Развитие представлений о строении мира (10-11 класс)

Геоцентрическая система мира

В древности было естественным считать, что Земля является неподвижной, плоской и находится в центре мира.
Казалось, что вообще весь мир создан ради человека.
Подобные представления получили название антропоцентризма
(от греч. antropos — человек).

Считается, что Пифагор первым высказал мысль о том, что Земля, как и все другие небесные тела, имеет шарообразную форму и находится во Вселенной без всякой опоры.
Благодаря тому что Земля имеет форму шара, мачты и паруса судна появляются из-за горизонта раньше, чем корпус.
Пифагор (VI в. до н. э.)

Известный ученый древности Демокрит считал, что Солнце во много раз больше Земли, что Луна сама не светится, а лишь отражает солнечный свет, а Млечный Путь состоит из огромного количества звезд.
Демокрит
(ок. 460-370 до н.э.)

Аристотель считал, что все тяжелое стремится к центру Вселенной, где скапливается и образует шарообразную массу – Землю. Планеты размещены на хрустальных сферах, которые вращаются вокруг Земли.
Такая система мира получила название геоцентрической
(от греческого названия Земли – Гея).
Аристотель
(384 – 322 до н. э.)

Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок
Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э.
Он первым определил расстояние до Луны и её радиус,
вычислил размеры Солнца, которое, по его данным,
оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему.
В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира».
Аристарх Самосский
(310-230 до н. э.)
Схема, поясняющая определение радиуса Луны по методу Аристарха (византийская копия X века)

Клавдий Птолемей в своем знаменитом сочинении «Математический трактат по астрономии» утверждал, что каждая планета равномерно
движется по эпициклу – малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту – большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны.
Клавдий Птолемей
(ок. 90 – 160 н.э.)
Петля Марса на небе

С течением времени требования к точности расчетов положение планет постоянно возрастали, приходилось добавлять все новые и новые эпициклы для каждой планеты. Все это усложняло систему Птолемея, делая ее излишне громоздкой и неудобной для практи­ческих расчетов. Тем не менее гео­центрическая система оставалась незыблемой еще около 1000 лет.
Геоцентрическая модель Птолемея

Гелиоцентрическая система мира

В 1543 году выдающийся польский ученый Николай Коперник в работе «Об обращении небесных сфер» обосновал гелиоцентрическую систему мира.
Николай Коперник
(1473–1543)
В центре мира находится Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил «сферу неподвижных звезд».

Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет – тем,
что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца.
Николай Коперник
(1473–1543)

Гелиоцентрическая система мира, обоснованная, но не доказанная Коперником, получила свое подтверждение и развитие в трудах таких выдающихся ученых, как Галилео Галилей и Иоганн Кеплер.
Галилео Галилей
(1564-1642)
Иоганн Кеплер
(1571-1630)

Итальянский физик и астроном Галилео Галилей,
одним из первых направивший телескоп на небо, сделал открытия,
подтвердившие учение Коперника.
Галилео Галилей
(1564–1642)
Телескопы
Галилея

Галилей, открыв смену фаз Венеры, пришел к выводу, что такая их последовательность может наблюдаться только в случае обращения планеты вокруг Солнца.

Обнаруженные Галилеем четыре спутника планеты Юпитер опровергали представления о том, что Земля является единственным в мире центром, вокруг которого может происходить вращение других тел.

Галилей не только увидел горы на Луне, но даже измерил их высоту.

Галилей наблюдал пятна на Солнце и заметил их перемещение по солнечному диску. На этом основании он заключил, что Солнце вращается и имеет такое движение, которое Коперник приписывал нашей планете.

Наблюдая в Млечном Пути и вне его множество слабых звезд, недоступных невооруженному глазу, Галилей сделал вывод о том, что расстояния до звезд различны и никакой «сферы неподвижных звезд» не существует.

В 1633 г. Галилей предстал перед судом инквизиции. Допросы, угроза пыток сломили больного ученого. Он отрекается от своих взглядов и приносит публичное покаяние. Его до конца жизни держали под надзором инквизиции.
Лишь в 1992 году папа Иоанн Павел II объявил решение суда инквизиции ошибочным и реабилитировал Галилея.
Галилей перед судом инквизиции

Немецкий ученый Иоганн Кеплер, развив учение Коперника,
на основе многолетних наблюдений открыл законы движения планет.
Иоганн Кеплер
(1571–1630)

Вопросы (с.54)
1. В чем отличие системы Коперника от системы Птолемея?
2. Какие выводы в пользу гелиоцентрической системы Коперника следовали из открытий, сделанных с помощью телескопа?

Домашнее задание
§ 10.
Практическое задание.
На первый взгляд кажется, что исправить атмосферное искажение изображений при наблюдениях с помощью телескопа невозможно - неизвестно, каково было исходное изображение и как именно его испортила неоднородная атмосфера. Но подобная оптическая система существует и называется адаптивной оптикой. Раскройте принципы, на которых базируется система адаптивной оптики.