Maailman heliosentrinen järjestelmä ( heliosentrismi ) ( muista kreikkalaisista sanoista ἥλιος - aurinko ja κέντρον - keskus ) - ajatus siitä, että aurinko on keskeinen taivaankappale, jonka ympärillä maa ja muut planeetat pyörivät . Se syntyi vastakohtana maailman geosentriselle järjestelmälle antiikin aikana , mutta yleistyi 1500-1600-luvuilla.
Heliosentrisessä järjestelmässä maapallon oletetaan kiertävän akselinsa ympäri yhden sidereaalisen päivän aikana ja samanaikaisesti Auringon ympäri yhden sidereaalisen vuoden aikana . Ensimmäisen liikkeen seuraus on taivaanpallon näennäinen pyöriminen , toisen seuraus on Auringon vuotuinen liike tähtien välillä pitkin ekliptiikkaa . Aurinkoa pidetään paikallaan tähtiin nähden.
Heliosentrinen viitekehys on yksinkertaisesti viitekehys , jossa origo sijaitsee Auringossa. Maailman heliosentrinen järjestelmä on käsitys maailmankaikkeuden rakenteesta. Sanan suppeassa merkityksessä se piilee siinä tosiasiassa, että Aurinko sijaitsee universumin keskellä ja Maa suorittaa vähintään kahden tyyppistä liikettä: vuosittain Auringon ympäri ja päivittäin sen akselin ympäri; Tähdet ovat paikallaan suhteessa aurinkoon. Termiä "maailman heliosentrinen järjestelmä" käytetään usein laajemmassa merkityksessä, kun universumia ei välttämättä pidetä rajoitettuna ja sillä on keskus. Sitten tämän termin merkitys on, että Aurinko on keskimäärin paikallaan tähtiin nähden. Maailman heliosentristä järjestelmää voidaan tarkastella missä tahansa vertailujärjestelmässä, myös geosentrisessä, jossa maa on valittu alkupisteeksi. Tässä vertailukehyksessä Maa on paikallaan ja Aurinko kiertää maata; mutta maailman järjestelmä pysyy edelleen heliosentrisenä, koska Auringon ja tähtien keskinäinen konfiguraatio pysyy muuttumattomana. Päinvastoin, vaikka tarkastelemme maailman geosentristä järjestelmää heliosentrisessä viitekehyksessä, se on silti maailman geosentrinen järjestelmä, koska tähdet liikkuvat siinä yhden vuoden ajanjaksolla.
Aurinkokunnan planeetat jaetaan kahteen tyyppiin: sisäiset ( Merkurius ja Venus ), jotka havaitaan vain suhteellisen pienillä kulmaetäisyyksillä Auringosta, ja ulkoiset (kaikki muut), joita voidaan havaita millä tahansa etäisyydellä. Heliosentrisessä järjestelmässä tämä ero johtuu siitä, että Merkuriuksen ja Venuksen kiertoradat ovat aina Maan kiertoradan sisällä (kolmas planeetta Auringosta laskettuna), kun taas muiden planeettojen kiertoradat ovat Maan kiertoradan ulkopuolella. .
Planeettojen taaksepäinliikkeet (etenkin ulkoplaneetoilla havaittu selvästi), jotka ovat olleet tähtitieteen päämysteeri muinaisista ajoista lähtien, heliosentrisessä järjestelmässä selittyvät sillä, että planeettojen kulmanopeudet pienenevät etäisyyden kasvaessa planeetoista. Aurinko. Tämän seurauksena, kun planeetta havaitaan samassa osassa taivasta kuin Aurinko, se tekee näennäisen liikkeen tähtiin nähden samaan (suoraan) suuntaan kuin Aurinko : lännestä itään . Kuitenkin, kun Maa kulkee Auringon ja planeetan välillä, se näyttää olevan planeetan edellä, minkä seurauksena jälkimmäinen liikkuu tähtien taustaa vasten vastakkaiseen suuntaan, idästä länteen. Tästä seuraa, että planeetat tekevät retrogradisia liikkeitä lähellä vastakohtia, kun planeetat ovat lähimpänä Maata ja ovat sen seurauksena kirkkaimpia maasta katsottuna.
Heliosentrisessä järjestelmässä ulkoplaneettojen synodisten ja sidereaalisten kiertojaksojen välille muodostetaan seuraava suhde :
,
missä on maan (tähden) vuoden kesto . Tästä seuraa muinaisen Babylonin tähtitieteilijöiden empiirisesti saamia suhteita (ns. tavoitevuosijaksot) [1] :
jos ulkoplaneetta tekee täydellisen kierroksen pitkin ekliptiikkaa (suhteessa tähtiin) vuosina, niin tämän planeetan synodiset jaksot kuluvat tänä aikana ( , , ovat kokonaislukuja).Esimerkiksi Marsille , , , Jupiterille , , , Saturnukselle , , .
Geosentrisen järjestelmän näkökulmasta nämä suhteet ovat mysteeri. Mutta ne seuraavat automaattisesti yllä olevasta heliosentrismin puitteissa saadusta kaavasta, koska määritelmän mukaan ( on sellainen kokonaisluku Maan vuosia, joille planeetta tekee kokonaisia kierroksia pitkin ekliptiikkaa) ja arvot , ja ovat kääntäen verrannollisia arvoihin , ja , vastaavasti.
Etäisyyden määrittäminen sisempiin (vasemmalle) ja ulommalle (oikealle) planeetalle.
Tässä S on aurinko, T on maa, P on planeetta, a on etäisyys Auringosta Maahan ( au ), r on etäisyys Auringosta planeettaan. |
Heliosentrisessä järjestelmässä yksinkertaisen geometrisen päättelyn ja muutaman havaintodatan avulla saadaan helposti selville keskimääräisten etäisyyksien suhteet Auringosta planeetoihin, mikä on mahdotonta geosentrismin puitteissa. Tämä on erityisen helppoa tehdä oletuksena ympyrämäisistä samankeskisistä kiertoradoista.
Sisäplaneetalle riittää, että tiedetään sen suurin kulmaetäisyys Auringosta θ (suurin venymä). Kun otetaan huomioon kolmio SPT (kulma SPT on suora kulma), se on helppo nähdä
(katso kuvaa oikealla), missä on tähtitieteellistä yksikköä (keskimääräinen etäisyys Maan ja Auringon välillä).
Ulkoplaneetoille on tarpeen määrittää havaintojen perusteella planeetan synodinen jakso ja aikaväli planeetan opposition ja kvadratuurihetken välillä (kun planeetta näkyy maasta suorassa kulmassa aurinkoon nähden). Seuraavaksi sinun on löydettävä kaavan avulla planeetan kierrosaika Auringon ympärillä. Kun tiedät tämän arvon, voit löytää kulmat α ja β, jotka planeetta ja maa ovat ohittaneet kiertoradoillaan ajassa :
, .
Seuraavaksi on kulma , jossa maa ja aurinko ovat näkyvissä planeetalta katsottuna:
(kulma STP on suora, katso kuva oikealla). Tarvittava etäisyys osoittautuu
.
Tällaisten näkökohtien avulla Kopernikus laski ensin planeettojen suhteelliset etäisyydet Auringosta.
Koska kaikki planeetat loistavat Auringon heijastuvasta valosta, niiden on koettava vaihemuutos. Merkuriukselle ja Venukselle , jotka pyörivät Auringon ympäri Maan kiertoradalla, vaiheenmuutosjärjestyksen tulisi olla seuraava:
Tämä vaiheenmuutosjärjestys todella tapahtuu, kuten Galileo (1610) määritti ensimmäisen kerran.
Kaikki yllä oleva ei koske vain heliosentristä järjestelmää, vaan myös yhdistettyä järjestelmää (kuten Tycho Brahe -järjestelmä ), jossa kaikki planeetat kiertävät Auringon, joka puolestaan liikkuu Maan ympäri. On kuitenkin olemassa todisteita Maan liikkeestä Auringon ympäri.
Jo muinaisina aikoina tiedettiin, että Maan translaatioliikkeen pitäisi johtaa tähtien vuotuiseen parallaktiseen siirtymiseen . Tähtien syrjäisestä sijainnista johtuen parallaksit löydettiin ensimmäisen kerran vasta 1800-luvulla (melkein samanaikaisesti V. Ya. Struve , F. Bessel ja T. Henderson ), mikä oli suora (ja kauan odotettu) todiste Maan liikkeestä Auringon ympärillä.
Parallaksi on sitä pienempi mitä kauempana tähti on meistä. Jos laskemme parallaksikulman kaarisekunteina ja etäisyyden parsekeina , niin
.
Planeettojen taaksepäinliikkeet tapahtuvat samasta syystä kuin tähtien vuotuiset parallaksit, niitä voidaan kutsua planeettojen vuotuisiksi parallakseiksi.
