Развитие представлений о Вселенной

Развитие представлений о вселенной План 1. Из глубины веков a. Астрономия наших далеких предков i. Обсерватории каменного века ii. Один из шести Волшебных холмов - самая старая обсерватория Европы b. Астрономия древних цивилизаций i. Звездная наука страны пирамид c. Античная астрономия i. Фалес и предсказание затмения ii.

Парменид. Земля шар iii. Подвижность Земли. Вселенная Филолая iv. Эратосфен. Измерение Земли 2. Между древностью и новым временем a. Тихо Браге. Создатель небесного замка i. Астрономия ii. Новая звезда iii. Остров вен iv. Ураниборг и Стьернеборг v. Система мира Тихо Браге 3. На пути к современной научной картине мира i.

Классики небесной механики ii. Форма Земли 4. Астрономия XX века a. Эдвин Пауэлл Хаббл 5. Заключение Развитие представлений о Вселенной Одной из самых древних и прекрасных наук является астрономия. Она изучает те объекты и явления, которые наблюдаются на небе, а небо испокон веков притягивало внимание людей. Недаром прародители нашей цивилизации древние греки, весьма тонко разбиравшиеся как в вопросах

познания, так и в вопросах красоты, в числе девяти муз почитали и покровительницу астрономии Уранию. Все люди Земли живут под одним и тем же небом. Его красота пробуждает в нас высокие и светлые чувства, дарит радость творческого вдохновения. Его тайны призывают человеческий разум к размышлению, к исследованию физического мира. Этот безграничный и постоянно меняющийся мир, включающий в себя огромную область, доступную современным

наблюдениям, мы называем Вселенной. Здесь мы видим и Солнце с планетами, и звездами, и галактики, и многочисленные системы, образуемые ими, и разреженную среду, в которой все они находятся. Наша родная планета Земля затерялась в этом мире малой пылинкой Понять природу наблюдаемых тел и явлений во Вселенной, дать объяснение их свойствам, узнать, как они возникают и развиваются, люди хотели всегда.

Они строили картину мира в соответствии с теми данными, которыми располагали. С течением времени картина менялась, потому что появлялись новые факты и новые мысли о сущности наблюдаемых явлений, а главное появлялась возможность проверить правильность тех или иных идей через наблюдения и измерения, используя достижения смежных с астрономией наук, и прежде физики. Не всегда изменение взглядов на мир носило характер простого уточнения иногда это была настоящая революционная

ломка старых представлений, как, скажем, утверждение гелиоцентрической системы Коперника или теории относительности Эйнштейна. Но и в эти переломные моменты астрономы сохраняли глубокое уважение к трудам своих предшественников, рассматривая их вклад как серьезный и важный этап в общем, движении к истине. Уходящая корнями в седую старину, история астрономии рисует нам творцов этой науки, как людей, каждый из которых представлял свое время.

Им были присущи обычные человеческие эмоции и слабости, их рассуждения содержали и гениальные прозрения, и досадные ошибки. Но все эти люди были покорены величием мироздания и устремляли свои силы к познанию истины о нем. Часть 1 Из глубины веков Астрономия Наших Далеких Предков Обсерватории каменного века Общеизвестно, что многие древние сооружения ориентированы по странам света, но только сравнительно недавно современные ученые обратили внимание на археологические

памятники, одним из назначений которых было наблюдение небесных светил. Их изучает археоастрономия - молодое научное направление , лежащее на стыке астрономии и археологии. Исследуемые ею сооружения, как правило, являлись святилищами, но одновременно использовались и для наблюдения Солнца и Луны. Такие сооружения обнаружены повсюду в Европе, Азии, Америке, Африке. Многие из них обладают очень сходными чертами.

Это позволяет думать, что развитие астрономических представлений у разных народов шло близким путями. Но нельзя исключать и влияние каких-то общих, чрезвычайно древних традиций. Солнцепоклонники верили для того, чтобы Солнце не перестало освещать Землю, его надо умилостивить, упросить. Так возник храм священное место, откуда человек мог взывать к высшему божеству. Не случайно древние храмы обычно имели в плане форму круга.

Однако Солнце было не только богом, но и первым надежным ориентиром, поэтому к нему мог иметь отношение не только круг камней, но и отдельный установленный вертикально высокий камень или группа камней, расположенных определенным образом к сторонам горизонта. Такие камни были одновременно и первыми часами, и компасом, и календарем. Археологи нашли довольно много каменных сооружений такого типа. Их называют мегалиты. Они подразделяются на менгиры, дольмены, кромлехи и так называемые крытые аллеи

в зависимости от их архитектуры. Менгиры бретонск. высокие камни это одиноко стоящие камни до 20 м высотой, которые напоминают столпы или стелы. Дольмен бретонск. камень-стол похож на ворота, сложенные из огромных каменных плит. Кромлех бретонск. круг из валунов представляет собой круг из отдельных вертикально поставленных камней. Иногда кромлехи имеют более сложное строение составляющие их камни могут быть попарно или по три разом перекрыты сверху горизонтальными плитами, как крышей.

