Кто доказал что земля круглая первым: Кто первым открыл, что Земля круглая? |

Содержание

Аль-Бируни – сверхчеловек | Uzbekistan Travel

Всем известно, как долго и мучительно шла наука к неопровержимой истине о форме Земли и вращении её вокруг Солнца. Фернан Магеллан, Джордано Бруно, Галилео Галилей пытались доказать свою мысль: «…и все-таки она вертится!». Кому-то не верили и придавали инквизиции, кто-то даже после кругосветного путешествия, подвергался сомнениям и критике. Но на другой части света, на 500 лет ранее средневековый ученый-энциклопедист Аль-Бируни смог подсчитать радиус Земли, математически доказывая, что Земля вертится и имеет круглую форму.

Его полное имя Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмед аль-Бируни – великий ученый, поэт и философ, смог овладеть почти всеми науками своего времени. Его интересы простирались на такие науки, как астрономия и география, математика и физика, химия и ботаника, геодезия и фармакология, геология и минералогия, история и этнография. философия и филология. Кроме того, аль-Бируни знал более шести языков, среди которых персидский, хорезмийский, еврейский, арабский, греческий, сирийский, и санскрит. Прекрасно владел письмом арабским и персидским. Таких как аль-Бируни, Фридриц Ницше называл сверхчеловеком. Судьба ученого очень интересна и необычна, как и у многих гениев.

Родился аль-Бируни 4 октября 973 года в городе Кят – столице Хорезма. В своей автобиографии аль-Бируни признавался, что родителей своих он не помнил и считал себя сиротой. Первые годы жизни аль-Бируни провел в приемной семье, где на молодое дарование обратил внимание известный ученый того времени Абу Наср Мансур ибн Али ибн Ирак, взявшегося обучить Бируни. Именно он привил любовь к естественным наукам, главными из которых находил астрономию и математику.

Получив всестороннее домашнее образование, молодой ученый занялся самостоятельными наблюдениями и расчётами. И уже в 995 году сделал первый в Средней Азии глобус, который передавал географические координаты населенных пунктов с небывалой для того времени точностью.

Некоторое время Бируни жил в городе Гургане – на восточном берегу Каспийского моря. Там он надеялся найти необходимые условия для развития научной деятельности. Там он написал сочинение «Хронология, или памятники минувших поколений». Там он описал все календари, когда-либо применявшиеся у различных народов мира. В Гургане была написана вторая книга «Сферика. Или ключи науки астрономии о том, что происходит на поверхности сферы».

В 1004 Аль-Бируни вернулся в Хорезм и поселился в новой столице Ургенче. Аль-Бируни принимал активное участие в научной деятельности, была создана специальная научная академия. В ней также трудились Абу Али ибн Сина и основатель алгебры аль-Хорезми. В конце 1017 года Хорезм захватил султан Махмуд Газневи, он разрушил всю страну, а ученого взял в плен. Вскоре Махмуд Газневи решил пойти в поход на Индию и с собой взял аль-Бируни, как образованного человека.

Находясь в Индии, аль-Бируни продолжал заниматься наукой, в том числе и минералогией. По камням он определял какие залежи находятся под землей. После смерти жестокого султана ученый смог более плодотворно вести научную работу. Тогда он выдвинул несколько гипотез о движении Земли вокруг Солнца, о подвижности звезд, о существовании других материков.

Гениальным ученым было написано более 150 трудов, которые до нас дошло только 5. Аль-Бируни оценил расстояние до Луны как 664 земных радиуса; составил каталог 1029 звезд, положения которых вычислил заново из более ранних арабских зиджей – и это далекое не все достижения этого сверхчеловека.

В 1881 в Англии было основано Вселенское зететическое общество, поставившее себе целью доказать всему миру, что Земля является сферой, а не плоскостью. Сами члены общества видели свою задачу в «пропагандировании знаний, относящихся к естественной космогонии, в подтверждение Священного Писания». В середине XX века их идеи получили широкое распространение в США, где было создано Международное общество плоской Земли, процветающее и поныне. Вопреки всем существующим научным исследованиям приверженцы этой модели мира утверждают, что Земля представляет собой плоский диск диаметром 40 тыс. км с центром в районе Северного полюса, границей в области Антарктики и Солнцем, Луной и звездами, вращающимися над поверхностью этого диска. Членов общества не смутили даже снимки Земли, сделанные первыми космонавтами. «Легко заметить, как фотографии такого сорта могут одурачить несведущего человека», —― высказался по поводу этих снимков основатель общества Самуэль Шентон и объявил полеты в космос и высадку на Луну голливудской мистификацией.

Появление подобных обществ не случайно и вовсе не так абсурдно, как может показаться на первый взгляд. Наши представления о мире менялись на протяжении всей истории, и каждый раз эти перемены были очень болезненными, так как касались не только самой картины Вселенной, но и нашего понимания того места, которое мы в этой Вселенной занимаем. Новые открытия нельзя было просто вписать в старую схему, требовалась перестройка всего мировоззрения. Для верующего же человека эти сдвиги затрагивали еще и его уверенность в истинности библейского Откровения, так как опровергали ветхозаветное описание мироздания.