Valonnopeuden ja Maan kiertoradan nopeuden vektorilisäyksen vuoksi tähtiä tarkasteltaessa teleskooppia on kallistettava suhteessa Maan tähtiviivaan. Tämän ilmiön ( valopoikkeaman ) löysi ja selitti oikein vuonna 1728 James Bradley , joka etsi vuosittaisia parallakseja. Valon aberraatio osoittautui ensimmäiseksi havainnolliseksi vahvistukseksi Maan liikkeestä Auringon ympäri ja samalla toiseksi todisteeksi valonnopeuden äärellisyydestä (sen jälkeen kun Römer selitti Jupiterin satelliittien liikkeen epäsäännöllisyyden ) . Toisin kuin parallaksi , poikkeamakulma ei riipu etäisyydestä tähteen, ja se määräytyy täysin Maan kiertoradan nopeuden mukaan. Kaikille tähdille se on sama arvo: 20,5".
Maan kiertoradan liikkeestä johtuen jokainen lähellä ekliptista tasoa oleva tähti lähestyy vuorotellen Maata ja vetäytyy siitä pois, mikä voidaan havaita spektrihavainnoilla ( Doppler-ilmiö ).
Samanlainen vaikutus havaitaan taustasäteilyn lämpötilassa : jokaisessa ekliptiikan pisteessä se muuttuu Maan liikkeen vuoksi Auringon ympärillä 1 vuoden ajanjaksolla [2] .
Röntgen- ja radiopulsareita tarkasteltaessa havaittiin muutos niiden pulssien välissä 1 vuoden ajanjaksolla. Tämä johtuu siitä, että aika, joka kuluu valon saavuttamiseen Maahan, vaihtelee yhden vuoden ajanjaksolla johtuen Maan kierroksesta Auringon ympäri ja valonnopeuden äärellisyydestä (tätä vaikutusta kutsutaan joskus Römer-viiveeksi, koska se on olennaisesti sama vaikutus kuin jolla tanskalainen tähtitieteilijä Ole Römer osoitti valonnopeuden äärellisyyden vuonna 1675, katso Römerin valonnopeuden mittaus ) [3] [4] . Vaikutus on selkein pulsareissa, jotka sijaitsevat ekliptiikan tasossa .
Todisteita Maan pyörimisestä akselinsa ympäri on artikkelissa Maan päivittäinen pyöriminen .
Ajatus Maan liikkeestä sai alkunsa Pythagoraan koulukunnasta . Pythagoralainen Philolaus Crotonista julkaisi maailmanjärjestelmän, jossa Maa on yksi planeetoista; toistaiseksi olemme kuitenkin puhuneet sen pyörimisestä (päivässä) mystisen keskustulen, emme Auringon, ympärillä. Aristoteles hylkäsi tämän järjestelmän muun muassa siksi, että se ennusti tähtien parallaktista siirtymistä.
Vähemmän spekulatiivinen oli Heraclides Pontuksen hypoteesi , jonka mukaan maapallo pyörii päivittäin akselinsa ympäri. Lisäksi Heraclid ilmeisesti ehdotti, että Merkurius ja Venus kiertävät Auringon ympäri ja vain sen kanssa - Maan ympäri. Ehkä myös Archimedes [5] noudatti tätä näkemystä uskoen, että Mars pyörii myös Auringon ympäri , jonka kiertoradan olisi tässä tapauksessa pitänyt peittää Maa, eikä sijaita sen ja Auringon välissä, kuten Merkuriuksen ja Venuksen tapauksessa. On oletettu, että Heraklidilla oli teoria, jonka mukaan maa, aurinko ja planeetat kiertävät yhden pisteen - planeettajärjestelmän keskipisteen - ympärillä [6] [7] . Theophrastoksen mukaan Platon katui myöhempinä vuosinaan, että hän oli antanut maapallolle keskeisen paikan universumissa, joka ei ollut hänelle sopiva .
Todella heliosentristä järjestelmää ehdotettiin 3. vuosisadan alussa eKr. e. Aristarkus Samoksen . Vähän tietoa Aristarkoksen hypoteesista on tullut meille Arkhimedesen [8] , Plutarkoksen [9] ja muiden kirjoittajien teosten kautta. Yleensä uskotaan, että Aristarkus tuli heliosentrismiin perustuen siihen tosiasiaan, että hän totesi, että aurinko on kooltaan paljon suurempi kuin maa (ainoa meille tullut tiedemiehen työ on omistettu Maan suhteellisten koon laskemiseen , Kuu ja aurinko). Oli luonnollista olettaa, että pienempi runko pyörii suuremman ympärillä, eikä päinvastoin. Ei tiedetä, kuinka kehittynyt Aristarchus-hypoteesi oli, mutta Aristarchus teki tärkeän johtopäätöksen, että verrattuna etäisyyksiin tähtiin, maapallon kiertorata on piste, koska muuten tähtien vuosittaiset parallaksit olisi pitänyt havaita (Aristarchuksen jälkeen, Archimedes hyväksyi myös tällaisen arvion tähtien etäisyyksistä ). Filosofi Cleanthes vaati, että Aristarkus saatetaan oikeuden eteen, koska hän on siirtänyt maapallon paikaltaan ("Maailman tulisija").
Heliocentrismi mahdollisti antiikin Kreikan tähtitieteen pääongelmien ratkaisemisen, koska ne hallitsivat 300-luvun alussa eKr. e. geosentriset näkemykset olivat selvästi kriisissä. Tuolloin yleisin geosentrismin versio, Eudoxuksen , Kallipoksen ja Aristoteleen homosentristen sfäärien teoria , ei kyennyt selittämään planeettojen näennäisen kirkkauden ja Kuun näennäisen koon muutosta, jonka kreikkalaiset liittivät oikein etäisyyden muutos näihin taivaankappaleisiin. Heliosentrinen järjestelmä luonnollisesti selitti planeettojen taaksepäin liikkeet. Se mahdollisti myös valaisimien järjestyksen määrittämisen. Kreikkalaiset olettivat suhteen taivaankappaleen läheisyyden " kiinteiden tähtien palloon " ja sen liikkeen sidereaalisen ajanjakson välillä: esimerkiksi hitaammin liikkuvaa Saturnusta pidettiin meistä kauimpana , silloin (lähestymisjärjestyksessä Maa) olivat Jupiter ja Mars ; Kuu osoittautui maata lähimmäksi taivaankappaleeksi. Tämän järjestelmän vaikeudet liittyivät Aurinkoon, Merkuriukseen ja Venukseen, koska kaikilla näillä kappaleilla oli samat sideeriset jaksot (muinaisessa tähtitiedessä käytetyssä mielessä), jotka olivat yhtä vuotta. Tämä vaikeus ratkesi helposti heliosentrisessä järjestelmässä, jossa yksi vuosi osoittautui yhtä suureksi kuin Maan liikejakso; samaan aikaan Merkuriuksen ja Venuksen liikejaksot (nyt - kierrokset Auringon ympäri) kulkivat samassa järjestyksessä kuin niiden etäisyydet uuteen maailman keskustaan, mikä voitiin määrittää yllä kuvatulla menetelmällä.
Aristarkoksen hypoteesin suorista kannattajista mainitaan vain babylonialainen Seleucus (2. vuosisadan ensimmäinen puolisko eKr.), joka Plutarkoksen mukaan toimitti siitä todisteita. Tästä päätellään yleensä, että heliosentrismillä ei ollut muita kannattajia, eli helleenien tiede ei hyväksynyt sitä. Seleukoksen mainitseminen Aristarkoksen seuraajana on kuitenkin erittäin merkittävä, koska se tarkoittaa heliosentrismin tunkeutumista jopa Tigris- ja Eufratin rannoille, mikä itsessään todistaa ajatuksen laajasta suosiosta \u200b\ u200b Maan liikettä. Lisäksi Sextus Empiricus [10] mainitsee Aristarkoksen seuraajat monikkomuodossa. Melko sympaattinen viittaus Aristarkoksen hypoteesiin Arkhimedesin Psammituksessa (pääasiallinen tietomme tästä hypoteesista) viittaa siihen, että Archimedes ei ainakaan sulkenut pois tätä hypoteesia. Useat kirjailijat [11] [12] [13] [14] puolsivat antiikin laajalle levinnyt heliosentrismi. On mahdollista erityisesti, että Ptolemaioksen Almagestissa esitetty planeettojen liikkeen geosentrinen teoria on tarkistettu heliosentrinen järjestelmä [15] [16] [17] . Italialainen matemaatikko Lucio Russo (Lucio Russo) antoi useita todisteita heliosentrisen järjestelmän dynamiikan kehittymisestä hellenistisellä aikakaudella, joka perustui yleiseen käsitykseen hitauslaista ja planeettojen vetovoimasta aurinkoon [18] [19] .
Kreikkalaiset kuitenkin lopulta hylkäsivät heliosentrismin. Pääsyynä voi olla yleinen tieteen kriisi, joka alkoi 2. vuosisadalla eKr. e. Astrologia korvaa tähtitieteen . _ Filosofiaa hallitsee mystiikka tai avoin uskonnollinen dogmatismi: stoalaisuus , myöhemmin uuspythagoralaisuus ja uusplatonismi . Toisaalta niillä harvoilla filosofisilla koulukunnilla, jotka ovat yleisesti rationaalisia ( epikurolaiset , skeptikot ), on yksi yhteinen piirre: epäusko mahdollisuuteen tuntea luonto. Joten epikurolaiset pitivät jopa Aristoteleen ja Aristarkoksen jälkeen mahdottomaksi määrittää kuun vaiheiden todellista syytä ja pitivät Maata litteänä. Tällaisessa ilmapiirissä uskonnolliset syytökset, kuten Aristarkosta vastaan esitetyt, voivat saada tähtitieteilijät ja fyysikot, vaikka he olisivatkin heliosentrismin kannattajia, yrittämään pidättäytyä näkemyksensä julkistamisesta, mikä voisi lopulta johtaa heidän unohdukseen.