В середине круга может быть установлен дольмен или менгир. Такие сооружения встречаются на территории Европы довольно часто. Особенно много их на Кавказе, Британских островах и во Франции, на полуострове Бретань. Таким образом, еще в каменном веке по всей Европе жили племена, родственные друг другу, обладавшие достаточно развитой культурой и имевшие сходные

религиозные представления. Эти племена иногда так и называют строители мегалитов. Долгое время ученые, следуя римским авторам, думали, что строителями мегалитов в Западной Европе были древние кельты одно из индоевропейских племен, предки современных ирландцев, шотландцев и бретонцев, а мегалиты считались храмами кельтских жрецов-друидов. Теперь доказано, что сооружения эти возведены намного раньше, чем в

Европе появились индоевропейцы, и говорить о кельтах как об их создателях не приходится. По-видимому, они лишь почитали эти каменные обсерватории, но использовать их уже не умели, как это была в Нью-Грейндже. Один из шести Волшебных Холмов - самая старая обсерватория Европы. Наиболее древним в Европе мегалитическим памятником, который связан с астрономией, считается Нью-Грейндж. Он был найден в Ирландии, неподалеку от

Дублина. Там располагался холм, которому местное население приписывало магические свойства. Говорили, что внутри него обитают феи и что каждый год в ночь на 1 ноября, считавшуюся у кельтов ночью без времени, когда один год кончается и уступает свое место другому, они выходят наружу. Возле этого холма ирландцы в давние времена хоронили своих королей. В 1963 г. начались раскопки. Холм был вскрыт, и результаты превзошли все ожидания.

Под слоем земли было обнаружено странное сооружение из серых и белых камней, представляющее собой сложенную прямо на земле каменную полусферу правильной формы около 85 м в диаметре, окруженную внешним кольцом из небольших, от 1,8 до 2,5 м, грубых каменных столбов-менгиров. Внутри свод оказался заполненным валунами. Посреди них находился узкий коридор длиной 12 м, который вел в небольшую комнату. Стены Нью-Грейнджа расписаны странными узорами из кругов и спиралей, скорее

всего символизировавшими кольца времени. Туннель ориентирован на юго-восток точно, на место восхода Солнца в день зимнего солнцестояния. В течение нескольких дней, близких к 21 декабря, лучи восходящего Солнца проникают по нему во внутреннюю комнату и ярко освещают ее. Это эффектное зрелище длится сейчас всего 14 минут в год. Нью-Грейндж был храмом Солнца и времени. В отличие от возведенного гораздо позже

Стоунхенджа в его функции входила лишь одна астрономическая операция определение начала года, которое его строители связывали с 21 декабря. Жрецы Нью-Грейнджа, по-видимому, стремились помочь Солнцу в наиболее трудном месте его пути, когда оно достигает самой нижней точки, и должно было начать подъем от зимы к весне и лету. Датируется Нью-Грейндж примерно 3000 г. до н.э. Это лишь один из шести знаменитых волшебных холмов

Ирландии Другие еще не раскопаны, и можно лишь гадать, какие в них скрываются сюрпризы. Астрономия Древних Цивилизаций Звездная наука страны пирамид Примерно за четыре тысячелетия до новой эры в долине Нила возникла одна из древнейших на Земле цивилизаций египетская. Еще через тысячу лет, после объединения двух царств здесь сложилось мощное государство.

К тому времени, которое называют Древним царством, египтяне уже знали гончарный круг, умели выплавлять медь, изобрели письменность. Именно в ту эпоху были сооружены пирамиды. Тогда же вероятно, появились египетские календари лунно-звездный религиозный и схематический гражданский. Обитатели долины Нила делили год на три сезона, которые зависели от поведения реки. Первый сезон ахет что в переводе с языка древних египтян означает наводнение.

Следующий сезон, длившийся тоже около четырех месяцев, назывался перет появление суши, а после наступал последний сезон года, шему отсутствие воды. С Нила , от которого зависела вся жизнь египтян, и началась астрономия этой древней цивилизации. Египетские астрономы-жрецы заметили, что незадолго до начала подъема воды происходят два события летнее солнцестояние и первое появление Сириуса на утренней заре после 70-дневного отсутствия на небосводе.

Сириус, самую яркую звезду неба, египтяне называли именем богини Сопдет. К тому времени в Египте существовал лунный календарь из 12 месяцев по 29 или 30 дней от новолуния до полнолуния. Чтобы его месяцы соответствовали сезонам года, раз в два-три года приходилось добавлять 13-й месяц, но такой календарь с нерегулярным добавлением месяца плохо подходил для государства, где существовали строгий учет и порядок. Поэтому был введен еще один так называемый, схематический календарь.

В нем год делился на 12 месяцев по 30 дней с добавлением в конце года дополнительных пяти дней, т.е. содержал ровно 365 дней. Египтяне знали, что истинный год на четверть дня больше, чем введенный, и достаточно добавить в каждом четвертом, високосном, году вместо пяти дополнительных шесть, чтобы согласовать его с сезонами. Но этого сделано не было. За 40 лет, т.е. за жизнь одного поколения, календарь уходил вперед на 10 дней, не на такую уж заметную величину, и писцы, управляющие хозяйством , могли без труда

приспособиться к медленным изменениям дат наступления сезонов. Древние египтяне, как и все народы, делили небо на созвездия. О египетских созвездиях мы можем судить по упоминаниям в текстах и по рисункам на потолках храмов и гробниц. Всего их известно 45. Сохранившиеся росписи потолков не образуют звездной карты, и положение египетских созвездий на небе удается определить лишь приблизительно.

Упоминаются, например, Мес вероятно Большая Медведица, которая изображалась в виде ноги быка созвездие Ан в виде фигуры с головой сокола, пронзающей копьем созвездие Мес созвездие Бегемотихи, за которой изгибается огромный Крокодил. Планеты египтянам были известны с древних времен. Египетские жрецы рано смогли разделить их на две группы.

Верхние планеты считались воплощениями бога Хора. Так, Юпитер назывался Хор, который освещает обе Земли, Сатурн Хор бык небес, а Марс Красный Хор. Каждую из нижних планет, которые видны то утром, то вечером, египтяне видимо, уже с середины II тысячелетия до н.э. знали как одно светило. Древнее название Венеры переводится как Пересекатель, т.е. звезда, пересекающая путь

Солнца. О Меркурии говорилось как о боге вечерних и утренних сумерек. Казалось бы, египетская астрономия не может похвастаться особыми достижениями. Египтяне, оседлый народ, живший в неширокой речной долине, не нуждались в астрономических методах ориентирования. Сроки сельскохозяйственных работ египтянам показывала река, и достаточно было установить момент начала ее разлива, чтобы, не глядя на небо, знать, что будет дальше.

