Системы мира птолемея и коперника


Чем система мира созданная Коперником отличалась от системы мира по Птолемею Вы узнаете из этой статьи.

Какую систему мира создал Птолемей?

Птолемей был  известным александрийским астрономом, жившим во ІІ столетии нашей эры. Он создал схему строения солнечной системы, которую назвали геоцентрической. В центре мира, согласно Птолемею, находится  Земля в неподвижном состоянии. А вокруг нее движутся такие планеты — Луна, Венера, Меркурий, Марс, Солнце, Юпитер и Сатурн. Так как древние греки идеальной линией считали окружность, то и астрономам казалось вполне естественным, что небесные тела двигаются только по круговой орбите. Дабы согласовать созданную систему Птолемея со своими наблюдениями, то пришлось сделать предположение, что планеты движутся по вспомогательным окружностям, которые были названы эпициклами. Центры эпициклов движутся вокруг Земли согласно круговым орбитам — деферентам. Чем точнее становились наблюдения в сфере астрономии, тем все больше приходилось усложнять и объяснять систему Птолемея. Но, несмотря на всю сложность теории, геоцентрическая система была общепризнанной вплоть до начала XVII века.


Какую систему мира создал Коперник?

В 1530 году выдающимся польским астрономом Николаем Коперником был написан небольшой трактат, в котором утверждалось, что Земля, как и остальные планеты в космосе, вращается вокруг Солнца. Хотя этот трактат был не напечатан, а переписанный от руки, он быстро распространялся среди ученых, которые были современниками Коперника. Всего за пару дней до смерти Коперника в 1543 году была издана его основная работа под названием «Об обращениях небесных сфер». На страницах данного труда новое учение Коперника было изложено с четкими математическими обоснованиями.

Систему мира, созданную Коперником стали называть гелиоцентрической, так как ученый  подчеркивал центральное положение Солнца в ней.

Чем отличается система Птолемея от системы Коперника?

Птолемей утверждал, что в центре находится Земля в неподвижном состоянии, а Коперник, что Земля не находится в центре, и что она вместе с другими планетами вращается вокруг Солнца.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, чем отличается система Птолемея от системы Коперника.

Источник: kratkoe.com


Предлагаю ненадолго вернуться к началу.

К Клавдию Птолемею. Именно Птолемея считают праотцом современной популярной астрологии. Он жил в Египте, где и работал в Александрийской библиотеке во II столетии. Модель устройства системы мира разработанная Птолемеем была практически общепринятой в западном мире, в Средневековье активно поддерживалась церковью, поэтому занимала главенствующее положение в течении несколько столетий, аж до 1543 года. Основная её идея заключалась в том, что Земля является неподвижным центром Вселенной. Все остальные планеты и звезды, Солнце и Луна, будучи прикрепленными к идеальным прозрачным сферам, движутся вокруг Земли. Сложная модель Птолемея, тем не менее, позволяла достаточно достоверно предсказывать движения планет на небесной сфере.

Такая модель получила название геоцентрическая система мира.


Геоцентрическая модель. Земля в центре мира. Картинка с сайта infourok.ru

Но перейдем к 1543 году. Только тогда польский астроном Николай Коперник (1473—1543) в своем труде «О вращении небесных сфер» низверг Землю с господствующего центрального положения во Вселенной лишь до положения рядовой планеты, к тому же вращающейся вместе с другими планетами вокруг Солнца.

Теория Коперника не хуже Птолемеевой позволяла рассчитать движения планет, и получила название гелиоцентрическая система мира.

Гелиоцентрическая модель Коперника. Картинка с сайта yaklass.ru

Далеко не сразу иное видение мира Коперника было принято общественностью и тем более католической церковью. Потому что «благодаря» церковному цензору в 1616 году книга Коперника была внесена в список запрещенных «вплоть до исправления». Умер Николай Коперник в возрасте 70 лет от инсульта.

Только к 1609 году благодаря использованию телескопа для наблюдения за небесными телами, итальянским ученым Галилео Галилеем (1564—1642) удалось «сдвинуть чашу весов» в сторону теории Коперника. Например, Галилей, открыл, что у Юпитера есть четыре спутника, которые каждый по своим орбитам вращаются вокруг него. Тем самым он навсегда опроверг, что все небесные тела вращаются вокруг Земли.