В Библии тексты, описывающие устройство Вселенной, включены в основном в книги премудрости, такие как Псалмы, Притчи, Книга Иова, исключение составляет первая глава Бытия, а также некоторые поэтические отрывки из пророков. Согласно этим текстам, ветхозаветный мир представляет собой плоскую земную твердь, окруженную морями. Над Землей простирается прочный свод (букв. «плотно сбитый»), сдерживающий верхние воды, которые при сотворении были отделены от вод нижних, ставших морями и реками. Окна (или отверстия) в небосводе (см.: Быт 7:11, Мал 3:10), открываясь, позволяют дождям пролиться на землю. У краев земли располагаются острова, и где-то там же (возможно, как раз на этих островах) возвышаются столбы, поддерживающие землю (см. : Иов 9:6, Пс 74:4) и небо (см.: Иов 26:11). Под землей находится Шеол, обитель мертвых, в котором обретаются все бесплотные души умерших вне зависимости от того, насколько праведно они прожили свою жизнь.

Подобная картина Вселенной изменилась лишь в послевавилонский период, когда появляются рай и ад как место посмертного пребывания праведников и грешников. Согласно апокалиптической литературе, рай располагался на небесах и в нем праведники вполне осознанно пожинали плоды своей доброй жизни на земле, тогда как грешники в аду несли наказание ―— в этом отношении представления об аде и рае сильно отличались от представлений о Шеоле.

Понимание того, как устроен мир, глобально изменилось где-то в межзаветный период, на границе эпох. Греки уже с VI века до Р. Х. знали, что Земля круглая. Считается, что первым это предположение высказал Пифагор, а в дальнейшем его поддержали все известнейшие ученые и философы — Геродот, Платон, Аристотель. Каким образом и когда эти идеи распространились среди евреев, мы не знаем, однако уже в Иерусалимском Талмуде (Бамидбар Рабба, с. 13, II–V века до Р. Х.) Земля названа шаром. Если говорить о христианской церкви, упоминания о сферической форме Земли встречаются у таких ранних отцов церкви, как Климент Александрийский, Ориген, Григорий Нисский. Постепенно эта точка зрения распространилась среди всех христиан, и на многие столетия в западном обществе утвердилась система Птолемея, то есть геоцентрическая модель мира, согласно которой вся Вселенная вместе со звездами, Луной и Солнцем вращается вокруг неподвижной Земли, представляющей собой идеальную сферу.

Единственной по-настоящему известной альтернативой птолемеевой системе мироздания в Средневековье было учение Космы Индикоплова, александрийского купца, а впоследствии монаха, жившего в VI веке. Косма Индикоплов крайне категорично высказывался против «круглообразной ереси», как он ее называл, и пытался нарисовать такую картину мира, которая бы не противоречила библейским текстам. Согласно Косме, Земля представляет собой прямоугольник, простирающийся в длину с востока на запад. Прямоугольник этот со всех сторон окружен морями, которые, в свою очередь, упираются в земли, ограничивающие наш мир по периметру. На востоке этих земель до сих пор находится рай. Два неба — одно прозрачное, а другое плотное — накрывают мир шатром с четырьмя углами, соприкасаясь с заморскими землями на всей своей протяженности, они же «запирают» внешние воды. Под небесами располагаются Солнце, Луна и звезды. Днем Солнце движется с востока на запад вдоль южной части прямоугольника, что создает перепад в температуре между северными и южными странами. Ночью оно заходит за гору, которая возвышается с северо-западной части материка. Все небесные светила движимы по небу ангелами, которые также отвечают за дующие с четырех сторон света ветра. Любопытно, что «Христианская топография» Космы Индикоплова, не завоевавшая большой популярности в Византии, еще в домонгольский период появилась в переводах в Древней Руси, где и получила особо широкое распространение. В России она имела хождение вплоть до XVI–XVII веков, была внесена в список «святоотеческих творений» в Кирилловой книге, а также в состав Четьи-Минеи Макария*.

Первая гелиоцентрическая система с Солнцем посередине и планетами, вращающимися вокруг, была, как известно, разработана Коперником в 1543 году. Несмотря на изначально жесткое сопротивление научного и церковного мира, она постепенно была принята как отражающая объективную реальность.

Какой же урок мы можем извлечь из этой истории научных открытий и мировоззренческих сдвигов? В первую очередь следует понять, что речь идет не о неприятии науки со стороны церкви, как нас часто пытаются убедить. Религия и наука интересуются разными аспектами бытия, и конфликт между ними возникает лишь тогда, когда новые открытия ставят под вопрос не отдельно взятые тексты или догмы, а сами мировоззренческие основы церкви. Каждая из перечисленных систем связана с комплексом идей и понятий, чрезвычайно важных для своей эпохи, определявших, как человек видел себя и свое место в этом мире. Так, в основе библейской картины мира лежит идея отделенности. Тварный мир отделен от внешних вод, то есть хаоса, земной и небесной твердью. Внутри этого мира все четко распределено и упорядочено. В свою очередь, еврейский народ свят, иными словами, отделен от иных народов. Порядок и гармония в среде избранного народа обеспечиваются строгими нравственными и ритуальными правилами, которые, подобно земной и небесной тверди, защищают Божий народ от внешнего хаоса живущих во грехе языческих племен.