Тем не менее, именно на египетской земле, в Александрии, работали позднее греческие ученые, заложившие основы современной астрономии. Здесь трудились Аристарх Самосский, Тимохарис, Эратосфен, именно здесь написал свой знаменитый астрономический труд Клавдий Птолемей. Оказала ли на них влияние наука Египта Несомненно, и именно в той части, где она ушла от слепого следования за периодическими изменениями неба.

Схематический календарь не следовал за сезона, однако он послужил идеальной равномерной шкалой для определения интервалов между затмениями. Наблюдавшимися через много лет одно после другого. Именно этим календарем пользовался в своих расчетах Птолемей, а позже и сам Коперник. Египетская идея не зависящего от продолжительности дня часа легла в основу всех астрономических наблюдений. Пользуясь сейчас одинаковыми для каждого времени года часами,

составляющими 124 длины суток, стоит помнить, что этот счет времени был предложен миру древними египтянами. Календарь Кровавых ацтеков Для нужд земледелия ацтеки выработали точную календарную систему. В ее основе лежал 52-летний лунно-солнечный цикл. В конце цикла, по их представлениям, могла произойти мировая катастрофа уничтожающая все живое. Чтобы этого не случилось, проводили обряд Нового Огня, с принесением человеческих жертв.

В последние пять несчастных дней 520го цикла ацтеки запирались в домах, гасили все огни и ждали рассвета первого дня нового цикла, чтобы зажечь Новый Огонь. Женщинам и детям категорически запрещалось выходить в эти дни из дома, чтобы их не похитили злые духи. Ацтекский год делился на 18 месяцев по 20 дней. В конце года к ним прибавлялись уже упоминавшиеся несчастные дни. Не только каждый месяц, но и каждый день имел свое название первый день аллигатор, второй ветер,

третий дом и т.д. В 1790 г. в г. Мехико было найдено изображение календаря ацтеков в виде Солнечного камня - базальтового диска диаметром 3.7 м и весом 24 т. Камень покрыт пиктографическими знаками-рисунками, обозначающими 20 ацтекских дней, четыре эры и двух бирюзовых змеев символов древнего неба. Античная астрономия Античная астрономия занимает в истории науки особое место.

Именно в Древней Греции были заложены основы современного научного мышления. За семь с половиной столетий от Фалеса и Анаксимандра, сделавших первые шаги в осмыслении Вселенной, до Клавдия Птолемея, создавшего математическую теорию движения светил, античные ученые прошли огромный путь, на котором у них не было предшественников. Астрономы античности использовали данные, полученные задолго до них в

Вавилоне. Однако для их обработки они создали совершенно новые математические методы, которое были взяты на вооружение средневековыми арабскими, а позднее и европейскими астрономами. Фалес и предсказание затмения Фалес конец VII середина VI в. до н.э. жил в греческом торговом городе Милете, расположенном в Малой Азии. С античных времен историки называют Фалеса отцом философии.

К сожалению, его сочинения до нас не дошли. Известно лишь, что он стремился найти естественные причины явлений, считал началом всего воду и сравнивал Землю с куском дерева плавающем в воде. Геродот, рассказывая о войне восточных государств Лидии и Мидии, сообщал Так с переменным успехом продолжалась эта война, и на шестой год во время одной битвы день превратился в ночь. Это солнечное затмение предсказал ионянам

Фалес Милетский и даже точно определил заранее год, в который оно наступит. Когда лидийцы и мидяне увидели, что день обратился в ночь, то поспешно заключили мир. Это затмение, согласно современным расчетам, произошло 28 мая 585 г. до н.э. Чтобы установить периодичность затмений вавилонским астрологам потребовалось не одно столетие. Вряд ли Фалес мог обладать достаточными данными, чтобы сделать предсказание самостоятельно.

Еще большую пользу астрономии Фалес принес как математик. По-видимому, он первым пришел к мысли о необходимости поиска математических доказательств. Он, например, доказывал теорему о равенстве углов при основании равнобедренного треугольника, т.е. вещи, на первый взгляд очевидные. Ему важен был не сам результат, а принцип логического построения. Для астрономии весьма существенно и то, что Фалес стал основоположником геометрического изучения углов.

Фалес мог бы первым сказать Не знающий математики да не входит в храм астрономии. Парменид. Земля шар Парменид около 540-480 до н.э. из итальянского города Элеи, младший современник Пифагора, вошел в историю как неординарный мыслитель, на многие века определивший облик и проблематику философии. Несомненно, он был знаком с учением Пифагора в частности, есть сообщение о том, что он примкнул к пифагорейцу

Аминию. Началами всего сущего Парменид считал огонь и ночь. В понимании природы Солнца философ, видимо, также следовал Анаксимандру в одном из сообщений говорится, что его Солнце - отдушина огня. Но Луна у него заимствует свет у Солнца значит, она должна быть отдельным небесным телом.

Она смешана из аэра затвердевшего темного воздуха и огня. Но главное в системе мира Парменида впервые упоминается шарообразная Земля. Это означало грандиозный шаг вперед в познании мира, уводило от мифа к реальности. В ту эпоху, как и много позже, у ученых не было наблюдательных данных, которые, безусловно, свидетельствовали бы о шарообразности планеты. Это, видно хотя бы потому, что плоской ее считал

Демокрит, живший через сто лет после Парменида и, несомненно, знавший его поэму О природе. Нам, с детства знающим, что Земля шар, трудно почувствовать всю силу этой догадки. Признание шарообразности Земли явилось грандиозным потрясением основ представлений о мире. Оно предполагало отказ от многовековых традиций, освященных опытом поколений и религией. Ведь вселенская вертикаль незримо присутствовала всюду.