Благодаря телескопу, Галилей обнаружил темные пятна на поверхности Солнца, горы и кратеры на Луне. Это доказывало, что Луна и другие планеты подчиняются тем же законам природы, что и Земля.

Конфликт с церковью был также неизбежен. До конца своих дней ученый был под надзором инквизиции, все его работы подлежали тщательной цензуре. Умер Галилео Галилей в возрасте 78 лет, в своей постели.

Телескоп Галилея и зарисовки кратеров Луны. Картинка с сайта leica-microsystems.com

Но один человек считал, что и Коперник пошел недостаточно далеко в своих идеях. Его звали Джордано Бруно (1548—1600). Даже будучи молодым монахом он жаждал знать все о мире вокруг него, он читал книги, запрещенные церковью и считал, что космос бесконечен и вселенная куда более безгранична, как и сама идея Бога. Вскоре Бруно стал миссионером, проповедующим идею бесконечности космоса по всей Европе. Он с радостью принял предложение прочитать лекцию в Оксфорде, где, как думал он, у него есть шанс поделиться своими идеями с равными себе. Но и там не нашел поддержки. В родной Италии он был отлучен от Римской католической церкви, изгнан в Швейцарии и Германии.

Следующие 8 лет Бруно провел в заточении под постоянными пытками инквизиции, принуждающей его отказаться от своей «преступной» идеи. Идеи о том, что наш мир один из немногих миров созданных в бескрайней вселенной, что Солнце – это одна из бесчисленного множества звезд, вокруг которых вращаются миры подобные Земле.


Джордано Бруно на костре инквизиции. Картинка из док.сериала "Космос"

За это и другие «преступления» в 1600 году Бруно был заживо сожжен на костре.

И, кстати, фраза «И всё-таки она вертится!» принадлежала не Бруно, а Галилео Галилею.

Спасибо за внимание!

Источник: zen.yandex.ru

Птолемеева система мира и ее недостатки

Созданная предшественником Коперника система не позволяла получать точные предсказания. Кроме того, она страдала несистематичностью, отсутствием целостности, внутреннего единства. Система мира по Птолемею (портрет его представлен выше) предполагала изучение каждой планеты изолированно, отдельно от других.


ждое небесное тело, как утверждал этот ученый, имело собственные законы движения и эпициклическую систему. Движение планет в геоцентрических системах описывалось с помощью ряда независимых, равноправных математических моделей. Геоцентрическая теория, строго говоря, не складывалась в систему, поскольку планетная система (или система планет) не являлась ее объектом. Речь в ней шла исключительно об отдельных движениях, которые совершают небесные тела.

Нужно отметить, что с помощью геоцентрической теории можно было вычислять только примерное местонахождение тех или иных небесных тел. А вот определить их расположение в пространстве или истинную удаленность не представлялось возможным. Эти задачи Птолемей считал и вовсе неразрешимыми. Новая система мира, гелиоцентрическая, появилась благодаря установке на поиск системности и внутреннего единства.

Необходимость реформирования календаря

Следует отметить, что гелиоцентрическая теория возникла и в связи с необходимостью реформирования юлианского календаря. Две основные точки в нем (полнолуние и равноденствие) потеряли связь с происходившими в действительности астрономическими событиями. В 4-м веке н. э. дата весеннего равноденствия по календарю приходилась на 21 марта. В 325 году Никейский собор закрепил это число. Оно использовалось как важная отправная точка при расчете даты Пасхи, главного христианского праздника. К 16-му веку дата весеннего равноденствия (21 марта) уже на 10 дней отставала от фактической.


Юлианский календарь еще с 8-го века безуспешно пытались совершенствовать. На Латеранском соборе в Риме (1512-17 гг.) была отмечена острота проблемы календаря. Целому ряду известных астрономов было предложено решить ее. Среди них был и Николай Коперник. Однако он отказался, поскольку считал теорию движения Луны и Солнца недостаточно точной и развитой. А ведь именно они лежали в то время в основе календаря. Тем не менее предложение, которое получил Н. Коперник, стало для него одним из мотивов работы над усовершенствованием геоцентрической теории. В результате этой работы и появилась новая система мира.

