Астрономия возникла в процессе чего
Астрономия
Астрономия полезна потому, что она возвышает нас над нами самими; она полезна потому, что она величественна; она полезна потому, что она прекрасна. Именно она являет нам, как ничтожен человек телом и как он велик духом.
Анри Пуанкаре
Что такое астрономия?
Это наука, которая изучает Вселенную. А именно её движение, порядок и устройство. Помимо этого она занимается изучением происхождения и развития небесных тел и систем. Проще говоря, астрономия занимается исследованием космоса, планет и других объектов.
Правила астрономии основаны на наблюдениях и исследовании окружающего мира.
Как появилось понятие астрономия
Понятие астрономия возникло в Древней Греции. Ещё в то время, когда Пифагор и Аристотель начали изучать Вселенную.
Считается, что произошло понятие астрономия из древнегреческих слов астром-звезда и номос-закон. Получается, что переводится оно как звёздный закон. Или, наоборот, закон о звёздах.
Пифагор и Аристотель
Что изучает астрономия
Предметом изучения астрономии является целая Вселенная. Соответственно, сюда относятся все её объекты и системы.
Возникает вопрос: какие именно объекты и явления изучает астрономия? Разумеется, это звёзды, планеты, метеоры и кометы. Вдобавок, астрономия занимается исследованием галактик, туманностей и всего, что расположено в космическом пространстве.
Проще говоря, космос и есть предмет изучения астрономии.
Когда появилась наука
На самом деле, астрономия возникла раньше других наук. Действительно, это одна из самых древних наук.
Хотя какой-то конкретной даты образования астрономии назвать не удастся. Потому что зарождалась она очень давно. Приблизительно в III-II веках до нашей эры.
Необходимость в изучении окружающего мира появилась у наших предков с потребностью к выживанию. Связано это, в первую очередь, со способностью ориентирования на местности. Также на наблюдениях создавались принципы земледелия. Уже в те далёкие времена люди учились отсчитывать время. Все знания использовались во многих сферах деятельности человека. Пожалуй, начиная от базовых потребностей, таких как пропитание, одежда. И заканчивая расширением кругозора и удовлетворением своего любопытства.
Античная астрономия
Принято считать, что основоположником науки является учёный Гиппарх. Ведь он один их первых, кто рассчитал движение Солнца и Луны. Вообще-то, он и описал их. Кстати, Гиппарх ввёл разделение звёзд на шесть классов, основываясь на их яркости. Между прочим, эта классификация актуальна до сих пор.
Задачи астрономии
Как и любая другая наука, астрономия преследует свои цели и задачи.
Сейчас выделяют три главные задачи:
1) изучение положений и движения небесных тел, а также определение их форм и размеров;
2) изучение строения и структуры небесных тел;
3) исследование образования, развития и будущего небесных тел.
Раньше астрономия больше основывалась на философских взглядах. Теперь же, с развитием технологий это более точная наука. Безусловно, сегодня она тесно переплетается с математикой, физикой, химией и биологией. Несомненно, философия также не исключена из основ астрономии.
В чём состоит основная цель астрономии? Вероятно, что вы уже поняли её.
Указанная нами фундаментальная наука нацелена на изучение и исследование явлений и объектов Вселенной. Разумеется, для того, чтобы понять саму суть Вселенной. Узнать структуру и особенности.
Человечество мечтает постичь её тайны и загадки. Учёные пытаются объяснить, как всё образовалось. Более того, все хотят выяснить, что нас ждёт в будущем. Доискаться до истины и получить истинное представление о мире.
Благодаря астрономии мы уже многое узнали. В дальнейшем, можно с уверенностью сказать, нас ждёт еще много нового. Ведь прогресс не стоит на месте. Без сомнения, наука развивалась, развивается и будет развиваться.
А пока, до скорых встреч!
Астрономия для учителей: история наблюдения за небом с древних времен до наших дней
О предметном содержании астрономии и современных методах астрономических исследований рассказал Попов Сергей Борисович, астрофизик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ, профессор РАН. Символ астрономии — звезды и телескоп. Сама по себе наука небольшая в сравнении с физикой или биологией, включающих огромное число поднаук. Но и в астрономии различаем астрометрию, небесную механику и астрофизику.
Астрометрия — измерение координат и времени, ее расцвет пришелся на XIX век, открыты пульсарная астрометрия, спутники.
Небесная механика изучает движение небесных тел, расцвет— XVIII–XIX вв, открыты теория относительности, хаос.
Сергей Попов: «Небесная механика в полной мере смогла появиться, когда появились соответствующие уравнения Ньютона. То есть, когда можно было на основе нормальной физической теории, не феноменологической, какой-то абстрактно-математической считать движения небесных тел. Понимая, что есть тяготение, массы, как они завязаны друг на друга: масса, сила, ускорение. Ученые достаточно быстро начали развивать эту область. Механика стала сложной математически нагруженной наукой, позволявшей решать сложные задачи».