В традиционной мифологии воображаемая наковальня, сброшенная Гесиодом с неба, летит оттуда вниз до самого дна мира Тартара. Был ли Парменид автором идеи шарообразной Земли Различные источники по этому поводу называют имена и Парменида, и Пифагора. Предпочтение, видимо, надо отдать

Пифагору, и вот почему. Во-первых, у Парменида это утверждение содержится в той части его поэмы О природе где излагаются мнения смертных, а не собственные идеи. Во-вторых, он занимался более общими проблемами и вряд ли стал бы производить революцию в астрономии. У Пифагора, напротив, причины для этого имелись. Основой философии Пифагора была мировая гармония. Известно, что пифагорейцы считали сферу наиболее совершенной фигурой.

Дискообразная Земля не гармонировала со сферическим небом. Возможно, именно это и стало причиной признания ее шарообразности. Но если это открытие принадлежит пифагорейской школе, то вряд ли оно могло возникнуть помимо ее основателя. Однако чтобы признать Землю шаром, недостаточно было сбросить груз традиций. Требовалось еще заменить стремление вещей падать вниз их стремление двигаться к центру.

Эту задачу Парменид решил, и довольно неожиданно. В середине мира философ поместил богиню Афродиту и родительницу Эрота, олицетворение любовного чувства. И если Эрот порождает желания, влекущие друг к другу живых существ, почему бы подобное стремление не приписать и другим вещам, которые богиня влечет к себе любовью Стоит вспомнить о том, что творящей первопричиной Парменид считал огонь.

Но его помещал в центр мира и пифагореец Филолай. Подвижность Земли. Вселенная Филолая Все ранние гипотезы подвижности Земли связаны с пифагорейцами. И это неудивительно. Понятие относительности движения известно всякому, кто хоть раз плавал на лодке. Но применить этот принцип к небу и Земле могли только те, кто считал ее шарообразной.

Авторами идеи осевого вращения Земли часто называют пифагорейцев Экфанта и Гикета Сиракузского, о которых почти ничего не известно. Экфант, как следует из сохранившегося сообщения, полагал, что Земля движется, но не поступательно, а вращаясь вокруг своей оси, подобно колесу, с запада на восток. О Гикете, кроме подобно сообщения, есть и дополнительные сведения.

Он принимал две Земли эту и Антиземлю. Об Антиземле речь впереди, вращение же Земли позволило остановить самое стремительное из небесных движений суточное вращение неба неподвижных звезд вокруг оси мира. Эти сообщения не прошли даром. В 1542 г. Коперник ссылался на них в посвящении к своей знаменитой книге О вращении небесных сфер, видя в древних астрономах своих предшественников.

Упомянул он и о Филолае, единственном философе-пифагорейце, о котором хоть что-то известно. Многие античные авторы считают Филолая из Кротона первым из пифагорейцев, обнародовавшим их учение. Он написал не дошедшую до нас в полном объеме книгу О природе. В ней говорилось и о строение Вселенной. Аристотель пишет, что, согласно Филолаю, Земля, одна из звезд, движется по кругу вокруг центра, вызывая

смену дня и ночи. Система мира Филолая наполнена фантастическими деталями. Вот что рассказывал об этом византийский писатель Стобей Филолай посередине, в центре, помещает огонь, который называет Очагом Вселенной, Домом Зевса, Матерью богов Кроме того, он принимает другой огонь, расположенный выше всего и служащий Объемлющим. Первый по природе Центральный

Огонь вокруг него кружатся в хороводе десять божественных тел небо и планеты, за ними Солнце, под ним Луна, под ней Земля, под ней Антиземля, а после них всех огонь. Кроме введения двух вымышленных небесных тел - Центрального огня и Антиземли Филолай заставил Солнце сиять отраженным светом. В одном из сообщений по этому поводу сказано Согласно пифагорейцу

Филолаю, Солнце стекловидно оно отражает огонь, находящийся в космосе. Очевидно, зеркало-Солнце дарит Земле частичку Центрального Огня. Аристотель и Стобей рисуют не геоцентрическую систему мира, традиционную для античности, а некую огнецентрическую. Вокруг Центрального огня пролегают орбиты Антиземли, Земля, Луны, Солнца, планет и звезд. Земля при этом всегда обращена к

Огню одной стороной, и, естественно, не той, на которой мы живем. Антиземля движется синхронно с Землей и для нас не видима, поскольку ее закрывает тело Земли. В принципе эту гипотезу можно было довольно просто проверить снарядить экспедицию, которая, одолев по долготе четверть дуги земного шара, могла бы наблюдать и Огонь, и Антиземлю. Это конечно, шутка для той эпохи подобный совет был бы равносилен предложению нашим

астрономам слетать в центр Галактики и проверить, есть ли там черная дыра. Луну Филолай считал населенной. Об этом сообщает Стобей, у которого сказано Некоторые из пифагорейцев, например Филолай, полагают, что Луна, как и наша Земля, населена животными и растениями, но только более крупными и красивыми. Живущие на Луне животные в 15 раз больше земных. Объясняется это тем, что там, в 15 раз дольше, чем

на Земле, длится день. Эратосфен. Измерение Земли Архимед переписывался с учеными Александрии. После смерти своего учителя Конона он посылал математические сочинения Эратосфену, который в это время возглавлял Мусейон, научный центр в Александрии. Эратосфен Киренский около 276-194 до н.э. был разносторонним ученым математиком, филологом, географом. К его важнейшим научным достижения относится измерение окружности земного шара.

