Гелиоцентрическая система отсчета


Гелиоцентрическая система мира — что значит

Название концепции произошло от 2-х слов:

  • греческого «гелиос» — солнце;
  • латинского «центрум» — центр.

Основные положения:

  1. Вселенная имеет границы.
  2. Солнце находится в центре мироздания.
  3. Планеты совершают 2 вида движения: вращательное вокруг своей оси и поступательное вокруг Солнца.
  4. Земля проходит один оборот вокруг своей оси за одни звездные сутки. Они примерно равны 23 часам 56 минутам 4 секундам.
  5. Земля совершает полный круговой оборот вокруг Солнца за один звездный год. Он приблизительно равен 365,26 суткам.
  6. В данной системе считается, что Солнце сохраняет неподвижность относительно других звезд.
  7. Земля представляет собой одну из многих планет, а не является чем-то исключительным.

Кто является автором, какой астроном предложил идею

Впервые гелиоцентрические идеи были выдвинуты древнегреческим ученым Аристархом Самосским в III веке до нашей эры. За это его обвинили в безбожии и попрании общественных устоев.


Возродил гелиоцентрическую систему польский астроном XVI века Николай Коперник. Результаты своих исследований он опубликовал в книге «О вращениях небесных сфер». Она была напечатана в 1543 году незадолго до смерти автора.

Коперник подкрепил свои идеи физико-математическими и астрономическими расчетами, опираясь на доступные в его время знания теоретической механики.

Им были высказаны следующие предположения:

  1. Земля совершает 3 вида движений: деклинационное, вокруг своей оси и вокруг Солнца.
  2. Вращение Земли вокруг оси приводит к смене дня и ночи, вокруг Земли — определяет годовой цикл.
  3. Деклинационное движение приводит к постепенному перемещению земной оси и проявляется в постепенном смещении дней весеннего и осеннего равноденствия.
  4. Земля движется по своей орбите равномерно, у других планет орбитальная скорость меняется.
  5. Зодиакальное неравенство в движении планет объясняется их движением по большим и малым кругам.

Несмотря на ошибочность некоторых положений концепции Коперника, его идеи оказали огромное влияние на развитие гелиоцентрической системы мира.

Также им были вычислены:

  • примерные размеры Луны и Солнца;
  • расстояния между объектами солнечной системы;
  • цикл вращения Меркурия — 88 земных суток.

Чем отличается от геоцентрической системы

Геоцентрические взгляды появились еще в глубокой древности. В стройную теорию они были оформлены в Древней Греции.

Геоцентризма придерживались многие выдающиеся умы прошлого. Например, великий мыслитель-энциклопедист Аристотель, живший в IV веке до нашей эры, полагал, что Земля неподвижна и занимает центральное положение во Вселенной.

Обобщил геоцентрические идеи в единую систему выдающийся ученый эпохи позднего эллинизма Клавдий Птолемей. Его главная работа «Альмагест» была написана около 140 года нашей эры. Изложенные в ней геоцентрические взгляды сохраняли свою актуальность вплоть до середины XVI века.

В основе геоцентризма лежат следующие идеи:

  1. Земля находится в центре мира.
  2. Вселенная имеет границы.
  3. Вокруг Земли вращаются Солнце, Луна и остальные небесные тела.
  4. Планета Земля является неподвижной.
  5. Небесные тела движутся по окружностям с постоянной скоростью.

Главные отличия геоцентрической и гелиоцентрической системы:

  1. В геоцентризме в центре мироздания находится Земля, в гелиоцентризме — Солнце.
  2. Геоцентрическая модель предполагает, что Земля неподвижна, гелиоцентрическая — рассматривает несколько форм движения Земли.
  3. В соответствии с геоцентрической системой Солнце, звезды и планеты вращаются вокруг Земли. Гелиоцентрическая концепция подразумевает, что все небесные тела движутся по орбитам вокруг Солнца.

Гелиоцентризм в античности и средневековье

Гелиоцентрические идеи разрабатывались древнегреческими учеными с начала V века до нашей эры. Большой вклад в развитие гелиоцентризма внесли:

  1. Филолай Кротонский — представитель школы Пифагора. Одним из первых высказал предположение о движении Земли вокруг воображаемого центра Космоса.
  2. Гераклид Понтийский — философ, астроном и математик, живший в IV веке до н.э. Суточное вращение небесной сферы объяснял вращением Земли вокруг своей оси.
  3. Аристарх Самосский — древнегреческий ученый III века до н.э. Разработал научный метод подсчета расстояния до Солнца и Луны, а также их размеры. Первым детально описал гелиоцентрическую систему мира. Греческий философ-стоик Клеанф призывал судить Аристарха за безбожие и изменение привычной картины мироздания.
  4. Селевк — античный астроном и философ II века до н.э., один из немногих последовательных сторонников гелиоцентризма. Его имя упоминается в трудах Плутарха, который указывает, что Селевк дал научное обоснование идеям Аристарха Самосского.