Сомнения Коперника в истинности теории Птолемея

Именно Николаю суждено было совершить одну из величайших революций в истории астрономии, за которой последовала и революция в естествознании. Коперник, познакомившись с системой Птолемея еще в конце 15-го века, оценил его математический гений. Однако вскоре ученый стал сомневаться в истинности данной теории. Сомнения сменились убеждением в том, что в геоцентризме имеются глубокие противоречия.

Коперник — представитель эпохи Возрождения

Николай Коперник первым из ученых взглянул на тысячелетний опыт развития науки глазами человека новой эпохи. Речь идет об эпохе Возрождения. Как истинный ее представитель, Коперник показал себя уверенным, смелым новатором. Его предшественникам не хватало смелости, чтобы отказаться от геоцентрического принципа. Они занимались усовершенствованием тех или иных мелких деталей теории. Система мира Коперника предполагала разрыв с тысячелетней астрономической традицией. Мыслитель искал в природе гармонию и простоту, ключ к пониманию единства многих явлений, кажущихся разрозненными. Система мира Николая Коперника стала результатом поисков ее создателя.

Основные труды Коперника


Основные принципы гелиоцентрической астрономии Коперник изложил между 1505 и 1507 годом в «Малом комментарии». К 1530 году он завершил теоретическую обработку полученных им астрономических данных. Однако лишь в 1543 году на свет появилось одно из важнейших в истории творений человеческой мысли – труд «О вращениях небесных сфер». В этой работе представлена математическая теория, объясняющая сложные видимые движения Луны, Солнца, пяти планет, а также сферы звезд. В приложении к труду помещен каталог звезд. Сама работа снабжена математическими таблицами.

Суть гелиоцентрической системы мира

Коперник в центре мира поместил Солнце. Он указал на то, что планеты движутся вокруг него. Среди них была и Земля, впервые определенная как «подвижная звезда». Сфера звезд, как считал Коперник, отделена от планетной системы огромным расстоянием. Вывод мыслителя о большой удаленности данной сферы объясняется гелиоцентрическим принципом. Дело в том, что лишь таким образом Коперник мог согласовать свою теорию с видимым отсутствием смещений у звезд. Речь идет о тех смещениях, которые должны появиться за счет движения наблюдателя вместе с планетой Земля.

Точность и простота новой системы


Система, предложенная Николаем Коперником, была точнее и проще системы Птолемея. Она сразу же получила широкое практическое применение. На основе данной системы были составлены «Прусские таблицы», длина тропического года была рассчитана более точно. В 1582 году была проведена долгожданная реформа календаря – появился новый стиль, григорианский.

Меньшая сложность новой теории, а также получавшаяся в первое время большая точность расчета положений планет на основе гелиоцентрических таблиц отнюдь не являются основными достоинствами системы Коперника. Более того, при расчетах его теория оказалась лишь незначительно проще птолемеевской. Что касается точности вычислений положений планет, она практически от нее не отличалась, если необходимо было рассчитать изменения, наблюдаемые в длительном промежутке времени.

В первое время «Прусские таблицы» давали несколько большую точность. Это объяснялось, однако, не просто введением гелиоцентрического принципа. Дело в том, что Коперник пользовался более совершенным математическим аппаратом для своих вычислений. Однако и «Прусские таблицы» в скором времени также разошлись с данными, полученными в ходе наблюдений.

Восторженное отношение к предложенной Коперником теории постепенно сменилось разочарованием в ней у тех, кто ожидал получить немедленный практический эффект. Более полувека, с момента возникновения системы Коперника и до открытия Галилеем фаз Венеры в 1616 году, не было прямых подтверждений того, что планеты движутся вокруг Солнца. Таким образом, истинность новой системы не была подтверждена наблюдениями. В чем же заключалась истинная сила и привлекательность теории Коперника, которая вызвала настоящую революцию в естествознании?