Послевавилонская система мира зиждется на идее дуализма, сам тварный мир начинает делиться на высший и низший. Вера в рай, обитель праведников, расположенную на небесах, и ад, пристанище грешников, находящееся в подземном царстве, подразумевает отличие высшей небесной материи от низшей, земной. Также намечается деление человеческой личности на высшую субстанцию, душу, и низшую, тело. Одновременно и внешний космос, и внутренний мир человека становятся полем боя между добром и злом.

В геоцентрической модели Вселенная вращается не просто вокруг земного шара. Так как венцом творения является человек, то в конечном счете в центре этого круговорота звезд и планет стоит именно человек, так же как он стоит в самом центре исторической драмы мира. Согласно средневековому видению мира, и пространство, и время созданы Богом для человека и вокруг него. Неудивительно, что гелиоцентрическая теория вызвала такие ожесточенные нападки со стороны церкви, ведь она поставила перед верующим человеком слишком много вопросов, на многие из которых до сих пор трудно ответить. Если человек ―— лишь песчинка в вечности и в бесконечном пространстве Вселенной, то где у этого мира центр и есть ли у этой Вселенной цель?

Здесь, наверное, стоит вспомнить слова одного из ранних отцов церкви, Василия Великого, сказанные им в Девятой Гомилии на Шестоднев: «Раб Божий Моисей не рассуждал о фигурах (формах), не сказал, что окружность земли имеет сто восемьдесят тысяч стадий, не вымерил, на сколько простирается в воздухе земная тень, когда солнце идет под землею, и как тень cия, падая на луну, производит затмения… умолчал он о касающемся до нас как о бесполезном…» Действительно, является ли Земля диском, прямоугольником или шаром — не досужие ли это рассуждения по сравнению с тем, что Господь открывает нам с каждой новой картиной мира, а именно с нашим новым местом и новой ролью в Его творении? И если сегодня наше место уже не в центре Вселенной, но на крохотной живой планете, с огромной скоростью несущейся через черные неизведанные пространства космоса, то, может быть, наша роль заключается в том, чтобы эту планету ценить, любить и сохранять для следующих поколений, которым еще предстоит совершить свои открытия?

Давайте теперь ненадолго заглянем в историю. Большая часть современной западной цивилизации так или иначе восходит к идеям древних греков и римлян, и это верно и в отношении астрономии. Однако многие другие древние культуры также разработали сложные системы наблюдения и интерпретации неба.

Древние вавилонские, ассирийские и египетские астрономы знали приблизительную продолжительность года. Египтяне 3000 лет назад, например, приняли календарь, основанный на 365-дневном году. Они тщательно отслеживали время восхода яркой звезды Сириус на предрассветном небе, у которого есть годовой цикл, соответствующий разливу реки Нил. У китайцев тоже был рабочий календарь; они определили продолжительность года примерно в то же время, что и египтяне. Китайцы также зафиксировали кометы, яркие метеоры и темные пятна на Солнце. (Многие типы астрономических объектов были представлены в книге «Наука и Вселенная: краткий обзор». Если вы не знакомы с такими терминами, как , кометы и , метеоры , вы можете пересмотреть эту главу. ) Позже китайские астрономы вели тщательный учет «гостевых звезд» — тех, которые обычно слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть, но внезапно вспыхивают, чтобы стать видимыми невооруженным глазом на некоторое время. несколько недель или месяцев. Мы до сих пор используем некоторые из этих записей при изучении звезд, взорвавшихся давным-давно.

Культура майя в Мексике и Центральной Америке разработала сложный календарь, основанный на планете Венера, и тысячи лет назад они проводили астрономические наблюдения в местах, предназначенных для этой цели. Полинезийцы научились ориентироваться по звездам на сотнях километров открытого океана — навык, который позволил им колонизировать новые острова далеко от того места, где они начали.

В Британии, до повсеместного распространения письменности, древние люди использовали камни для отслеживания движения Солнца и Луны. Мы до сих пор находим некоторые из больших каменных кругов, которые они построили для этой цели и датируются 2800 годом до нашей эры. Наиболее известным из них является Стоунхендж, который обсуждается в «Земле, Луне и небе».

Наша концепция космоса — его основной структуры и происхождения — называется космологией, это слово имеет греческие корни. До изобретения телескопов людям приходилось полагаться на простые показания своих органов чувств для получения картины Вселенной. Древние разработали космологию, которая сочетала их прямой взгляд на небо с богатым разнообразием философской и религиозной символики.

По крайней мере за 2000 лет до Колумба образованные люди в восточном Средиземноморье знали, что Земля круглая. Вера в сферическую Землю, возможно, возникла во времена Пифагора, философа и математика, жившего 2500 лет назад. Он считал круги и сферы «совершенными формами» и поэтому предположил, что Земля должна быть сферой. В качестве доказательства того, что боги любили сферы, греки приводили тот факт, что Луна является сферой, используя доказательства, которые мы опишем позже.

