Астрономия в древности и в наш дни

Предмет: Физика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 08.08.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Резонансные явления в движении небесных тел
Взаимодействие галактик и их движение
Ньютон. Открытия на кончике пера
Приливы в верхних слоях атмосферы и в земной коре


Введение:

«Астрономия это счастливая наука», сказал Араго, не нуждаясь в украшениях. Однако, как и многие другие науки, она нуждалась в защите от обвинений в ее низкой полезности. Остатки такого отношения к астрономии до сих пор не устранены. Литературная традиция твердо приписывает астроному роль человека, не являющегося этот мир, замкнутый в своей башне и безразличный к заботам окружающей жизни, тем временем среди астрономов с незапамятных времен были люди, которые активно участвовали в земных делах.

Рождение и развитие астрономии, как и других наук, было вызвано жизненными потребностями человека. Астрономия того же возраста, что и неолитическая революция, которая превратила наших предков из бродячих орд собирателей и охотников в фермеров, которым необходимо предвидеть времена года. Наблюдения за небесными телами позволили создать календарь. Потребности навигации стимулировали развитие астрономии в эпоху Возрождения. 

Но почему астрономия нужна в наше время? В течение многих лет авторы научно-популярных книг отвечали на этот вопрос, указывая, прежде всего, на необходимость наблюдения звезд, чтобы определить точное время для навигации и картографии. Но теперь молекулярные часы держат время в тысячи раз точнее, чем вращение Земли, скорость которого фиксируется звездами, поэтому астрономически «Служба времени» фактически изучает неравномерное вращение нашей планеты. Точно так же навигационные и геодезические спутники уже позволяют определять координаты на земной поверхности с точностью, которая не может быть достигнута астрономическими методами. 

Со времен Галилея Ньютона и до 19-го века астрономия была фактически лидером естествознания, поскольку основные физические принципы и математические методы были разработаны именно в астрономических исследованиях. В 19 веке астрономия все чаще стала использовать результаты физической теории и позаимствовать у физики и методов исследования; перестал задавать загадки. 

Астрономия это независимая наука со своей спецификой, с огромным набором фактов. Она огромна, так же как огромна Вселенная, которую она изучает: все методы исследования, все подходы и методы, существующие в естествознании, находят свое применение в той или иной области астрономии. Никакая другая наука не может конкурировать с нашей наукой в ​​этой универсальности. В нем находят свое место высочайшие абстракции математики, тонкость физического эксперимента, вдумчивое сравнение и анализ данных, и, наконец, их накопление и классификация. Вместе это наука развивающегося мира, в которой астрономия похожа на палеонтологию или историческую геологию. В физике результаты старых экспериментов сохраняют только «историческое» значение, в астрономии ценность старых наблюдений растет с каждым годом. Жизнь поколения лишь краткий момент в истории звезд. Вся история человечества от австралопитека сотая часть одного оборота Солнца вокруг центра Галактики, десятитысячная его жизни как звезды. Насколько велика смелость людей, которые говорят, и на основании того, что мы теперь понимаем эволюцию звезд; Сколько еще гордых утверждений может быть в истории науки! 

Астрономия призвана дать человеку представление о мире, в котором он живет. От фотопластинки, сияющей звездным морозом, есть прямой путь к высшей цели человечества познанию Природы, которая ее создала. 

Древний период

Астрономическая активность прослеживается в источниках как минимум с 4-го тысячелетия до нашей эры и, скорее всего, началось гораздо раньше. Некоторые особенности мегалитических сооружений и даже наскальные рисунки первобытных людей интерпретируются как астрономические. Есть также много подобных мотивов в фольклоре. 

Ежегодное изменение положения Солнца на небе отмечено в Библии. В Ветхом Завете в книге Иова сказано: «Ты давал указания утру в своей жизни и показал ли рассвет его место?» Здесь говорится, что утро не наступает одновременно, и рассвет, то есть место, где восходит Солнце, также меняет свое положение относительно сторон горизонта. Книга Иова также отражает другие астрономические знания ее авторов: «Можете ли вы завязать узел Его и открыть связи Кесила?» Это переводится так: «Можете ли вы завязать узел на Плеядах и развязать его на Орионе? Можете ли вы вывести зодиакальные созвездия и вести Медведя с детьми? «Вероятно, оно было записано в начале 1-го тысячелетия до н. э., но здесь также отражены более древние идеи кочевников, когда семитские племена еще блуждали со своими стадами по Аравийскому полуострову». 

Наблюдая за периодическими изменениями в небесной сфере (движущимися светилами, кометами, метеорами и т. д.), люди заметили их связь с сменой времен года на Земле. Это вызвало мысль о том, что небесные движения связаны с другими земными явлениями они влияют на земную историю или предсказывают самые важные события рождение королей, войны, голод, эпидемии и т. д. доверие к астрологическим фантазиям значительно способствовало развитию научной астрономии. , поскольку в противном случае власти могли бы обосновать практическую пользу наблюдения неба, было бы нелегко. 

Самыми древними астрономическими изобретениями были гномон (полюс для измерения высоты Солнца по длине тени) и календарь. Позже появились гониометры различных систем. 

Шумер и Вавилон

Сумеро-акадское государство Вавилон существовало со 2-го тысячелетия до нашей эры. е. до VI в. до н. э. (в последние десятилетия ею правили халдеи, а в 6 веке до н.э. страна была захвачена Персией). 

Вавилонские священники оставили много астрономических таблиц. Они также определили главные созвездия и зодиак, ввели деление полного угла на 360 ° и разработали тригонометрию. 

Во II тысячелетии до н. е. у шумеров был лунный календарь, улучшившийся в 1-м тысячелетии до нашей эры год состоял из 12 синодических месяцев шесть из 29 дней и шесть из 30 дней, всего 354 дня. Сначала, чтобы соответствовать солнечному году, была сделана вставка 13-го месяца, но затем они прекратились. 

Обработав свои таблицы наблюдений, священники обнаружили много законов движения планет, Луны и Солнца и смогли предсказать затмения. В 450 г. до н. э. вавилоняне уже знали «метонный цикл» (235 месяцев с большой точностью совпадают с 19 солнечными годами). Однако китайцы обнаружили это еще раньше. 

