н. э. Однако известно, что еще за 3 тысячи лет до н. э. египетские жрецы подметили, что разливы Нила, регулировавшие экономическую жизнь страны, наступали вскоре после того, как перед восходом Солнца на востоке появлялась самая яркая из звезд, Сириус, скрывавшаяся до этого около двух месяцев в лучах Солнца. Из этих наблюдений египетские жрецы довольно точно определили продолжительность тропического года.

В Древнем Китае за 2 тысячи лет до н. э. видимые движения Солнца и Луны были настолько хорошо изучены, что китайские астрономы могли предсказывать наступление солнечных и лунных затмений.

Астрономия, как и все другие науки, возникла из практических потребностей человека. Кочевым племенам первобытного общества нужно было ориентироваться при своих странствиях, и они научились это делать по Солнцу, Луне и звездам. Первобытный земледелец должен был при полевых работах учитывать наступление различных сезонов года, и он заметил, что смена времен года связана с полуденной высотой Солнца, с появлением на ночном небе определенных звезд. Дальнейшее развитие человеческого общества вызвало потребность в измерении времени и в летосчислении (составлении календарей).

Все это могли дать и давали наблюдения над движением небесных светил, которые велись в начале без всяких инструментов, были не очень точными, но вполне удовлетворяли практические нужды того времени. Из таких наблюдений и возникла наука о небесных телах — астрономия.

С развитием человеческого общества перед астрономией выдвигались все новые и новые задачи, для решения которых нужны были более совершенные способы наблюдений и более точные методы расчетов. Постепенно стали создаваться простейшие астрономические инструменты и разрабатываться математические методы обработки наблюдений.

В Древней Греции астрономия была уже одной из наиболее развитых наук. Для объяснения видимых движений планет греческие астрономы, крупнейший из них Гиппарх (II в. до н. э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира Птолемея (II в. н. э.). Будучи принципиально неверной, система Птолемея, тем не менее, позволяла предвычислять приближенные положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение нескольких веков.

Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии. Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой значительный упадок естественных наук, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия. В эпоху мрачного средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.

Рациональное развитие в этот период астрономия получила лишь у арабов и народов Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени — Аль-Батани (850—929 гг.), Бируни (973—1048 гг.), Улугбека (1394—1449 гг.) и др.

В период возникновения и становления капитализма в Европе, который пришел на смену феодальному обществу, началось дальнейшее развитие астрономии. Особенно быстро она развивалась в эпоху великих географических открытий (XV—XVI вв.). Нарождавшийся новый класс буржуазии был заинтересован в эксплуатации новых земель и снаряжал многочисленные экспедиции для их открытия. Но далекие путешествия через океан требовали более точных и более простых методов ориентировки и исчисления времени, чем те, которые могла обеспечить система Птолемея. Развитие торговли и мореплавания настоятельно требовало совершенствования астрономических знаний и, в частности, теории движения планет. Развитие производительных сил и требования практики, с одной стороны, и накопленный наблюдательный материал, — с другой, подготовили почву для революции в астрономии, которую и произвел великий польский ученый Николай Коперник (1473—1543), разработавший свою гелиоцентрическую систему мира, опубликованную в год его смерти.

Учение Коперника явилось началом нового этапа в развитии астрономии. Кеплером в 1609—1618 гг. были открыты законы движений планет, а в 1687 г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения.

Новая астрономия получила возможность изучать не только видимые, но и действительные движения небесных тел. Ее многочисленные и блестящие успехи в этой области увенчались в середине XIX в. открытием планеты Нептун, а в наше время — расчетом орбит искусственных небесных тел.

Следующий, очень важный этап в развитии астрономии начался сравнительно недавно, с середины XIX в., когда возник спектральный анализ, и стала применяться фотография в астрономии. Эти методы дали возможность астрономам начать изучение физической природы небесных тел и значительно расширить границы исследуемого пространства. Возникла астрофизика, получившая особенно большое развитие в XX в. и продолжающая бурно развиваться в наши дни. В 40-х гг. XX в. стала развиваться радиоастрономия, а в 1957 г. было положено начало качественно новым методам исследований, основанным на использовании искусственных небесных тел, что в дальнейшем привело к возникновению фактически нового раздела астрофизики — рентгеновской астрономии.

Значение этих достижений астрономии трудно переоценить. Запуск искусственных спутников Земли. (1957 г., СССР), космических станций (1959 г., СССР), первые полеты человека в космос (1961 г., СССР), первая высадка людей на Луну (1969 г., США), — эпохальные события для всего человечества. За ними последовали доставка на Землю лунного грунта, посадка спускаемых аппаратов на поверхности Венеры и Марса, посылка автоматических межпланетных станций к более далеким планетам Солнечной системы.

 

Источник: science.wikia.org

Источник: mail.kz

Звезды над головой

Звездное небо уже в самой глубокой древности притягивало взгляды наших предков. Тысячи далеких светил, мерцая в черной бездне, пугали и манили, скрывали непостижимые тайны и загадки. Уже в те времена человек пытался понять, какое место отведено ему во Вселенной, что собой представляет этот огромный мир, как он устроен, было ли у него начало или он существовал всегда, возникла ли Вселенная сама по себе или к ее сотворению приложили руку могущественные божества.