Muinaisten kreikkalaisten tähtitieteilijöiden esittämät tieteelliset perusteet Maan liikkumattomuuden ja keskeisen aseman puolesta ovat artikkelissa Geosentrinen järjestelmä maailmassa .
2. vuosisadan jälkeen jKr. e. hellenistisessä maailmassa geosentrismi vakiintui tiukasti Aristoteleen filosofian ja Ptolemaioksen planetaarisen teorian pohjalta , jossa planeettojen silmukkaliikettä selitettiin käyttämällä deferentien ja episyklien yhdistelmää . Ptolemaioksen teorian "fyysinen" perusta oli aristotelilainen teoria planeettoja kantavista taivaanpalloista. Olennainen piirre Aristoteleen opetuksissa oli "kuun yläpuolisen" ja "kuunalaisen" maailman jyrkkä vastakohta. Kuun yläpuolista maailmaa (johon kaikki taivaankappaleet kuuluivat) pidettiin ihanteellisena maailmana, johon ei kohdistunut muutoksia. Päinvastoin, kaiken, mikä oli kuunalaisella alueella, mukaan lukien maapallo, pidettiin jatkuvan muutoksen, heikkenemisen kohteena.
Olennainen piirre Ptolemaioksen teoriassa oli kosmisten liikkeiden yhtenäisyyden periaatteen osittainen hylkääminen: episyklin keskipiste liikkuu deferenttiä pitkin vaihtelevalla nopeudella, vaikka kulmanopeus tarkasteltiin erityisestä epäkeskisesti sijaitsevasta pisteestä ( equant ) . muuttumattomana.
Keskiajalla maailman heliosentrinen järjestelmä käytännössä unohdettiin. Jossain määrin tunnetuksi on tullut käsitys, että Merkurius ja Venus kiertävät Auringon, joka puolestaan kiertää maata [20] [21] . Luultavasti keskiaikaiset kirjailijat oppivat tästä teoriasta 500-luvun ensimmäisen puoliskon latinalaisen kirjailijan Marcianus Capellan teoksesta "Elohopean ja filologian avioliitto", joka oli erittäin suosittu varhaiskeskiajalla.
Useat tutkijat löytävät jälkiä heliosentrismistä joistakin suuren intialaisen tähtitieteilijän Aryabhatan (5. vuosisadalla jKr.) planeetateorioista. Näin ollen erinomainen matemaatikko ja tieteen historioitsija Barthel van der Waerden panee merkille seuraavat todisteet siitä, että nämä teoriat perustuivat heliosentriseen teoriaan [11] :
Tällä hetkellä hallitseva näkemys on, että Intian keskiaikaisen tähtitieteen lähde on kreikkalainen esi-Ptolemaios tähtitiede. Van der Waerdenin mukaan kreikkalaisilla oli heliosentrinen teoria, joka kehitettiin siihen pisteeseen asti, että he pystyivät laskemaan planeettojen efemeridit , joka sitten muokattiin geosentriseksi (samanlailla kuin Tycho Brahe teki Kopernikuksen teorian kanssa ). Tämän tarkistetun teorian on väistämättä oltava episyklien teoria, koska Maahan liittyvässä vertailukehyksessä planeettojen liike tapahtuu objektiivisesti deferentin ja episyklin liikkeiden yhdistelmän mukaisesti. Lisäksi van der Waerdenin mukaan hän tunkeutui Intiaan . Aryabhata itse ja myöhemmät tähtitieteilijät eivät ehkä olleet tietoisia tämän teorian heliosentrisestä perustasta. Myöhemmin van der Waerdenin mukaan tämä teoria siirtyi muslimitähtitieteilijöille, jotka laativat "Shah-taulukot" - astrologisissa ennusteissa käytettyjen planeettojen efemeridit.
Al-Biruni puhui myötätuntoisesti Ariabhatan oletuksesta Maan päivittäisestä pyörimisestä . Mutta hän itse ilmeisesti lopulta kallistui Maan liikkumattomuuteen [22] .
Useat muslimi-idän tähtitieteilijät keskustelivat planeettojen liikkeen teorioista, jotka ovat vaihtoehto Ptolemaioksen teorialle. Heidän kritiikkinsä pääkohteena oli kuitenkin tasa-arvo , ei geosentrismi. Jotkut näistä tutkijoista (esimerkiksi Nasir al-Din al-Tusi ) kritisoivat myös Ptolemaioksen empiirisiä perusteluja Maan liikkumattomuudesta ja pitivät niitä riittämättöminä. Mutta samaan aikaan he pysyivät Maan liikkumattomuuden kannattajina, koska tämä oli Aristoteleen filosofian mukaista .
Poikkeuksen ovat Samarkandin koulukunnan tähtitieteilijät, jotka koostuivat Ulugbekin madrasasta ja hänen observatorionsa (1400-luvun ensimmäinen puolisko). Niinpä al-Kushchi hylkäsi Aristoteleen filosofian tähtitieteen fyysisenä perustana ja piti Maan pyörimistä akselinsa ympäri fyysisesti mahdollisena [23] . On viitteitä siitä, että jotkut Samarkandin tähtitieteilijät ovat pohtineet mahdollisuutta paitsi Maan aksiaaliseen pyörimiseen myös sen keskuksen liikkeelle [24] ja kehittivät myös teorian, jossa Auringon katsotaan kiertävän maata, mutta kaikki planeetat kiertävät Auringon (maailman geoheliosentrinen järjestelmä) [25] .
Euroopassa maapallon mahdollisuudesta pyöriä akselinsa ympäri on keskusteltu 1100-luvulta lähtien. Tuomas Akvinolainen mainitsi tämän hypoteesin 1200-luvun jälkipuoliskolla yhdessä ajatuksen kanssa Maan progressiivisesta liikkeestä (liikkeen keskipisteen määrittelemättä). Molemmat hypoteesit hylättiin samoista syistä kuin Aristoteleen hypoteesit . Maan aksiaalikiertoa koskeva hypoteesi sai syvän keskustelun Pariisin koulukunnan edustajien keskuudessa XIV-luvulla [26] ( Jean Buridan [27] ja Nicholas Orem [28] ). Vaikka näiden keskustelujen aikana esitettiin useita maapallon liikkuvuutta vastustavia argumentteja, lopullinen tuomio oli sen liikkumattomuuden puolesta.
Renessanssin alussa maapallon liikkuvuutta väitti Nikolai Cusalainen , mutta hänen keskustelunsa oli puhtaasti filosofista, ei liittynyt tiettyjen tähtitieteellisten ilmiöiden selittämiseen: hän uskoi, ettei maailmankaikkeudella voi olla selkeästi määriteltyä muotoa, joten sillä ei voi olla selkeästi määriteltyä keskustaa; Lisäksi universumissa ei voi olla tarkkaan määriteltyä lepotilaa. Siksi maapallo ei voi olla levossa maailman keskellä. Kuten kuuluisa tieteen historioitsija Alexander Koyre huomautti , puhuessaan Maan liikkeestä, Nikolai Kuzanskylla oli todennäköisesti mielessään eteenpäin suuntautuva liike huonosti määritellyn ja jatkuvasti liikkuvan keskuksen ympäri [29] . Toisaalta Nicholas selitti taivaanvahvuuden päivittäisen pyörimisen taivaanpallon pyörimisellä, kuten geosentrisessä järjestelmässä oletetaan. Leonardo da Vinci puhui tästä aiheesta melko epämääräisesti [30] . Molemmat ajattelijat kuitenkin pitivät Maata periaatteessa luonteeltaan identtisenä taivaankappaleiden kanssa.
Vuonna 1450 ilmestyi latinalainen käännös Archimedean Psammitista , joka mainitsee Aristarkoksen Samoksen heliosentrisen järjestelmän . Regiomontanus , johtava eurooppalainen renessanssin tähtitieteilijä, tunsi tämän työn hyvin , ja hän litteroi käsin koko Arkhimedesen tutkielman Italiassa oleskelunsa aikana. Yksityisessä kirjeenvaihdossa hän huomautti, että "tähtien liikkeen täytyy käydä läpi pieniä muutoksia Maan liikkeen vuoksi" [31] ; ehkä hän yksinkertaisesti välitti Aristarkoksen väitteen, jonka näkemykset hän saattoi tuntea " Psammitin " kautta. Joskus hänelle myönnetään myös oletus Maan pyörimisestä akselinsa ympäri, myös yksityiskirjeessä [32] . Kuitenkin julkaistuissa kirjoituksissaan Regiomontanus pysyi geosentristina ja Aristoteleen seuraajana ; Lisäksi hän oli aristotelilaisen homosentristen sfäärien teorian elvyttämisen kannattaja .