В трудах Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), наставника Александра Македонского, обобщены многие идеи того времени. Они описывают, как последовательность фаз Луны — ее видимое изменение формы — является результатом того, что мы видим разные части освещенного солнцем полушария Луны в течение месяца (см. Землю, Луну и небо). Аристотель также знал, что Солнце должно быть дальше от Земли, чем Луна, потому что иногда Луна проходила точно между Землей и Солнцем и временно скрывала Солнце из поля зрения. Мы называем это солнечное затмение .

Аристотель приводил убедительные доводы в пользу того, что Земля должна быть круглой. Во-первых, когда Луна входит в тень Земли или выходит из нее во время лунного затмения, форма тени, видимой на Луне, всегда круглая (рис. \(\PageIndex{1}\)). Только сферический объект всегда дает круглую тень. Например, если бы Земля была диском, в некоторых случаях солнечный свет падал бы на нее ребром, а его тень на Луне была бы линией.

Рисунок \(\PageIndex{1}\) Круглая тень Земли. Лунное затмение происходит, когда Луна входит в тень Земли и выходит из нее. Обратите внимание на изогнутую форму тени — свидетельство сферической формы Земли, известное с древних времен. (кредит: модификация работы Брайана Пачковски)

В качестве второго аргумента Аристотель объяснил, что путешественники, которые отправляются на юг на значительное расстояние, могут наблюдать звезды, невидимые дальше на север. А высота Полярной звезды — звезды, ближайшей к северному небесному полюсу, — уменьшается по мере продвижения путешественника на юг. На плоской Земле все видели бы одни и те же звезды над головой. Единственное возможное объяснение состоит в том, что путешественник, должно быть, двигался по искривленной поверхности Земли, показывая звезды под другим углом. (Дополнительные идеи о том, как доказать, что Земля круглая, см. в статье «Откуда мы знаем, что Земля круглая?»).0034

Один греческий мыслитель, Аристарх Самосский (310–230 гг. до н. э.), даже предположил, что Земля движется вокруг Солнца, но Аристотель и большинство древнегреческих ученых отвергли эту идею. Одной из причин их вывода была мысль о том, что если бы Земля двигалась вокруг Солнца, они бы наблюдали за звездами из разных мест вдоль земной орбиты. По мере движения Земли близлежащие звезды должны смещать свое положение на небе относительно более далеких звезд. Точно так же мы видим, что объекты переднего плана кажутся движущимися на фоне более удаленного фона всякий раз, когда мы находимся в движении. Когда мы едем в поезде, кажется, что деревья на переднем плане меняют свое положение относительно далеких холмов по мере того, как поезд проезжает мимо. Бессознательно мы все время используем это явление для оценки расстояний вокруг нас.

Кажущееся смещение направления объекта в результате движения наблюдателя называется параллаксом . Мы называем сдвиг видимого направления звезды из-за орбитального движения Земли звездным параллаксом . Греки предприняли самоотверженные попытки наблюдать звездный параллакс, даже заручившись помощью греческих солдат с самым ясным зрением, но безрезультатно. Более яркие (и предположительно более близкие) звезды просто не смещались, поскольку греки наблюдали их весной, а затем снова осенью (когда Земля находится на противоположной стороне от Солнца).

Это означало либо то, что Земля не двигалась, либо звезды должны были быть настолько далеко, что сдвиг параллакса был неизмеримо мал. Космос такой огромной протяженности требовал скачка воображения, на который не были готовы большинство древних философов, поэтому они отступили в безопасное мировоззрение, ориентированное на Землю, которое доминировало в западном мышлении в течение почти двух тысячелетий.

Давайте посмотрим, как в ясный день корабль выходит из порта и уходит вдаль. На плоской Земле мы бы просто видели, как корабль становится все меньше и меньше по мере того, как он уплывает. Но это не то, что мы на самом деле наблюдаем. Вместо этого корабли тонут за горизонтом, причем сначала исчезает корпус, а мачта остается видимой некоторое время дольше. В конце концов, когда корабль плывет по кривизне Земли, можно увидеть только верхнюю часть мачты. Наконец корабль исчезает за горизонтом.
Предположим, вы нашли друга в каждом часовом поясе Земли. Вы звоните им всем в один и тот же час и спрашиваете: «Где Солнце?» На плоской Земле каждый звонящий дал бы вам примерно одинаковый ответ. Но на круглой Земле вы обнаружите, что для некоторых друзей Солнце будет высоко в небе, тогда как для других оно будет восходить, садиться или полностью исчезать из виду (и эта последняя группа друзей будет расстроена из-за того, что вы разбудить их).

Греки не только знали, что Земля круглая, но и могли измерить ее размер. Первое довольно точное определение диаметра Земли было сделано примерно в 200 г. до н. э. Эратосфеном (276–194 гг. до н. э.), греком, жившим в Александрии, Египет. Его метод был геометрическим, основанным на наблюдениях за Солнцем.

