Скачать статью в формате Word можно здесь
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИ О ДВИЖЕНИИ ЗЕМЛИ.
ЧАСТЬ I.
РАЗВИТИЕ НАУКИ О ДВИЖЕНИИ ЗЕМЛИ В ЭПОХУ ГЕОЦЕНТРИЗМА
В первой части данной темы описана история развития науки о движении Земли в эпоху геоцентризма, в период от Пифагора (VI в. до н. э.) до Коперника (XVI в. н. э.). В то время Земля считалась неподвижной, а ее движение древние астрономы наблюдали в виде кажущегося движения Солнца и звезд относительно Земли. Поэтому, полученные научные результаты о движении Солнца и звезд имеют прямое отношение к науке о движении Земли. Проведен анализ геоцентрических систем мира Евдокса, Калиппа, Аристотеля и других мыслителей. В результате анализа установлено, что модель движения Солнца состояла из трех движений. Первое движение с периодом одни сутки, второе – с периодом в один год и третье – очень медленное движение, имеется в виду период около 26 000 лет.
Третье движение Земли, названное автором орбитальной обкаткой Земли, представляет собой качение Земли по орбите в противоположную сторону ее орбитальному движению. За один год при качении Земля делает один оборот вокруг своего центра масс (вращательная составляющая), при этом ее центр масс движется по орбите с периодом 23 424,3 года (поступательная составляющая).
Показано, что поступательную составляющую третьего движения Земли Евдокс, Калипп и Аристотель наблюдали в виде третьего движения Солнца. Гиппарх обнаружил ее в виде изменения долготы звезд и объяснил это явление движением сферы звезд. Птолемей учитывал это движение в своей геоцентрической системе в виде движения точки весеннего равноденствия. Коперник третье движение Земли описал в виде вращательной составляющей. Отмечено, что в современной официальной науке о движении Земли нет описания третьего движения, хотя косвенно она учитывает его поступательную составляющую в виде движения, не существующей в природе, как материальное тело, точки весеннего равноденствия, что не соответствует истине. Установлено, что в эпоху геоцентризма движение Солнца, как зеркальное отображение движения Земли, состояло из трех движений, и были определены основные параметры этих движений.
Ключевые слова: эпоха геоцентризма; кажущееся движение Солнца; третье движение Земли; Евдокс; Аристотель; Гиппарх; Птолемей.
Она не только вертится, но и катится!
Введение
Наука о движении Земли формально появилась в XVI в. после публикации труда Николая Коперника «О вращениях небесных сфер», в этом труде он впервые научно обосновал движение Земли [1]. До этого существовала лженаучная концепция о неподвижности Земли в пространстве. Однако можно считать, что полученные ранее на протяжении многих веков научные результаты изучения кажущихся видимых движений Солнца и звезд относительно Земли имеют прямое отношение к науке о движении Земли.
Наука о движении Земли является фундаментальной и основополагающей для всех естественных наук. Именно уникальное движение Земли является необходимым условием возникновения и поддержания жизни на Земле. Но, несмотря на это, наука о движении Земли сама еще имеет много нераскрытых тайн и нерешенных проблем. Например, не установлены причины возникновения орбитального движения и суточного вращения Земли, не определены причины стабильности параметров движения Земли на протяжении многих миллионов лет и другие нерешенные проблемы.
Процесс познания движения Земли идет столь медленно и мучительно, а порой и трагично, как ни в какой другой области науки. Как правило, сначала в обществе укореняется ложное представление о том или ином фрагменте или явлении в движении Земли, а затем, спустя много лет, этому дается истинное научное объяснение. К сожалению, эта тенденция изначально ложной трактовки некоторых фрагментов и явлений, связанных с движением Земли, сохранилась до настоящего времени. Отсутствие истинных знаний о движении Земли вводило в заблуждение многих известных ученых, а заблуждения в фундаментальной науке ведут цивилизацию по ложному пути развития.
Материал данной темы является очень объемным для одной статьи, поэтому предполагается изложить его в двух отдельных статьях с общим названием «История развития науки о движении Земли».
В первой статье «История развития науки о движении Земли в эпоху геоцентризма» приведены исторические факты – от Пифагора (VI в. до н. э.) до Коперника (XVI в. н. э.). Земля тогда считалась неподвижной, а исторические научные результаты, полученные о кажущихся движениях Солнца и звезд относительно Земли, имеют прямое отношение к науке о движении Земли.
Во второй – «История развития науки о движении Земли в эпоху гелиоцентризма», будут приведены исторические факты – от Коперника до современных ученых, отмечен исторический вклад в развитие науки о движении Земли Коперника, Кеплера, Ньютона, Эйлера, Вуларда и многих других ученых.
А также будет описан новый этап в исто-рии развития науки о движении Земли, будут приведены тезисы новой концепции движения Земли, описаны искажения и заблуждения в фундаментальной науке из-за отрицания третьего движения Земли. В гелиоцентрической системе Коперника сложное движение Земли состоит из трех составляющих движений, во многих геоцентрических системах мира движение Солнца, как зеркальное отображение движения Земли, также состоит из трех движений. Современная наука третье движение Земли ошибочно воспринимает в виде третьего движения Солнца и отождествляет его с движением точки весеннего равноденствия, которая не существует в природе как материальное тело, и характеризует это движение общей прецессией по долготе, что не соответствует истине.