Вероятно, именно в Вавилоне появилась семидневная неделя (каждый день был посвящен одному из 7 светил).

Древний Египет

Наводнения в Ниле происходят в начале лета, и как раз в это время падает первое восхождение самой яркой звезды на небе Сириуса, по-египетски называемого «Сотис». До этого момента Сириуса не видно. Наверное, поэтому в Египте наряду с гражданским использовался календарь «Сот». Сотический год это период между двумя гелиакическими подъемами Сириуса, то есть он совпал с сидерическим годом, а гражданский год состоял из 12 месяцев по 30 дней плюс пять дополнительных дней, всего 365 дней. 

Сначала не было недель, месяц был разделен на 3 десятилетия. Лунный календарь с метоническим циклом, соответствующий гражданскому, также использовался в Египте. Позже, под влиянием Вавилона, появилась семидневная неделя. 

День был разделен на 24 часа, которые вначале были неравны (отдельно для дневного света и темноты), но в конце 4го века до нашей эры. е. приобрел современный вид. В Египте, в отличие от Вавилона, использовалась десятичная система, но днем, помимо 10 световых часов, они выделяли еще один час для переходных периодов, поэтому оказалось 12 часов; то же самое для темного времени суток. 

Степень развития египетской математики и астрономии неясна. По этой теме почти нет документов, но эллины высоко оценили египетских астрономов и извлекли уроки из них. 

Астрология не появилась в Египте, но гадания на Луне и планетах использовались там очень широко.

Египетская система мира, согласно описанию Гераклида Понтийского (IV век до нашей эры), была геоцентрической, но Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца (хотя вместе с ним и вокруг Земли). 

Древний Китай

Древняя астрономия Востока была наиболее развита в Китае. Уже во времена легендарной династии Ся (конец III начало II тысячелетия до н.э.) в Китае существовали две должности придворных астрономов. Развитие китайской астрономии происходило в тесном контакте с Вавилоном и Египтом. Первое астрономическое произведение, дошедшее до нас, «Книга звезд» появилось в 4 веке до нашей эры. е. Примерно в то же время китайцы уточнили продолжительность солнечного года (365,25 дней). Соответственно, небесный круг был разделен на 365,25 градуса или 28 созвездий (согласно движению Луны). 

Обсерватории появились в XII веке до нашей эры. е. Но гораздо раньше китайские астрологи старательно фиксировали все необычные события на небе (затмения, кометы «звезды с метлой», метеоры, новые звезды). Первая запись о появлении кометы датируется 2315 годом до нашей эры. о лунном затмении к 1137 г. до н. э., о солнечной на 720 г. до н. до н.э., первый метеорный поток был зарегистрирован в 687 г. до н. е. Самое раннее сообщение о комете Галлея относится к 1058 году до нашей эры. е. Записи показывают почти все появление кометы Галлея, начиная с 1058 года до нашей эры в 301 году солнечные пятна были впервые замечены; позже они были зарегистрированы несколько раз. 

Согласно легенде, в 2137 г. до н. е. два астронома Хо и Хи были казнены за неспособность предсказать затмение. С 3 го века до н.э. таких ошибок не было, была предсказана не только дата затмения, но и его тип и область наблюдения. 

Интересно, что именно так китайцы называли Млечный путь (или Небесную реку).

Среди других достижений китайской астрономии отметим правильное объяснение причины солнечных и лунных затмений, обнаружение неравномерного движения Луны, измерение звездного периода, первого для Юпитера (12 лет, точное значение: 11,86), и с 3-го века до нашей эры и для всех других планет, как звездных, так и синодических, с хорошей точностью. 

В Китае было много календарей. К 6 веку до нашей эры был открыт метонный цикл и был установлен лунно-солнечный календарь. Начало года день зимнего солнцестояния, начало месяца новолуние. День был разделен на 12 часов (названия которых также использовались в качестве названий месяцев) или на 100 частей. 

Календарные реформы в Китае проводились постоянно. Годы объединились в 60-летний цикл: каждый год посвящался одному из 12 животных (зодиак) и одному из 5 элементов: вода, огонь, металл, дерево, земля. Каждый элемент соответствует одной из планет; был также шестой первичный элемент "ци" (эфир). Позже ци было разделено на несколько типов: инь-ци и ян-ци и другие, в соответствии с учением Лао Цзы (VI век до нашей эры). 

Другие страны

У индейцев не было заметных успехов в астрономии, в отличие от математики; позже они охотно переводили и комментировали греческие произведения. 

Но цивилизация майя (II X вв) придает большое значение астрономических знаний. Остатки городов и храмов обсерватории поражают воображение. К сожалению, сохранились только 4 рукописи разных возрастов и тексты на стелах. 

Майя с большой точностью определили синодические периоды всех 5 планет (особенно почитали Венеру), у них был очень точный календарь. Месяц майя содержал 20 дней, а неделя 13. Начало календарной эры относится к 5041738 г. до н.э., хотя хронология их народа велась с 3113 г. до н. э. 

В Европе друиды кельтских племен, безусловно, обладали некоторыми астрономическими знаниями; есть основания полагать, что Стоунхендж был не только местом ритуалов, но и обсерваторией. Он был построен около 1900-1600 гг. до н.э. 

Древняя Греция ранний период

Греки, по-видимому, даже в гомеровские времена интересовались астрономией, их карта неба и многие имена остались в современной науке. Первоначально знания были неглубокими например, утренняя и вечерняя Венера считались разными светилами (Phosphorus и Hesperus); уже шумеры знали, что это одна и та же звезда. Исправление ошибки «раздвоение Венеры» приписывается Пифагору и Пармениду. 

В то время полюс мира уже покинул Альфа-Дракона, но еще не перешел на Полярный; возможно, именно поэтому Одиссея никогда не упоминает направление на север. 

Пифагорейцы предложили пироцентрическую модель Вселенной, в которой звезды, Солнце, Луна и шесть планет вращаются вокруг Центрального Огня (Гестия). Чтобы получить священное число десять сфер, шестая планета была объявлена ​​Анти-Земля (Антихтон). Солнце и Луна, согласно этой теории, сияли отраженным светом Гестии. Это была первая математическая система в мире остальные древние космогонисты работали не с логикой, а с воображением. 