На заре цивилизации, когда люди были почти бессильны перед могуществом природы, возникла вера в сверхъестественные силы, которые по своей воле создали мир и управляют им. На протяжении тысячелетий обожествлялась Луна и Солнце, а планеты служили символами других менее влиятельных богов. Об этом мы знаем из мифов многих народов мира.

Коротая ночи у костров, люди заметили, что звезды всегда остаются одними и теми же и не меняют взаимного расположения. Лишь немногие светила движутся по небу иначе, по каким-то особым законам. Некоторые из неподвижных звезд образовывали на небе приметные фигуры — созвездия, которые можно было легко отыскать. Часть из них располагалась так, что по ним можно было сориентироваться в отсутствие Солнца, другие позволяли следить за движением ночного неба и по времени их восхода и захода определять время.

Солнце, Луна и звезды стали первыми ориентирами, по которым первобытные кочевники научились определять направление в своих странствиях. А при переходе к оседлому образу жизни земледельцы заметили, что смена времен года и наступление дождливых и засушливых периодов связаны с появлением на ночном небе определенных звезд. Так одна из важнейших потребностей повседневной жизни — необходимость ориентироваться во времени и пространстве — заставила людей все пристальнее изучать небесные явления, следить за движением Солнца и Луны, восходом и заходом звезд и созвездий в разное время ночи и в течение года.

Первые представления людей о мироздании были чрезвычайно наивными: все «земное» в них противопоставлялось «небесному». Люди полагали, что существует «небесная твердь», своего рода купол, к которому прикреплены различные светила, а Землю считали плоской и принимали за неподвижный центр Вселенной.

Позднее «небесную твердь» пришлось заменить подвижной «небесной сферой». Это понадобилось для того, чтобы объяснить движение созвездий. Позднее «сфер» стало несколько — считалось, что к одной из них прикреплены Солнце и Луна, к другой — планеты, к третьей, самой удаленной — звезды. Было также замечено, что в той части неба, где днем никогда не бывает Солнца, ночью загораются звезды и созвездия, которые никогда не заходят, а среди них и Полярная звезда, всегда неподвижная и указывающая северную сторону горизонта.

Астрономические наблюдения, связанные с необходимостью ориентироваться во времени и пространстве, возникли на очень ранних этапах развития человечества. За много веков до появления письменности и первых государств, были сделаны многие важные открытия, связанные с движением светил на небе. Так родилась астрономия — древнейшая из наук.

Первобытные народы смогли довольно точно определить продолжительность года, знали время наступления солнцестояний и равноденствий, так как с этими событиями были связаны разливы рек, начало и завершение сельскохозяйственных работ. К этим датам были приурочены праздники: праздник начала весны, связанный с прохождением Солнца через точку весеннего равноденствия и весенним полнолунием, и праздник завершения сбора урожая, связанный с осенним равноденствием и полнолунием. Точных дат у праздников не было, их каждый раз приходилось вычислять на основе наблюдений за небом.

Уже за 2 тыс. лет до н. э. астрономы Древнего Китая так хорошо изучили видимые движения Солнца и Луны, что могли с большой точностью предсказывать наступление солнечных и лунных затмений.

Удивительно, но факт: задолго до того, как люди получили более или менее полные представления о Земле и накопили географические знания, они уже ориентировались во Вселенной и создавали ее первые модели. Овладение пространством человечество начало с космоса и лишь впоследствии обратило свои взоры к Земле.

Место, где изучают звездное небо

Для наблюдения за астрономическими явлениями люди издревле строили специальные сооружения — обсерватории, которые в то время представляли собой башни со смотровыми площадками. Их возводили обычно на высокой и открытой местности. Согласно предположению некоторых ученых, первая в мире обсерватория была построена более 7 тысяч лет назад в горах Армении. Доподлинно известно, что в Древнем Египте существовало много обсерваторий, а трудились там жрецы.

Астрономия в Древнем Египте

В Древнем Египте астрономия считалась самой важной и почетной наукой. Ею занимались только избранные люди высокого происхождения — жрецы. Им уже было известно, что сутки на Земле продолжаются 24 часа, а год — 365 суток, они знали все лунные фазы и легко могли составить любой календарь. Простые египтяне, считавшие, что все небесные тела являются божествами, думали, что жрецы-астрономы осведомлены о планах богов. Именно поэтому с астрономами в Египте советовались даже правители страны — фараоны.

Древние египтяне, как и многие другие народы, понимали, что важнейшую роль в жизни людей на Земле играет Солнце. Изо дня в день они наблюдали, как светящийся диск щедро награждает их своим теплом и светом, а когда Солнце заходит, наступает кромешная тьма. Поэтому египтяне любили и почитали небесное светило, считая его главным богом, и называли именем Ра, что в переводе с древнеегипетского и означает «Солнце».