Материалы, которые изложены в статьях, являются фрагментами из рукописи научного труда, над которым автор работает уже 36 лет в рамках личного увлечения. Основным содержанием научного труда является описание новой концепции движения Земли.
Новая концепция движения Земли уточняет и дополняет существующую концепцию. Движение Земли представляется в виде трех основных движений и дрейфа по аналогии с гироскопом с мощным кинетическим моментом.
Суточное вращение Земли характеризуется абсолютной угловой скоростью в пространстве в отличие от двух ее значений относительно Солнца и звезд, что является парадоксом и не соответствует истине. По законам механики не может твердое тело одновременно вращаться с разными угловыми скоростями. Разработаны аналитические методы определения абсолютной угловой скорости суточного вращения Земли в пространстве и определено ее численное значение, а также определены значения 19 новых, неизвестных современной науке параметров, характеризующих движение Земли.
В рамках новой концепции движения Земли установлены истинные причины известных астрономических явлений и дано объяснение результатов наземных физических опытов, связанных с движением Земли.
Обосновано, что третье движение (орбитальная обкатка) имеет Луна и сформировавшиеся планеты Солнечной системы. Проведены исследования орбитальной обкатки Земли, Луны, Меркурия, Венеры, Марса и Юпитера, установлен общий закон этого третьего движения, дополняющий законы Кеплера, справедливые только для второго движения Земли и планет. Определены численные значения основных параметров орбитальной обкатки Земли, Луны и указанных планет.
Установлена причина глобального изменения климата на Земле (чередование ледниковых периодов и всемирных потопов на поверхности Земли), связанная с движением Земли. Определена стратегия решения наиглавнейшей научной проблемы человечества – создание научной базы для разработки системы управления движением Земли. Приведены глобальные причины, из-за которых человечество будет вынуждено приступить к практическому решению этой проблемы в настоящий исторический период. Таковы основные результаты, изложенные в рукописи научного труда, будут описаны в тезисном виде в предлагаемых статьях.
1. История развития науки о движении Земли в эпоху геоцентризма
С глубокой древности научное мировоззрение формировалось, исходя из концепции неподвижной Земли. В дневное время люди наблюдали движение Солнца по небу относительно Земли, а в ночное время видели как все звезды одновременно и синхронно перемещаются на небе, не изменяя взаимного положения. Эти наблюдаемые движения Солнца и звезд относительно Земли вводили в заблуждение мыслителей древности и приводили к созданию ложных моделей мироздания. Одна из наиболее распространенных древних моделей мироздания предполагала, что Земля является плоской и неподвижной и находится в центре мира. Вокруг Земли вращаются Солнце, Луна, планеты и небосвод со звездами. Небосвод тогда представляли в виде материальной сферы, на которой закреплены неподвижно относительно друг друга звезды, и вся эта сфера вращается вокруг Земли. Эта точка зрения о системе мироздания находит свое отражение в библейской литературе.
В библии [2] написано, что в первый день Бог создал небо и Землю, на второй день Бог создал твердь и назвал ее небосводом и лишь на четвертый день Бог создал Солнце, Луну и звезды. В библии подчеркнуто, что Земля, как центр мироздания, была создана раньше Солнца и звезд, т.к. считали, что Солнце и звезды вращаются вокруг Земли. Под небом понимали воздушное и космическое пространство вокруг Земли, а под небосводом (твердью) – материальную сферу, с расположенными на ней звездами. Люди, сочинявшие библию, обладали знаниями того времени, т.е. исходили из того, что Земля является неподвижной и находится в центре мира. Поэтому они, собирая отрывочные сведения о сотворении мира Всевышним Богом, излагали их по своему уразумению и считали, что Земля создана раньше Солнца. В настоящее время известно, что Земля обращается вокруг Солнца, которое обеспечивает стабильность движения и жизнь на Земле, поэтому Земля была создана после Солнца. А как в действительности образовалась Вселенная пока известно только одному Всевышнему Богу, который создает звезды и планеты непрерывно. Потому что они как люди являются развивающимися субъектами, зарождаются, развиваются и умирают или гибнут по каким-либо причинам.
Можно предположить, что в библии вместо очередности работ по созданию Богом Вселенной следует понимать их длительность по мере увеличения сроков создания. То есть, один день потребовался на создание неба и Земли, два дня – на создание тверди (небосвода) и так далее, а под днем следует понимать какой-то длительный космический период.
В VI в. до н. э. в Греции зарождаются идеи о шарообразности Земли [3], впервые они нашли отражение в трудах Пифагора и Парменида, а затем – и у других мыслителей.