Maan liike mainittiin myös 1400- ja 1500-luvun vaihteessa. Vuonna 1499 italialainen professori Francesco Capuano keskusteli tästä hypoteesista, ja ei tarkoitettu vain Maan pyörivää, vaan myös translaatioliikettä (liikekeskusta määrittelemättä). Molemmat hypoteesit hylättiin samoista syistä kuin Aristoteleen ja Tuomas Akvinolaisen [33] . Vuonna 1501 italialainen humanisti Giorgio Valla mainitsi pythagoralaisen opin Maan liikkeestä keskustulen ympärillä [32] ja väitti, että Merkurius ja Venus kiertävät Auringon [34] .
Lopulta heliosentrismi heräsi henkiin vasta 1500-luvulla, kun puolalainen tähtitieteilijä Nicolaus Copernicus kehitti teorian planeettojen liikkeestä Auringon ympäri, joka perustuu Pythagoraan tasaisten ympyräliikkeiden periaatteeseen. Hän julkaisi työnsä tulokset vuonna 1543 ilmestyneessä kirjassa " On the rotations of the taivaanpallot " . Yksi syy paluuseen heliosentrismiin oli Kopernikuksen erimielisyys Ptolemaioksen ekvantin teorian kanssa ; Lisäksi hän piti kaikkien geosentristen teorioiden haittana sitä, että niiden avulla ei voida määrittää "maailman muotoa ja sen osien suhteellisuutta", eli planeettajärjestelmän mittakaavaa. Ei ole selvää, mikä vaikutus Aristarchuksella oli Kopernikukseen (kirjansa käsikirjoituksessa Kopernikus mainitsi Aristarkoksen heliosentrismin, mutta tämä viittaus katosi kirjan viimeisessä painoksessa [35] ).
Kopernikus uskoi, että maa tekee kolme liikettä:
Kopernikus ei vain selittänyt syitä planeettojen taaksepäin liikkeelle, hän laski planeettojen etäisyydet Auringosta ja niiden kierrosjaksot. Kopernikus selitti planeettojen liikkeen eläinradan epätasa -arvon sillä, että niiden liike on yhdistelmä liikkeitä suurissa ja pienissä ympyröissä, samalla tavalla kuin idän keskiaikaiset tähtitieteilijät selittivät tämän epätasa-arvon - Maraga-vallankumouksen hahmot (esim. , Kopernikuksen teoria ulkoplaneettojen liikkeistä osui yhteen Al -Urdin teorian kanssa, Merkuriuksen liiketeorian kanssa - Ibn ash-Shatirin teorian kanssa , mutta vain heliosentrisessä vertailukehyksessä).
Kopernikaanista teoriaa ei kuitenkaan voida kutsua kokonaisuudessaan heliosentriiseksi, koska maapallo siinä säilytti osittain erityisaseman:
Ilmeisesti Kopernikus säilytti uskonsa planeettoja kuljettavien taivaanpallojen olemassaoloon. Näin ollen planeettojen liike Auringon ympäri selitettiin näiden pallojen pyörimisellä akselinsa ympäri [36] .
Siitä huolimatta hän sai sysäyksen planeettojen liikkeen heliosentrisen teorian, siihen liittyvien mekaniikan ja kosmologian ongelmien kehittämiseen. Julistamalla Maan yhdeksi planeetoista Kopernikus loi olosuhteet "kuun yläpuolen" ja "kuun alipuolen" välisen terävän kuilun poistamiseksi, joka on ominaista Aristoteleen filosofialle ja keskiaikaiselle skolastiikalle .
Johtava suuntaus Kopernikaanisen teorian käsityksissä koko 1500-luvun ajan oli hänen teoriansa matemaattisen laitteen käyttö tähtitieteellisiin laskelmiin ja lähes täydellinen piittaamattomuus hänen uudesta, heliosentrisestä kosmologiasta. Tämän suuntauksen alun loi Kopernikuksen kirjan esipuhe, jonka kirjoitti sen kustantaja, luterilainen teologi Andreas Osiander . Osiander kirjoittaa, että Maan liike on fiksu laskennallinen temppu, mutta Kopernikusta ei pidä ottaa kirjaimellisesti. Koska Osiander ei sisällyttänyt nimeään esipuheeseen, monet 1500-luvulla uskoivat, että tämä oli itse Nikolaus Kopernikuksen mielipide. Kopernikuksen kirjaa tutkivat Wittenbergin yliopiston tähtitieteilijät, joista tunnetuin oli Erasmus Reingold , joka suhtautui myönteisesti kirjoittajan kieltäytymiseen yhtäläisyydestä ja laati uusia planeettojen liikkeitä koskevia taulukoita teoriansa perusteella (" Preussin taulukot "). Mutta pääasia, mitä Kopernikuksella on - uusi kosmologinen järjestelmä - eivät Reinhold tai muut Wittenbergin tähtitieteilijät näytä huomanneen.
Melkein ainoat Kopernikuksen teorian hyväksyneet tutkijat ensimmäisten kolmen vuosikymmenen aikana kirjan "On the Rotations of the Celestial Spheres" julkaisemisen jälkeen olivat saksalainen tähtitieteilijä Georg Joachim Retik , joka aikoinaan teki yhteistyötä Kopernikuksen kanssa ja piti itseään hänen oppilaansa. ja jopa julkaisi (jopa ennen Kopernikusta, vuonna 1540) teoksen, joka hahmotteli uutta maailmanjärjestelmää ja tähtitieteilijä ja maanmittajia Gemma Frisius . Kopernikuksen ystävä, piispa Tiedemann Giese , oli myös Kopernikuksen kannattaja .
Ja vasta XVI vuosisadan 70-90-luvuilla. tähtitieteilijät alkoivat osoittaa kiinnostusta uutta maailmanjärjestelmää kohtaan. Sen väittävät ja puolustavat tähtitieteilijät Thomas Digges , Christoph Rothmann ja Michael Möstlin sekä fyysikko Simon Stevin . Erinomaisen panoksen heliosentrismin kehittämiseen antoi filosofi Giordano Bruno , yksi ensimmäisistä, joka hylkäsi dogman kiinteiden taivaanpallojen olemassaolosta. Teologi Diego de Zúñigakäytti ajatusta Maan liikkeestä tulkitakseen joitain Raamatun sanoja. Ehkä tunnetut tiedemiehet Giambatista Benedetti , William Gilbert , Thomas Harriot olivat myös tämän ajanjakson heliosentristejä . Jotkut kirjoittajat, jotka hylkäsivät Maan translaatioliikkeen, hyväksyivät sen pyörimisen akselinsa ympäri: tähtitieteilijä Nicholas Reimers (Ursus), filosofi Francesco Patrici . Laajalti koulutettu ranskalainen runoilija ja filosofi Pontus de Tiard , joka väitti, että jokainen tähdistä on maapallon kaltainen asuttu maailma [37] , suhtautui melko myönteisesti Kopernikuksen teoriaan .
Samaan aikaan ensimmäiset negatiiviset arvostelut Kopernikuksen teoriasta alkavat ilmestyä. Heliosentrismin arvovaltaisimmat vastustajat 1500- ja 1600-luvun alussa olivat tähtitieteilijät Tycho Brahe ja Christopher Clavius , matemaatikot Francois Viet ja Francesco Mavrolico sekä filosofi Francis Bacon .
Heliosentrinen teorian vastustajilla oli kahdenlaisia argumentteja ( Dialogues on the Two Systems of the World -julkaisussa Galileo esittää ne ja sitten kritisoi Salviatia) [38] .
(A) Maan pyörimistä oman akselinsa ympäri. 1500-luvun tutkijat pystyivät jo arvioimaan lineaarisen pyörimisnopeuden: noin 500 m / s päiväntasaajalla.
Nämä väitteet perustuivat noina vuosina yleisesti hyväksyttyyn aristoteleiseen mekaniikkaan. He menettivät voimansa vasta Newtonin mekaniikan lakien löytämisen jälkeen. Toisaalta sellaiset tämän tieteen peruskäsitteet kuin keskipakovoima , suhteellisuusteoria , inertia ilmestyivät suuressa määrin, kun nämä geosentristien väitteet kumottiin.
(B) Maan eteenpäin suuntautuvaa liikettä vastaan.
Toisen väitteen kumoamiseksi heliosentristit joutuivat olettamaan tähtien valtavan etäisyyden. Tycho Brahe vastusti tätä, että tässä tapauksessa tähdet osoittautuvat epätavallisen suuriksi, suuremmiksi kuin Saturnuksen kiertorata . Tämä arvio seurasi hänen määritelmästään tähtien kulmakoosta: hän piti ensimmäisen magnitudin tähtien näennäisen halkaisijan olevan noin 2-3 kaariminuuttia.
Tycho Brahe ehdotti maailman geoheliosentrinen kompromissijärjestelmää , jossa paikallaan oleva Maa on maailman keskellä, aurinko, kuu ja tähdet kiertävät sen ympärillä, mutta planeetat kiertävät Auringon [39] . XVI vuosisadan lopusta lähtien. tästä maailman yhdistetystä järjestelmästä (olennaisesti geosentrisen teorian modernisoitu muoto) tulee heliosentrismin pääkilpailija.