Солнце так далеко от нас, что все световые лучи, падающие на нашу планету, приближаются к нам практически по параллельным линиям. Чтобы понять почему, посмотрите на рисунок \(\PageIndex{2}\). Возьмем источник света рядом с Землей, скажем, в точке А. Его лучи падают на разные части Земли по расходящимся путям. От источника света в точке В или в точке С (которая еще дальше) угол между лучами, падающими на противоположные части Земли, меньше. Чем дальше источник, тем меньше угол между лучами. Для бесконечно удаленного источника лучи движутся по параллельным линиям.

Конечно, Солнце не бесконечно далеко, но, учитывая его расстояние в 150 миллионов километров, световые лучи, падающие на Землю из точки на Солнце, расходятся друг от друга на угол, слишком малый для наблюдения невооруженным глазом. Как следствие, если бы люди со всей Земли, которые могли видеть Солнце, указывали бы на него, их пальцы, по сути, были бы параллельны друг другу. (То же самое относится и к планетам и звездам — идея, которую мы будем использовать при обсуждении того, как работают телескопы.)

Эратосфену рассказали, что в первый день лета в Сиене, Египет (недалеко от современного Асуана), в полдень солнечный свет упал на дно вертикального колодца. Это указывало на то, что Солнце находилось прямо над колодцем, а это означало, что Сиена находилась на прямой линии от центра Земли к Солнцу. В соответствующее время и дату в Александрии Эратосфен наблюдал тень от колонны и видел, что Солнце находится не прямо над головой, а немного южнее зенита, так что его лучи составляют с вертикалью угол, равный примерно 1/50 круга (7°). Поскольку солнечные лучи, падающие на два города, параллельны друг другу, почему бы этим двум лучам не составить один и тот же угол с поверхностью Земли? Эратосфен рассудил, что кривизна круглой Земли означает, что «прямо вверх» неодинаково в двух городах. И измерение угла в Александрии, как он понял, позволило ему вычислить размер Земли. Он увидел, что Александрия должна находиться на 1/50 земной окружности к северу от Сиены (рис. \(\PageIndex{3}\)). Александрия находилась в 5000 стадиях к северу от Сиены. ( стадион был греческой единицей длины, полученной из длины беговой дорожки на стадионе.) Таким образом, Эратосфен обнаружил, что окружность Земли должна быть 50 × 5000, или 250 000 стадий.

Рисунок \(\PageIndex{3}\) Как Эратосфен измерил размер Земли. Эратосфен измерил размер Земли, наблюдая угол, под которым солнечные лучи падают на поверхность нашей планеты. Солнечные лучи идут параллельно, но поскольку поверхность Земли искривлена, луч в Сиене падает прямо вниз, тогда как луч в Александрии составляет угол 7° с вертикалью. Фактически это означает, что в Александрии поверхность Земли отклонилась от Сиены на 7° из 360°, или 1/50 полного круга. Таким образом, расстояние между двумя городами должно составлять 1/50 окружности Земли. (Источник: модификация работы NOAA Ocean Service Education)

Невозможно точно оценить точность решения Эратосфена, потому что есть сомнения относительно того, какой из различных видов греческих стадий он использовал в качестве единицы измерения расстояния. Если бы это был обычный олимпийский стадион, его результат был бы на 20% больше. Согласно другой интерпретации, он использовал стадион, равный примерно 1/6 километра, и в этом случае его цифра находилась в пределах 1% от правильного значения в 40 000 километров. Даже если его измерения не были точными, его успех в измерении размера нашей планеты с использованием только теней, солнечного света и силы человеческой мысли был одним из величайших интеллектуальных достижений в истории.

Возможно, величайшим астрономом древности был Гиппарх, родившийся в Никее на территории современной Турции. Он построил обсерваторию на острове Родос около 150 г. до н. э., когда Римская республика распространяла свое влияние на Средиземноморье. Там он как можно точнее измерил положение объектов на небе, составив новаторский звездный каталог, содержащий около 850 записей. Он обозначил небесные координаты для каждой звезды, указав ее положение на небе, подобно тому, как мы указываем положение точки на Земле, задавая ее широту и долготу.

Он также разделил звезды на видимых величин в соответствии с их видимой яркостью. Самые яркие он назвал «звездами первой величины»; следующая по яркости группа, «звезды второй величины»; и так далее. Эта довольно произвольная система в измененной форме все еще используется сегодня (хотя она все менее и менее полезна для профессиональных астрономов).

Наблюдая за звездами и сравнивая свои данные с более ранними наблюдениями, Гиппарх сделал одно из своих самых замечательных открытий: положение на небе северного небесного полюса изменилось за последние полтора столетия. Гиппарх правильно сделал вывод, что это происходило не только в течение периода, охватываемого его наблюдениями, но фактически происходило все время: направление, вокруг которого, как кажется, вращается небо, меняется медленно, но непрерывно. Вспомним из раздела о небесных полюсах и небесном экваторе, что северный небесный полюс — это всего лишь проекция Северного полюса Земли на небо. Если северный небесный полюс колеблется, то сама Земля должна колебаться. Сегодня мы понимаем, что направление, в котором указывает земная ось, действительно меняется медленно, но регулярно — движение, которое мы называем прецессией. Если вы когда-либо наблюдали раскачивание волчка, вы наблюдали подобное движение. Ось вершины описывает путь в форме конуса, поскольку гравитация Земли пытается его опрокинуть (рис. \(\PageIndex{4}\)).