Астрономия в Древней Греции

Древняя Греция, или Эллада, как называли свою землю сами греки, достигла расцвета в конце 1 тыс. до н. э. Греки переняли многие знания и учения Египта и Вавилона, но изменили и привели в систему так, как сами они видели и понимали мир. Астрономия в Древней Греции стала одной из важнейших наук — ею занимались не только жрецы, мореплаватели и купцы, но и крупнейшие философы, которые зачастую были также учеными широчайших познаний. Древнегреческая карта неба и названия многих астрономических объектов сохранились до наших дней. Еще в 9 в. до н. э. в поэмах Гомера «Илиада» и «Одиссея» были описаны приемы определения месяца и года, ведения календаря и отсчета времени.

Великий древнегреческий философ Платон (428—348 гг. до н. э.) одним из первых высказал догадку о том, что Земля представляет собой шар, хотя его предшественники всегда представляли ее в виде плоского или выпуклого диска. Огромное влияние на астрономов Греции имел призыв Платона найти объяснение неравномерностям в движении различных светил.

Евдокс Книдский

Первым, кто услышал призыв Платона, был Евдокс Книдский (408— 355 гг. до н. э.), создатель целой астрономической школы, заложивший основы теоретической астрономии. Евдокс был творцом невероятно сложной модели движения планет, которая, однако, объясняла их поведение на небе — всех, за исключением Марса. Он также составил первый в Европе каталог звезд.

Греки считали небо состоящим из твердых прозрачных оболочек — сфер, расположенных на различной высоте от поверхности Земли и вращающихся вокруг нее. Светила закреплены неподвижно на небесных сферах. На самой удаленной от Земли сфере расположены звезды — поэтому они совершают полный оборот ровно за сутки. Подбирая скорости вращения, взаимное расположение других сфер и углы наклона их осей, Евдокс сумел объяснить даже такую загадку, как петли, описываемые на небе Марсом, Юпитером и Сатурном на фоне звезд.

Позже модель Евдокса включил в свое учение о природе философ и ученый Аристотель (384—322 гг. до и. э.), но никакие ухищрения не могли сделать эту модель точной — ведь «сфер Евдокса» просто не существовало в природе.

Крупнейший древнегреческий астроном и философ Аристарх Самосский (310—250 гг. до н. э.) родился на острове Самос в Эгейском море. Одним из первых он использовал геометрические вычисления для определения размеров Солнца и Луны и нахождения отношений между их размерами и орбитами, по которым эти светила движутся. Правда, он допустил немало ошибок, и в результате диаметр Солнца у него получился всего в шесть раз больше земного, а Луны — в три раза меньше. Аристарх считал, что Солнце находится в центре нашей планетной системы, несмотря на то что современники просто смеялись над этой идеей и обвиняли ученого в оскорблении богов. Смену дня и ночи на Земле он объяснял абсолютно верно — вращением Земли вокруг своей оси, а Луну называл спутником Земли.

Гиппарх Никейский

Гиппарха Никейского (161—126 гг. до н. э.) часто называют самым прославленным астрономом древности. На протяжении многих лет он вел наблюдения за звездами и сравнивал их с результатами вавилонских астрономов. Гиппарх составил самый точный звездный каталог, включавший более тысячи звезд, и первым ввел в науку понятие звездных величин, разделив все звезды на шесть категорий — от самых ярких до едва видимых глазом.

Гиппарх был мастером точных измерений. Определив, что продолжительность сезонов — лета, зимы, осени и весны — несколько отличается, он понял, что это явление объясняется особым положением Солнца на небесной сфере. Ученый также усовершенствовал календарь, определив продолжительность года в 365,25 дня.

Клавдия Птолемея

Своей вершины античная астрономия достигла в трудах древнегреческого астронома, математика и географа Клавдия Птолемея (87—165 гг. н. э.). Его главный труд — «Великое математическое построение», или «Альмагест» на целое тысячелетие стал «библией» для астрономов и математиков.

В «Альмагест» вошли все достижения астрономии начиная с глубокой древности, ряд открытий, сделанных самим Птолемеем, а также каталог звездного неба со списком 48 созвездий и 1022 звезд. Ученый описал все приборы и методы вычислений, которые использовались в его время, и предложил математическую модель мира, получившую известность как «система Птолемея». Удивительно: система Птолемея не имела ничего общего с тем, что на самом деле существует в природе, однако с ее помощью можно было довольно точно предсказывать движение небесных тел, время наступления солнечных и лунных затмений и одновременного появления всех планет на земном небе.

Астрономия Пифагора

Наблюдение над неизменными и вечными звездами привело наших пращуров к мысли о том, что в мире — как на небе, так и на земле — существуют порядок и гармония. Позже, когда было замечено, что некоторые светила — планеты — перемещаются по небосклону иначе, чем звезды, но при этом также подчиняются определенным законам. Так, небо стало для людей прошлого своего рода «учебником» основных законов, согласно которым существуют время, материя и энергия. А поскольку эталоном совершенства и упорядоченности в те далекие времена считалась музыка, философы и ученые заговорили о «музыке сфер» и «гармонии небес». Во времена античности возникали учения, которые приписывали каждой из планет и небесных оболочек свое особое звучание. Именно эти звуки, сливаясь в «симфонию», воплощали для греков единство всех первооснов Вселенной.