Живя в Египте, ученый знал, что Сиена лежит на Северном тропике. Такой вывод следовал из того, что в полдень дня летнего солнцестояния светило там освещает дно глубоких колодцев, т.е. стоит в зените. С помощью особого прибора, который он называл скафис, ученый установил, что в тоже время в Александрии Солнце отстоит от вертикали на 150 долю окружности. Сиена находится на том же меридиане, что и Александрия расстояние между городами было тогда известно

около 5 тыс. египетских стадий расстояние тогда измеряли шагами специалисты-землемеры гарпеданапты. Зная длину дуги и угол, который она стягивает, Эратосфен умножил расстояние до Сиены на 50 и получил длину земной окружности в 252 тыс. стадий. По нашим меркам это составляет 39 690 км. Учитывая грубость измерительных приборов той эпохи и ненадежность исходных данных, великолепное совпадение результатов

Эратосфена с действительными 40 тыс. км можно считать большой удачей. Часть 2 Между древностью и новым временем Тихо Браге. Создатель Небесного Замка Тихо Браге родился 14 декабря 1546 г. в семье, принадлежавшей к высшей знати Датского Королевства. Мальчик рано выучил латынь и в 13 лет стал студентом Копенгагенского университета. Здесь он увлекся астрономией.

Возможно, причиной тому стало затмение 21 августа 1560 г сам факт предсказания которого произвел на подростка сильное впечатление. Браге приобрел несколько астрономических и астрологических книг и карманный звездный глобус, по которому изучил расположение созвездий. Через три года 16-летнего Тихо в сопровождении воспитателя отправили в Германию. Там он провел шесть лет, время от времени наезжая в

Данию. На второй год жизни Браге в Германии пришлось редкое астрономическое событие соединение Юпитера и Сатурна. Не имея инструментов, Тихо вел наблюдения с помощью обычного циркуля. Он приставлял к глазу его шарнир и разводил ножки так, чтобы на их концы попадали планеты, потом дома клал циркуль на бумагу, отмечал положение его частей и измерял угол полученного треугольника. Это стало его первым изобретением. В 1571 г. Браге пришлось возвратиться в

Данию его вызвали к заболевшему отцу. Отец умер в мае того же года Тихо Браге унаследовал родовое поместье Кнудструп и занялся хозяйством. Вскоре он сблизился со своим дядей Стеноном Биллем, который жил недалеко и занимался алхимией. Браге принял участие в алхимических опытах, в технических начинаниях Билля. Родственником удалось устроить небольшое стекольное производство и, как тогда говорили, бумажную

мельницу. Казалось, Браге полностью отдался хозяйственным заботам, но исключительное астрономическое событие вернуло его к науке о небе. Вечером 11 ноября 1572 г. Браге вышел из дому, по привычек взглянул на небо и увидел в созвездии Кассиопеи невероятной яркости звезду, которой там никогда не было. Согласно Аристотелю, такого просто не могло быть в вечном и неизменном мире звезд.

Он тут же принес секстант и измерил угловое расстояние от новой звезды до соседних, чтобы утром провести повторные измерения, определить параллакс и узнать, далеко ли она от Земли. Параллакса он не обнаружил это означало, что новое светило находилось по крайней мере дальше от Луны. Звезда, как выяснилось позже, была сверхновой, вспыхнувшей в нашей Галактике. Она постепенно меркла и наблюдалась в течение 17 месяцев, пока не стала недоступной невооруженному

глазу. Астроном тщательно следил за изменением ее яркости. По поводу звезды появилось много публикаций, среди которых нередко встречались вздорные, и друзья стали просить Браге написать о ней. Астроном отказывался, считая, что это недостойно дворянского звания, но потом сдался. Так появилось первое сочинение Браге О новой звезде. Он считал ее принадлежащей к звездной сфере и, между прочим рассуждал о ее астрологическом

значении. Возбужденный звездой интерес к астрономии был так велик, что в 1573 г когда она была еще видна, Браге по приглашению Копенгагенского университета с успехом прочел там свой первый и последний курс лекций по астрономии. Вероятно, новая звезда окончательно убедила 30-летнего Браге, что главным делом его жизни должна быть астрономия. В начале1575 г. он совершил путешествие по Европе, посещая известных астрономов, знакомясь с их инструментами

и методами работы и подыскивая место для обсерватории. В своих поисках заехал он и в Аугсбург. Этот город на юге Германии с теплым по сравнению с Данией климатом и большим количеством ясных дней представлялся Браге подходящим местом для устройства небольшой обсерватории, на что у него было достаточно средств. Вернувшись в Данию, Браге начал готовиться к отъезду.

Но его друзья, принадлежащие к образованной части общества, понимали, какой потерей для культуры страны будет переезд астронома в Германию, и, обратившись к королю Фридриху II с просьбой удержать его на родине. 16 февраля 1576 г. к Браге в Кнудструп прибыл паж, посланец короля. Монарх обещал помочь ученому, так что мне нечего беспокоиться о чем-нибудь, кроме как о том, чтобы прославить страну, короля и себя, писал в письме другу

Браге. Для устройства обсерватории Фридрих предложил ученому в пожизненное владение остров Вен, лежащий в середине Зундского пролива, соединяющего Балтийское море с Северным. Остров был практически не заселен. Конечно, приморская северная страна с морозами, ветрами туманами для наблюдений была хуже Аугсбурга. Но Браге решил остаться дома и не прогадал.

Щедрая государственная поддержка позволила ему создать знаменитый на всю Европу научный центр и получить лучшие результаты для своего времени. Браге немедля приступил к созданию обсерватории. Здесь проявился его незаурядный организаторский и инженерный талант. Он назвал постройку Ураниборг небесный замок в честь греческого бога звездного неба Урана и, естественно, приспособил ее к размещению инструментов и к суровому климату.