Erinomaisen panoksen heliosentristen käsitteiden kehittämiseen antoi saksalainen tähtitieteilijä Johannes Kepler . Jo opiskeluvuosinaan (1500-luvun lopulla) hän oli vakuuttunut heliosentrismin pätevyydestä, kun otetaan huomioon tämän opin kyky antaa luonnollinen selitys planeettojen taaksepäin liikkeille ja kyky laskea mittakaava. planeettajärjestelmästä sen perusteella. Kepler työskenteli useiden vuosien ajan suurimman havainnoivan tähtitieteilijän Tycho Brahen kanssa, ja hänestä tuli myöhemmin havaintotietoarkiston omistaja. Näiden tietojen analysoinnin aikana, osoittaen poikkeuksellista fyysistä intuitiota, Kepler teki seuraavat johtopäätökset:
Kepler laati löytämiensä planeettojen liikkeen lakien perusteella planeettojen liikkeitä kuvaavia taulukoita ( Rudolphin tables ), jotka jäivät tarkkuuden suhteen kauas taakseen kaikista aiemmin laadituista taulukoista.
Samaan aikaan Keplerin kanssa Euroopan toisessa päässä, Italiassa, työskenteli Galileo Galilei , joka tarjosi kaksinkertaista tukea heliosentriselle teorialle. Ensinnäkin, Galileo teki keksimänsä kaukoputken avulla useita löytöjä, joko epäsuorasti vahvistaen Kopernikuksen teoriaa tai pudottamalla maan vastustajiensa - Aristoteleen kannattajien - jalkojen alta:
Toinen Galileon toiminnan suunta oli uusien dynamiikan lakien luominen. Hän otti tärkeitä askelia inertia- ja suhteellisuusperiaatteiden vahvistamisessa , mikä mahdollisti heliosentrismin vastustajien perinteisen vastalauseen poistamisen: jos maapallo liikkuu, miksi emme huomaa sitä [41] ?
Joutuessaan samaan Kopernikaaniseen leiriin Keplerin kanssa, Galileo ei koskaan hyväksynyt planeettojen liikkeen lakeja. Tämä koskee myös muita 1600-luvun ensimmäisen kolmanneksen heliosentristejä, esimerkiksi hollantilaista tähtitieteilijää Philip van Lansbergia . Myöhempien aikojen tähtitieteilijät saattoivat kuitenkin selvästi varmistaa Keplerianin Rudolfiinitaulukoiden tarkkuuden. Joten yksi Keplerin ennustuksista oli Merkuriuksen kulkeminen aurinkokiekon poikki vuonna 1631, jonka ranskalainen tähtitieteilijä Pierre Gassendi itse asiassa onnistui havaitsemaan . Keplerin taulukoita jalosti edelleen englantilainen tähtitieteilijä Jeremy Horrocks , joka ennusti Venuksen kulkemista Auringon kiekon poikki vuonna 1639, minkä hän havaitsi myös toisen englantilaisen tähtitieteilijän William Crabtreen kanssa .
Edes Keplerin teorian ilmiömäinen tarkkuus (Horrocksin oleellisesti jalostama) ei kuitenkaan vakuuttanut geosentrisiä skeptikkoja, koska monet heliosentrisen teorian ongelmat jäivät ratkaisematta. Ensinnäkin tämä on tähtien vuosittaisten parallaksien ongelma, jota etsittiin koko 1600-luvun ajan. Huolimatta mittaustarkkuuden merkittävästä kasvusta (joka saavutettiin kaukoputkien avulla), nämä haut jäivät epäselviksi, mikä osoitti, että tähdet olivat vielä kauempana kuin Kopernikus, Galileo ja Kepler ehdottivat. Tämä puolestaan nosti jälleen asialistalle Tycho Brahen mainitseman tähtien koon ongelman . Vasta 1600-luvun lopulla tiedemiehet ymmärsivät, että se, mitä he pitivät tähtikiekkoina, oli itse asiassa puhtaasti instrumentaalinen vaikutus ( Airy disk ): tähdillä on niin pienet kulmamitat, että niiden kiekkoja ei voida nähdä edes tehokkaimmilla kaukoputkilla.
Lisäksi Maan liikettä vastaan oli edelleen fyysisiä vastaväitteitä, jotka perustuivat aristoteleiseen mekaniikkaan. Galileon ajatukset inertiasta ja suhteellisuudesta eivät vakuuttaneet kaikkia 1600-luvun tiedemiehiä [42] . Heliosentrismin vastustajista erottui jesuiitta Riccioli , aikansa ansaitusti kuuluisa tähtitieteilijä. Perusteoksessaan The New Almagest hän listasi ja keskusteli 49 todisteesta Kopernikuksen puolesta ja 77 vastaan (mikä ei kuitenkaan estänyt häntä nimeämästä yhtä kuun kraattereista Kopernikuksen mukaan).
Heliosentrinen teorian pääkilpailija ei tuohon aikaan ollut enää Ptolemaioksen teoria, vaan maailman geoheliosentrinen järjestelmä , jota täydensi olettamus elliptisistä radoista. Kopernikaanista järjestelmää tukivat useat 1600-luvun tunnetut tiedemiehet. Useat tiedemiehet ( Isaac Beckman , Jeremy Horrocks , Rene Descartes , Gilles Roberval , Giovanni Alfonso Borelli , Robert Hooke ) yrittivät rakentaa planeettojen liikkeen teorioita mekanistisen filosofian periaatteiden pohjalta . Heliosentrismin kannattajia 1600-luvulla olivat myös tunnetut tiedemiehet Otto von Guericke , Ismael Bulliald , Christian Huygens , John Wilkins ja John Wallis .
Kuitenkin 1600-luvun loppuun asti monet tiedemiehet yksinkertaisesti kieltäytyivät valitsemasta näiden hypoteesien välillä ja huomauttivat, että havaintojen kannalta järjestelmän heliosentrinen ja geoheliosentrinen järjestelmä ovat samanarvoisia; tietenkin, pysymällä sellaisessa asemassa, oli mahdotonta kehittää planeettajärjestelmän dynamiikkaa. Tämän "positivistisen" näkökulman kannattajia olivat esimerkiksi Giovanni Domenico Cassini , Ole Römer , Blaise Pascal .
On lisättävä, että kiistoissa geosentristien kanssa Aristarkoksen ja Kopernikuksen kannattajat eivät missään nimessä olleet tasa-arvoisessa asemassa, koska sellainen auktoriteetti kuin kirkko oli edellisen puolella (etenkin katolisissa maissa). Kuitenkin sen jälkeen, kun Isaac Newton päätteli Keplerin lait yleisen painovoiman laista vuonna 1687 , kaikki kiistat maailmanjärjestelmästä, jotka eivät olleet laantuneet puoleentoista vuosisataan, menettivät merkityksensä. Aurinko miehitti lujasti planeettajärjestelmän keskuksen, koska se on yksi monista tähdistä valtavassa maailmankaikkeudessa .
Heliosentrisen järjestelmän tulo stimuloi suuresti fysiikan kehitystä. Ensinnäkin oli tarpeen vastata kysymykseen: miksi ihmiset eivät tunne Maan liikettä eikä se ilmene maanpäällisissä kokeissa. Tällä tiellä muotoiltiin klassisen mekaniikan perussäännökset : suhteellisuusperiaate ja inertiaperiaate [41] . Nikolai Orem [26] , Ali al-Kushchi [43] , Nikolaus Cusalainen [ 44] , Kopernikus [45] , Thomas Digges [46] , Giordano Bruno [47] ] . Erinomaisen askeleen suhteellisuusperiaatteen muotoilussa otti Galileo Galilei [48] .
Geosentrisen kosmologian fyysinen perusta oli sisäkkäisten pallojen teoria, jossa kiinteät taivaanpallot kuljettavat planeettoja liikkeessään. Ensinnäkin tähtien päivittäiset liikeradat ovat ikään kuin ne olisivat sidottu yhteen palloon, joka pyörii Maan ympäri sideerisenä päivänä . Toiseksi, käyttämättä käsitystä kiinteistä palloista, joihin planeetat on kiinnitetty, oli käytännössä mahdotonta antaa fyysistä tulkintaa Ptolemaioksen jaksoista .
Heliosentrismin puitteissa ei kuitenkaan tarvita taivaanpalloja: loppujen lopuksi, jos tähtien näkyvät päivittäiset liikkeet johtuvat Maan päivittäisestä pyörimisestä, niin tähtiä kantava ulompi taivaanpallo on yksinkertaisesti tarpeeton. . Tämä pallo on kuitenkin vain ulkoraja koko pallojärjestelmälle, johon planeetat ovat kiinnittyneet. Siten, jos ulkopalloa ei ole olemassa, koko tämä taivaanpallojen järjestelmä osoittautuu tarpeettomaksi.
Ensimmäiset heliosentriset mallit, kuten geosentrisetkin, olivat puhtaasti kinemaattisia, eli ne mallinsivat vain taivaankappaleiden liikkeitä jättäen sivuun kysymyksen tällaisten liikkeiden lähteestä ja yleisistä laeista [49] . Kuitenkin XVI-XVII vuosisadalla fysiikan edistyminen mahdollisti kysymyksen siitä, mikä (ellei pallot) liikuttaa planeettoja, eli siirtyä kinematiikasta dynamiikkaan .
