Астрономия древних греков
Астрономия древних треков во многом основана на достижениях египетских и шумерских жрецов, которые главным образом занимались наблюдением за движением небесных тел. В отличие от них греки не сделали каких-либо существенных наблюдений. Гораздо больше они изучали причины явлений.
Первым греческим астрономом можно считать Фалеса Милетского, жившего в VII—VI вв. до н. э. Все свои первоначальные научные и философские знания Фалес почерпнул в Вавилонии,
Финикии и Египте. Он предсказал год полного солнечного затмения, произошедшего 28 мая 585 г. до н. э. Правда, как вавилоняне и египтяне, он не понимал того, что действительно происходит на небе во время затмений. Фалесу приписывалось также открытие годового движения Солнца на фоне неподвижных звезд, определение времени солнцестояний и равноденствий, идея, что Луна светит не своим светом. Наконец, он ввел календарь, определив продолжительность года в 365 дней, и разделил его на 12 месяцев по 30 дней каждый. При этом пять дней выпадали из месяцев и были помещены в начало года так, как это было принято в те времена в Египте.
Дальнейший прогресс в греческой астрономии связан с Пифагором и его школой (начало VI в. до н. э.). Он утверждал, что Земля шарообразна и висит в пространстве без всякой поддержки. Пифагор считал лунный свет отражением солнечного сияния, указал причину лунных фаз, которые объяснял большей или меньшей степенью освещенности Луны. Он обратил внимание на кривизну границы между освещенной и неосвещенной частями Луны, из чего сделал вывод о том, что Луна шарообразна и не является плоской. По аналогии Пифагор заключил, что и Земля есть шар.
Последователь Пифагора Филолай, живший в V в. до н. э., впервые высказал мысль о движении Земли. Он считал, что Земля, Луна, Солнце и пять планет вращаются вокруг центрального огня. Представление о движении Земли хотя и противоречило здравому смыслу, но было большим шагом вперед для астрономии. Николай Коперник в своей главной книге «Об обращениях небесных сфер», которая легла в основу современной астрономии, ссылается на Филолая и других пифагорейцев как на авторов учения о движении Земли.
К IV в. до н. э. греческая наука перешла от общих рас-суждений к последовательному изучению природы. Греки начали задумываться о характере движения светил. Первую попытку научного решения в этом направлении предпринял Евдокс Книдский (около 408—355 гг. до н. э.). Его считали астрономом, геометром, географом, врачом и законодателем. Важной для астрономии стала теория планетных движений Евдокса, так называемая гипотеза гомоцентрических (очерченных вокруг общего центра) сфер. В ней он поставил задачу описать наблюдаемые движения светил в виде суммы равномерных круговых вращений.
Евдокс первым разработал математическую геоцентрическую модель космоса, в которой с помощью 27 движущихся друг относительно друга сфер описал видимые движения небесных тел. Чтобы объяснить движения каждого светила, Евдокс подбирал комбинацию из нескольких вложенных одна в другую сфер. При этом полюса каждой из них были последовательно закреплены на предыдущей.
Например, движение Луны описывалось тремя сферами. Первая вращалась вокруг оси мира и делала один оборот в сутки. На ней были закреплены полюса второй сферы, которая совершала по отношению к предыдущей полный оборот за 18,6 лет. Она несла полюса последней, третьей сферы, расположенной под небольшим углом к полюсам второй. Сфера эта делала полный оборот за 27,3 суток, и на ее экваторе помещалась Луна. Для описания неравномерности скорости Солнца астроному также понадобились три сферы. Для планет с их остановками и попятными движениями трех сфер оказалось мало, и Евдоксу пришлось добавить еще одну. В конечном счете в его системе оказалось 27 сфер, одна из них — для неподвижных звезд.
В дальнейшем эта система была усовершенствована учеником Евдокса Каллиппом. Он ввел еще шесть сфер, чтобы модель Евдокса лучше соответствовала наблюдаемому движению планет.