Расстояния между сферами светил пифагорейцев соответствовали музыкальным интервалам в масштабе; когда они вращаются, звучит «музыка сфер», неразборчивая для нас. Пифагорейцы считали Землю сферической и вращающейся, поэтому происходит смена дня и ночи. Однако некоторые пифагорейцы (Аристарх Самосский и другие) придерживались гелиоцентрической системы. Пифагорейцы впервые разработали концепцию эфира, но чаще всего это слово использовалось для обозначения воздуха. Только Платон выделил эфир как отдельный элемент. 

Платон, ученик Сократа, больше не сомневался в сферичности Земли (даже Демокрит считал ее диском). Согласно Платону, Космос не вечен, так как все, что ощущается, есть вещь, а вещи стареют и умирают. Более того, само Время родилось вместе с Космосом. Призыв Платона к астрономам разложить неровные движения звезд на «совершенные» движения в кругах имел далеко идущие последствия. 

На этот призыв ответил Евдокс Книдский, учитель Архимеда и сам ученик египетских священников. В своих (не сохранившихся) работах он изложил кинематическую диаграмму движения планет с несколькими наложенными круговыми движениями, всего 27 сфер. Правда, согласие с наблюдениями за Марсом было плохим. Дело в том, что орбита Марса заметно отличается от круговой, так что траектория и скорость движения планеты по небу изменяются в широких пределах. Евдокс также составил первый звездный каталог в Европе. 

Аристотель, автор физики, также был учеником Платона. В его трудах было много рациональных мыслей; он убедительно доказал, что Земля представляет собой шар, опираясь на форму тени Земли во время лунных затмений, оценил окружность Земли в 400 000 стадий, или около 70000 км почти в два раза, но за это время точность была неплохой. Но есть также много ошибочных утверждений: разделение земных и небесных законов мира, отрицание пустоты и атомизма, четыре элемента как фундаментальные принципы материи плюс небесный эфир, противоречивая механика: «стрела в толчке» воздух »даже в средние века эта нелепая позиция была высмеяна (Филопон). Он считал метеоры атмосферными явлениями, похожими на молнии. 

Древняя Греция Александрийский период

Некоторые из философов канонизировали концепции Аристотеля при его жизни, и в будущем многие общие идеи, которые противоречат им, встретились с враждебностью например, гелиоцентризм Аристарха Самосского. Аристарх был также первым, кто попытался измерить расстояние до Солнца и Луны и их диаметры; для Солнца он был ошибочно принят на порядок (оказалось, что диаметр Солнца в 250 раз больше земного), но до Аристарха все считали, что Солнце меньше Земли. Вот почему он решил, что солнце находится в центре мира. Более точные измерения углового диаметра Солнца были проведены Архимедом, в его пересказе мы знаем взгляды Аристарха, чьи работы были утрачены. 

Эратосфен в 240 г. до н.э. довольно точно измерили длину окружности земли и наклон эклиптики к экватору (то есть наклон земной оси); он также предложил систему скачка, позже названную юлианским календарем. 

С 3 го века до н.э.  Греческая наука усвоила достижения вавилонян, в том числе в области астрономии и математики. Но греки пошли намного дальше. Около 230 г. до н.э.  Аполлоний Пергский разработал новый метод представления неравномерного периодического движения через базовый круг семявыносящий и вторичный круг, окружающий семявыносящий эпицикл; Сам светильник движется по эпициклу. Этот метод был введен в астрономию выдающимся астрономом Гиппархом, который работал на Родосе. 

Гиппарх обнаружил разницу между тропическим и сидерическим годами, уточнил продолжительность года (365,25 1/300 дня). Техника Аполлония позволила ему построить математическую теорию движения Солнца и Луны. Гиппарх ввел понятия эксцентриситета орбиты, апогея и перигея, указал продолжительность синодического и сидерического лунных месяцев (с точностью до секунды) и средние периоды планетарной революции. Согласно таблицам Гиппарха, можно было предсказывать солнечные и лунные затмения с неслыханной точностью для этого времени до 1-2 часов. Кстати, именно он ввел географические координаты широту и долготу. Но главным результатом Гиппарха стало обнаружение смещения небесных координат «ожидание равноденствий». Изучив данные наблюдений за 169 лет, он обнаружил, что положение Солнца в момент равноденствия смещается на 2 °, или на 47 "в год (фактически на 50,3"). 

В 134 г. до н. э. новая яркая звезда появилась в созвездии Скорпиона. Чтобы упростить отслеживание изменений в небе, Гиппарх собрал каталог из 850 звезд, разделив их на 6 классов яркости. 

46 г. до н.э.: Введен юлианский календарь, разработанный александрийским астрономом Созигеном по модели египетского гражданского населения. Хронология Рима велась от легендарного основания Рима с 21 апреля 753 г. до н. э. 

Система Гиппарха была завершена великим александрийским астрономом, математиком, оптиком и географом Клавдием Птолемеем. Он значительно улучшил сферическую тригонометрию, составил таблицу синусов (каждые 0,5 °). Но его главное достижение «Синтаксис мегалей» (крупная конструкция); арабы превратили это имя в «Аль-Маджисти», отсюда и позднее «Альмагест». Работа содержит фундаментальную экспозицию геоцентрической системы мира. 

Хотя система Птолемея в корне неверна, она, тем не менее, позволяла предсказывать положения планет в небе с достаточной точностью для того времени и поэтому в определенной степени удовлетворяла практическим запросам на протяжении многих веков.

Система мира Птолемея завершает этап развития древнегреческой астрономии.

Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой потерю интереса к естественным наукам, а развитие астрономии в Европе замедлялось на многие века.

Следующий период в развитии астрономии связан с деятельностью ученых из стран ислама аль-Баттани, аль-Бируни, Абу-л-Хасана ибн Юниса, Насир ад-Дина ат-Туси, Улугбека и многих других.

Формирование теоретической астрономии

В средние века астрономы занимались только наблюдением видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.