Ensimmäinen, joka muotoili ongelman, oli Giordano Bruno ("The Ash Meal ", 1584). Bruno, kuten monet muutkin tiedemiehet (erityisesti Tycho Brahe , William Gilbert ), uskoivat, että planeetat ovat eläviä, älykkäitä olentoja, joita heidän sielunsa ohjaa. Kepler piti myös jonkin aikaa kiinni tästä näkemyksestä , mutta Marsin liikkeen teoriaa rakentaessaan hän tuli siihen tulokseen, että planeettojen liikettä ohjaavat Auringosta lähtevät voimat (New Astronomy, 1609 ). Hänen teoriassaan oli kolme tällaista voimaa: yksi työntää planeettaa kiertoradalla, vaikuttaen tangentiaalisesti lentoradan suhteen (tämän voiman ansiosta planeetta liikkuu), toinen joko vetää puoleensa tai hylkii planeetta Auringosta (sitä johtuen planeetan kiertorata on ellipsi) ja kolmas toimii ekliptiikan tason poikki ( jolloin planeetan kiertorata on tasolla, joka ei ole ekliptiikan tason mukainen) [50] [51] . Hän katsoi, että ensimmäinen niistä ("pyöreä" voima) pieneni käänteisesti etäisyyden kanssa Auringosta.
Kaikki tiedemiehet eivät yhtyneet Keplerin mielipiteeseen. Joten Galileo tunnisti planeettojen liikkeen inertialiikkeellä . Keplerilaisen teorian hylkäsi myös 1600-luvun puolivälin johtava teoreettinen tähtitieteilijä Ismael Bulliald , jonka mukaan planeetat eivät liiku Auringon ympärillä siitä lähtevien voimien vaikutuksesta, vaan jonkin sisäisen pyrkimyksen seurauksena. Lisäksi, jos ympyrävoima olisi olemassa, se pienenisi takaisin etäisyyden toiseen potenssiin, ei ensimmäiseen, kuten Kepler uskoi [52] . Jeremy Horrocks [53] ja Isaac Beckman [54] tukivat kuitenkin planeettojen liikkeiden dynaamisen selityksen etsimistä . Descartes uskoi, että jättimäiset pyörteet kuljettavat planeettoja Auringon ympäri [55] . Keplerin mielipidettä planeettojen liikkeestä Auringon vaikutuksesta tuki G. A. Borelli ("Theory of the Medician Planets", 1666). Hänen mielestään auringosta tulee kolme voimaa: yksi liikuttaa planeettaa kiertoradalla, toinen vetää planeettaa aurinkoon, kolmas (keskipakoinen) päinvastoin hylkii planeettaa. Planeetan elliptinen kiertorata on seurausta kahden viimeisen [50] [51] välisestä yhteenotosta .
Vuonna 1666 Robert Hooke ehdotti, että vetovoima aurinkoon yksin riittää selittämään planeettojen liikkeen, on yksinkertaisesti välttämätöntä olettaa, että planeetan kiertorata on seurausta Auringon putoamisen yhdistelmästä (superpositiosta). painovoiman vuoksi) ja hitausliikkeestä (tangentiaalisesti planeetan liikeradan suhteen). Hänen mielestään tämä liikkeiden superpositio määrää planeetan Auringon ympäri kulkevan liikeradan elliptisen muodon [56] (samanlaisia näkemyksiä, mutta melko epämääräisessä muodossa, esitti myös Christopher Wren [57] ). Hooke esitti ensimmäisenä ongelman Keplerin lakien johdosta, joka perustui hitausperiaatteeseen ja oletukseen aurinkoon kohdistuvan voiman olemassaolosta [58] . Hooke arvasi, että painovoima pienenee käänteisesti Auringon etäisyyden neliön kanssa, mutta hän ei pystynyt todistamaan tätä.
Ensimmäinen, joka onnistui vahvistamaan painovoiman vaikutuslain ja johdattamaan siitä planeettojen liikelait, oli Isaac Newton ", 1687)Mathematical Principles of Natural Philosophy"( vuorovesi . Samalla muotoiltiin yleinen menetelmä, joka mahdollisti mekaniikan ongelmien ratkaisemisen.
Yksi heliosentrismin vastalauseista XVI-XVII vuosisadalla. Tähtien vuotuisten parallaksien puuttuminen otettiin huomioon. Tämän ristiriidan selittämiseksi Kopernikus (kuten aiemmin Aristarchus ) oletti, että Maan kiertorata on piste verrattuna etäisyyksiin tähtiin. Kopernikus piti maailmankaikkeutta äärettömän suurena, mutta ilmeisesti äärellisenä; Aurinko oli sen keskellä. Ensimmäinen, joka heliosentrismin puitteissa vaihtoi näkemykseen maailmankaikkeuden äärettömyydestä, oli englantilainen tähtitieteilijä Thomas Digges ; hän uskoi, että aurinkokunnan ulkopuolella maailmankaikkeus on tasaisesti täynnä tähtiä, joiden luonnetta ei määritelty. Diggesin mukaan maailmankaikkeudella oli heterogeeninen rakenne, Aurinko pysyi maailman keskellä. Aurinkokunnan ulkopuolella oleva tila on ei-aineellinen maailma, "Jumalan palatsi". Italialainen filosofi Giordano Bruno otti ratkaisevan askeleen heliosentrismistä äärettömään universumiin, joka on tasaisesti täynnä tähtiä . Brunon mukaan kaikista pisteistä katsottuna maailmankaikkeuden pitäisi näyttää suunnilleen samalta. Kaikista nykyajan ajattelijoista hän ehdotti ensimmäisenä, että tähdet ovat kaukaisia aurinkoja ja että fyysiset lait ovat samat kaikessa äärettömässä ja rajattomassa avaruudessa [59] [60] . 1500-luvun lopulla universumin äärettömyyttä puolusti myös William Gilbert [61] .
Kepler oli eri mieltä näistä näkemyksistä . Hän edusti maailmankaikkeutta äärellisen säteen omaavana pallona, jonka keskellä oli onkalo, jossa aurinkokunta sijaitsi. Kepler katsoi, että tämän onkalon ulkopuolella oleva pallomainen kerros oli täynnä tähtiä - itsestään valoisia esineitä, mutta niiden luonne oli pohjimmiltaan erilainen kuin Auringon [62] . Yksi hänen argumenteistaan on fotometrisen paradoksin välitön edeltäjä [63] [64] . Päinvastoin, Galileo jätti avoimeksi kysymyksen maailmankaikkeuden äärettömyydestä ja piti tähtiä kaukaisina aurinkoina. XVII vuosisadan puolivälissä ja toisella puoliskolla näitä näkemyksiä tukivat Rene Descartes , Otto von Guericke ja Christian Huygens . Huygens sekä J. Gregory ja I. Newton tekivät ensimmäiset yritykset määrittää etäisyys tähtiin olettaen, että niiden kirkkaus on yhtä suuri kuin auringon.
Jopa jakaessaan mielipiteen Auringon ja tähtien identiteetistä monet tutkijat uskoivat, että tähtien kokonaisuus vie vain osan avaruudesta, jonka ulkopuolella on tyhjyys tai eetteri. Kuitenkin 1700-luvun alussa Isaac Newton ja Edmond Halley puhuivat avaruuden tasaisen täyttämisen puolesta tähdillä, koska äärellisen tähtijärjestelmän tapauksessa ne väistämättä putosivat toistensa päälle keskinäisen vaikutuksen alaisena. painovoimat. Näin ollen aurinko, joka pysyi planeettajärjestelmän keskipisteenä, lakkasi olemasta maailman keskipiste, jonka kaikki pisteet olivat yhtäläisissä olosuhteissa.
Melkein heti heliosentrinen järjestelmän esittämisen jälkeen havaittiin, että se oli ristiriidassa joidenkin Pyhän Raamatun kohtien kanssa. Esimerkiksi kohta yhdestä psalmista
Sinä asetat maan lujalle perustukselle: se ei horju aina ja ikuisesti ( Ps. 104:5 ).
mainitaan todisteena maan liikkumattomuudesta. Useita muita kohtia on siteerattu tukemaan ajatusta, että aurinko, ei maa, tekee vuorokauden liikkeen. Heidän joukossaan esimerkiksi yksi kohta Saarnaajan kirjasta :
Aurinko nousee ja aurinko laskee, ja kiirehtii paikkaansa, jossa se nousee ( Saarn. 1:5 ).
Ote Joosuan kirjasta oli erittäin suosittu :
Jeesus huusi Herraa sinä päivänä, jona Herra antoi amorilaiset Israelin käsiin, kun hän löi heitä Gibeonissa, ja heitä lyötiin Israelin lasten edessä ja sanoi israelilaisten edessä: Lopeta, aurinko on Gibeonin yllä ja kuu on Avalonin laakson päällä. )! ( Joosua 10:12 )
Koska pysähtymiskäsky annettiin Auringolle, ei Maalle, tästä pääteltiin, että Aurinko teki päivittäisen liikkeen. Uskonnolliset argumentit houkuttelivat paitsi katolisia ja protestanttisia johtajia vahvistamaan asemaansa, myös ammattitähtitieteilijöitä ( Tycho Brahe , Christopher Clavius , Giovanni Battista Riccioli ja muut).