Коперник и аристотелевская космология

Как известно, любое новое появляется на базе старого. В этом отношении Коперник не был исключением. Тот, кто создал гелиоцентрическую систему мира, разделял многие положения аристотелевской космологии. К примеру, Вселенная ему представлялась замкнутым пространством, которое ограничено особой сферой неподвижных звезд. От аристотелевской догмы Коперник не отступал, а в соответствии с ней движения небесных тел всегда являются круговыми и равномерными. Коперник в этом отношении был даже еще более консервативен, чем Птолемей. Последний ввел понятие экванта и не отрицал возможности существования неравномерного движения небесных тел.

Основная заслуга Коперника

Заслуга Коперника заключалась в том, что он, в отличие от предшественников, попытался создать планетную теорию, отличающуюся логической стройностью и простотой. Ученый увидел в отсутствии системности, стройности и простоты коренную несостоятельность предложенной Птолемеем системы. В ней отсутствовал единый стержневой принцип, который бы объяснил закономерности движения различных небесных тел.

Революционное значение предложенного Коперником принципа заключалось в том, что Николай представил единую систему движения всех планет, объяснил множество эффектов, ранее непонятных ученым. К примеру, с помощью представления о суточном и годичном движениях нашей планеты он объяснил основные особенности таких запутанных движений небесных тел, как петли, стояния, попятные движения. Система Коперника позволила понять, почему происходит суточное движение небосвода. Отныне петлеобразные движения планет объяснялись тем, что Земля вращается вокруг Солнца с циклом в один год.

Отход от схоластической традиции

Теория Коперника определила появление новой методики познания природы, основанной на научном подходе. Согласно схоластической традиции, которой придерживались его предшественники, для того чтобы познать сущность того или иного объекта, не нужно детально изучать его внешнюю сторону. Схоластики считали, что сущность можно постичь непосредственно разумом. В отличие от них, Коперник показал, что ее можно понять лишь после тщательного изучения рассматриваемого явления, его противоречий и закономерностей. Гелиоцентрическая система мира Н. Коперника стала мощным толчком в развитии науки.

Как отнеслась церковь к новому учению

Католическая церковь вначале не придала большого значения учению, предложенному Коперником. Но, когда выяснилось, что оно подрывает основы религии, его сторонники начали подвергаться преследованию. За распространение учения Коперника в 1600 году был сожжен на костре Джордано Бруно, итальянский мыслитель. Научный спор между сторонниками Птолемея и Коперника превратился в борьбу между реакционными и прогрессивными силами. В конце концов победили последние.

Источник: FB.ru

Система мира Птолемея

Объяснение видимых движений планет и других небесных тел «осложняется тем, что все эти движения наблюдаются нами с Земли, а ничто в наблюдениях небесных или земных явлений не указывает прямо и определенно на то, движется ли сама Земля или она неподвижна. Поэтому у древних астрономов были две точки зрения на этот вопрос. Согласно одной из них, основанной на непосредственных впечатлениях, Земля неподвижна и находится в центре мира (Вселенной). Согласно второй, основанной тогда лишь на чисто умозрительных заключениях, Земля вращается вокруг своей оси и движется вокруг Солнца как центра мира. Но допущение движения Земли слишком противоречило обычным впечатлениям и религиозным взглядам. Поэтому вторая точка зрения не могла получить подробного математического развития, и на долгое время в астрономии утвердилось мнение о неподвижности Земли.

Представления древних  астрономов о строении Вселенной  изложены в сочинении Птолемея «Мегале синтаксис» («Великое построение»). Арабский перевод сочинения Птолемея известен под искаженным арабскими учеными названием «Альмагест».

В основе системы  мира Птолемея лежат четыре главных  допущения: 1) Земля находится в  центре Вселенной; 2) Земля неподвижна; 3) все небесные тела движутся вокруг Земли; 4) движения небесных тел происходят по окружностям с постоянной скоростью, т. е. равномерно.

Система мира Птолемея называется геоцентрической и может быть представлена в следующем упрощенном виде: планеты движутся равномерно по кругам эпициклам, центры которых в свою очередь движутся по другим кругам—деферентам, в общем центре которых находится неподвижная Земля. Солнце и. Луна движутся вокруг Земли по деферентам (без эпициклов). Деференты Солнца и Луны, деференты и эпициклы планет лежат внутри сферы, на поверхности которой расположены «неподвижные» звезды.