Вскоре после постройки в Ураниборге начались систематические наблюдения. В отличие от своих коллег из других обсерваторий Браге сразу же начал учитывать время наблюдений в минутах. Это было еще до изобретения маятникового хода, и регулировка примитивных часов стоила большого труда. Постепенно обсерватория оснащалась новыми инструментами, многие из которых изготавливались на месте по проектам Браге. Со временем на острове появилась механическая мастерская, типография наладилось

производство бумаги. Энергию производству давала устроенная Браге водяная мельница. Водяное колесо кроме бумагоделательных вальцов могло вращать мукомольный жернов и токарный станок. В 1582 г. в гостиной на первом этаже Ураниборга установили стенной квадрант, который Браге называл тихонианским. Основой этого инструмента была латунная шкала в виде 90-градусной дуги с радиусом 2 м, которая крепилась

к стене, направленной точно на юг. В поперечной наружной стене в геометрическом центре дуги в специально проделанном окошке был закреплен горизонтальный цилиндр, а по дуге могла скользить каретка с визирным приспособлением. Двигая каретку до совпадения звезды с краем цилиндра, астрономы получали ее высоту над математическим горизонтом. Через семь лет после создания Ураниборга рядом с ним был построен дополнительный наблюдательный комплекс

Стьрнеборг Звездный замок. Он представлял собой подземное помещение, над которым поднимались только раздвижные крыши инструментов. Браге достиг фантастической точности в наблюдениях положений звезд на безоптических угломерных инструментах. Ошибка составляла - 0,5 , что в 20 раз точнее Птолемеевских наблюдений. В обсерватории были получены выдающиеся результаты составлен каталог 788 звезд, разработаны таблицы

рефракции света в земной атмосфере и правило ее учета при наблюдениях, уточнен угол наклона эклиптики, открыты неизвестные прежде неравномерности Луны, в течение 20 лет постоянно фиксировались движения планет. В самом начале существование Ураниборга над Европой появилась яркая комета. Браге систематически наблюдал ее и путем измерения параллакса доказал, что она находится дальше Луны и движется, пересекая сферы.

Вместе с ними, как тогда считалось, движутся планеты. Это означало, что Аристотель был не прав твердых небесных сфер не существует, пространство является пустым. Во время работы над книгой о кометах Браге пришел к мысли о новой системе мира. В принципе он был готов принять систему Коперника, но его, создателя наиболее точных инструментов до телескопической астрономии, сильно смущало отсутствие наблюдаемого параллакса звезд.

Браге писал астроному Ротману считаешь ли ты возможным, чтобы расстояние между Солнцем и Сатурном не составило бы даже 1700 расстояния от сферы неподвижных звезд А между тем так должно быть непременно, если годичный путь Земли, рассматриваемый с неподвижных звезд, должен составлятьтолько одну минуту дуги. Но ведь тогда и неподвижные звезды третьей величины, видимый диаметр которых также равен минуте, должны

были бы иметь размеры земной орбиты. Во времена Браге термин звездная величина, который сейчас обозначает видимую яркость звезды, воспринимался благодаря особенностям нашего зрения буквально как ее видимый размер. Истина открылась только с появлением телескопической астрономии. Чтобы объяснить отсутствие годичного параллакса звезд, Тихо Браге предложил смешанную систему мира. В ней

Земля была центром сферы звезд, а также орбит Луны и Солнца, планеты же, как и у Коперника, обращались вокруг Солнца. Вообще говоря, с точки зрения наблюдательной и вычислительной астрономии совершенно неважно, какое тело вокруг какого обращается. Но укреплявшейся в сознании ученых физический взгляд на Вселенную заставлял выбирать ее центром массивное Солнце, а не крошечную

Землю. Браге гордился своей гипотезой, но она не сыграла заметную роль развитие астрономии. В 1597 г. датский трон занял Христиан IV. Посчитав астрономию лишь дорогостоящей причудой, он прекратил финансирование обсерватории Браге. 29 апреля астроном с семьей и сотрудниками навсегда покинул остров Вен. На кораблю были погружены основные инструменты, типографское оборудование, книги и, главное, бесценные журналы наблюдений. Новый король дал понять Браге, что не желал бы видеть его в

Дании. Браге с близкими ненадолго остановился у своих друзей вблизи Гамбурга. Там была издана его знаменитая книга Механика обновленной астрономии с массой гравюр, сделанных еще на острове Вен. В ней помещены подробные описания созданных Браге инструментах. Фаддей Хайек, с которым Браге познакомился еще на коронации Рудольфа II, уговорил императора принять астронома.

Согласие было получено весной следующего года, и Браге отправился в Прагу, являвшуюся тогда столицей Священной Римской империи. Это было тяжелое время для ученого. Привыкнув при Фридрихе к вниманию и поддержке, теперь он вынужден сталкиваться с чиновниками, которые относились к астрономии не лучше Христиана. Сперва Браге пытался устроиться в замке

Бенатек под Прагой, потом его обсерватория переехала в Град пражский. В февраля 1600 г. произошла знаменательная встреча Тихо Браге с Иоганном Кеплером. Браге знал его по книге Космографическая тайна, посвященной поискам математической гармонии в строении Солнечной системы. Содержание книги не заинтересовало астронома, но в ней он ощутил математический дар

и живой ум автора. Кеплеру было 27 лет, он преподавал в гимназии в Граце, где протестанты подвергались гонениям, и искал новое место работы. В 1600 г. Браге взял его в помощники и поручил обработку данных наблюдений Марса. Вскоре между ними по вине Кеплера, отличавшегося нервозностью и эмоциональностью, произошло ссора. Осыпав старого астронома несправедливыми упреками,

Кеплер уехал из Бенатека в Прагу. Там он остыл и послал Браге покаянное письмо. И здесь Тихо Браге проявил мудрость и выдержку. Прославленный на всю Европу ученый, гордый, самолюбивый дворянин не только полностью простил молодого безродного учителя, но и сам отправился в Прагу мирится с ним. С того времени их отношения больше не омрачались.