Интересные космологические идеи можно найти в трудах Оригена Александрийского, известного апологета раннего христианства и ученика Филона Александрийского. Ориген призвал воспринимать Книгу Бытия не буквально, а как символический текст. Вселенная, согласно Оригену, содержит много миров, в том числе обитаемых. Более того, он признал существование множества вселенных со своими звездными сферами. Каждая Вселенная конечна во времени и пространстве, но сам процесс их возникновения и смерти бесконечен: 

Что касается меня, я скажу, что Бог не начал свою деятельность, когда был создан наш видимый мир; и так же, как после окончания существования последнего, возникает другой мир, таким же образом, перед началом Вселенной, была другая Вселенная ... будут другие миры. 

В XI XII веках основные научные труды греков и их арабоговорящих учеников были переведены на латынь. Основатель схоластики, Альбертус Магнус и его ученик Томас Аквинский, анализировали учения Аристотеля в 13 веке, делая их приемлемыми для католической традиции. С этого момента система мира Аристотеля-Птолемея фактически сливается с католической догмой. Экспериментальный поиск истины был заменен более знакомым богословию методом поиском подходящих цитат в канонизированных работах и ​​их длинных комментариев. 

В 13 веке в Толедо была открыта первая в Европе обсерватория под патронажем короля Альфонсо X Мудрого Кастилии . В нем работали христиане, иудеи и мусульмане; подготовленные ими астрономические таблицы были опубликованы в 1252 году (представлены царю после вступления на престол). 

В 15-м веке немецкий философ, кардинал Николай Кузанский, заметно опередив свое время, выразил мнение, что Вселенная бесконечна и у нее вообще нет центра ни Земля, ни Солнце, ни что-либо еще не занимают особого позиция. Все небесные тела состоят из той же материи, что и Земля, и, вполне возможно, обитаемы. За столетие до Галилея он утверждал: все светила, включая Землю, движутся в космосе, и каждый наблюдатель имеет право считать это неподвижным. 

В 15 веке работы Георга Пурбаха и его ученика и друга Иоганна Мюллера (Regiomontana) сыграли важную роль в развитии наблюдательной астрономии. Кстати, они стали первыми учеными в Европе, которые не обладали духовным достоинством. После серии наблюдений они убедились, что все имеющиеся астрономические таблицы, включая таблицы Альфонсина, устарели: положение Марса было указано с ошибкой 2 °, а лунное затмение было отложено на час! Чтобы повысить точность расчетов, Regiomontan составил новую таблицу синусов (после 1 ') и таблицу касательных. Новая печатная машина сделала на протяжении десятилетий пересмотренный учебник Пурбаха и Эфемерид Региомонтана главными астрономическими пособиями для европейцев. Таблицы Regiomontanus были намного более точными, чем предыдущие, и регулярно подавались до Коперника. Их использовали Колумб и Америго Веспуччи. Позднее таблицы некоторое время использовались даже для расчетов по гелиоцентрической модели. 

Regiomontanus также предложил метод определения долготы по разнице между часовым поясом и местным временем, соответствующим заданному положению Луны. Он заявил о несоответствии между юлианским календарем и солнечным годом почти на 10 дней, что заставило церковь задуматься о календарной реформе. Такая реформа обсуждалась на Латеранском соборе (Рим, 1512-1517) и была осуществлена ​​в 1582 году. 

Коперниканская революция

К 16 веку стало ясно, что система Птолемея была неадекватной и приводила к недопустимо большим ошибкам вычислений. Для повышения точности расчета положения планет некоторые астрономы предложили ввести дополнительные эпициклы, но они также не спасли день. Николай Коперник был первым, кто предложил детальную альтернативу, основанную на совершенно другой модели мира. 

Основная работа Коперника «De Revolutionibus Orbium Caelestium» («О вращении небесных сфер») была в основном завершена в 1530 году, но только перед смертью Коперник решил опубликовать ее. Однако в 1503–1512 годах Коперник распространил среди своих друзей рукописный краткий обзор своей теории («Небольшой комментарий к гипотезам, касающимся небесных движений»), а его ученик Ретик опубликовал четкое изложение гелиоцентрической системы в 1539 году. По-видимому, слухи о новая теория получила широкое распространение уже в 1520-х годах. 

По своей структуре основная работа Коперника почти повторяет Альмагест в несколько сокращенной форме (6 книг вместо 13). Первая книга также содержит аксиомы, но вместо положения неподвижности Земли помещается другая аксиома Земля и другие планеты вращаются вокруг оси и вокруг Солнца. Эта концепция подробно обсуждается, и «мнение древних» более или менее убедительно опровергается. Коперник упоминает в качестве своих союзников только древних философов Филолая и Никета. 

Коперник легко объясняет обратное движение планет из гелиоцентрической позиции. Следующее является тем же материалом, что и материал Птолемея, только слегка уточнено: сферическая тригонометрия, каталог звезд, теория движения Солнца и Луны, оценка их размеров и расстояния до них, теория прецессии и затмений.

В книге III , посвященной ежегодному движению Земли, Коперник делает эпохальное открытие: он объясняет «ожидание равноденствий» смещением в направлении оси Земли. В книгах V и VI , посвященных движению планет, благодаря гелиоцентрическому подходу стало возможным оценить средние расстояния планет от Солнца, и Коперник приводит эти данные, довольно близкие к современным. 

Коперниканская система мира, с современной точки зрения, еще недостаточно радикальна. Все орбиты круговые, движение по ним равномерное, поэтому эпициклы пришлось сохранить однако вместо 80 их было 34. Механизм вращения планет одинаков вращение сфер, к которым относятся планеты прилагается. Но тогда ось Земли в ходе годового вращения должна повернуться, описывая конус; Чтобы объяснить смену времен года, Копернику пришлось ввести третье (обратное) вращение Земли вокруг оси, перпендикулярной эклиптике, которую он также использовал для объяснения прецессии. Коперник поместил сферу неподвижных звезд на границе мира. 

Строго говоря, модель Коперника не была даже гелиоцентрической, так как он поместил Солнце не в центр планетных сфер.

Коперник, естественно, исключил смещение Птолемея в центр орбиты (равно), и это был шаг назад первоначально более точные, чем таблицы Птолемея, вскоре Коперник значительно отклонился от наблюдений, что сильно озадачило и охладило ее восторженных поклонников. И все же в целом модель мира Коперника была колоссальным шагом вперед и сокрушительным ударом по архаичным властям. 