Имя Пифагора Самосского (570—490 гг. до н. э.) — древнегреческого философа и математика — окружено множеством легенд. Греки считали его самым совершенным из мудрецов, которому доступны все тайные знания. Пифагор создал общину учеников, которая жила по открытым им законам гармонии и пытался распространить эти законы на некоторые города-государства Греции и Южной Италии, но потерпел неудачу. Именно Пифагор развил учение о законах гармонии во Вселенной, оказав огромное влияние на развитие не только философии, но и математики, физики, географии и астрономии.

Пифагор и его ученики были совершенно уверены, что Земля имеет форму шара, хотя и не могли это убедительно доказать. Последователи философа учили, что Земля, так же как и другие светила, вращается вокруг «центрального огня», «алтаря Вселенной», который невидим, так как между ним и Землей находится огромное темное небесное тело. Вокруг Земли располагаются сферы с планетами, последней из них является сфера звезд. При этом расстояния между небесными сферами пропорциональны музыкальным интервалам: от Земли до Луны — один тон, от Луны до Меркурия — полутон, от Венеры до Солнца — полтора тона и так далее. Вращаясь, каждая сфера издает музыкальный звук, который человеческое ухо неспособно различить, а все вместе они и создают «музыку сфер».

Пифагор впервые употребил слово «космос» (по-гречески оно имело два значения — «порядок» и «красивое») для определения мироздания в целом. Таким образом философ подчеркнул его важнейшую сторону — упорядоченность, симметрию, наличие закономерностей, а значит, и красоту. Пифагорейцы считали, что порядок и симметрия прекрасны и полезны, а беспорядок и асимметрия, то есть хаос, безобразны и вредны. Они верили, что красота макрокосма — Вселенной, открывается лишь тому, кто сумеет упорядочить собственный микрокосм, то есть научится вести правильную, разумно и достойно организованную жизнь.

Пифагорейцы совершили очень простое на первый взгляд, но невероятно важное открытие: они установили, что высота звука колеблющейся струны пропорциональна ее длине. Это открытие имело огромные последствия для развития всех наук, в особенности тех, которые мы называем точными. Была установлена прочная связь между числом и музыкальной гармонией, а позднее сам Пифагор заявил, что числа лежат в основе всех вещей, и познать мир — значит познать управляющие им числа. Числа и отношения были обнаружены не только в небесных сферах, но и на Земле и во всех без исключения областях человеческой деятельности.

Ученик Пифагора философ Филолай, живший в конце 5 в. до н. э., первым предположил, что смена дня и ночи происходит благодаря движению Земли, а не Солнца. Он считал, что Луна и другие известные древним грекам планеты могут быть обитаемы. Филолай писал: «Суть вещей ускользает от человека. Он познает лишь явления этого мира, в котором конечное сочетается с бесконечным. Как же может он узнать их? Только благодаря тому, что существует между ним и остальным миром гармония, единение, общее начало, которое придает им меру и смысл».

Ученики Птолемея

После того как в 5 в. всю Европу захлестнули нашествия варварских племен, развитие астрономии остановилось. Да и христианская церковь в те времена не слишком благосклонно смотрела на поиски «небесных законов», и наследие античных философов, математиков, исследователей природы было забыто на целые столетия. Зато в странах Центральной Азии и арабского мира астрономия пустила крепкие корни. Труды Аристотеля, Платона, Аристарха Самосского, Гиппарха переводились на арабский, распространялись и глубоко изучались.

«Альмагест» Птолемея стал настольной книгой нескольких поколений арабских мудрецов и дал мощный толчок развитию восточной философии, математики, астрономии. Были построены многочисленные обсерватории, крупнейшей из которых стала обсерватория Улугбека в Самарканде, и новые наблюдения позволили исправить ошибки Птолемея и совершить замечательные открытия.

«Халиф, смотрящий на звезды»

Сын знаменитого багдадского халифа Харуна аль-Рашида — Абдалла аль-Мамун (786—833) — прославился как выдающийся покровитель наук и искусств, и прежде всего, астрономии. По его повелению был переведен на арабский язык главный труд Птолемея «Альмагест», а в 827 г. на равнине около города Синджара проведены геодезические работы по измерению длины дуги градуса земного меридиана. Цель этих измерений была исключительно научной — уточнить истинные размеры нашей планеты. Интересно, что результат, полученный арабскими астрономами, всего лишь на 1 % расходится с современными спутниковыми измерениями.

В 829 г. Аль-Мамун основал в Багдаде астрономическую обсерваторию и Дом Мудрости — своеобразную академию, в которой трудились несколько поколений астрономов. Среди них были такие выдающиеся ученые, как ал-Хорезми, Ибн Турк, ал-Фаргани, ал-Джаухари, ал-Марвази и другие.