Maan pyörimisen kannattajat puolustivat kahteen suuntaan. Ensinnäkin he huomauttivat, että Raamattu on kirjoitettu tavallisten ihmisten ymmärrettävällä kielellä, ja jos sen kirjoittajat olisivat antaneet tieteellisesti selkeitä muotoja, se ei olisi kyennyt täyttämään pääasiallista, uskonnollista tehtäväänsä. Lisäksi todettiin, että joitain Raamatun kohtia tulisi tulkita allegorisesti (katso artikkeli Raamatun allegorismi ). Joten Galileo totesi, että jos Pyhä Raamattu otetaan täysin kirjaimellisesti, niin käy ilmi, että Jumalalla on kädet, hän on alttiina tunteille, kuten vihalle jne. Yleisesti ottaen liikkeen opin puolustajien pääidea Maapallolla oli, että tieteellä ja uskonnolla on erilaiset tavoitteet: tiede tarkastelee aineellisen maailman ilmiöitä järjen argumenttien ohjaamana, uskonnon tavoitteena on ihmisen moraalinen parantaminen, hänen pelastuksensa. Galileo lainasi kardinaali Baroniota tässä yhteydessä , että Raamattu opettaa kuinka taivaaseen noustaan, ei miten se toimii.
Dramaattisin oli heliosentrisen järjestelmän vuorovaikutuksen historia katolisen kirkon kanssa . Aluksi kirkko kuitenkin suhtautui tähtitieteen uuteen kehitykseen melko myönteisesti ja jopa hieman kiinnostuneena. Vuonna 1533 Vatikaanissa kuultiin raportti Kopernikaanisesta järjestelmästä , jonka toimitti kuuluisa orientalisti Johann Albert Widmanstadt ; kiitoksena paikalla ollut paavi Klemens VII esitti puhujalle arvokkaan antiikin kreikkalaisen käsikirjoituksen. Kolme vuotta myöhemmin kardinaali Nikolai Schomberg kirjoitti Kopernikukselle kirjeen, jossa hän kehotti häntä julkaisemaan kirjan, jossa kerrotaan hänen teoriastaan mahdollisimman pian. Hänen läheinen ystävänsä piispa Tidemann Giese kehotti itsepintaisesti julkaisemaan Kopernikuksen maailman uuden järjestelmän .
Kuitenkin jo ensimmäisinä vuosina Kopernikuksen kirjan julkaisemisen jälkeen yksi Vatikaanin korkea-arvoisista virkamiehistä, Paavin palatsin johtaja Bartolomeo Spina, vaati heliosentrisen järjestelmän kieltämistä, vaikka hänellä ei ollut aikaa. saavuttaakseen tavoitteensa vakavan sairauden ja kuoleman vuoksi [65] [66] [67] . Tapausta jatkoi hänen ystävänsä, dominikaaninen teologi Giovanni Maria Tolozani, joka väitti heliosentrismin vaaran uskolle esseessä "Taivaasta ja taivaasta" [68] [69] .
Seuraavien vuosikymmenten aikana Kopernikuksen teoria ei kuitenkaan herättänyt paljon katolisten teologien huomiota: joko sen alhaisen suosion vuoksi Italiassa (Kopernikuksen kirja julkaistiin Saksassa) tai liikkeen selkeyttämisen vuoksi. Auringon ja Kuun tulevia kalenteriuudistuksia varten ; on mahdollista, että katolisten teologien valppautta tylsisivät Osianderin esipuhe . Teologit alkoivat ymmärtää uuden maailmanjärjestelmän vaaran kirkolle vasta 1500-luvun lopulla. Niinpä Giordano Brunoa vastaan käydyssä oikeudenkäynnissä [70] kuultiin raamatullisia argumentteja Maan liikkumattomuuden puolesta , vaikka niillä ei luultavasti ollutkaan ratkaisevaa roolia sen traagisessa loppuvaiheessa.
Heliosentrismin vastaisten uskonnollisten syytösten pääaalto nousi kuitenkin Galileon teleskooppisten löytöjen jälkeen (ja niiden seurauksena). Galileo itse ja katolinen munkki Paolo Foscarini yrittivät puolustaa heliosentrismiä syytöksiä Raamatun ristiriitaisuudesta . Kuitenkin vuodesta 1616 lähtien , jolloin Kopernikuksen kirja sisällytettiin kiellettyjen kirjojen luetteloon "ennen korjausta", joka joutui sensuurin alaiseksi ( 1620 ), katolinen kirkko alkoi harkita kaikkia yrityksiä julistaa heliosentrinen teoria todelliseksi heijastukseksi planeetat (eikä vain matemaattinen malli) dogman päämääräysten vastaisena.
1600-luvun 20- luvun jälkipuoliskolla Galileo katsoi tilanteen purkautuvan vähitellen ja julkaisi kuuluisan teoksensa "Vuoropuhelut maailman kahdesta pääjärjestelmästä, Ptolemaioksesta ja Kopernikuksesta" (1632). Vaikka sensuuri salli julkaisun "Vuoropuhelusta", hyvin pian roomalainen paavi Urbanus VIII piti kirjaa harhaoppisena, ja Galileo joutui inkvisitio oikeuden eteen . Vuonna 1633 hänet pakotettiin luopumaan näkemyksistään julkisesti.
Galileon oikeudenkäynnillä oli kielteinen vaikutus sekä tieteen kehitykseen että katolisen kirkon auktoriteettiin. Rene Descartes joutui kieltäytymään julkaisemasta teoksensa maailman järjestelmästä, Gilles Roberval ja Ismael Bulliald lykkäsivät jo valmiiden teosten julkaisemista. Monet tutkijat, luultavasti Giovanni Borelli ja Pierre Gassendi , pidättäytyivät ilmaisemasta todellisia mielipiteitään, koska he pelkäsivät joutuvansa inkvisition vainotuiksi . Jotkut muut tähtitieteilijät (useimmiten jesuiitat, mukaan lukien Riccioli ) uskoivat vilpittömästi, että heliosentrismin kirkollinen kielto oli ratkaiseva argumentti geosentrismin puolesta, ylittäen kaikki tieteelliset väitteet; voidaan olettaa, että jos tätä kieltoa ei olisi ollut olemassa, niillä olisi ollut paljon suurempi panos teoreettisen tähtitieteen kehitykseen 1600-luvulla.
Ranskassa heliosentrisen järjestelmän kieltoa ei kuitenkaan ratifioitu, ja se levisi vähitellen tutkijoiden keskuuteen [71] . 1700-luvulla kirkkokieltoa noudattivat pääasiassa oppineet papit. Esimerkiksi vaikutusvaltainen atomistifyysikko Ruđer Bošković , tutkiessaan komeetan liikettä heliosentrisistä asennoista, teki varauksen artikkelin esipuheeseen: " Täynnä kunnioitusta Pyhää Raamattua ja Pyhän Inkvisition säädöksiä kohtaan pidän Maapallon olevan liikkumaton. Selityksen helpottamiseksi väitän kuitenkin ikään kuin se olisi käänteinen, koska on todistettu, että molemmissa hypoteeseissa näkyvät ilmiöt ovat samanlaisia . Jo vuonna 1760, kun kaksi munkkia, Jacquier ja Leseur ( Thomas Leseur ), julkaisivat ranskankielisen käännöksen Newtonin elementeistä , he lisäsivät oman vakuutuksensa siitä, että kääntäjät eivät jaa Newtonin virheitä ja " noudattavat korkeimpien paavien antamia määräyksiä esitystä vastaan maapallosta " [72 ] . Vasta vuonna 1822 paavi Pius VII poisti kirkon kopernikolaisuuden kiellon, ja heliosentristien teokset poistettiin kiellettyjen kirjojen luettelosta vasta vuonna 1835.
Jo Kopernikuksen elinaikana protestanttien Lutherin , Melanchthonin ja Calvinin johtajat puhuivat heliosentrismiä vastaan ja totesivat, että tämä oppi oli vastoin Pyhää Raamattua. Esimerkiksi Martti Luther sanoi Kopernikuksesta yksityiskeskustelussa:
Tämä hullu haluaa kääntää kaiken tähtitieteellisen tieteen ylösalaisin, mutta Pyhä Raamattu kertoo meille, että Joosua käski Auringon pysähtymään, ei maan [73] .
Johannes Keplerin [74] oli vastattava protestanttisten yhteisöjen johtajille kysymyksiin heliosentrisen järjestelmän yhteensopivuudesta Raamatun kanssa .
Ympäristö oli kuitenkin paljon vapaampi protestanttisissa maissa kuin katolisissa [75] , erityisesti Isossa- Britanniassa . Tietty rooli tässä oli ehkä katolisten vastustuksella sekä yhtenäisen uskonnollisen johdon puutteella protestanttien keskuudessa. Tämän seurauksena protestanttisista maista (Ranskan ohella) tuli 1600-luvun tieteellisen vallankumouksen johtajia.