Рисунок \(\PageIndex{4}\) Прецессия. Подобно тому, как ось быстро вращающегося волчка медленно колеблется по кругу, ось Земли колеблется с циклом в 26 000 лет. Сегодня северный небесный полюс находится рядом со звездой Полярной, но около 5000 лет назад он был близок к звезде по имени Тубан, а через 14 000 лет он будет ближе всего к звезде Вега.

Поскольку наша планета не является точной сферой, а немного выпукла на экваторе, притяжение Солнца и Луны заставляет ее раскачиваться, как волчок. Земной оси требуется около 26 000 лет, чтобы совершить один круг прецессии. В результате этого движения точка, на которую указывает наша ось на небе, с течением времени меняется. В то время как Полярная звезда является ближайшей к северному небесному полюсу звездой сегодня (она достигнет своей ближайшей точки примерно в 2100 году), звезда Вега в созвездии Лиры станет Полярной звездой через 14 000 лет.

Последним великим астрономом римской эпохи был Клавдий Птолемей (или Птолемей), процветавший в Александрии примерно в 140 году. Он написал гигантский сборник астрономических знаний, который сегодня называется его арабское имя Альмагест (что означает «Величайший»). Альмагест не имеет отношения исключительно к собственной работе Птолемея; он включает обсуждение астрономических достижений прошлого, в основном достижений Гиппарха. Сегодня это наш основной источник информации о работе Гиппарха и других греческих астрономов.

Самым важным вкладом Птолемея было геометрическое представление Солнечной системы, которое предсказывало положение планет для любой желаемой даты и времени. Гиппарх, не имея под рукой достаточного количества данных для самостоятельного решения проблемы, вместо этого накопил наблюдательный материал для использования потомками. Птолемей дополнил этот материал новыми собственными наблюдениями и создал космологическую модель, просуществовавшую более тысячи лет, до времен Коперника.

Фактор, усложняющий объяснение движения планет, заключается в том, что их кажущееся блуждание по небу является результатом сочетания их собственных движений с вращением Земли по орбите. Когда мы наблюдаем за планетами с нашей точки зрения на движущейся Земле, это немного похоже на наблюдение за автомобильными гонками, когда вы участвуете в них. Иногда машины противников проезжают мимо вас, но иногда вы проезжаете мимо них, создавая впечатление, что они какое-то время движутся назад по отношению к вам.

На рисунке \(\PageIndex{5}\) показано движение Земли и планеты, расположенной дальше от Солнца, в данном случае Марса. Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, что и другая планета, и почти в той же плоскости, но ее орбитальная скорость выше. В результате он периодически обгоняет планету, как более быстрый гоночный автомобиль на внутренней трассе. На рисунке показано, где мы видим планету на небе в разное время. Путь планеты среди звезд показан на звездном поле в правой части рисунка.

Рисунок \(\PageIndex{5}\) Ретроградное движение планеты за орбитой Земли. Буквы на диаграмме показывают, где Земля и Марс находятся в разное время. Проследив линии от каждой позиции Земли до каждой соответствующей позиции Марса, вы можете увидеть, как ретроградный путь Марса выглядит на фоне звезд.

Эта ретроградная симуляция Марса иллюстрирует движение Марса с Земли, а также ретроградное движение Земли с Марса. Также присутствует анимация движения двух планет относительно друг друга, создающая видимость этого движения.

Обычно планеты движутся по небу на восток в течение недель и месяцев, когда они вращаются вокруг Солнца, но из положения B в D на рисунке \(\PageIndex{5}\), когда Земля проходит мимо планет в нашем примере, кажется, что дрейфовать назад, двигаясь на запад в небе. Несмотря на то, что на самом деле он движется на восток, более быстро движущаяся Земля обогнала его и, с нашей точки зрения, кажется, оставляет его позади. По мере того, как Земля поворачивает свою орбиту к положению E, планета снова начинает свое видимое движение на восток в небе. Временное кажущееся движение планеты на запад, когда Земля колеблется между ней и Солнцем, называется ретроградный движение . Сегодня нам гораздо легче понять такое обратное движение, теперь, когда мы знаем, что Земля является одной из движущихся планет, а не неподвижным центром всего мироздания. Но Птолемей столкнулся с гораздо более сложной проблемой объяснения такого движения при условии, что Земля неподвижна.

Кроме того, поскольку греки считали, что небесное движение должно быть круговым, Птолемею пришлось построить свою модель, используя только круги. Для этого ему понадобились десятки кругов, одни движущиеся по другим кругам, в сложной конструкции, от которой у современного зрителя кружится голова. Но мы не должны позволять нашему современному суждению затуманивать наше восхищение достижениями Птолемея. В его время сложная вселенная с центром на Земле была вполне разумной и по-своему прекрасной. Однако, как сообщается, Альфонсо X, король Кастилии, сказал после того, как ему объяснили птолемеевскую систему движения планет: «Если бы Господь Всемогущий посоветовался со мной, прежде чем приступить к Творению, я бы порекомендовал что-то более простое».