Дом Мудрости, крупнейшее научное учреждение арабского мира, просуществовал более четырех столетий, но, к несчастью, в 1258 г. был разрушен воинами монгольского хана Хулагу, а все книги из уникальной научной библиотеки, которую собирали ученые на протяжении веков, сброшены в реку Тигр.

Заповедник звездочетов

Абу Джафар Насир ад-Дин ат-Туси (1201—1274) — выдающийся персидский математик и астроном 13 в. Ему принадлежат сочинения по философии, географии, музыке, оптике, медицине, минералогии. В период монгольского завоевания Средней Азии ат-Туси был назначен придворным астрологом хана Хулагу, и в течение многих лет был его доверенным лицом и советником. Ученому удалось добиться от хана согласия и денег на строительство вблизи персидского города Тебриза в местечке Марага астрономической обсерватории, которая со временем стала крупнейшей в мире.

В результате Марагинская обсерватория был оснащена самыми лучшими астрономическими инструментами, здесь работали многие известные ученые, чью жизнь фактически спас ат-Туси. За 12 лет были созданы самые полные астрономические таблицы со звездным каталогом, а сам руководитель обсерватории в трактате «Памятка по астрономии» предложил совершенно новую теорию движения небесных тел, заметно отличающуюся от той, которую создал Птолемей.

Потомок Тамерлана

Мирза Мухаммед Улугбек (1394—1449) известен миру как правитель Мавераннахра, внук завоевателя Тамерлана и одновременно как выдающийся ученый. В 1409 г., спустя три года после смерти своего деда, Улугбек взял в свои руки бразды правления государством со столицей в Самарканде. В 1417—1420 гг. этот просвещенный потомок монгольских кочевников построил в Самарканде медресе — мусульманское духовное учебное заведение, своего рода университет. В это медресе Улугбек пригласил лучших астрономов и математиков исламского мира, да и сам он был далеко не последним астрономом и знатоком геометрии.

В 1428 г. было завершено строительство обсерватории Улугбека, главным инструментом которой стал гигантский квадрант с радиусом 40 м, равного которому не было в мире. Такие приборы использовались для регистрации момента пересечения Солнцем плоскости меридиана, на котором находится наблюдатель. В обсерватории Улугбека был составлен каталог звездного неба, в котором описаны 1018 звезд. Интересно, что Улугбек был первым, кто утверждал, что на Земле существует еще один материк — Америка.

Первые предположения, что планеты движутся по оси

Всякий знает, что наша планета вращается вокруг своей оси. Но в далеком прошлом, наблюдая за суточным движением звездного неба, люди пришли к выводу, что звезды, Солнце и планеты обращаются вокруг Земли, совершая за сутки полный оборот. На самом деле это иллюзия, которая возникает из-за вращения планеты вокруг собственной оси.

Ту сторону небосвода, где Солнце оказывается в полдень, называют южной, а противоположную ей — северной. Чем выше от горизонта располагаются звезды, тем их «перемещение» становится все менее заметным. Одна из звезд — ее называют Полярной — остается практически неподвижной в течение всей ночи. Складывается впечатление, что все небо, как единое целое, вращается вокруг невидимой оси, при этом взаимное расположение звезд и созвездий на нем не меняется.

Секрет движения небес

В действительности, вокруг оси, наподобие детского волчка, вращается Земля, причем ее ось на протяжении очень длительного времени не меняет своего положения в пространстве. Изменение наклона земной оси (а такое случалось в далеком прошлом из-за столкновений планеты с другими небесными телами — астероидами и кометами) привело бы к резкому изменению климата планеты и гибели огромного количества живых существ, населяющих сушу.

Однако на протяжении нескольких тысячелетий люди верили, что Земля совершенно неподвижна, а вращаются небесные сферы с укрепленными на них светилами. Такой взгляд разделяли и астрономы древности — именно поэтому созданные ими модели мироздания не отражали действительности, а расчеты, выполненные на их основе, приводили к ошибкам.

До тех пор, пока астрономия не вошла в повседневную жизнь, с ошибками можно было мириться, но уже в 15— 16 вв., с началом Эпохи Великих географических открытий, таблицы положений звезд стали настольными для капитанов и штурманов парусных судов. Без них невозможно было определить точные географические координаты экспедиционных судов. Близилась пора подлинной революции в науке — и в мировоззрении людей. Новый взгляд на Вселенную, Солнечную систему и место в ней нашей Земли стал могучим стимулом для развития физики, математики, астрономии и поколебал позиции церкви, которую вполне устраивала птолемеевская Вселенная, близкая к библейской картине мира.