Наконец, Аристотель, желая связать сферы всех светил в единую систему, довел их количество до 55! Земля и Вселенная, по Аристотелю, имеют форму шара. Вселенная ограничена небом, образованным из пятой, божественной, вечной и неизменной стихии — эфира. Небо состоит из нескольких концентрических сфер. Одна из них, звездное небо, пребывает в совершеннейшем виде движения — круговом. Расположенные на ней звезды — вечные, блаженные, живые существа, которые по своей организации неизмеримо превосходят человека. На других небесных сферах находятся планеты (включая Солнце и Луну), чей ранг ниже звездного. Это подтверждается тем, что движение планет не чисто круговое. Их орбиты имеют не совсем правильное, косое положение. Шарообразная Земля образует центр Вселенной.
Подлинную революцию в античном мире мог бы совершить Аристарх Самосский (около 310—250 гг. до н. э.). Он утверждал, что Земля движется вокруг неподвижного Солнца, находящегося в центре сферы неподвижных звезд. В его схеме наша планета вращается вокруг своей оси, что объясняет смену дня и ночи, а центральное место Земли во Вселенной заняло Солнце. Эта теория получила название гелиоцентрической (от греч. helios — «солнце»). Современники Аристарха отвергли гелиоцентризм, он был обвинен в богохульстве и изгнан из Александрии — города, где долгое время работал. Понадобились почти два тысячелетия, прежде чем гелиоцентрическая идея смогла восторжествовать.
Землю считал неподвижной и Гиппарх Никейский, полагавший, что планеты совершают сложные движения вокруг нее. Он был первым греком, занимавшимся систематическими наблюдениями светил. Гиппарх жил в 190—120 гг. до н. э. Он привнес в греческие геометрические модели движения небесных тел предсказательную точность астрономии Древнего Вавилона. Составленные Гиппархом таблицы положений Солнца и Луны позволили вычислять моменты наступления затмений (с ошибкой в 1—2 ч).
Гиппарх составил первый звездный каталог, включавший 42 созвездия и точные значения координат 850 звезд. Он также впервые ввел систему звездных величин. Все звезды были поделены на шесть групп по их яркости. Звездами первой величины считались самые яркие, а шестой — самый слабые, еще видимые невооруженным глазом. Эта система в усовершенствованном виде используется в настоящее время.
Этим список достижений Гиппарха не заканчивается. Он также ввел географические координаты — широту и долготу — и открыл явление прецессии земной оси. Так называют медленное движение оси вращения Земли по круговому конусу (такое происходит и с детским волчком при вращении, если его наклонить). Кроме того, Гиппарх первым правильно оценил расстояние от Земли до Луны.
Последователь Гиппарха александрийский ученый Клавдий Птолемей (около 90— 160 гг.) создал самый значительный астрономический труд древнего мира — «Альмагест» («Великое построение»). В нем он систематизировал все астрономические знания своей эпохи и описал геоцентрическую теорию мира.
В этом же большом сводном труде, пользовавшемся в ученых кругах огромным авторитетом вплоть до времени Галилея и Кеплера, Птолемей подробно развил свою систему мира, которая сыграла исключительную роль в истории астрономии.
В основе этой системы лежит аристотелевская физика: неподвижная шарообразная Земля находится в центре Вселенной; Вселенная по размерам ограничена небесной сферой, которая вместе с находящимися на ней неподвижными звездами совершает суточное вращение.
Согласно системе Птолемея, вокруг покоящейся в центре Вселенной Земли обращаются по порядку Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Он исходил из предположения, что чем медленнее движение планеты, тем дальше она от Земли. Так что Луна должна находиться ближе всех планет, а Сатурн — дальше всех. Что касается Солнца, то оно должно быть дальше от Земли, чем Луна, потому что движение его медленнее, кроме того, Луна может загораживать для нас Солнце, вызывая этим солнечные затмения. Пути движения Меркурия и Венеры Птолемей поместил внутри солнечной орбиты, орбиты же Марса, Юпитера и Сатурна — вне солнечной орбиты, потому что первые две планеты всегда видны близ Солнца, а другие могут удаляться от Солнца на большие расстояния.
Геоцентрическая система стала непререкаемой истиной для западного христианского мира вплоть до XV в., когда была вытеснена гелиоцентрической системой, разработанной Николаем Коперником.