Первоначально католическая церковь отреагировала на возрождение «пифагореизма» самодовольно, некоторые из ее столпов даже покровительствовали Копернику. Папа Климент VII, озабоченный обновлением календаря, поручил кардиналу Вигманштадту читать лекцию высокопоставленному духовенству по новой теории, которую слушали с вниманием. Однако ярые противники гелиоцентризма также появились среди католиков. Однако уже в 1560-х годах лекции по системе Коперника начались в нескольких университетах Швейцарии и Италии. Математическая основа модели Коперника была несколько проще, чем модель Птолемея, и она сразу же использовалась для практических целей: были выпущены пересмотренные астрономические («прусские») таблицы. 

Среди других событий бурного 16-го века отметим, что 5 октября 1582 года была проведена давно запланированная календарная реформа (5 октября стало 15-го). Новый календарь был назван григорианским в честь папы Григория XIII, но настоящим автором проекта был итальянский астроном и врач Луиджи Лиллио. 

Изобретение телескопа. Галилео

Великий итальянский ученый Галилео Галилей с энтузиазмом принял систему Коперника, и он сразу же отверг фиктивное «третье движение», на опыте показав, что ось движущейся вершины сама сохраняет свое направление. Чтобы доказать, что Коперник был прав, он решил использовать телескоп. 

Линзы из хрусталя были известны вавилонянам; Самые старые линзы, найденные во время раскопок, относятся к 7 веку до нашей эры в 1608 году телескоп был изобретен в Голландии; Узнав об этом летом 1609 года, Galileo независимо друг от друга построил значительно улучшенную его версию, создав первый в мире рефракторный телескоп. Увеличение телескопа изначально было трехкратным, позже Galileo довел его до 32х. 

Галилей изложил сенсационные результаты своих исследований в серии статей «Звездный вестник» (1610), вызвавших настоящий всплеск оптических наблюдений неба среди ученых. Оказалось, что Млечный Путь состоит из скоплений отдельных звезд, что на Луне есть горы (высотой до 7 км, что близко к истине) и депрессии, на Солнце есть пятна, а на Юпитере есть спутники (термин «спутник»). был позже представлен Кеплером). Особенно важным было открытие, что у Венеры есть фазы; в системе Птолемея Венера как «нижняя» планета всегда была ближе к Земле, чем Солнце, и «полнота» была невозможна. 

Галилей отметил, что диаметр звезд, в отличие от планет, не увеличивается в телескопе, и некоторые туманности, даже в увеличенном виде, не распадаются на звезды; это явный признак того, что расстояния до звезд колоссальны даже по сравнению с расстояниями в Солнечной системе. 

Галилей обнаружил выступы на Сатурне, которые он принял за два спутника. Затем уступы исчезли (кольцо повернулось), Галилей посчитал свои наблюдения иллюзией и больше не возвращался к этой теме; кольцо Сатурна было открыто в 1656 году Кристианом Гюйгенсом. 

Галилей не принимал эллипсы Кеплера, продолжая верить в круговые орбиты планет. Возможно, причиной этого было чрезмерное увлечение Кеплера мистической нумерологией и «мировой гармонией». Галилей признавал только положительные знания и не уважал пифагореизм. Лично он высоко ценил Кеплера и вел с ним живую переписку, но нигде не упоминал его в своих работах. 

Изображение в телескопе Галилео было не очень четким, в основном из-за хроматической аберрации. По этой и другим причинам отчет об открытиях Галилея вызвал недоверие и даже насмешки среди многих. Галилея, который был куда более неприятным, обвиняли в ереси. Он неоднократно был вынужден поехать в Рим лично и письменно, чтобы объяснить себя высшему духовенству и инквизиции. 

В 1616 году римская община официально запретила гелиоцентризм как опасную ересь.

Утверждать, что Солнце стоит в центре мира, абсурдное мнение, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, поскольку оно прямо противоречит Священному Писанию.

Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остается неподвижной и даже имеет ежедневное вращение, это мнение столь же абсурдное, ложное с философской и греховной с религиозной точки зрения.

Астрономия в древности и в наш дни

Книга Коперника была включена в указатель запрещенных книг «до ее исправления».

Сначала огромный научный авторитет и покровительство благородных людей, в том числе кардинала Барберини (впоследствии ставшего папой Урбаном VII), спасли Галилея от репрессий. Но публикация «Диалогов о двух основных системах мира» (январь-февраль 1632 г.), хотя и санкционированная папской цензурой, вызвала ярость инквизиции и самого папы Урбана, который подозревал, что именно он был представлен в книге под названием простак Симпличио. Несмотря на демонстративно нейтральную позицию автора, аргументы Коперника Сальвиати в книге явно более убедительны, чем аргументы его противников. Более того, «Диалог» содержал предположения о бесконечности Вселенной и множестве обитаемых миров. 

Уже в августе того же 1632 года «Диалоги» были включены в пресловутый «Индекс», небрежный цензор был уволен, книга была снята с продажи, а в октябре 69-летний Галилей был вызван на римскую инквизицию. Попытки тосканского герцога добиться отсрочки процесса из-за плохого состояния здоровья ученого и карантинного чума в Риме не увенчались успехом, и в феврале 1633 года Галилей был вынужден появиться в Риме. 

Процесс продолжался до июня 1633 года. Согласно приговору, Галилей был признан виновным в поддержке и распространении ложных, еретических и противоречащих учению Священного Писания. Ученый был вынужден публично покаяться и отказаться от «ереси». Затем его отправили в тюрьму, но через несколько дней папа Урбан дал разрешение на освобождение Галилея под надзором инквизиции. В декабре он вернулся на родину, в деревню недалеко от Флоренции, где провел остаток своей жизни под домашним арестом. 

Законы Кеплера

До середины 16-го века астрономические наблюдения в Европе были не очень регулярными. Первым, кто проводил систематические наблюдения, был датский астроном Тихо Браге, который использовал специально оборудованную обсерваторию Ураниборг в Дании (остров Вен). Он построил большие, уникальные для Европы инструменты, благодаря которым он определил положение светильников с беспрецедентной точностью. К этому времени не только «Альфонсинские», но и более новые «прусские столы» дали большую ошибку. Чтобы повысить точность, Браге использовал как технические усовершенствования, так и специальную технику для нейтрализации ошибок наблюдения. 