Пифагор (570–470 гг. до н. э.) – древнегреческий философ, математик, религиозный и политический деятель, основатель знаменитой школы – пифагорийский союз, одним из первых заявил, что Земля имеет форму шара [4]. Основным в учении Пифагора является уче-ние о числе как сущности и зарождении всего мира. Есть мнения некоторых древних мысли-телей, что Пифагор не оставил написанных сочинений, о них писали более поздние авто-ры. Например, Диоген Лаэртский (первая по-ловина III в. до н. э.) в своем сочинении [5] в восьмой книге, посвященной Пифагору, ссылаясь на Александра, пишет: «Начало всего – единица; единице как причине, подлежит как вещество, неопределенная двоица; из единицы и неопределенной двоицы исходят числа; из чисел – точки; из точек – линии; из них – плоские фигуры; из плоских – объемные фигуры; из них чувственно-воспринимаемые тела, в которых четыре основы – огонь, вода, земля и воздух; перемещаясь и превращаясь целиком, они порождают мир – одушевленный, разумный, шаровидный, в середине которого Земля; и Земля тоже шаровидна и населена со всех сторон».
Парменид из Элеи (около 540–450 гг. до н. э.) – древнегреческий философ и политический деятель, занимался вопросами бытия. Парменид представлял окружающий мир, в том числе и Землю, в виде вечного неизменного бытия, т.е. существующей реальности, которое имеет форму сферы. Диоген Лаэртский пишет, что Парменид первым сказал, что Земля шаровидна и ее место в середине [5]. В другом источнике [6], со ссылкой на Анаксимандра, отмечено, что Парменид считал, что существуют небесные кольца или венцы, которые концентрически облегают Землю. Из этих колец одно наполнено чистым огнем, без всякой примеси, другое – наполнено тьмой. Среднее между ними кольцо содержит огонь лишь в известной доле.
Можно предположить, что так Парменид объяснял причины солнечных дней, пасмурных дней и ночи. Из этого следует, если Земля облегается концентрическими кольцами, то она шарообразна.
Аристотель (384–322 гг. до н. э.) – древнегреческий ученый и философ. Многочисленные сочинения Аристотеля охватывают почти всю область доступного тогда знания – астрономию, социологию, философию, политику, физику и другие науки [5]. Он впервые привел убедительные доказательства шарообразности Земли, но при этом считал, что Земля неподвижна и находится в центре мира. В сочинении Аристотеля «О небе» [7] приводятся три доказательства о шарообразности Земли, смысл их заключается в следующем:
- все тяжелые тела падают на Землю под равными углами к касательной поверхности Земли в любой ее точке. Если бы Земля была плоской, то тела падали бы на Землю в разных ее точках параллельно друг другу, следовательно, Земля шарообразна по своей природе;
- солнечные затмения Луны Землей всегда имеют дугообразную форму, причина которой округлость Земли, следовательно, Земли обязана быть шарообразной;
- при наблюдениях звездного неба в северных и южных широтах его картина меняется. Например, некоторые из звезд видны в Египте и на Кипре, а в местах, расположенных севернее, не видны. Из этого не только ясно, что форма Земли шарообразна, но и то, что Земля – шар небольших размеров.
Доводы Аристотеля были столь очевидны, что были признаны религиозной аристократией, которая в те времена определяла научное мировоззрение и формировала общественное сознание.
Таким образом, от возникновения идеи о шарообразности Земли со времен Пифагора до ее научного обоснования Аристотелем прошло приблизительно 200 лет. Обоснование шарообразности Земли Аристотелем было первым достижением фундаментальной науки, которое коренным образом изменило научное мировоззрение того времени и повлияло на ход развития цивилизации. Аристотель осуществил переход научного мировоззрения от концепции плоской Земли к концепции ша-рообразной Земли.
С другой стороны, Аристотель канонизировал постулат о неподвижности Земли и ее центральном положении в мире, что наложило вето на развитие легальной науки о движении Земли на многие века, вплоть до Коперника. На основании этого постулата Аристотеля развитие фундаментальной науки о движении небесных тел пошло по ложному пути геоцен-тризма. А всякие идеи о движении Земли в этот период не воспринимались, а их авторы подвергались осуждениям и даже наказаниям, вплоть до смертной казни.
В этот же период перехода научного мировоззрения от концепции плоской фигуры Земли к шарообразной фигуре зарождаются идеи о движении Земли, и ставится под сомнение ее неподвижность.
Филолай (вторая половина V в. до н. э.) – древнегреческий философ, ученик Пифагора, первым предположил возможность движения Земли, утверждая, что смена дня и ночи вызвана движением планеты вокруг воображаемого центра космоса. В книге [8] дано описание системы мира Филолая, ссылаясь на Стобея, в следующем виде. В центре Вселенной находится Центральный огонь (Филолай называет его «Очагом» (Гестией) Вселенной, «Домом Зевса» и другими именами). Вокруг Центрального огня вращается Антиземля, Земля, Луна, Солнце и пять планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн). Наконец на последней сфере находится Объемлющий огонь, представляющий собой совокупность неподвижных звезд.
В системе мира Филолая участвует вымышленное небесное тело – так называемая Антиземля, которая располагается на ближайшей к Центральному огню орбите. Антиземля не наблюдается с Земли; отсюда следует, что Антиземля и Земля движутся синхронно, сохраняя, относительно друг друга, неизменное положение. Кроме того, из гипотезы Филолая следовало, что Земля всегда обращена к центру Вселенной одной стороной (подобно Луне по отношению к Земле), иначе наблюдатель был бы способен наблюдать Центральный огонь с любой точки Земли.