Птолемей решил проблему объяснения наблюдаемого движения планет, заставив каждую планету вращаться по небольшой орбите, называемой эпициклом . Затем центр эпицикла вращался вокруг Земли по окружности, называемой деферентом (рис. \(\PageIndex{6}\)). Когда планета находится в положении x на рисунке \(\PageIndex{6}\) на орбите эпицикла, она движется в том же направлении, что и центр эпицикла; с Земли кажется, что планета движется на восток. Когда планета в y , однако его движение происходит в направлении, противоположном движению центра эпицикла вокруг Земли. Выбрав правильную комбинацию скоростей и расстояний, Птолемею удалось заставить планету двигаться на запад с правильной скоростью и в течение правильного интервала времени, воспроизводя таким образом ретроградное движение в своей модели.

Рисунок \(\PageIndex{6}\) Сложная космологическая система Птолемея. Каждая планета вращается вокруг небольшого круга, называемого эпициклом. Каждый эпицикл вращается по большей окружности, называемой деферентом. Эта система сосредоточена не точно на Земле, а в точке смещения, называемой эквантом. Грекам нужна была вся эта сложность, чтобы объяснить реальные движения в небе, потому что они считали, что Земля неподвижна и что все движения неба должны быть круговыми.

Однако в книге «Орбиты и гравитация» мы увидим, что планеты, как и Земля, движутся вокруг Солнца по орбитам, которые представляют собой эллипсы, а не окружности. Их действительное поведение не может быть точно представлено схемой равномерных круговых движений. Чтобы соответствовать наблюдаемым движениям планет, Птолемей должен был центрировать соответствующие круги не на Земле, а в точках на некотором расстоянии от Земли. Кроме того, он ввел равномерное круговое движение вокруг еще одной оси, названной эквантной точкой . Все это значительно усложняло его схему.

Это дань уважения гению Птолемея как математика, что он смог разработать такую сложную систему для успешного объяснения наблюдений за планетами. Возможно, Птолемей не предназначал свою космологическую модель для описания реальности, а просто служил математическим представлением, которое позволяло ему предсказывать положение планет в любое время. Что бы он ни думал, его модель с некоторыми изменениями в конце концов была признана авторитетной в мусульманском мире и (позже) в христианской Европе.

Древние греки, такие как Аристотель, признавали, что Земля и Луна являются сферами, и понимали фазы Луны, но из-за своей неспособности обнаружить звездный параллакс отвергли идею движения Земли. Эратосфен измерил размеры Земли с удивительной точностью. Гиппарх провел множество астрономических наблюдений, составив звездный каталог, определив систему звездных величин и обнаружив прецессию по кажущемуся смещению положения северного небесного полюса. Птолемей Александрийский резюмировал классическую астрономию в своем Альмагест ; он объяснил движение планет, включая ретроградное движение, с удивительно хорошей точностью, используя модель с центром на Земле. Эта геоцентрическая модель, основанная на сочетании равномерного кругового движения с использованием эпициклов, считалась авторитетной более тысячи лет.

Эта страница под названием 2. 2: Древняя астрономия распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

48 лет назад на прошлой неделе Аполлон-11 приземлился на Луну. На прошлой неделе была еще одна годовщина, о которой кажется уместным упомянуть в этом месте: 20 июля 1925 года произошла величайшая сцена в истории американского права, и это был урок астрономии.

Вы, вероятно, знакомы с пьесой «Наследуй ветер », которая была основана на испытании обезьяны Скоупса. Летом 1925 года, а точнее 20 июля, на лужайке перед зданием суда в Дейтоне, штат Теннесси, Кларенс Дэрроу пригласил Уильяма Дженнингса Брайана в качестве свидетеля, чтобы соответственно оспорить и защитить закон штата о Батлере, который запрещал учителям государственных школ отрицать библейское повествование. происхождения человечества.

Дэрроу и Брайан договорились о том, что Земля является сферой и что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Поэтому им было необходимо интерпретировать библейские отрывки, которые, казалось, указывали на то, что Земля плоская и что Солнце остановилось в полдень для Иисуса Навина.

То, что Земля круглая, что Земля вращается, а Солнце находится на оси Солнечной системы, было нетрудно принять в 1925 году. Люди были знакомы с экспериментом Эратосфена в 3 веке до нашей эры. в Египте, чтобы оценить окружность Земли (252 000 стадий). Они также были знакомы с биографией Христофора Колумба, написанной великим американским писателем Вашингтоном Ирвингом, в которой изложена теория Колумба о круглости Земли и его открытие Америки, препятствующей пути в Индию.