Браге был первым, кто измерил параллакс кометы (1577 г.) и показал, что он не атмосферный, как считалось ранее (даже Галилео), а космическое тело. Таким образом, он разрушил идею, разделяемую даже Коперником, о существовании планетных сфер кометы явно движутся в свободном пространстве. Он измерил продолжительность года с точностью до 1 секунды. При движении Луны он обнаружил два новых неравенства вариационное и годовое уравнения, а также колебание наклона лунной орбиты к эклиптике. Браге составил обновленный каталог для 1000 звезд с точностью до 1'. Но главная заслуга Тихо Браге заключается в непрерывном (ежедневном), в течение 15-20 лет, регистрации положения Солнца, Луны и планет. Для Марса, движение которого наиболее неравномерно, наблюдения были накоплены за 16 лет или 8 полных оборотов Марса. 

Браге был знаком с системой Коперника из Малого комментария, но сразу указал на ее недостатки у звезд нет параллакса, у Венеры нет фазового перехода (тогда не было телескопа!) И т. д. в то же время он высоко оценил вычислительное удобство новой системы, и в 1588 году он предложил компромиссную версию, близкую к «египетской модели» Гераклида: Земля неподвижна в пространстве, вращается вокруг оси, вокруг нее вращаются Луна и Солнце, а другие планеты вращаются. вокруг Солнца. Некоторые астрономы поддержали эту опцию. 

Браге не смог проверить правильность своей модели из-за недостаточных знаний математики, и поэтому, переехав в Прагу по приглашению императора Рудольфа, пригласил туда (в 1600 г.) молодого немецкого ученого Йоханнеса Кеплера. В следующем году Тихо Браге скончался, и Кеплер занял его место. 

Кеплер был больше привлечен системой Коперника как менее искусственный, более эстетичный и соответствующий божественной «гармонии мира», которую он видел во Вселенной. Используя наблюдения марсианской орбиты, сделанные Тихо Браге, Кеплер попытался найти форму орбиты и закон изменения скорости Марса, которые наилучшим образом согласуются с экспериментальными данными. Он отвергал одну модель за другой, пока, наконец, эта настойчивая работа не увенчалась первым успехом были сформулированы два закона Кеплера. 

Каждая планета описывает эллипс, одним из фокусов которого является Солнце.

Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, а площадь сектора, охваченная его радиус-вектором, пропорциональна времени обращения.

Второй закон объясняет неравномерное движение планеты: чем ближе оно к Солнцу, тем быстрее оно движется.

Он изложил основные идеи Кеплера в работе «Новая астрономия, или физика неба» (1609) и, ради осторожности, приписал их только Марсу. Позже в книге «Гармония мира» (1619) он распространил их на все планеты и сказал, что открыл третий закон.

Квадраты орбитальных времен планет связаны как кубы их среднего расстояния от Солнца.

Этот закон фактически устанавливает скорость планет (второй закон регулирует только изменение этой скорости) и позволяет рассчитать их, если скорость одной из планет (например, Земли) и расстояние планет до Солнце известно.

Кеплер опубликовал свои астрономические таблицы, посвященные императору Рудольфу («Рудольфин»).

Через год после смерти Кеплера (1631 г.) Гассенди наблюдал предсказанный им транзит Меркурия через диск Солнца.

Современники Кеплера уже были убеждены в точности обнаруженных им законов, хотя их глубокий смысл до Ньютона оставался непостижимым. Больше не было серьезных попыток возродить Птолемея или предложить другую систему движения. 

Галлей известен в истории науки своими исследованиями комет. После обработки многолетних данных он рассчитал орбиты более 20 комет и отметил, что некоторые из их появлений, включая комету 1682 года, принадлежат одной и той же комете (названной в его честь). Он запланировал новый визит для своей кометы в 1758 году, хотя сам Галлей не суждено было убедиться в точности его прогноза. 

Исаак Ньютон формулирует закон гравитации и выводит из него все 3 закона Кеплера. Другим важным следствием теории Ньютона было объяснение того, почему орбиты небесных тел слегка отклоняются от кеплеровского эллипса. Эти отклонения особенно заметны для Луны. Причиной является влияние других планет, а для Луны также Солнца. Учет этого позволил Ньютону обнаружить новые отклонения (неравенства) в движении Луны годовой, параллакс, обратное движение узлов и т. д. Ньютон очень точно рассчитал значение прецессии (50 "в год), выделив солнечное и лунное компоненты в нем. 

Ньютон обнаружил причину хроматической аберрации, которую он ошибочно считал непоправимой; позже выяснилось, что использование нескольких линз в объективе может значительно уменьшить этот эффект. Ньютон пошел другим путем и изобрел отражающий зеркальный телескоп; при небольшом значении это дало значительное увеличение и превосходное четкое изображение. 

18 век 

Эдмонд Халли обнаруживает правильное движение звезд (Сириус, Альдебаран и Арктур). Галлея также обратила внимание на «туманные звезды», обсудила их возможное строение и причины свечения. Галлей составил их каталог, позже дополненный Даремом; это включало приблизительно две дюжины туманностей. 

Дж. Брэдли обнаружил однолетнюю аберрацию (20,25 дюйма), и факт движения Земли получил прямое экспериментальное подтверждение.

Чрезвычайно интересные мысли содержались в книге Р. Босковича «Теория натурфилософии, сведенной к единому закону сил, существующих в природе» (1758) структурная бесконечность Вселенной, динамический атомизм, возможность сжатия или расширения Вселенной без изменения физических процессов в ней, существования взаимопроникающих, но взаимно ненаблюдаемых миров и т. д.

Философ Иммануил Кант публикует первую теорию естественной космогонической эволюции (без катастроф). Звезды и планеты, согласно гипотезе Канта, образуются из скоплений диффузной материи: в центре, где больше материи, появляется звезда, а на окраинах планеты. Позднее Лаплас разработал математическую основу для гипотезы. 

Английский астроном-самоучка Томас Райт был первым, кто предположил, что Вселенная состоит из отдельных «звездных островов». Эти острова, согласно модели Райта, вращаются вокруг какого-то «божественного центра» (однако он признал, что может быть более одного центра). Райт, а также Сведенборг и позднее Кант рассматривали туманности как далекие звездные системы. 