Во II веке нашей эры окончательно победили геоцентрические взгляды. В систематизированной форме они были изложены в работах александрийского географа, астронома и математика Птолемея. В своих трудах он опирался на «теорию небесных тел» Аристотеля. Согласно этой теории мироздание состоит из 2-х миров:

  1. «Надлунный мир» — идеальный мир, расположенный на небесах. Он вечен и неизменен.
  2. «Подлунный мир» — земной мир, подверженный изменениям и порче.

Более продвинутой по сравнению с геоцентризмом была гео-гелиоцентрическая система. Ее особенностью было представление о том, что некоторые или все планеты Солнечной системы, кроме Земли, вращаются вокруг Солнца. Предположительно, данной концепции придерживался известный древнегреческий ученый и изобретатель Архимед. В его концепции мироздания в центре Вселенной находилась Земля, планеты Меркурий, Венера и Марс вращались вокруг Солнца. Подобные идеи разрабатывались в XV веке в знаменитой астрономической школе Улугбека.

Гелиоцентрические взгляды прослеживаются в трудах великого индийского астронома и математика VI века Ариабхаты. В своих работах он:

  • высказал предположение, что планеты движутся по эллиптическим орбитам;
  • доказывал, что Земля вращается вокруг оси;
  • довольно точно вычислил размеры Земли и Луны.

Возможность движения Земли начинает обсуждаться средневековыми учеными в XII-XIII веках. Об одном из таких споров упомянуто в сочинениях католического философа-схоласта Фомы Аквинского. В ходе подобных дискуссий победа всегда оказывалась на стороне противников подвижности Земли.


В эпоху Возрождения вновь возник интерес к гелиоцентрическим взглядам. Одним из первых ученых, осмелившихся говорить о том, что Земля находится в движении, был немецкий философ и математик XV века Николай Кузанский. Его идеи не были по достоинству оценены современниками, поскольку они намного опередили время. Им были впервые высказаны следующие предположения:

  1. Вселенная бесконечна.
  2. Ни Земля, ни Солнце не занимают особого положения во Вселенной.
  3. Все небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля.
  4. Земля вращается вокруг своей оси.
  5. Все небесные тела находятся в непрерывном движении.
  6. Существует множество планет, подобных Земле и некоторые из них могут быть обитаемы. Формы жизни на других небесных телах, скорее всего, в значительной степени отличаются от земных форм.

Идеи Николая Кузанского носили гипотетический характер. Они не были подтверждены точными математическими и астрономическими расчетами.

Кто подтвердил и развил гелиоцентрическую систему мира

К XVI веку накопилось достаточно знаний, чтобы пересмотреть устаревшую геоцентрическую концепцию. Этого же требовали новые веяния времени:

  • великие географические открытия;
  • развитие науки;
  • технические изобретения;
  • реформационные преобразования в церкви;
  • зарождение капиталистических отношений.

Открытия Николая Коперника имели практическое значение. Математический аппарат его концепции стал использоваться для астрономических вычислений. При этом первое время практически полностью игнорировалась та часть его работы, которая касалась создания новой системы мироздания. Она входила в противоречие с господствовавшими религиозными взглядами и разрушала привычную картину мира.

Среди первых последователей Коперника были:

  1. Георг Ретик — немецкий астроном и математик, называвший себя единственным учеником Коперника. Оказал содействие в публикации «О вращениях небесных сфер». Пропагандировал и популяризировал взгляды своего учителя.
  2. Тидеман Гизе — прусский епископ, теолог, друг Коперника. Способствовал распространению его идей. Оставил о нем воспоминания.
  3. Томас Диггес — английский ученый-астроном. Один из самых активных сторонников Коперника. Дополнил его концепцию представлением о том, что звезды располагаются во Вселенной не на одной сфере, а на разных расстояниях от Земли.
  4. Христоф Ротман — астроном из Германии. Вместе со швейцарцем Бюрге составил каталог из 121 звезды. Один из первых высказал предположение об отсутствии твердых небесных сфер. Активно защищал гелиоцентрическую систему.
  5. Михаэль Местлин — один из первых университетских преподавателей, излагавших перед студентами систему Коперника. Самый известный его ученик — Иоганн Кеплер.