Однако сотрудничество двух великих ученых длилось недолго. 24 октября 1601 г. после непродолжительной болезни Тихо Браге скончался. Император устроил астроному пышные похороны. Кеплер же получил титул Первого математика императора и потратил долгие годы на обработку наблюдений обсерватории Браге. Итогом было открытие законов движения планет.

Позднее Ньютон использовал законы Кеплера для того, чтобы доказать справедливость законов тяготения. Астрономические наблюдения Тихо Браге, которые казались пустой забавой его вельможным современникам, явились фундаментом, на котором построена современная теория тяготения. Часть 3 На пути к современной научной картине мира Классики небесной механики Столетие после смерти Ньютона 1727 г. стало временем бурного развития небесной

механики науки, построенной на его теории тяготения. И так уж получилось, что основной вклад в развитие этой науки внесли пять замечательных ученых. Один из них родом из Швейцарии, хотя большую часть жизни он проработал в России и Германии. Это Леонард Эйлер. Четверо других - французы Клеро, ДАламбер, Лагранж и Лаплас. Сначала об их жизни, а затем о задачах, которые они решали.

Алексис Клод Клеро 1713-1765 родился в Париже, в семье математика. Отец стал его первым учителем. Уже в неполные 13 лет Алексис сделал свою первую работу по геометрии. Она была представлена в Парижскую академию, где и была зачитана его отцом. Через три года Клеро опубликовал новую работу О кривых двоякой кривизны.

Юношеские работы привлекли внимание крупных ученых-математиков. Они стали добиваться избрания юного таланта в Парижскую академию наук. Но по уставу членом Академии мог стать только человек, достигший 20 лет. Тогда известный математик Пьер Луи Мопертюи 1698-1759, покровитель Алексиса, решил повезти его в Базель к Иоганну Бернулли.

Три года Клеро слушал лекции мастистого ученого, совершенствуя свои знания. Оценивая свое пребывание в Базеле, Клеро писал потом, что ему не пришлось сожалеть об этом как по тому количеству знаний которые он извлек. так в силу дружественных отношений, которые завязались с Бернулли и его почтенным семейством. По возвращении в Париж он, уже достигнув 20-летнего возраста, был избран в адъюнкты

Академии. В Париже Клеро и Мопертюи окунулись в самый разгар споров о форме Земли сжата ли она у полюсов или вытянута Мопертюи стал готовить экспедицию в Лапландию для измерения дуги меридиана. Принял в ней участие и Клеро. Вернувшись из Лапландии, Клеро получил звание действительного члена Академии наук. Жизнь его теперь была обеспечена и он смог посвятить ее научным занятиям.

Жан Лерон ДАламбер 1717-1783 был подкидышем. Его нашли на паперти церкви Сан-Жан-ле-Рон в Париже. Воспитала его семья бедных людей. С юных лет Д Аламбер проявлял серьезный интерес к математике и занимался ею самостоятельно. А окончил он Колледж Мазарини, где обучался праву. И хотя в отличие от Клеро он не слушал лекции Иоганна

Бернулли, этот математик оказал на юного Д Аламбера большое влияние. Я знал Бернулли только по его трудам вспоминал Д Аламбер и я обязан ему почти полностью немногим успехам, которые я сделал в математике. В чем же состояли те немногие успехи, о которых упоминал Д Аламбер Это был прежде всего его Трактат о динамике 1743 г в котором сформулированы общие правила составления дифференциальных уравнений, описывающих движение материальных тел и их систем.

В 1747 г. он представил а Академию наук мемуары об отклонениях планет от эллиптического движения вокруг Солнца под действием их взаимного притяжения. Жозеф Луи Лагранж 1735-1813 г. родился в Турине, столице Сардинского королевства, в итало-французской семье. Он учился, а затем преподавал в Артиллерийском училище, в 18 лет уже став профессором.

В 1759 г. по рекомендации Эйлера 23-летнего Лагранжа избирают в члены Берлинской академии наук. В 1766 г. он уже стал ее президентом. Фридрих II приглашал Лагранжа в Берлин так Необходимо, чтобы величайший геометр Европы проживал вблизи величайшего из королей. После смерти Фридриха II в 1986 г. Лагранж переехал в Париж. С 1772 г. он был членом

Парижской академии наук, в 1795 г. его назначили членом Бюро долгот, и он принял активное участие в создании метрической системы мер. Круг научных исследований Лагранжа был необычайно широк. Они посвящены механике, геометрии, математическому анализу, алгебре, теории чисел, а также теоретической астрономии. Основным направлением исследований Лагранжа было представление самых различных явлений в

механике с единой точки зрения. Он вывел уравнение, описывающее поведение любых систем под действием сил. В области астрономии Лагранж много сделал для решения проблемы устойчивости Солнечной системы доказал некоторые частные случаи устойчивого движения, в частности для малых тел, находящихся в так называемых треугольных точках либрации. Эти тела астероиды-троянцы - были обнаружены уже в

XX веке, спустя столетие после смерти Лагранжа. При решении конкретных задач небесной механики пути этих ученых неоднократно пересекались они вольно иди невольно соперничали друг с другом, приходя то к близким, то к совершенно различным результатам. Форма Земли Спор о форме Земли был тогда в центре внимания научного сообщества. Чтобы решить эту проблему, Парижская академия наук отправила две экспедиции в

Перу и Лапландию. Но помимо геодезических измерений ученые подошли к этой задаче с теоретических позиций. В самом деле, какую форму должна иметь Земля, если рассматривать ее как медленно вращающийся сфероид В те времена Землю считали огненно-жидкой, опираясь на наблюдения извержений вулканов, при которых из земных недр выбрасывается жидкая магма. Ньютон получил разрешение, согласно которому сжатие жидкой Земли у полюсов должно составлять 1230. иначе говоря, полярный радиус должен быть на 1230 экваториального.