Иоганн Тиций открывает еще необъяснимый закон планетарных расстояний; Закон стал широко известен после работ Иоганна Боде (1772). 

Экспедиция Питера Симона Паллада обнаруживает «Железо Палласа» в Сибири.

Дж. Гудрике предположил, что переменная яркость Алгола вызвана затмениями другого компонента этой двойной звезды.

Великий английский ученый немецкого происхождения Уильям Гершель сыграл исключительную роль в развитии астрономии. Он создал уникальные для того времени отражатели с зеркалами диаметром до 1,2 м и умело использовал их. Гершель открыл седьмую планету Уран (1781 г.) и его спутники (1787 г.), вращающиеся «в неправильном направлении» (1797 г.), несколько спутников Сатурна, обнаружил сезонные изменения в полярных шапках Марса, объяснил полосы и пятна на Юпитере как облаками, измерил период вращения Сатурна и его колец (1790). Он обнаружил, что вся солнечная система движется в сторону созвездия Геркулеса (1783 г.), при изучении спектра Солнца он обнаружил инфракрасные лучи (1800 г.), установил корреляцию между солнечной активностью (по количеству пятен) и земными процессами например, урожай пшеницы и цены на нее. Но его основным занятием за все тридцать лет наблюдений было изучение звездных миров. 

Он зарегистрировал более 2500 новых туманностей. Среди них были двойные и множественные; некоторые были соединены, что Гершель интерпретировал как образование новых звездных систем. Однако тогда этому открытию не было уделено внимания; взаимодействующие галактики были заново открыты в 20 веке. 

Гершель был первым, кто систематически применил статистические методы в астрономии (введенные ранее Мишелем), и с их помощью он пришел к выводу, что Млечный Путь это изолированный звездный остров, содержащий конечное число звезд и имеющий сжатую форму. Он оценил расстояния до туманностей в миллионах световых лет. 

В 1784 году Гершель отметил, что мир туманностей имеет крупномасштабную структуру скопления и пояса («страты»); В настоящее время самый большой пояс считается экваториальной зоной Метагалактики. Он объяснил разнообразие форм скоплений и туманностей тем, что они находятся на разных стадиях развития. Он назвал некоторые круглые туманности, иногда со звездой внутри, планетарными и рассматривал скопления диффузной материи, в которых образовались звезда и планетная система. Фактически, почти все туманности, которые он обнаружил, были галактиками, но в сущности Гершель был прав процесс звездообразования продолжается и сегодня. 

К концу 18-го века астрономы получили мощные инструменты исследования как наблюдательные (улучшенные отражатели), так и теоретические (небесная механика, фотометрия и т. д.). Развитие методов небесной механики продолжалось. По мере увеличения точности наблюдений были выявлены отклонения движения планет от кеплеровских орбит. Теория учета возмущений для задачи многих тел была создана усилиями Эйлера, А. Клеро, Лагранжа, но прежде всего Пьера Саймона Лапласа, который исследовал самые сложные случаи, в том числе и самые непонятные проблемы устойчивость система. После работы Лапласа исчезли последние сомнения в том, что законы Ньютона достаточны для описания всех небесных движений. Среди прочего, Лаплас разработал первую полную теорию движения спутников Юпитера с учетом взаимного влияния и возмущений Солнца. Эта проблема была очень актуальной, поскольку она была основой единственного известного тогда точного метода определения долготы в море, а ранее составленные таблицы местоположений этих спутников очень быстро устарели. 

19 век 

В начале 19-го века стало ясно, что метеоритное вещество имеет космическое происхождение, а не атмосферное или вулканическое, как считалось ранее. Регулярные метеорные потоки были зарегистрированы и засекречены. В 1834 году Берцелиус обнаружил первый неземной минерал в метеорите троилит. К концу 30-х годов метеорная астрономия стала самостоятельной областью космической науки. 

В дополнение к небольшим метеорам в Космосе были обнаружены относительно большие астероиды (термин был предложен Гершелем). Первым был Церера (1801, Пьяцци) случайно увиденный, оцененный как комета и немедленно потерянный; К счастью, молодой, но уже великий Карл Гаусс в то время разработал метод определения орбиты по трем наблюдениям, и в 1802 г. Ольберс впервые обнаружил Цереру, а затем обнаружил еще две второстепенные планеты между Марсом и Юпитером, Паллада (1802). и запад (1807). Четвертый астероид Юнона был открыт К. Хардингом (Германия) в 1804 году. 

В. Волластон (Англия) изобретает щелевой спектроскоп 7 темных линий были обнаружены в солнечном спектре. 

Араго изобретает поляриметр и доказывает, что солнечная фотосфера является раскаленным газом. Многие ученые продолжали считать тело Солнца твердым и даже холодным. 

Г. Швабе первым обнаружил периодичность изменения количества солнечных пятен и оценил период примерно в 10 лет. В 1852 году эта картина была вновь открыта Р. Вольфом, который дал более точную оценку (11 лет) и обнаружил, что увеличение числа солнечных пятен вызывает геомагнитные возмущения. Отмеченная Гершелем связь между солнечными пятнами и земными процессами начинает проясняться. 

Введен в эксплуатацию гигантский отражатель ирландского астронома В. Парсонса, графа Росса. Ошибка Гершеля была немедленно обнаружена большинство "планетарных" туманностей оказались звездными скоплениями. В том же году было сделано выдающееся открытие спиральная структура туманности М 51 и вскоре дюжина других туманностей. 

Величайшим триумфом ньютоновской механики стало открытие восьмой планеты, Нептуна, на кончике пера. Честь открытия разделили кембриджский математик Адамс, французский астроном Ле Верье и наблюдатель берлинский астроном Галле. Планета была обнаружена всего в 52 'от указанного места. Почти сразу В. Лассель (Англия) также обнаруживает спутник Нептуна, Тритон. 

Дж. К. Максвелл обосновывает структуру метеорита кольца Сатурна. Le Verrier раскрывает необъяснимое вековое смещение перигелия Меркурия. RH Carrington впервые описывает солнечную вспышку. 