С тем, что Земля круглая, тоже нетрудно было согласиться в 1480-х годах, когда Колумб обратился к коронованным особам Европы с просьбой финансировать его путешествие в Индию. Это просто упрощение биографии Вашингтона Ирвинга о Колумбе, если сказать, что Колумб пытался доказать, что Земля круглая, а его противники считали, что она плоская. В 4-й главе биографии автор ставит Колумба перед школой Саламанки, где его критикуют за то, как он противоречит классической догме святого Августина 4-го века нашей эры относительно «доктрины антиподов».

В современности антиподы — это географические точки, противоположные положению человека на земном шаре, но эти средневековые антиподы были мифическими людьми, которые, как предполагалось, населяли южное полушарие и ходили вверх ногами (антипод означает «перевернутые ноги»), а святой Августин — нет. спор о том, что Земля была круглой:

«Что касается басни о том, что существуют антиподы, то есть люди на противоположной стороне земли, где восходит солнце, когда оно садится для нас, то это неправдоподобно. И в самом деле, утверждается, что это установлено не историческим знанием, а научной догадкой на том основании, что земля подвешена в вогнутости неба и что с одной стороны ее столько же места, как и на другом: поэтому они говорят, что часть, которая находится внизу, также должна быть обитаема. Но они не замечают, что, хотя предполагается или научно доказано, что мир имеет круглую и сферическую форму, из этого не следует, что другая сторона земли лишена воды; и даже, хотя он и голый, из этого сразу не следует, что он населен».

Критики Колумба в Инквизиции, если таковые вообще были, придерживались догмы о том, что Земля круглая, но что человеческая цивилизация ограничена умеренной зоной северного полушария Жаркой зоной на экваторе. Что в южном полушарии была соответствующая южная умеренная зона, но что люди, созданные в Книге Бытия, не могли там существовать, потому что Эдемский сад находился на севере, а Жаркая зона была непроходимой или почти непроходимой. Добраться туда было нелегко, потому что на юге не было Полярной звезды, а Пояс Упадка делал продвижение под парусами на противоположный конец Земли невозможным. Римский писатель I века до нашей эры Цицерон написал о непроходимой Жаркой зоне в статье под названием «Сон Сципиона», которая сама по себе является хорошей основой для старинного планетария.

«Кроме того, вы видите, что эта земля как бы опоясана и окружена некими поясами; из которых два, наиболее удаленные друг от друга и покоящиеся на полюсах неба с обоих концов, застыли от мороза; в то время как тот, что посередине, который также является самым большим, выжжен палящим зноем солнца. Два обитаемы; из них тот, что на юге, — люди, стоящие в котором, ставят ноги прямо напротив ваших, — не имеет никакого отношения к вашей расе; кроме того, этот другой, в северном полушарии, где вы живете, посмотрите, в какой малой мере это касается вас. ! Ибо вся земля, которую вы населяете, будучи узкой в направлении полюсов, шире на восток и запад, есть некий островок, окруженный водами того моря, которое вы на земле называете Атлантическим, Великим морем, Великим морем. Океан; и все же, хотя у него такое громкое имя, посмотрите, как он на самом деле мал!

Это правда, что Колумб пытался совершить кругосветное плавание, чтобы добраться до Индии, и что он недооценил окружность Земли из-за ошибки преобразования Эратосфена: к 15 веку помнили значение 252 000 стадий, но стоимость стадиона была неопределенной, и Колумб использовал неправильное значение. Поэтому Земля казалась меньше, и глобусы Земли того периода показывают Ост-Индию на западной окраине Атлантического океана.

Колумб был убежден, что Жаркая Зона не является препятствием для путешествий. Ранее в своей карьере он плавал в Западную Африку, почти до экватора. Первый европейский переход мыса Доброй Надежды (который находится в южной умеренной зоне) в Индийский океан был совершен португальским мореплавателем Бартоломеу Диашем в 1488 году, через два года после первого неудачного исследования Колумба в Саламанке.

Этот глобус Земли 1492 года находится под лицензией Creative Commons, поэтому не стесняйтесь демонстрировать его через собственный API. Его можно преобразовать и обернуть вокруг Земли в «Звездной ночи», но я не чувствую, что готов сделать конечный продукт доступным для SciDome в настоящее время из-за прав.

Однако существует множество способов использовать SciDome, чтобы продемонстрировать, что Земля круглая. Предстоящее полное солнечное затмение — это одно из событий, которое сторонникам плоской Земли нелегко объяснить, когда его появление так точно предсказано авторитетной наукой. Провести эксперимент Эратосфена в SciDome несложно, отобразив небо над двумя его наблюдательными станциями в Александрии и Асуане в полдень по местному времени 21 июня с включенным Местным меридианом с градуировкой.

Аль-Бируни – сверхчеловек | Uzbekistan Travel

Земля: круглая или плоская? — Журнал «Решение вместе с Decision»

2.2: Древняя астрономия — Физика LibreTexts

Цели обучения

Астрономия в мире

Ранняя греческая и римская космология

ОТКУДА МЫ УЗНАЕМ, ЧТО ЗЕМЛЯ КРУГЛА?

Измерение Земли Эратосфеном

Гиппарх и прецессия

Модель Солнечной системы Птолемея

Ретроградное движение

Резюме

Глоссарий

Округлость Земли — Spitz, Inc.