Эйлер нашел сжатие Земли равным 1234. Когда вернулась лапландская экспедиция, ее руководитель Мопертюи, обработав материалы, получил значение полярного сжатия, равное 1178, т.е. больше, чем у Ньютона. Однако Клеро сразу понял, что если считать недра Земли более плотными, то сжатие должно быть меньше, а не больше, чем в модели Ньютона, и заведомо меньше, чем значение полученное

Мопертюи. Современное значение сжатия Земли 1298,25. Клеро решил построить теорию строения Земли, полагая ее неоднородной. Задача оказалась не из легких. Она, как и большинство задач небесной механики, не имела точного решения. Приходилось принимать те, или иные упрощающие предложения, разлагать входящие в формулы выражения на медленно сходящиеся ряды. Наконец, Клеро получил решение и представил свою теорию в книге

Теория фигуры Земли, вышедшей в Париже в 1743 г. Книга Клеро есть произведение несравненное как в отношении глубоких и трудных вопросов, которые в ней рассматриваются, так и в отношении того удобного и легкого способа, посредством которого ему удается совершенно ясно и отчетливо изложить предметы самые возвышенные - таким было суждение Леонарда Эйлера, очень строгого судьи. И сегодня эта книга считается классической.

Однако решение Клеро было только началом. Задачу о фигуре вращающейся планеты пытались осилить после него Пьер Симон Лаплас, Жюль Анри Пуанкаре и другие теоретики. Наилучший вариант предложил уже в начале XX столетия русский ученый Александр Михайлович Ляпунов 1857-1918. Решение задачи он представил в виде цепочки связанных между собой интегро-дифференциальных уравнений. Но первым в ней стояло уравнение

Клеро. Часть 4 Астрономия XX века Двадцатый век для астрономии означает нечто большее, чем просто очередные сто лет. Именно в XX столетии узнали физическую природу звезд и разгадали тайну их рождения, изучили мир галактик и почти полностью восстановили историю Вселенной, посетили соседние планеты и обнаружили иные планетные системы. Умея в начале века измерять расстояние лишь до ближайших звезд, в конце столетия астрономы дотянулись

почти до границ Вселенной. Но до сих пор измерение расстояний остается больной проблемой астрономии. Мало дотянуться необходимо точно определить расстояние до самых далеких объектов только так мы узнаем их истинные характеристики, физическую природу и историю. Успехи астрономии в XX веке были тесно связаны с революцией в физике. При создании и проверки теории относительности и квантовой теории атома использовались астрономические

данные. С другой стороны, прогресс в физике обогатил астрономию новыми методами и возможностями. XIX век оставил в наследство XX веку два великих изобретения фотографию и спектральный анализ. В астрономии это привело к рождению новой ветви астрофизики, развившей за первую половину столетия искусство анализа света до высочайшей степени. XX век сделал астрономию всеволновой. К 1950 г. благодаря фотопластинке и спектроскопу была разгадана природа звезд и галактик, открыто расширение

Вселенной. Пока астрономы с увлечением использовали и развивали оптические приборы, физики и инженеры делали первые шаги в электронике и космической технике, подготавливая условия для новой революции в астрономии. Рождение наземной радиоастрономии и внеатмосферной рентгеновской, инфракрасной, ультрафиолетовой и гамма-астрономии привело к такому потоку открытий пульсары, квазары, радиогалактики, протозвезды, черные дыры, что на несколько десятилетий оптическая астрономия отошла на второй план.

Но вскоре и оптическая астрономия совершила рывок. В местах с наиболее прозрачной и спокойной атмосферой на островах и горных вершинах были построены новые телескопы с зеркалами диаметром 4-10 м. появились новые электронные приемники света фотоэлектронные умножители ФЭУ, электронно-оптические преобразователи ЭОП, полупроводниковые приборы с зарядовой связью ПЗС-матрицы.

Были созданы новые приборы для спектральных исследований эталон Фабри Перо, гризма комбинация призмы и дифракционной решетки, автокорреляционный спектрограф и др. наконец в 1990 г. на орбиту был выведен крупный оптический телескоп Хаббловский космический телескоп. А сейчас создаются наземные телескопы с зеркалами управляемой формы, которые почти не уступают по качеству изображений

Хаббловскому, но крупнее него и значительно дешевле. К сожалению обсерватории распределены по поверхности Земли неравномерно большинство находится в Северном полушарии. Южное небо изучено не так подробно, как северное, и астрономы поэтому стараются сооружать новые обсерватории в Южном полушарии или вблизи экватора. Например, крупные международные обсерватории созданы в

Чили, Австралии, на Гавайских и Канарских островах. Планируется строительство обсерватории в Антарктиде, откуда можно будет полгода непрерывно следить за Солнцем. Первые небольшие обсерватории там уже работают. Не секрет, что быстрый рост числа ученых в XX в. был вызван потребностями техники, в основном военной. Но астрономия не так необходима для развития техники, как физика, химия, геология.

Поэтому даже сейчас, в начале XXI в. профессиональных астрономов не так уж и много всего около 10 тыс. Не связанные условиями секретности, астрономы еще в начале прошлого века, в 1909 г объединились в Международный астрономический союз МАС, который координирует совместное изучение единого для всех звездного неба. сотрудничество астрономов разных стран особенно усилилось в последнее десятилетие благодаря компьютерным сетям. Несмотря на малое число исследователей, астрономия требует изрядных затрат на строительство крупных

телескопов, почти не уступающих по размерам и стоимости таким гигантским игрушкам физиков, как ядерные реакторы и ускорители частиц. Поэтому реальный потенциал астрономии в каждой стране определяется не столько количеством ученых, сколько в значительной мере их технической оснащенностью, количеством телескопов и суммарной площадью их объективов. Список использованной литературы 1. Детская Энциклопедия Аванта 2. Интернет 3. Большая энциклопедия

Кирилла и Мифодия 4. Детская энциклопедия астрономии