Получалось, что вся обитаемая Ойкумена (освоенная человечеством часть мира) находится на обратной от Центрального огня стороне Земли и освещается его светом, отраженным от Солнца. Филолай считал, что Солнце стекловидно или изготовлено из материала, отражающего свет сходным образом. Таким образом, в его системе мира Солнце выступает в роли зеркала, отражающего свет.
При всей ее фантастичности значение системы мира Филолая состоит в том, что в ней впервые допускалось движение Земли, которая уже не помещалась в центр Вселенной. Вероятно, она повлияла на Аристарха Самосского, впервые выдвинувшего идею гелиоцентрической системы мира.
Аристарх Самосский (около 310–230 гг. до н. э.) – древнегреческий астроном, математик и философ, впервые предложивший гелиоцентрическую систему мира, и разработавший научный метод определения расстояний до Солнца и Луны и их размеров. Он определил наклон зодиака (эклиптики) к равноденственному кругу (экватору), который составил 2351’20». Сочинения Аристарха по гелиоцентрической системе не дошли до нас, но мы имеем сведения о них из трудов других авторов (Плутарха, Архимеда и других), как отмечено в работах [9–11]. Аристарх впервые высказал гипотезу, что все планеты вращаются вокруг Солнца по эклиптике, причем Земля является одной из них, совершая оборот вокруг дневного светила за один год, вращаясь при этом вокруг оси с периодом в одни сутки (гелиоцентрическая система мира). Земля движется по окружности вокруг Солнца, находящегося в ее центре, и, что центр сферы звезд совпадает с центром Солнца. Неясно только насколько подробно Аристарх и его последователь Селевк обосновали гелиоцентрическую систему. Аристарх утверждал, что не темной Земле, а яркому Солнцу, дающему Земле свет и тепло, полагается быть в центре мироздания, что суточное вращение небесного свода есть кажущееся и объясняется вращением Земли вокруг своей оси [3].
Другим важным вкладом Аристарха в науку о движении Земли является то, что он впервые назвал главные параметры двух из трех основных движений Земли. Это – период орбитального движения Земли вокруг Солнца и период суточного вращения Земли вокруг своей оси, ранее эти периоды были известны как периоды видимых движений Солнца и сферы звезд относительно Земли.
Однако идея гелиоцентризма в то время не была научно обоснована, противоречила религиозным догмам и не получила официального признания. Эта идея не воспринималась не только по религиозной причине, но и потому, что многие ученые под влиянием постулата Аристотеля считали Землю неподвижной. Гелиоцентрическая идея Аристарха получила дальнейшее развитие только в трудах Коперника [1]. До него многие астрономы различными путями пытались теоретически обосновать геоцентрическую систему мира. Среди них первым можно назвать Евдокса, предложившего первым теорию геоцентрической системы мира.
Евдокс Киндский (около 408–355 гг. до н. э.) – древнегреческий математик и астроном, его считают создателем античной теоретической астрономии как самостоятельной науки [10–12]. Школа Евдокса выпустила первый в Греции звездный каталог. Евдокс создал теорию движения Солнца, Луны и планет на основе гомоцентрических (с общим центром) сфер, которые воспроизводили видимые движения небесных тел в виде суммы равномерных круговых движений этих сфер. Модель движения Евдокса состояла из 27 взаимосвязанных гомоцентрических сфер, вращающихся вокруг Земли, каждая из которых воспроизводила какое-либо одно движение небесного тела. В модели движения Евдокса по три сферы воспроизводили движение Солнца и Луны, по четыре сферы воспроизводили движение каждой из пяти планет Солнечной системы (Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна) и одна сфера воспроизводила движение небесной сферы звезд. Например, видимое движение Солнца вокруг Земли воспроизводилось с помощью равномерных круговых движений трех сфер, центры которых совпадают с центром Земли. Наружная сфера вращалась вокруг закрепленной оси (оси мира) с периодом в одни сутки. К ней внутри была прикреплена вторая сфера, реализующая последовательное отклонение Солнца от точки весеннего равноденствия с очень большим периодом обращения, не известно каким именно. Внутри второй сферы была прикреплена третья сфера, воспроизводившая годичное движение Солнца по эклиптике.
Из модели движения Солнца геоцентрической системы Евдокса следует очень важное научное заключение о движении Земли. В настоящее время известно, что Солнце неподвижно относительно Земли и планет, которые обращаются вокруг Солнца. Поэтому наблюдаемое с Земли кажущееся движение Солнца, есть движение Земли относительно Солнца. У Евдокса модель движения Солнца состоит из трех движений: с периодом в одни сутки с периодом в один год и с очень большим периодом, имеется в виду период около 26 000 лет. Следовательно, из модели движения Солнца геоцентрической системы Евдокса вытекает, что Земля имеет три движения.
Третье движение Земли в полном виде было открыто автором в 1976 г. и названо орбитальной обкаткой Земли. Обоснование этого движения и отдельные результаты исследований приведены в работах [13–15]. Третье движение представляет собой качение Земли по орбите в обратную сторону орбитальному движению. За один год при качении Земля делает один оборот вокруг оси орбитальной обкатки (вращательное движение), которая проходит через ее центр масс перпендикулярно плоскости орбиты. При этом центр масс проходит расстояние, равное длине окружности фигуры Земли (поступательное движение), а его период обкатки вдоль орбиты равен 23 424,3 года, а если рассматривать это движение в плоскости экватора Земли, то период составит 25 526,5 года. Орбитальная обкатка Земли имеет два составляющих движения – вращательное и поступательное.