Астрофизика — это физика небесных тел, сейчас переживает расцвет, так как появились и появляются новые инструменты исследования Вселенной. Однако это не значит, что другие разделы астрономии остались в прошлом, напротив, получают новые стимулы благодаря новой технике. Астрометрия продвинулась от астролябии до наблюдений радиопульсаров, для небесной механики путь от уравнений Ньютона до использования теории относительности и теории хаоса в расчетах еще не предел, но именно астрофизика сейчас фактически синоним астрономии. Ее бурное развитие связано с возможностью строить все более крупные инструменты, и в ней важны как наблюдательная, таки и теоретическая составляющая. В ней эксперимент заменен на наблюдения. Наблюдения с Земли и из космоса поступают в радио- и рентген-диапазонах. Астрофизика использует математический аппарат, применяет численные методы. В нашей стране достаточно много сильных астрофизических групп ученых, они могут получать наблюдательное время на всех крупнейших телескопах мира.
Начиная с древности, техника наблюдений совершенствуется, обеспечивая астрономические открытия.
Сначала углы измеряли с помощью простейших приборов, и требовалось большое мастерство механиков. Первый телескоп — подзорная труба — фактически не был астрономическим. Так и шло: подстраивали существующие приборы для себя, делал это и Галилео Галилей.
Первые телескопы были линзовыми, — объективом является собирающая линза или система линз. Затем появились телескопы-рефлекторы, зеркальные телескопы Объектив — вогнутое зеркало (конец XVII в.) Пока проблема зеркал не была решена, они не были конкурентны рефракторным, но впоследствии вытеснили их.
Идея телескопа: чем больше света собирает телескоп, тем более слабые объекты мы видим. Цель — увидеть то, что не видимо невооруженным глазом. Даже самый маленький телескоп в 100 раз сильнее глаза. Телескоп позволяет увидеть более мелкие объекты и рассмотреть детали.Самый большой из построенных в XIX веке телескоп-рефрактор имеет диаметр 1 метр. Самый большой телескоп-рефлектор — 182 см. (1845 г.)
В XX веке рефлекторы окончательно победили. Современные оптические телескопы — ВТА 6 метров и Gemini 8 метров. Они стоят в удалении от больших городов, в местах, где много ясных ночей. Самые большие цельные зеркала по 8,5 метров, но теперь пришло время зеркал-сегментов, общий диаметр строящихся телескопов до 40 м. В них много разных оптических систем, реальные схемы очень сложные. Но мало поставить телескоп, его надо насытить приборами, которые дадут возможность что-то делать с данными. Стоимость приборов может превосходить стоимость телескопа во много раз.
Распространяются телескопы — роботы, куда человек приезжает в случае поломки. Телескоп сам наблюдает и отсылает данные.
Вследствие развития инструментов наблюдений в XX в. возникла всеволновая астрономия, ее обеспечивают радиотелескопы с большими поворотными и неповоротными антеннами. Развивает оптику и радио будущих систем. Реализуется проект «Радиоастрон» — работает в космосе вместе с земными телескопами и дает рекордное угловое разрешение.
Появляются возможности ловить и использовать все, что прилетает из космоса, не только волны. Например, космические лучи. Они богаты энергией, так как связаны с остатками сверхновых, и для их улавливания строят детекторы (Аргентина).
Очень интересны нейтрино. Хотя их очень трудно поймать, информацию о процессах на Солнце мы получаем от них. Нейтринные телескопы построены во льдах Антарктиды.
Далее. Гравитационные волны. Возникают при слиянии нейтронных звезд и черных дыр. Они были предсказаны общей теорией относительности, а теперь построены детекторы гравитационных волн, очень сложное и громоздкое устройство, однако первый сигнал из космоса сигнал о слиянии черных дыр уже получен.
Учебник Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута является единственным в России учебником астрономии, рекомендованным Министерством образования и науки РФ и включенным в Федеральный перечень (Приказ № 253 от 31.03.2014 г.). К учебнику прилагается рабочая программа.
Купить учебник
Без сомнения, сегодня астрономия на пике научного интереса, она интегрирует разных специалистов и нуждается в молодых исследователях. Популярная астрономия на сайте Постнаука, а самая серьезная на английском языке на сайте библиотеки Корнеллского университета. Профессиональный учебник — «Общая астрофизика» Засова и Кононовича.
Что такое астрономия?
Поднимая глаза к звездному небу в теплую летную ночь, каждый из нас задумывается – а что там, как все это устроено и кто мы в этой Вселенной? Мысли о бренности земного существования и необъятности космического, мысли о великом и малом, о том, что небо – это черный бархат, а звезды это капли молока, а днем, наверно, будут облака… Все это лирика, а ученые вглядываются в звездное небо совсем с другим подходом. И результаты их исследований поражают с каждым разом все более. Так чем же занимается наука астрономия? И зачем она нужна?
Что изучает наука Астрономия?