Тот, кто «перевернул» Вселенную

К 16 в. большинству европейских астрономов стало окончательно ясно, что система Птолемея приводит к таким серьезным ошибкам, что и в целом вызывает сомнения. Кое-кто пытался «усовершенствовать» ее, но от этого представления о том, как в действительности выглядит движение звезд, планет, Солнца и Луны, окончательно запутались. Польский астроном Николай Коперник (1473— 1543) стал тем человеком, который впервые за полтора тысячелетия предложил иную — намного более простую и ясную систему мира. Для этого ему понадобилось 30 лет упорного труда, наблюдений, размышлений и немало настоящего мужества. Согласно гелиоцентрической модели Солнечной системы, предложенной Коперником, в центре ее находится Солнце, а Земля является одной из планет, обращающихся вокруг центрального светила. Ученый правильно расположил планеты по их расстоянию от Солнца и отвел в этом ряду Земле третье место. Коперник считал, что человек воспринимает движение небесных тел примерно так же, как и перемещение различных предметов, находящихся на поверхности Земли, когда сам он находится в движении. Наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что Земля неподвижна, а Солнце движется вокруг нее. На самом же деле Земля движется по орбите вокруг Солнца и в течение года совершает полный оборот вокруг него.

Имя человека, «перевернувшего» Вселенную, описанную Клавдием Птолемеем, сегодня известно всему миру. Николай Коперник первым отказался от ошибочного взгляда, согласно которому Земля является центром мироздания, а его идеи вскоре получили самое широкое распространение, несмотря на то что церковь объявила учение Коперника ересью, а его главный труд «Об обращении небесных сфер» был занесен в список запрещенных книг.

В одном из писем к друзьям Николай Коперник писал, опережая открытия Исаака Ньютона: «Я думаю, что тяжесть есть не что иное, как стремление, которым божественный Зодчий одарил частицы материи, чтобы они соединялись в форме шара. Этим свойством, вероятно, обладают Солнце, Луна и планеты; ему эти светила обязаны своей шаровидной формой».

Астрономия в Эпоха Великих географических открытий

В 15 в. в истории человечества началась Эпоха Великих географических открытий. Отважные мореходы и землепроходцы открывали неведомые острова и целые материки, прокладывали новые морские пути. Совершать небывалые по продолжительности и дальности путешествия, во время которых европейцы исследовали берега Африканского континента, достигли Америки и, наконец, обогнули земной шар, помогли развитие навигации и картографии, которые опирались на достижения астрономии.

Небесная мера

Именно в связи с развитием мореплавания начала развиваться астрометрия — раздел астрономии, посвященный методам точного определения положения небесных тел и их скоростей. Одним из важнейших достижений астрометрии стало создание звездных каталогов. Один из самых ранних был составлен еще в Древнем Китае астрономом Ши Шэнем, однако он был не в полном смысле каталогом с указанием небесных координат светил, а, скорее, схематической картой звездного неба. Первый настоящий астрометрический каталог, содержащий координаты звезд, создан древнегреческим астрономом Гиппархом около 129 г. до н. э. А в 13 столетии в Толедо под покровительством короля Кастилии Альфонсо Мудрого открылась первая в Европе обсерватория, где в 1252 г. были составлены так называемые «Альфонсинские таблицы», которые отличались замечательной точностью и использовались больше двух столетий.

Огромную роль в развитии астрометрии в 15 в. сыграли два австрийских астронома — Георг Пурбах (1423—1461) и его ученик Региомонтан (1436—1476). Оба они были первыми в Европе учеными, не имевшими духовного сана. После длительных наблюдений эти астрономы убедились, что все существовавшие в их время астрономические таблицы устарели. Пурбах и Региомонтан составили новый учебник астрономии и таблицы — «Эфемериды», которыми пользовались в своих путешествиях к берегам Нового Света Христофор Колумб и Америго Веспуччи.

Астрономическая навигация

Без механических часов и точных астрономических приборов проложить верный курс корабля можно было только с помощью наблюдений за небесными светилами. Для того чтобы определить направление на географический север достаточно было найти на небосклоне Полярную звезду, а по положению Солнца в полдень всегда можно более или менее точно определить направление на географический юг. Одним из главных недостатков астрономической навигации была зависимость от облачности, мешавшей точно определять положение светил.

Чтобы отыскать Полярную звезду, надо сначала найти на небосклоне семь ярких звезд созвездия Большая Медведица, напоминающего ковш. Затем через две звезды «стенки» ковша, противоположной его «ручке», следует мысленно провести прямую и отложить на ней пять расстояний между этими крайними звездами. На конце этого отрезка — «в хвосте» созвездия Малая Медведица — находится Полярная звезда, или альфа Малой Медведицы.

В разные эпохи роль Полярной звезды играли разные светила. Земная ось имеет наклон около 23 градусов, но совершает колебания, отклоняясь на 0,5 градуса каждые 100 лет. Поэтому и положение Северного полюса мира для земного наблюдателя меняется. Для древних египтян Полярной звездой служила альфа Дракона, в начале нашей эры ярких звезд у полюса мира вообще не было, а через 2 тыс. лет ближайшей Полярной станет звезда гамма Цефея.

Открытие южного неба

До Эпохи Великих географических открытий европейцам были известны лишь созвездия северного неба и зодиакального пояса. И только в 1589 г. датский астроном и картограф Петер Планциус изготовил звездный глобус, на котором были показаны четыре новых объекта южного неба: два тогда еще безымянных Магеллановых облака, созвездия Южный Крест и Южный Треугольник. В 1592 г. Планциус издал большую карту мира, на которой были помещены небесные планисферы с созвездиями Голубь и Страж Полюса.