Вращательная составляющая третьего движения Земли есть в гелиоцентрической системе Коперника [1], он назвал это движение деклинационным.
Поступательную составляющую третьего движения Земли ежегодно наблюдают в день весеннего равноденствия как кажущееся смещение Солнца относительно звезды в созвездии Овен. Это кажущееся смещение Солнца ошибочно отождествляют с движением точки весеннего равноденствия, которая является математической категорией и не существует в природе как материальное тело. Движение точки весеннего равноденствия характеризуют общей прецессией по долготе, которая имеет размерность угловой скорости и является фундаментальной астрономической постоянной. Как будет показано далее, значения параметров движения точки весеннего равноденствия полностью совпадают со значениями аналогичных параметров поступательной составляющей третьего движения Земли.
После Евдокса теорию гомоцентрических сфер усовершенствовал древнегреческий астроном Каллипп (370–300 гг. до н. э.). Он добавил к модели Евдокса по две дополнительных сферы для Солнца и Луны (вероятно для воспроизведения их неравномерности движения) и по одной сфере – для Марса, Венеры и Меркурия (вероятно для воспроизведения попятных движений), а модели Юпитера и Сатурна оставил без изменений. Таким образом, в модели Каллиппа получилось 34 сферы [16]. Нужно отметить, что Каллипп в своей геоцентрической системе мира в модели движения Солнца оставил гомоцентрическую сферу, воспроизводящую очень медленное движение Солнца. Отсюда следует, что Каллипп как и Евдокс воспринимал движение Солнца в виде трех составляющих движений: суточного, годового и очень медленного.
В дальнейшем теория гомоцентрических сфер была развита Аристотелем, который постулировал геоцентризм мира. Аристотель полагал, что Евдокс и Каллипп считали гомоцентрические сферы не физической (материальной) моделью, а математическим способом вычисления положения планет на небе [7].
Аристотель осуществил «материализацию» сфер и описал принципы их механического сопряжения в своем трактате «Метафизика». В теории Аристотеля гомоцентрические сферы механически связаны между собой, причем движение от каждой внешней сферы передается внутренним. Отсюда следует, что сферы должны быть твердыми, кроме того, поскольку мы видим сквозь них, они должны быть прозрачными как хрусталь. Аристотель добавил в модель Каллиппа, которая была математической основой его системы, дополнительные сферы, единственным назначением которых было компенсировать движение вышележащих сфер. Таким образом, Аристотель добавил по четыре сферы Солнцу, Меркурию, Венере и Марсу и по три сферы – Юпитеру и Сатурну. Итого, в его геоцентрической системе мира для объяснения движения небесных тел вокруг Земли использовалось 56 гомоцентрических сфер [7].
Нужно отметить, что Каллипп и Аристотель принимали за основу геоцентрическую систему мира Евдокса, они только вводили в нее дополнительные сферы, которые учитывали второстепенные движения. Основные движения небесных тел, в частности видимое движение Солнца, в их системах были такими же, как в системе Евдокса. То есть, Каллипп и Аристотель, как и Евдокс, считали, что Солнце имеет три движения, воспроизводимое тремя гомоцентрическими сферами, с периодом в одни сутки, один год и третье движение – с очень большим периодом. Из геоцентрических систем мира Евдокса, Калиппа и Аристотеля на основании современных знаний можно констатировать, что не Солнце, а Земля имеет три движения.
Теория гомоцентрических сфер для описания геоцентрической системы мира противоречила наблюдаемым явлениям, причем эти противоречия невозможно устранить введением новых сфер. Проблема заключалась в самой сущности теории: каждое из небесных тел движется по сфере, центр которой совпадает с центром Земли, т.е. расстояние от небесного тела до Земли должно оставаться неизменным, но это не соответствовало действительности. Например, наблюдаемые явления показывали, что некоторые планеты меняют свой блеск, Луна имеет различные угловые размеры, сол-нечные затмения Луной имеют различные формы. Другим недостатком теории гомоцентрических сфер была ее непрактичность, она не позволяла вычислять координаты планет.
Примерно через 200 лет после Аристотеля была разработана Гиппархом более точная теория для описания геоцентрической системы мира – теория эпициклов.
Гиппарх (около190–120 гг. до н. э.) – древнегреческий астроном, внес существенный вклад в развитие астрономии, в науку о движении небесных тел, прежде всего, видимого движения Солнца, как зеркального отображения движения Земли, которая в то время считалась неподвижной. Основным источником его трудов является «Альмагест» Птолемея [17]. Он составил первый в Европе звездный каталог, включавший в себя около тысячи звезд. Гиппарх создал более точную теорию движения Солнца, Луны и планет на основе сочетания больших и малых кругов, называе-мых соответственно деферентами и эпицик-лами. Эта теория устраняла основные недос-татки теории гомоцентрических сфер, позволяла воспроизводить неравномерное движение небесных тел, видимые попятные движения планет и объяснять изменение их яркости, связанной с изменением расстояния до Земли.