Суточное движение всех светил объяснялось вращением  всей Вселенной как одного целого вокруг неподвижной Земли. Прямые и попятные движения планет объяснялись следующим образом. Когда планета находится в точке  своего эпицикла, то угловая скорость ее движения, наблюдаемая с           неподвижной Земли, складывается из движения центра эпицикла по деференту и движения планеты по эпициклу. В этом положении планета будет казаться движущейся прямым движением и с наибольшей скоростью. Когда планета находится в точке B, то ее движение по эпициклу происходит  в сторону, противоположную движению центра эпицикла, и ее угловая скорость, наблюдаемая с Земли, будет наименьшей. Если при этом скорость планеты по эпициклу будет  меньше скорости центра эпицикла, то планета в этом положении будет казаться движущейся также прямым движением, но замедленно. Если же скорость ее по эпициклу будет больше скорости центра эпицикла, то она будет казаться движущейся попятным движением.

Для каждой планеты Птолемей подобрал относительные размеры радиусов эпицикла и деферента и скорости движения планеты по эпициклу и центра эпицикла по деференту так, что при наблюдении из точки  Tполучалось движение, совпадающее или близкое к наблюдаемому. Это оказалось возможным при выполнении некоторых условий, которые Птолемей принял в качестве постулатов. Эти постулаты сводились к следующему:

1)    центры эпициклов нижних планет лежат на направлении из T к Солнцу;

2)    у всех верхних планет этому направлению параллельны радиусы эпициклов, проведенные в точку положения планеты. 

Таким образом, направление  на Солнце в геоцентрической системе  мира фактически оказывалось преимущественным. Кроме того, из системы Птолемея следовало, что периоды обращения  центров эпициклов по деферентам равны звездным периодам обращения соответствующих планет, а периоды обращения планет по эпициклам равны их синодическим периодам. Сказанное означает, что система мира Птолемея заключала в себе важнейшие особенности действительных движений планет, которые смогли быть полностью раскрыты только благодаря гению Коперника.

Система Птолемея не только объясняла видимые движения планет, но и позволяла вычислять  их положение на будущее время  с точностью, удовлетворявшей несовершенным  наблюдениям невооруженным глазом. Поэтому, хотя и не верная в своей основе, она сначала не вызывала серьезных возражений, а в последствии открытые возражения против нее жестоко подавлялись христианской церковью. 

Разногласия же теории с наблюдениями, которые обнаруживались по мере повышения точности наблюдении, устранялись путем усложнения системы. Так, например, некоторые неправильности в видимых движениях планет, открытые позднейшими наблюдениями, объяснялись тем, что вокруг центра первого эпицикла обращается не планета, а центр второго эпицикла, по окружности которого движется уже планета. Когда и такое построение для какой-либо планеты оказывалось недостаточным, то вводили третий, четвертый и т. д. эпициклы, пока положение планеты на окружности последнего из них не давало более или менее сносного согласия с наблюдениями.

К началу XVI в. система Птолемея была настолько сложна, что не могла уже удовлетворить тем требованиям, которые предъявлялись к астрономии практической жизнью, в первую очередь мореплаванием. Нужны были более простые методы вычисления положений планет, и такие методы были созданы благодаря великому творению гениального польского ученого Николая Коперника, заложившему основы новой астрономии, без которых не могла бы возникнуть и развиваться современная астрономия. 
 
 

Система мира Коперника

Книга Коперника «Об обращениях небесных сфер», труд всей его жизни, была опубликована в 1543 г., незадолго до смерти ученого. В этом сочинении Коперник математически разработал идею о движениях Земли и положил начало, новой астрономии. 
Созданная им система мира называется гелиоцентрической. Ее основе лежали следующие утверждения: I) в центре мира находится Солнце (по-гречёски — гелиос), а не Земля;

2) шарообразная Земля вращается вокруг своей оси и это вращение объясняет кажущееся суточное движение всех светил; 

3) Земля, как и все другие планеты, обращается вокруг Солнца и это обращение объясняет видимое движение Солнца среди звезд; 

4) все движения представляются в виде комбинации равномерных 
круговых движений; 

5) кажущиеся прямые и попятные движения планет принадлежат не им, но Земле.