Кирхгоф и Бунзен разработали мощный метод дистанционного изучения химического состава внеземных объектов спектральный анализ. Уже в 1861 году Кирхгоф опубликовал предварительный химический состав солнечной атмосферы. 

Обнаружен невидимый спутник Сириуса, предсказанный Бесселем. 

Н. Локьер обнаружил в солнечном спектре линию, которая не соответствует ни одному из известных тогда химических элементов, и назвал этот новый элемент гелием. Позже гелий был найден на Земле. Локьер обнаружил изменение в спектре солнечных пятен во время 11-летнего цикла солнечной активности, и в 1873 году он предположил, что распад химических элементов происходит внутри Солнца. 

Дарвин публикует гипотезу о приливном происхождении Луны (отрыв от Земли). С. Флеминг (Канада) предлагает разделить Землю на часовые пояса. В 1884 году стандартное время было введено в 26 странах; в то же время было принято международное соглашение о выборе гринвичского меридиана в качестве нулевого меридиана и прохождении линии изменения даты. 

Первое наблюдение за взрывом новой звезды в туманности Андромеды (позже выяснилось, что она была сверхновой).

20 век 

Первый внеземный объект Солнце открыл магнитное поле (Дж. Хейл, США).

Открытие прямо пропорциональной зависимости между периодом и видимой звездной величиной у цефеид в Малом Магеллановом Облаке (Дж. Ливитт, США). Руководствуясь этим открытием, Герцшпрунг и Шепли разработали метод определения расстояний от цефеид. 

Модель структуры Галактики Шепли, выведенная из наблюдений; диаметр и положение центра определены правильно; вдруг оказалось, что Солнце находится на краю Галактики. 

Открытие 22-летнего цикла магнитной активности Солнца и изменение полярности солнечных пятен (Дж. Хейл, США). Установление зависимости массы от светимости для звезд Герцшпрунг (Дания), Рассел (США), Эддингтон (Англия). 

Открытие углекислого газа на Венере (Адамс, Сент-Джон и Данхэм, США).

Основываясь на анализе движения звезд, Б. Линдблад и Дж. Оорт устанавливают вращение Галактики.

Гипотеза Артура Милна белый карлик остается после взрыва новой. В 1934 году Бааде и Цвики предполагают, что нейтронная звезда остается после взрыва сверхновой. 

Начало 1930-х годов: Цвики приходит к выводу, что во Вселенной есть скрытая масса.

Паренаго и Б.В. Кукаркин предсказывают, что Cобразная звезда T скоро взорвется; это на самом деле произошло в 1946 году. 

Мейолл и Оорт обнаруживают, что Крабовидная туманность является остатком от взрыва сверхновой в 1054 году . Была составлена ​​первая радиокарта неба (Ребер). 

Гипотеза Оорта о существовании на краю Солнечной системы (100-150 тысяч а.е.) сферического кометного слоя «облака Оорта».

Спиральная структура нашей Галактики доказана.

Начало космической эры. Теперь можно запускать космические лаборатории. Значение этих достижений в астрономии трудно переоценить. Запуск искусственных спутников Земли. (1957, СССР), космические станции (1959, СССР), первые пилотируемые полеты в космос (1961, СССР), первая посадка людей на Луну (1969, США) эпохальные события для всего человечества. За ними последовали доставка лунного грунта на Землю, посадка спускаемых аппаратов на поверхности Венеры и Марса, отправка автоматических межпланетных станций на более отдаленные планеты Солнечной системы. 

Открытие радиационных поясов Ван Аллена. Н.А. Козырев отмечает признаки вулканической активности в лунном кратере Альфонса. 

Радар для Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера (СССР и США). Значение au было уточнено. и период вращения Венеры вокруг Солнца, период осевого вращения Венеры (оказавшийся перевернутым), температурные и физические характеристики поверхности планет. 

Открытие колец Урана. Запуск Voyager 2, который передавал бесценную информацию о внешних планетах: Юпитер (1979, кольца обнаружены), Сатурн (1981), Уран (1986, 10 новых спутников), Нептун (1989). 

Заключение

Астрономия это наука о небесных объектах (таких как звезды, планеты, кометы и галактики) и явлениях, происходящих за пределами атмосферы Земли (таких как солнечный свет и космическое излучение). Основное внимание уделяется эволюции, физике, химии, метеорологии и движению небесных тел, а также формированию и развитию вселенных. В переводе с греческого астрономия это «закон звезд». Астрономия одна из древнейших наук. 

Астрономы ранних цивилизаций занимались методологическими наблюдениями за ночным небом. С тех пор некоторые астрономические устройства сохранились. Однако, как бы то ни было, изобретение телескопа пришлось на период раньше появления современной науки. 

С начала двадцатого века область профессиональной астрономии разделилась на два раздела: наблюдательная астрономия и теоретическая астрофизика. Наблюдательная астрономия ориентирована на сбор информации, для чего необходимо создавать и использовать инструменты, а также уметь обрабатывать результаты. Теоретическая астрофизика фокусируется на включении наблюдений в компьютерные или аналитические модели. Эти два раздела дополняют друг друга: теоретическая астрофизика пытается объяснить результаты наблюдательной астрономии. Астрономические наблюдения могут быть использованы для проверки фундаментальных теорий в физике, таких как теория относительности. 

Исторически астрономы-любители участвовали во многих значительных открытиях. Астрономия одна из немногих наук, где любители по-прежнему играют важную роль, особенно когда дело доходит до наблюдения конкретного явления. 

Современная астрономия не должна быть перепутана с астрологией системой убеждений, которая утверждает, что человеческие дела зависят от положения небесных тел. Хотя эти две сферы возникли из одного и того же источника, большинство сторонников той или иной науки знают, что это две совершенно разные системы. 

Несмотря на то, что астрономия помогла человечеству совершить огромный скачок в понимании вселенной и ее законов, есть еще несколько вопросов, на которые не было дано ответа. Возможно, удастся ответить на них, когда будут созданы новые устройства, как на Земле, так и в космосе, и произойдет ряд открытий в теоретической и экспериментальной физике. Среди таких вопросов происхождение спектра звездных масс, существование жизни во вселенной, в частности, разумная жизнь, объяснение парадокса Ферми, природа тьмы, период времени вселенной и конкретное назначение ее.