В 1595—1596 гг. голландский штурман Питер Кейзер составил каталог 135 наиболее ярких звезд южного неба, недоступных для наблюдателей в Северном полушарии.

Этим каталогом воспользовался Планциус, составив из 122 звезд, внесенных в каталог, 12 новых созвездий, большинство из которых носят «морские» названия.

Галилео Галилей и его открытия

Великий итальянский ученый Галилео Галилей (1564— 1642) — философ и математик, основатель современной астрономии, физик и механик — был звездой первой величины на европейском научном небосклоне. Он первым использовал телескоп собственной конструкции для наблюдения планет, открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы, подобные лунным, у Венеры, пятна на Солнце. Галилей был горячим сторонником гелиоцентрической системы мира Николая Коперника, а его научная честность едва не привела знаменитого астронома на костер.

Волшебные линзы

Имя создателя первого телескопа до сих пор в точности не известно. Но уже в трудах английского философа 13 в. Роджера Бэкона встречаются упоминания об оптических приборах, напоминающих телескоп, и честь этого изобретения приписывается ему.

И все-таки первым исследователем, который осуществил астрономические наблюдения с помощью телескопа-рефрактора, стал Галилео Галилей.

В 1609 г. он создал собственную конструкцию зрительной трубы с двумя линзами и впервые применил этот прибор для наблюдения за объектами на небе.

Первым же результатом использования нового прибора стали многочисленные подтверждения истинности учения Коперника.

С помощью своего телескопа, который имел всего лишь тридцатикратное увеличение, великий астроном открыл, что у планеты Венеры имеются фазы — такие же, как у Луны. На Луне Галилей обнаружил горы, подобные тем, которые существуют на Земле, и измерил их высоту. Так мало-помалу обнаруживалось сходство в строении тел Солнечной системы, и становилось легче поверить, что Земля — всего лишь одно из таких тел.

У планеты Юпитер Галилей открыл четыре спутника. Их обращение вокруг Юпитера опровергало представление о том, что лишь Земля может быть центром, вокруг которого обращаются светила. На Солнце Галилей обнаружил пятна, и по их перемещению по солнечному диску заключил, что Солнце вращается вокруг собственной оси.

В 1632 г. увидел свет труд Галилея «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой». Церковь немедленно наложила на нее запрет, а сам астроном был вызван в Рим для разбирательства в суде инквизиции. Следствие продолжалось несколько месяцев. 22 июня 1633 г. в той же церкви, где был оглашен смертный приговор Джордано Бруно, Галилей, стоя на коленях, произнес предложенный ему текст отречения от «ереси». Что на самом деле вовсе не означало, что он отказался от своих взглядов.

Открытия Иоганна Кеплера

Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся немецкому астроному, оптику, математику и астрологу при дворе императора Рудольфа II Иоганну Кеплеру (1571 —1630). Внимательно изучив собранные за многие годы его предшественниками данные о движении планет Солнечной системы, Кеплер пришел к выводу, что орбита Марса представляет собой не круг, а эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце. Затем ему удалось установить, что чем дальше планета находится от Солнца, тем медленнее она движется. В 1618 г. великий астроном с помощью вычислений открыл еще одну важнейшую закономерность: отношение куба среднего расстояния планеты от Солнца к квадрату периода ее обращения вокруг Солнца есть величина постоянная.

«Я выяснил, — писал Кеплер, — что все небесные движения, как в целом, так и во всех отдельных случаях, проникнуты общей гармонией». Открытые им законы полностью объясняли видимые даже без приборов неравномерности в движении планет, позволяли определить форму их орбит, скорость и период обращения вокруг Солнца.

Астрономия в 17-19 веках

За два с небольшим столетия — с 17 по 19 век — мир изменился больше, чем за два предшествующих тысячелетия. Эпоха Великих географических открытий расширила горизонты мира для жителей Европы, на континент из колоний потекли громадные богатства, за счет внедрения новых культурных растений произошла настоящая революция в сельском хозяйстве, а наука стояла на пороге неслыханных открытий. Как только разбогатевшие в ходе колониальных захватов правители Европы поняли, что средства, вложенные в научные исследования, могут вернуться с прибылью, они стали щедрее финансировать науку, и открытия посыпались одно за другим.

В 1610 г. была открыта туманность Ориона, двумя годами позже — Туманность Андромеды. В середине 17 в. была составлена подробная карта Луны, а голландский астроном и механик Х. Гюйгенс обнаружил спутник Сатурна Титан и кольца Сатурна. Тогда же французский астроном Дж. Кассини впервые заметил на диске Юпитера удивительное явление — Большое Красное Пятно, а позднее он же открыл «щель Кассини» в кольцах Сатурна. К 1675 г. была определена скорость света, а британский астроном Э. Галлей вычислил орбиты 24 комет и впервые предсказал новое появление одной из комет в 1758 г., что с блеском подтвердилось.