Кроме-того Коперник считал, что Луна движется вокруг Земли, и как спутник, вместе с  Землей, — вокруг Солнца.

Исходя из наблюдательных данных, Коперник, прежде всего, пришел к заключению, что все планеты, в том числе и Земля, движутся вокруг Солнца примерно в одной и той же плоскости. Только при этом условии видимые с Земли пути планет на небе могут располагаться вблизи эклиптики. Это положение приведено в формулировке самого Н. Коперника

Так как Меркурий и Венера в своих видимых движениях  не отходят далеко от Солнца, то их пути в пространстве, или орбиты, расположены к Солнцу ближе, чем орбита Земли. При этом Венера находится дальше от Солнца, чем Меркурий, так как ее видимые отклонения от Солнца больше. Остальные планеты обращаются вокруг Солнца на более далеком расстоянии, чем Земля. Ближе всех к Земле расположен Марс, так как его видимое движение среди звезд самое быстрое. Затем следует более «медленный» Юпитер и совсем «медленный» Сатурн.

Коперник впервые  в астрономии дал правильный план строения Солнечной системы, определив относительные расстояния' планет от Солнца (в единицах расстояния Земли от Солнца) и вычислив периоды их обращений вокруг него. Объяснения видимых движений планет Коперником, хотя его третье и четвертое утверждения и неверны, просты и естественны, и в своей основе не противоречат научному объяснению этих явлений современной астрономией.

Суточное вращение всех небесных светил Коперник правильно считал явлением кажущимся и объяснял его вращением Земли вокруг своей оси. Годичное движение Солнца по эклиптике Коперник также считал лишь видимым движением, вызванным действительным движением Земли и пространстве вокруг Солнца. Так как звезды находятся от Земли гораздо дальше, чем Солнце, то при движении Земли вокруг пего оно кажется нам перемещающимся среди неподвижных звезд всегда в одном к том же направлении. Наконец, сложные видимые прямые и попятные движения планет объяснялись Коперником как результат сочетания двух действительных движений-движения планеты и движения Земли по их орбитам вокруг Солнца 
 
 

Законы  Кеплера и их связь  с законами Ньютона

Первый  закон Кеплера.

    Орбита каждой планеты есть эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Второй  закон Кеплера

    Радиус-вектор планет за равные промежутки времени описывают  равные площади.

Третий  закон Кеплера.

    Квадраты периодов обращения двух планет относятся  как кубы больших полуосей их

орбит.

Законы Кеплера  применимы не только к движению планет, но и к движению их естественных и искусственных спутников.  Кеплеровские законы были уточнены и объяснены на основе закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном. В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделённых расстоянием R есть , Здесь G — гравитационная постоянная, равная – 6,673(10)*10-11 м³/(кг с²). Знак минус означает, что сила, действующая на тело, всегда противоположна по направлению радиус-вектору, направленному на тело, т. е. гравитационное взаимодействие приводит всегда к притяжению любых тел.  Таким образом в формулировке Ньютона законы Кеплера звучат так:

первый закон: под действием силы тяготения одно небесное тело может двигаться по отношению к другому по окружности, эллипсу, параболе и гиперболе. Надо сказать, что он справедлив для всех тел, между которыми действует взаимное притяжение.

формулирование второго закона Кеплера не дана, так как в этом не было необходимости.

третий закон Кеплера  сформулирован Ньютоном так: квадраты сидерических периодов планет, умноженные на сумму масс Солнца и планеты, относятся  как кубы больших полуосей орбит  планет.

Из формул центробежной силы, закона всемирного тяготения выражаем массу Солнца. , . Центробежная сила Земли рассчитывается следующим образом: , где m – масса Земли; v – скорость движения Земли вокруг Солнца; к – радиус Земли. mEarth = 5.9*1024 кг; Радиус Земли составляет 6358 км. F =  5.9*1024кг * 30000 м/с / 6358000 = 0,028*1024 Н. Таким образом, масса Солнца = (0,028*1024 Н * 22500000 м2)/ (6.67·10-11 Нм2/кг2 * 5.9*1024кг) = 1 989 100*1024 кг. 
 

Источник: www.stud24.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.