Рассмотрим эту теорию применительно к Солнцу, т.к. оно отражает движение Земли. Согласно теории Гиппарха, Солнце равномерно движется по эпициклу (малому кругу), центр которого равномерно вращается по деференту (большому кругу) в противоположном направлении, периоды обоих вращений одинаковы и равны одному году. В результате чего Солнце описывает окружность (эксцентр), центр которой не совпадает с центром Земли, что приводит к изменению угловой скорости и неравно-мерному движению Солнца. Радиусы кругов эксцентра и деферента одинаковы, а расстояние между их центрами равно 1/24 части радиуса. Теория эпициклов Гиппарха воспроизводила движение небесных тел намного точнее, чем теория гомоцентрических сфер, например, наибольшая ошибка в определении долготы Солнца не превышала по модулю 43” [18].
Считают, что наиболее важным достижением Гиппарха является обнаружение предварения равноденствий (от латинской фразы praecessio aequinoctiorum) или прецессии. Предварение равноденствий заключается в том, что каждое следующее равноденствие наступает раньше, чем Солнце пройдет полный круг (относительно звезды) от предыдущего равноденствия. Гиппарх сравнил координаты звезд, измеренные им самим, с координатами звезд, измеренными александрийским астрономом Тимохарисом, примерно на сто лет ранее его и обнаружил – широты звезд не изменились, а долготы увеличились примерно на один градус за 100 лет, т.е. на 36” за каждый год. А т.к. долготы звезд отсчитываются от точки весеннего равноденствия, то Гиппарх предположил, что причиной их увеличения является смещение сферы звезд относительно нее. Он понимал, что не существующая на небесной сфере как материальное тело, точка весеннего равноденствия не может смещаться сама по себе, смещается какое-либо небесное тело – Земля, Солнце или сфера звезд. В данном случае, следуя идее геоцентризма, Гиппарх объяснил это явление смещением сферы звезд, что было ошибочным предположением.
Гиппарх посчитал, что из-за смещения сферы звезд наступает предварение равноденствий, т.е. в каждый день весеннего равноденствия Солнце раньше приходит в предыдущее положение относительно звезды. А положение Солнца в этот день материализует собой положение точки весеннего равноденствия. Поэтому кажется, что точка весеннего равноденствия (точка пересечения небесного экватора с эклиптикой) движется навстречу Солнцу.
Возможно, Гиппарх не был знаком с работами Евдокса, поэтому он предположил, что сфера звезд смещается относительно точки весеннего равноденствия, а не Солнце, как считал Евдокс.
В действительности, Гиппарх как и Евдокс обнаружил поступательную составляющую третьего движения Земли – орбитальную обкатку центра масс Земли по орбите вокруг Солнца [15] в виде увеличения долгот звезд.
Гиппарх предполагал, что вращение сферы звезд происходит вокруг полюсов наклонного круга. Это предположение он делает на основании различия продолжительности тропического и сидерического годов. Вот как об этом пишет Птолемей [17]: «Из исследований Гиппарха следует, что время возвращения Солнца к точкам равноденствий и солнцеворотов оказалось меньшим 365 дней с четвертью. Время же, определяемое при помощи наблюдений неподвижных звезд, оказалось больше указанного. Отсюда он заключает, что сфера звезд и сама тоже совершает некоторое долговременное движение, подобное движению планетных сфер, в направлении противоположном первому вращению относительно круга, проведенного через полюсы равноденственного круга и наклонного к нему».
Таким образом, если Евдокс, Каллипп и Аристотель воспринимали третье движение Земли в виде третьего движения Солнца с очень большим периодом, то Гиппарх воспринимал его в виде третьего долговременного движения сферы звезд с таким же периодом (приблизительно равным 26 000 лет) в направлении, противоположном годовому движению Солнца. В дальнейшем Птолемей учтет это движение в своей системе мира, в виде движения точки весеннего равноденствия.
Птолемей (около 87–165 гг. н. э.) – знаменитый древнегреческий астроном, математик и географ, создал завершенную математическую теорию геоцентрической системы мира. Эта система мира полагала, что Земля неподвижна и находится в центре мира. Вокруг Земли движется Луна, далее на концентрических окружностях движутся вокруг Земли Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн, за ними находится сфера звезд, в то время Уран, Нептун и Плутон не были известны.
Птолемей создал теорию на основе обобщения накопленных знаний предшественниками, прежде всего Гиппарха, и изложил ее в сочинении «Альмагест» [17].
Теория Птолемея в современном изложении описана в научной литературе [10], [18], [19], и других источниках. За основу своей теории Птолемей взял теорию эпициклов Гиппарха, причем для описания видимого движения Солнца он оставил ее прежней, а для описания движения планет ввел дополнение. Древние астрономы исходили из того, что планеты должны совершать равномерные круговые движения. Гиппарх для объяснения неравномерного движения небесных тел и видимых попятных движений планет создал теорию эпициклов. А Птолемей для объяснения зодиакального неравенства (за один промежуток времени планеты проходят разные расстояния) предположил, что движение планеты по эксцентру будет выглядеть равномерным, если наблюдать его не из центра эксцентра, а из точки, смещенной относительно его по линии, соединяющей апогей и перигей, в сторону апогея. Эта точка называется эквантом (уравновешивающей точкой), а круг, описываемый из этой точки радиусом равным радиусам эксцентра и деферента, называется кругом равномерного вращения или также эквантом. Центр этого круга (точка экванта) находится на одинаковом расстоянии от центра эксцентра, как и центр деферента (центр Земли). Поэтому эту теорию в литературе называют биссекцией эксцентриситета.