Наибольший вклад в развитие и распространение идей Коперника внесли:

  1. Джордано Бруно — итальянский философ, сожженный инквизицией на костре за свои взгляды в 1600 году. Расширил систему Коперника, высказав предположение о бесконечности Вселенной и множестве миров. Отрицал существование твердых небесных сфер. Справедливо полагал, что Солнце — это одна из многочисленных звезд.
  2. Галилео Галилей — выдающийся ученый Нового времени, основоположник классической механики. Обладал обширными познаниями в математике, астрономии, физике, философии. Телескопические наблюдения Галилея доказывали несостоятельность аристотелевской и птолемеевской системы мира, утверждали правильность концепции Коперника. Под давлением католической церкви в конце жизни был вынужден публично отказаться от своих взглядов.
  3. Иоганн Кеплер — немецкий астроном, оптик, механик. Первым описал законы движения небесных тел Солнечной системы. С помощью расчетов подтвердил верность гелиоцентрической системы. Указал на неточность в концепции Коперника: отверг идею эпициклов и кругового вращения планет, доказал, что орбиты планет имеют эллипсоидную форму.

Возражения, выдвигавшиеся против гелиоцентрической системы мира

На протяжении второй половины XVI — XVII вв. велась ожесточенная дискуссия между сторонниками и противниками гелиоцентризма.

Основные аргументы, выдвигавшиеся против концепции Коперника:


  1. Если бы Земля вращалась вокруг своей оси, она бы испытывала мощное влияние со стороны центробежных сил, которые могли бы разорвать ее на части.
  2. При наличии движения Земли все бы легкие предметы разлетелись с ее поверхности в сторону Космоса.
  3. Небесные тела движутся, поскольку состоят из тонкой невесомой материи. Но Земля тяжелая и нет такой силы, которая заставила бы ее двигаться.

Эти аргументы были окончательно опровергнуты только после открытия Ньютоном законов механики.

Минусом системы Коперника был тот факт, что составленные по его расчетам астрономические таблицы не были более точными, чем классические. Эту неточность исправил Кеплер, открывший законы движения планет. Составленные им таблицы учитывали эллиптическую форму движения планет и были гораздо более точными, чем прежние.

Также весомым был аргумент по поводу отсутствия годичных параллаксов звезд — то есть видимого изменения положения небесных тел. Сторонники гелиоцентризма полагали, что это происходит из-за огромной удаленности звезд.

Датский астроном Тихо Браге, чтобы устранить недостатки и противоречия концепции Коперника, предложил смешанную гео-гелиоцентрическую систему. Он предполагал, что планеты движутся вокруг Солнца, но Земля неподвижна и находится в центре мироздания. Эта концепция на протяжении длительного времени была одним из главных конкурентов гелиоцентризма.


Источник: wiki.fenix.help

Источник: mash-xxl.info

Венсан Бокео

Физика на ладони. Об устройстве Вселенной – просто и понятно

Vincent Boqueho

TOUTE LA PHYSIQUE À PORTÉE DE MAIN

© Dunod, 2010, 2013, 2016

© Чуракова О., перевод на русский язык, 2018

© Издание на русском языке, оформление. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2018 КоЛибри®

Предисловие

Цель этой книги – представить законы природы в их совокупности и с их помощью объяснить бóльшую часть явлений окружающего мира. Мы рассматриваем вопросы от самых наивных (почему мы не проваливаемся сквозь землю) до самых сложных (почему, для того чтобы освещать и согревать нас, Солнцу достаточно водорода), раскрываем суть природных явлений (почему небо и море синие), рассказываем и о творениях самого человечества (к примеру, как создается электричество и как благодаря ему работают транзисторы наших компьютеров).

Изучив эти явления во всех подробностях, мы убедимся, что в их основе – одни и те же фундаментальные причины и один и то же закон может дать ответ на все перечисленные вопросы. Когда мы задумаемся о том, что лежит в основе всех этих явлений, природа, словно по волшебству, внезапно предстанет перед нами единым целым.

Нам хотелось показать вам эти почти невидимые связи, ставшие предметом исследования разных физических дисциплин, границы которых весьма условны: механики, термодинамики, электричества и магнетизма, оптики, квантовой физики и теории относительности…

Мы сами поставили перед собой, казалось бы, утопическую задачу – выстроить большинство окружающих нас явлений в единую линию, чтобы понятно их описать. К концу книги эта линия будет вычерчена, и в заключении мы подведем итоги нашего пути.

Постоянное обращение к первопричинам явлений требует, чтобы мы использовали прежде всего физические, а не математические термины. Математика необходима физике, чтобы наглядно продемонстрировать результат, но она порой заставляет забыть о реальном мире, который должна описывать. Конечно, всегда можно отложить карандаш и вспомнить о первоначальных физических причинах, из которых вытекает этот самый полученный результат. Однако все возможно объяснить и без математики, хотя этим порой пренебрегают…

Таким образом, основным правилом этой книги будет следующее: объяснять все процессы, происходящие в окружающем мире, вплоть до самых сложных, без использования математики. То есть мы будем придерживаться элементарных математических понятий, которые, как мы полагаем, знакомы читателю: речь идет о простых математических действиях (сложение, умножение, возведение в степень, извлечение корня…). Мы также используем понятие вектора, но только для наглядного изображения в схемах: никаких специальных знаний для этого не потребуется. Таких понятий, как производная, мы будем старательно избегать.

