 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
58
изменения яркости планет при их движении по небесному своду и сделали правильный вывод, что это
свидетельствует об изменении расстояний планет от Земли. В концепции же гомоцентрических сфер
расстояние от любой планеты до Земли остается постоянным. Таким образом, возникла потребность в
поиске новых теоретических моделей описания движений небесных тел. Одно из направлений поиска
было связано, в частности, с идеями и теориями античного гелиоцентризма (Гераклит Понтийский,
Аристарх Самосский), однако они вступили в противоречие с принципами античной механики (не
знавшей закона инерции), с общими мировоззренческими представлениями о центральном положении
Земли, человека во Вселенной (антропоцентризм) и проч.
Эпициклы и деференты. Второй, качественно новый этап в процессе математизации астрономии и
познания природы движений небесных тел связан с именем великого древнегреческого астронома
Гиппарха. Он впервые использовал в астрономии предложенный Аполлонием Пергским
геометрический метод описания неравномерных периодических движений как результата сложения
более простых — равномерных круговых. Неравномерное периодическое движение можно описать с
помощью кругового, используя теорию эпициклов (движение небесных тел происходит равномерно по
круговой орбите — эпициклу, центр которого, в свою очередь, совершает равномерное вращение
вокруг Земли по круговой орбите — деференту) и (или) теорию эксцентриков (небесные тела
равномерно движутся по окружности, центр которой не совпадает с центром Земли).
В древнегреческой астрономии использовались обе эти теории. Уже Аполлоний и Гиппарх знали,
что обе теории могут приводить к одинаковым результатам. Гиппарх использовал для описания
движения Солнца и Луны теорию эксцентриков. Он определил положение центров эксцентриков для
Солнца и Луны, впервые в истории астрономии разработал метод и составил таблицы для
предвычисления моментов затмения (с точностью до 1—2 ч).
Появившаяся в 134 г. до н.э. новая звезда в созвездии Скорпиона навела Гиппарха на мысль, что
изменения происходят и в мире звезд. Чтобы в будущем легче было замечать подобные изменения,
Гиппарх составил каталог положений на небесной сфере 850 звезд, разбив все звезды на шесть классов
и назвав самые яркие звездами первой величины. Сравнивая свои результаты с измерениями
координат звезд, выполненными за полтора века до него в Александрии (Аристиллом и Тимохарисом),
он обнаружил, что все звезды, отмеченные в его каталоге, как бы сместились по долготе, т.е. вдоль
эклиптики, к востоку от начала отсчета долгот — точки весеннего равноденствия (пересечение
эклиптики и экватора). Иначе говоря, долготы звезд взросли. Гиппарх нашел этому явлению гениально
простое и правильное объяснение. Учитывая принцип относительности, он заключил, что сама точка
весеннего равноденствия отступает в обратном направлении. Таким образом, экватор как бы
перемещается вдоль эклиптики, не меняя своего наклона к ней. В результате Солнце в своем годовом
движении с запада на восток каждый раз встречает точку весеннего равноденствия немного раньше, не
доходя до того места, откуда оно год назад начинало свой путь по эклиптике (предание равноденствия,
или прецессия). Гиппарх весьма точно оценил ее значение (46,8" в год, по современным данным
50,3"). Открытие прецессии показало сложность понятия «год» и позволило Гиппарху установить, что
солнечный и звездный годы различаются на 15 минут (по современным данным, около 20).
3.8.2. Геоцентрическая система Птолемея
Благодаря Гиппарху астрономия становилась точной математической наукой, что позволяло
приступить к созданию универсальной тематической теории астрономических явлений. За решение
этой задачи взялся знаменитый александрийский астроном Клавдий Птолемей, что отражено в его
фундаментальном труде «Большое математическое построение астрономии в XIII книгах»
(«Альмагест»).
Опираясь на достижения Гиппарха, Птолемей изучал подвижные небесные светила. Он
существенно дополнил и уточнил теорию движения Луны, усовершенствовал теорию затмений. Но
подлинно научным подвигом ученого стало создание им математической теории видимого движения
планет. Эта теория опиралась на следующие постулаты: шарообразность Земли; колоссальная
удаленность от сферы звезд; равномерность и круговой характер движений небесных тел;
неподвижность Земли; центральное положение Земли во Вселенной.
Теория Птолемея сочетала теории эпициклов и эксцентриков. Он предполагал, что вокруг
неподвижной Земли находится окружность (деферент) с центром, несколько смещенным относительно
центра Земли (эксцентрик). По деференту движется центр меньшей окружности — эпицикл — с