Исследование движения комет заставило астрономов навсегда забыть о «небесных сферах» и стало окончательным доказательством истинности теории всемирного тяготения, созданной Исааком Ньютоном.

«Разумом он превосходил род человеческий»

Эта надпись высечена на статуе Исаака Ньютона (1643—1727), воздвигнутой в Кембридже. Великий английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики появился на свет в семье простого фермера в год смерти Галилео Галилея, прожил долгую жизнь и совершил в науке столько открытий, что хватило бы еще на десяток жизней. Даже для того чтобы перечислить все научные достижения Исаака Ньютона нужен не один десяток страниц.

Он создал корпускулярную теорию света, предположив, что свет — это поток мельчайших частиц, открыл дисперсию света, интерференцию и дифракцию. Им был построен первый зеркальный телескоп — прообраз тех гигантских телескопов, которые сегодня установлены в крупнейших обсерваториях мира. Ньютон открыл фундаментальный закон всемирного тяготения и главные законы классической механики, разработал теорию небесных тел, а его трехтомный труд «Математические начала натуральной философии» принес ученому всемирную славу.

Работы ученого часто оставались непонятыми современниками, он подвергался жестокой критике со стороны коллег — математиков и астрономов, однако в 1705 г. королева Великобритании Анна возвела сына простого фермера в рыцарское достоинство. Впервые в истории звание рыцаря было присвоено за научные заслуги.

В 1661 г. юный Исаак Ньютон поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета.

Уже тогда сложился его сильный и мужественный характер — он стремился во всем дойти до сути, не терпел лжи, был равнодушен к славе. В колледже Ньютон погрузился в изучение трудов своих предшественников — Галилея, Декарта, Кеплера, а также математиков Ферма и Гюйгенса. В 1664 г. в Кембридже вспыхнула эпидемия чумы, и Ньютону пришлось вернуться в родную деревню. Он провел в ней два года, и за это время совершил все свои главные математические открытия, сформулировал закон всемирного тяготения и доказал, что белый солнечный свет является смесью многих цветов.

Недаром говорят, что величайшие научные открытия совершаются чаще всего совсем молодыми людьми. Однако все эти эпохальные научные достижения были опубликованы лишь через двадцать, а некоторые и через сорок лет. Стремление не только открыть, но и всесторонне доказать истину всегда оставалось для Ньютона главным.

Труды великого британца открыли перед современниками совершенно новую картину мира. Оказалось, что небесные тела, находящиеся на огромных расстояниях друг от друга, связаны между собой силами тяготения в единую систему. В ходе своих исследований Ньютон определил массу и плотность планет и Солнца и установил, что самые близкие к Солнцу планеты отличаются наибольшей плотностью. Он также доказал, что Земля не идеальный шар: она «сплюснута» у полюсов и «вздута» у экватора, а приливы и отливы в Мировом океане объясняются действием притяжения Луны и Солнца.

Тихо Браге и его Ураниборг

На датском острове Вэн в проливе Эресунн во второй половине 17 в. высился необычный замок, в котором жил не знатный вельможа, а выдающийся ученый. Замок этот, носивший название Ураниборг — в честь музы Урании, покровительницы астрономии, — был первым в Европе зданием, специально построенным для астрономических наблюдений, и владел им выдающийся датский астроном, астролог и алхимик Тихо Браге (1546—1601).

Всю свою жизнь Тихо Браге посвятил наблюдениям неба. Благодаря неустанному труду и изобретательности он добился таких результатов, которые и не снились его современникам-астрономам. Иоганн Кеплер позднее писал, что именно Тихо Браге начал «восстановление астрономии».

Инструменты для своей обсерватории Тихо Браге обычно изготавливал сам, но самые знаменитые из них — большой квадрант высотой в 11 м, секстант и небесный глобус диаметром полтора метра, которым астроном очень гордился, были созданы мастерами из немецкого города Аугсбурга. Тихо Браге составил новые точные солнечные таблицы и измерил продолжительность года с ошибкой меньше секунды. В 1592 г. он опубликовал каталог, включавший 777 звезд, а еще через шесть лет довел число звезд в своем каталоге до 1004. Наблюдая за движением Луны, Браге открыл неравномерности в ее движении и периодические изменения наклона ее орбиты по отношению к плоскости эклиптики.

Датский астроном был первым европейцем, обнаружившим вспышку сверхновой звезды в созвездии Кассиопеи — в течение предыдущих пяти веков ничего подобного в нашей Галактике не происходило. Он первым пришел к выводу о внеземном происхождении комет и твердо отстаивал эту точку зрения, хотя со времен античности кометы считались атмосферным явлением.

Тихо Браге глубоко чтил Николая Коперника. Браге даже сочинил восторженную оду в его честь. Однако в систему Коперника Браге… не верил! И никакие аргументы не могли его переубедить. Больше того — этот крупнейший астроном, без чьих наблюдений Иоганн Кеплер не смог бы открыть законы движения планет, не признавал вращения Земли, а его модель Солнечной системы выглядела примерно так: Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг неподвижной Земли, а все планеты и кометы — вокруг Солнца.

Источник: SiteKid.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.