Venäjällä heliosentrinen järjestelmä tunnettiin ensimmäisen kerran vuonna 1657, kun munkki Epiphanius Slavinetsky käänsi venäjäksi Johann Blaun kosmografian , joka hahmotteli sekä geosentrisen järjestelmän että Kopernikaanisen järjestelmän [76] . 1670-luvulla ilmestyi venäjänkielinen käännös Jan Heveliuksen Selenografiasta , jossa heliosentrismin edut olivat jo selvästi esillä. 1740-luvulle asti kirkkoviranomaiset eivät osoittaneet virallisia mielenosoituksia. Tilanne muuttui keisarinna Elisabetin (1741) aikana, jolloin pyhä synodi raivostui Fontenellen kirjan "Keskusteluja monista maailmoista" käännöksestä. Vuonna 1756 synodi vaati kuningattarelle antamassaan raportissa kieltoa koko valtakunnassa sellaisille kirjoille, jotka "ovat vastoin uskoa ja moraalia ... niin ettei kukaan kirjoita ja paina mitään, sekä maailmojen joukosta että kaikki muu, pyhä usko on ristiriidassa ja eri mieltä rehellisten sääntöjen kanssa ”; liitteenä oli luettelo tällaisista töistä, jossa mainittiin muun muassa Pietarin tiedeakatemian lehti . M. V. Lomonosov vastusti tätä painetta ja onnistui järjestämään Fontenellen kirjan toisen painoksen (1761, vähän ennen Elisabetin kuolemaa) [77] .
Katariina II :n hallituskaudesta (1762) alkaen kopernikaanisuuden propagandan rajoitukset poistettiin, heliosentrismi tuli koulujen oppikirjoihin ja papiston avoimet protestit tätä maailmanjärjestelmää vastaan lakkasivat. Vuoden 1812 isänmaallisen sodan jälkeen , yleisen uskonnollisen nousun yhteydessä, Venäjällä ilmestyi useita Kopernikaanin vastaisia kirjoituksia, mutta niillä ei ollut vakavia seurauksia. Esimerkiksi vuonna 1815 sensuurin hyväksynnällä julkaistiin anonyymi tutkielma "Kopernikaanisen järjestelmän tuhoaminen", jossa kirjoittaja kutsui heliosentristä järjestelmää "vääräksi filosofiseksi järjestelmäksi" ja "järkeväksi mielipiteeksi" [78] . [79] .
Mutta oli myös niitä, jotka jakoivat heliosentrismin, esimerkiksi St. Johannes Kronstadtista , joka kirjoitti: "Äärimmäisellä kunnioituksella lausukaa Jeesuksen Kristuksen, Jumalan Pojan, nimi, joka ... loi maan, joka pystyy pyörimään ilmakuplan vaivattomasti auringon kaltaisen valtavan valon ympärillä" [80] . Eräs toinen kirkon johtaja, pyhä Theophan Eräkko , totesi: "Aurinko seisoo keskellä, ja kaikki planeettamme kulkevat sen ympärillä, kaikki vetäytyvät sitä kohti, ja jokainen kääntyy jatkuvasti sen puoleen joltakin puolelta" [81] .
Venäjän ortodoksisen vanhauskoisen kirkon edustajat kritisoivat maailman heliosentristä järjestelmää 1900-luvun alkuun asti. Uralin vanhauskoinen piispa Arseny (Shvetsov) neuvoi 21. maaliskuuta 1908 päivätyssä kirjeessään opettajia, kun he esittelivät oppilaita Kopernikaanisen järjestelmän kanssa, etteivät he antaisi sille "ehdotonta oikeutta", vaan opettaisivat sitä "kuin jonkinlainen satu” [82] . Vuonna 1914 julkaistiin Nižni Novgorodin maakunnasta kotoisin olevan vanhauskoisen papin Iov Nemtsevin kirja "Maan ympyrä on liikkumaton, mutta aurinko kävelee", jossa Kopernikaaninen järjestelmä "kiistettiin" perinteisillä lainauksilla. Raamattu [82] [83] .
Kopernikaanisen järjestelmän ilmestyminen ei kohdannut erityisen kiihkeää vastustusta juutalaisten keskuudessa , koska he eivät koskaan tuoneet Ptolemaioksen järjestelmää ja Aristoteleen filosofiaa dogmiin, vaan päinvastoin kohtasivat vastustusta. Ensimmäiset Kopernikuksen jälkeiset juutalaiset kirjailijat suhtautuvat häneen myötätuntoisesti: Yehuda Liva ben Bezalel [84] , David Gans ja Yosef Delmedigo [85] . Myöhemmin 1700-luvun juutalaisessa kirjallisuudessa on yleensä myönteinen asenne heliosentriseen järjestelmään: Rabbi Jonathan ben Yosef Rozhanasta, Yisrael Halevi, Baruch ben Yaakov Shik [85] .
Kuitenkin, kun havaittiin, että Kopernikaaninen järjestelmä oli ristiriidassa Ptolemaioksen lisäksi myös Talmudin ja Raamatun yksinkertaisen merkityksen kanssa, kopernikaaninen järjestelmä näytti vastustajilta. Esimerkiksi Metzin rabbi Tuvia Hacohen kutsuu Kopernikusta "Saatanan esikoiseksi", koska hän on ristiriidassa Saarnaajan jakeiden kanssa : "Mutta maa pysyy ikuisesti" ( Saarnaaja 1:4 ).
Myöhemmin juutalaisten keskuudessa ei käytännössä havaita suoria hyökkäyksiä heliosentriseen järjestelmään, mutta ajoittain ilmaistaan epäilyjä siitä, kuinka paljon tieteeseen yleensä ja heliosentriseen järjestelmään erityisesti voidaan luottaa. Joissakin XVIII ja XIX vuosisatojen lähteissä epäillään, onko Maa todella pallo Aristoteleen [86] [87] [88] tarkoittamassa mielessä .
Tällä hetkellä Chabad-liike [89] [90] on juutalaisuuden geosentrisen järjestelmän aggressiivinen kannattaja .
Heliocentristit käyttivät myös taideteoksia argumentoidakseen näkemyksiään. Cyrano de Bergerac fantastisessa dilogiassa "Another Light. States and Empires of the Moon" (1650, julkaistu vuonna 1657) kirjoitti [91] :
Yleisin järki sanoo, että Aurinko on sijoitettu maailmankaikkeuden keskelle, koska kaikki luonnossa olevat kappaleet tarvitsevat sen elämää antavaa tulta... Olisi yhtä naurettavaa ajatella, että tämä suuri valaisin alkaisi pyöriä ympäriinsä. piste, johon se ei välitä, kuinka naurettavaa olisikaan kuvitella paistetun kiirun nähdessään uunin pyörivän sen ympärillä.
M. V. Lomonosov hahmotteli saman aiheen ironisessa tarussa :
Kaksi tähtitieteilijää tapahtui yhdessä juhlassa
Ja riitelivät keskenään helteessä.
Yksi toistui: Maa pyörii, Auringon ympyrä kävelee;
Toinen on se, että aurinko vie kaikki planeetat mukanaan.
Toinen oli Kopernikus, toinen tunnettiin nimellä Ptolemaios.
Täällä kokki ratkaisi riidan virnellään.
Omistaja kysyi: "Tiedätkö tähtien suunnan?
Kerro minulle, miten puhut tästä epäilystä?
Hän antoi seuraavan vastauksen: "Se, että Kopernikus on siinä oikeassa,
todistan totuuden, koska en ole ollut Auringossa.
Kuka on nähnyt niin yksinkertaisen kokkien,
kuka kääntäisi tulisijan Zharkovin ympärille?
Heliosentrisen järjestelmän perustajan Nicolaus Copernicuksen ja hänen kannattajiensa Giordano Brunon ja Galileo Galilein elämästä on omistettu useita kirjoja ja elokuvia .
Saksalaisen rock-yhtye The Oceanin albumi Heliocentric on omistettu heliosentrismin muodostumiselle.
Maailman heliosentrinen järjestelmä, esitelty III vuosisadalla eKr. e. Aristarkus ja Kopernikus herätti henkiin 1500-luvulla, mahdollisti planeettajärjestelmän parametrien määrittämisen ja planeettojen liikkeiden lain löytämisen. Heliosentrismin perustelu edellytti klassisen mekaniikan luomista ja johti universaalin painovoiman lain löytämiseen. Heliocentrismi avasi tien tähtien tähtitiedelle (tähdet ovat kaukaisia aurinkoja) ja äärettömän universumin kosmologialle. Tieteelliset kiistat heliosentrisen järjestelmän ympärillä vaikuttivat osaltaan tieteen ja uskonnon rajaamiseen, minkä vuoksi Pyhään Raamattuun perustuvia argumentteja ei enää pidetty argumentteina tieteellisessä keskustelussa.
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
Tähtitieteen historia | ||
---|---|---|
muinainen ajanjakso |
| |
Keskiaika |
| |
Teoreettisen tähtitieteen muodostuminen | ||
17. vuosisata | Painovoimalaki | |
1700-luvulla | ||
1800-luvulla | Neptunuksen löytö | |
20. vuosisata | Hubble-teleskooppi |
Antiikin Kreikan tähtitiede | |
---|---|
Tähtitieteilijät |
|
Tieteelliset teokset |
|
Työkalut |
|
Tieteelliset käsitteet | |
liittyvät aiheet |