Таким образом, рассуждения в этой книге призваны не просто продемонстрировать, а объяснить «на пальцах» глубинные причины физических явлений. Наша цель – показать, что таким простым способом можно понять действующие механизмы, не прибегая к сложным математическим вычислениям.

Рассуждения о физических процессах в некоторых областях довольно сложны и требуют сосредоточенности. Для того чтобы это не задерживало чтение книги, самые сложные умозаключения мы вынесли в рамки (со значком ): только там мы позволим себе использовать математику в самой элементарной форме. Тем более что для читателей с математическим складом ума простое уравнение будет яснее и понятнее, чем длинные рассуждения… В других рамках (со значком ) поясняются конкретные вопросы, приводятся исторические факты и известные применения описанного закона.

Читатель может не обращать внимания на эти вставки, чтобы не терять нить повествования: нужно будет принять некоторые выводы, но это не помешает понять физические процессы, описанные в следующих главах.

Так ли необходимо прочесть все от начала и до конца? Разумеется, эта книга логически структурирована и интереснее будет следовать за нитью Ариадны. Однако если читатель уже обладает какими-то познаниями в физике, он может сразу перейти к главе, которая его интересует.

Кому же в итоге предназначена эта книга? Здесь представлен обзор большинства физических понятий, начиная со школьной программы (электричество, механика) до третьего курса университета (квантовая физика, теория относительности, ядерная физика). В то же время все разделы начинаются с азов, и чтение не требует специальной предварительной подготовки.

Так что эта книга заинтересует и студента, и школьника старших классов, которым захочется закрепить полученные знания с помощью более общего и менее вычислительного взгляда на физику. Но она также пригодится каждому любознательному человеку, желающему понять суть и истоки повседневных явлений природы.

Обнаружить волшебное единство Вселенной за ее внешним разнообразием – ни с чем не сравнимое удовольствие. Мы надеемся, что эта книга сумеет пробудить в читателе стремление одним взглядом охватить ВСЁ…

Пролог: введение в физику

1. К какому виду принадлежит физик?

Целью физики является ни больше ни меньше как определение фундаментальных законов, которые управляют Вселенной и ее развитием: знание прошлого, понимание настоящего, предвидение будущего. Помимо открытия механизмов, действующих в природе, именно физика обеспечила стремительный технический прогресс, который продолжается и сегодня: автомобили и самолеты, телевизоры и холодильники, компьютеры и музыкальные центры, различные промышленные машины, которые шьют одежду и производят бетонные блоки для наших домов…

Физика дает ответ на самые простодушные наши вопросы: что такое материя? Что такое свет? Почему мы, как и свет, не можем проходить сквозь стену, а звук может? Почему все вокруг окрашено в разные цвета, почему небо голубое? Почему Земля круглая и почему она вертится? Что скрывается за словом «магнетизм», что такое электричество и молния?

Сила физики, ее поистине волшебное свойство в том, что ответы на все – абсолютно все! – эти вопросы содержатся в одной-единственной фразе. Эта фраза также описывает все разделы физики, перечисленные выше. Вот как она звучит:

«От мира атомов до целых галактик во Вселенной существует две основополагающие силы – сила гравитации и электромагнитная сила».

Понятно, почему физики-исследователи XXI в. делают основную ставку на объединение этих двух сил: как прекрасно было бы привести все к единой Силе, управляющей Вселенной!

На самом деле существование этих двух сил, которое мы можем лишь констатировать, служит основой того, что мы называем классической физикой. Однако, произнеся фразу о силах Вселенной «от мира атомов до целых галактик…», мы немного схитрили, подразумевая, что это верно для материи любого масштаба. Это неправда!

Если заглянуть внутрь атома, мы обнаружим два новых вида взаимодействия: слабое и сильное. На этом уровне возникает совершенно новая физика, особенности которой на первый взгляд не имеют ничего общего с физикой классической: речь идет о квантовой физике. Законы этого измерения становятся затейливой игрой вероятностей, где даже вопросы «где?» и «когда?» теряют свой смысл.

Означает ли это, что следует различать две разные системы законов – физики квантовой и классической? Нет, потому что квантовая физика охватывает и физику классическую, которая является лишь частным случаем первой. Например, согласно квантовым законам, наше тело не имеет четких пространственных пределов. Но эта размытая граница имеет столь малую протяженность, что ее невозможно увидеть под микроскопом.

Источник: www.litmir.me


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.