Фактически Птолемей добавил в теорию Гиппарха еще один круг – эквант и в его теории стало три определяющих круга. Эксцентр, по нему движется планета, эквант – круг равномерного движения, деферент (эклиптика) – круг отсчета долготы. Тем самым Птолемей существенно повысил точность определения долготы планет.
Можно считать, что теория Гиппарха и Птолемея видимого движения Солнца относительно Земли имеет прямое отношение к движению Земли относительно Солнца. Так как точность этой теории в определении долготы Солнца соизмерима с точностью определения долготы Земли по теории Кеплера [18].
В своей системе мира Птолемей учитывал, наряду с суточным и годовым движением Солнца относительно Земли, фрагмент третьего движения Земли, только не в виде долговременного движения сферы звезд, как Гиппарх, а в виде перемещения точки весеннего равноденствия среди звезд навстречу Солнцу. Поэтому Солнце возвращается к ней раньше, чем опишет полный круг по эклиптике. Возможно, движение точки весеннего равноденствия ввел Птолемей, а не Гиппарх, как принято считать, который ввел термин предварения равноденствий (прецессии). Это следует из того, что Птолемей объяснил движение точки весеннего равноденствия смещением небесного экватора относительно эклиптики, а значит и с движением точки их пересечения навстречу Солнцу [20]. Это подтверждает то, что изменение долгот звезд, которые отсчитываются от точки весеннего равноденствия, Гиппарх объяснил смещением сферы звезд, а Птолемей – движением точки весеннего равноденствия.
Гиппарх под прецессией понимал предварение равноденствий Солнцем, а фактически прецессия по Гиппарху – есть медленное движение сферы звезд с периодом около 26 000 лет. Птолемей прецессией стал называть движение точки весеннего равноденствия, а современная наука, кроме того, прецессией называет также угловое движение оси суточного вращения Земли по конусу, что, как будет показано далее, не соответствует истине.
Птолемей материализовал движение точки весеннего равноденствия (прецессию), для этого ввел в свою модель системы мира еще одну дополнительную сферу за пределами сферы звезд [17]. Эта дополнительная сфера вращается с периодом одни сутки вокруг оси мира, к ней внутри прикреплена вторая сфера звезд, вращающаяся с периодом прецессии (около 26 000 лет) вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики, в результате вторая сфера имеет два вращения – суточное и прецессию. Наконец, внутри второй сферы вложена третья сфера, вращающаяся также вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики, но в противоположном направлении, чтобы компенсировать прецессионное движение для других внутренних сфер.
Птолемей в результате наблюдений измерил скорость движения точки весеннего равноденствия (прецессии), которая составила 60” в год [20], это соответствует периоду 21 590,6 года, а в действительности он измерил угловую скорость поступательной составляющей третьего движения Земли. Современное значение скорости движения точки весеннего равноденствия равно 50,3” в год (общая прецессия по долготе), что соответствует периоду 25 767 лет.
Геоцентрическая система мира Птолемея в то время была признана в научных и религиозных кругах. Таким образом, спустя приблизительно пять веков под постулат Аристотеля о неподвижности Земли была подведена лженаучная теоретическая база Птолемеем, которая на долгое время парализовала развитие истинной науки о движении Земли. Эта ложная научная концепция геоцентрической системы мира, предполагающая неподвижность Земли, существовала 14 веков (со II по XVI вв.) вплоть до Коперника.
В этот период застоя научной мысли не было фундаментальных достижений в науке о движении Земли, а были только получены отдельные косвенные знания. Среди астрономов этого периода можно назвать Аль-Батани и Улугбека.
Аль-Батани (850–929 гг.) – арабский астроном и математик, известный также под именем Альбатений, оказал большое влияние на развитие астрономии, проверил и уточнил ряд результатов, полученных Гиппархом и Птолемеем [21]. Аль-Батани более точно определил скорость движения точки весеннего равноденствия (54,5” в год), чем Птолемей (60” в год) [22], по отношению к ее современному значению (50,3” в год). Он определил значение угла наклона эклиптики к экватору 2335’41” достаточно точно для своего времени. Также существенным достижением Аль-Батани является то, что он определил скорость увеличения долготы апогея Солнца за столетие, которая составила 61,2” в год [18].
Как показывают приведенные данные, Аль-Батани наблюдал третье движение Земли не только в виде движения Солнца, звезд и точки весеннего равноденствия, как и его предшественники, но и в виде изменения долготы апогея Солнца. Это подтверждается тем, что значения скорости движения точки весеннего равноденствия и изменения долготы апогея Солнца близко совпадают. Следовательно, причина этих кажущихся движений одна и та же, а именно, третье движение Земли, потому что апогей, как и точка весеннего равноденствия, в природе не существуют как материальные тела, а являются математическими категориями, введенными для описания движения, поэтому относительно их движется Земля, создавая видимость их движения.
Улугбек (1394–1449 гг.) – известный астроном и правитель Самарканда, он создал знаменитую обсерваторию, составил звездный каталог, содержащий 1 018 звезд [22]. Улугбек с высокой точностью определил продолжительность звездного года (365 дней, 6 часов, 10 минут, 6 секунд), что на 56 секунд отличается от его современного значения. Это – незначительное отклонение от истинного значения, учитывая точность часов того времени. Улугбек определил более точно скорость движения точки весеннего равноденствия (51,4” в год) [20], чем Аль-Батани, Гиппарх и Птолемей.
Таким образом, Улугбек тоже наблюдал постоянную составляющую третьего движения Земли, а именно, орбитальную обкатку центра масс Земли по орбите в виде кажущегося относительного движения точки весеннего равноденствия, как и другие астрономы в более ранние периоды. Причем он с более высокой точностью определил угловую скорость этого движения и соответственно период будет равен 25 203 года, что достаточно близко к современному значению периода третьего движения Земли (25 526,5 года) в плоскости орбитального экватора, проходящей через центр масс Солнца параллельно плоскости небесного экватора [15].
Заключение
Научные результаты, полученные в эпоху существования геоцентрической системы мира, от Евдокса до Коперника, на протяжении почти 19 веков при изучении видимых движений Солнца и звезд относительно Земли имеют непосредственное отношение к науке о движении Земли. В этот период было установлено, что движение Солнца как зеркальное отображение движения Земли состоит из трех составляющих движений: с периодом в одни сутки, с периодом в один год и с периодом около 26 000 лет.
Это полностью подтверждает концепцию автора о существовании у Земли третьего движения (качение по орбите), названного орбитальной обкаткой Земли. Поступательную составляющую третьего движения Земли древние астрономы наблюдали в виде медленных кажущихся движений Солнца и сферы звезд или точки весеннего равноденствия, все эти движения происходят с одинаковой угловой скоростью.
В эпоху геоцентризма были определены значения основных параметров движения Земли: периоды суточного вращения Земли в виде длительности звездных и солнечных суток; периоды орбитального движения Земли вокруг Солнца в виде длительности тропического и сидерического годов; радиус орбиты Земли в виде ее расстояния до Солнца; угол между плоскостями орбиты и экватора Земли в виде угла наклона эклиптики к небесному экватору и другие параметры.
Список литературы
1. Коперник Н. О вращениях небесных сфер. Пер. с лат., послесл. и комментарии И. Веселовского, под общ. ред. А. Михайлова. СПб.: Амфора. ТИД Амфора, 2009. 580 с.
2. Библия. М.: Изд. Московской патриархии, 2011. С. 1376.
3. Нестеров В.В., Подобед В.В. Общая астрометрия. М.: Наука, 1982. С. 576.
4. Жмудь Л.Я. Пифагор и его школа. М.: Наука, 1990. 190 с.
5. Лаэртский Д. О жизни, учениях и изречениях знаменитых философов / Пер. и примечания М.Л. Гаспарова. 2-е изд., испр. М.: Мысль, 1986. 576 с.
6. Асмус В.Ф. Античная философия. 3-е изд. М.: Высшая школа, 2005. 541 с.
7. Аристотель. Сочинения. В 4-х томах. Т. 3. Перевод П.Д. Рожанский. М.: Мысль, 1981. 613 с.
8. Фрагменты ранних греческих философов. О эпических теокосмогониях до возникновения атомистики. Подготовка издания А.В. Лебе-дева. М.: Наука, 1989. 576 с.
9. Веселовский И.Н. Аристарх Самосский – Коперник античного мира. ИАИ. Отв. ред. П. П. Куликовский. 1961. Вып. VII. С. 17–70.
10. Еремеева А.И., Цицин Ф.А. История астрономии. М.: Изд-во МГУ, 1989. 349 с.
11. Житомирский С.В. Античная астрономия и орфизм. М.: Янус-к, 2001. 164 с.
12. Житомирский С.В. Планетарная гипотеза Евдокса и древняя мифология // Астрономия древних обществ. М., 2002. С. 311–314.
13. Волжин А.С. On the Unknown Component of the Earth Motion & Its Influence on Astronavigational Measurements // 8th Saint Petersburg international conference on integrated navigation systems. May 28–30, Russia, St.Petersburg, CSRI «Electropribor», 2001, p. 120–123.
14. Волжин А.С. Об абсолютной угловой скорости суточного вращения Земли и ее влиянии на точность навигационных систем самолетов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2006. № 5. С. 29–38.
15. Волжин А.С. Определение параметров и обоснование составляющего движения – орбитальной обкатки Земли // Труды института системного анализа РАН. Динамика неоднородных систем. М.: Изд-во ЛКИ, 2007. Т. 31(2). С. 56–83.
16. Паннекук А. История астрономии. М.: Наука, 1966. 566 с.
17. Клавдий Птолемей. Альмагест или математическое сочинение в тринадцати книгах / Пер. с древнегреческого И.Н. Веселовского. М.: Наука–Физматгиз, 1998. 428 с.