Астрономия – это наука, которая занимается изучением строения Вселенной. Она изучает расположение, движение, физическую природу, происхождение и эволюцию небесных тел и систем. Фундаментальные свойства окружающей нас Вселенной также являются предметом изучения астрономии. Если более конкретно, то астрономия изучает Солнце и другие звезды, планеты и их спутники, черные дыры, галактики и туманности, квазары, астероиды и многое другое. Астрономия – это такая наука, которая призвана объяснить непонятные явления, происходящие во Вселенной и объясняющие нашу жизнь.
Когда появилась Астрономия?
Можно сказать, что астрономия появилась в тот момент, когда человек начал задавать себе вопросы об устройстве нашего мира. Первые представления о Вселенной были весьма примитивными, они исходили из религии. Уже с 6-4 в. До н.э. люди начали изучать звезды и их движение. С развитие математических знаний и физических исследований совершенствовались представления человека о Вселенной. Первая астрономическая революция произошла в 1500 г. до н.э. – именно тогда возникла сферическая астрономия, появились точные календари, а значит астрометрия. Жрецы Вавилона, которые составляли астрономические таблицы, календари племен майя, сведения, сохранившиеся со времен Древнего Китая и Древнего Египта – все это стояло у истоков астрономии. Впервые древнегреческие ученые, в частности Пифагор, предположили, что Земля имеет форму шара, Аристарх Самосский – что земля вращается вокруг Солнца. Основным достижением этого периода является возникновение геоцентрической теории мира. Существенный вклад в развитие астрономии внес Галилей.
С появлением телескопов ученые открыли Млечный путь, позже множество галактических пространств, а с начала 20 века развитие астрономии пошло семимильными шагами. Самым большим достижением современных ученых стало возникновение теории об эволюции Вселенной, согласно которой она расширяется с течением времени.
Из каких разделов состоит астрономия?
Астрономия как наука о Вселенной включает в настоящее время несколько разделов:
Кроме того, существует разделы, которые изучают закономерности пространственного расположения звезд и планет, рассматривают эволюцию небесных тел.
Основа астрономии – это наблюдения
Астрономы не могут ставить опыты, как, к примеру, это могут делать физики. Почти вся информация, которая имеется у астрономов о небесных телах, получена с помощью электромагнитного излучения.
Наблюдения за Вселенной очень сложный и трудоемкий процесс, он требует внимательности, регулярности и сосредоточенности. Поэтому разговор о единице измерения, как о метрах и километрах в астрономии просто невозможен.
При изучении солнечной системы используется астрономическая единица. Это размер большой полуоси орбиты Земли: 1 а.е. = 149 миллионов километров. Более крупные единицы длины – световой год и парсек, а также их производные (килопарсек, мегапарсек) – нужны в звездной астрономии и космологии. Световой год – расстояние, которое проходит луч света в вакууме за один земной год. Он равен примерно 9,5•1015 м. Парсек исторически связан с измерением расстояний до звезд по их параллаксу и составляет 1 пк = 3,263 светового года = 206 265 а.е. = 3,086•1016 м.
Методы, которые используются в других науках, таких как математика и физика, широко применяются и в астрономии. Космос является единственным местом, где вещество способно существовать при температурах в сотни миллионов градусов и почти при абсолютном нуле, в пустоте вакуума и в нейтронных звездах. В последнее время достижения астрономии стали использоваться в геологии и биологии, географии и истории.
Астрономия как хобби
Астрономия и космонавтика всегда интересовала и привлекала миллионы людей. Астрономов любителей в мире не счесть, часто именно благодаря ним сделано много астрономических открытий. Например, в 2009 году австралиец Энтони Уэсли, наблюдая за Юпитером, обнаружил следы падения космического тела на планету, предположительно это могла быть комета.
С помощью астрономии мы познаем законы природы и наблюдаем постепенную эволюцию нашего мира. Астрономия во многом определяет мировоззрение людей. В начале XXI века стали популярны космические темы о галактиках и пришельцах, к сожалению, очень часто весьма некомпетентные. Интерес журналистов, не разбирающихся в вопросах космоса, мнения ученых, основанные на неподтвержденных фактах, заставляют многих людей верить в псевдонаучные открытия.
Сегодня создано и создается огромное количество качественных научных видеофильмов о космосе, различных звездах, планетах и галактиках: великолепно выполненная графика и реальные съемки из космоса не оставят вас равнодушными и помогут лучше понять эту интересную науку – астрономию. Некоторые из таких фильмов вы можете посмотреть ниже.
Автор: Татьяна Сидорова, дата обновления: 15.03.2018
Перепечатка без активной ссылки запрещена!
История развития астрономии
Астрономия является одной из старейших естественных наук, ещё в глубокой древности люди интересовались движением светил по небосводу. Древние астрономические наблюдения делались в Египте, Вавилоне, Греции, Риме. В Средние века большое развитие получила астрология, из которой в XVIII веке выделилась собственно астрономия.
Возникновение и основные этапы развития астрономии
Астрономия является одной из древнейших наук. Первые записи астрономических наблюдений, подлинность которых несомненна, относятся к VIII в. до н. э. Однако известно, что еще за 3 тысячи лет до н. э. египетские жрецы подметили, что разливы Нила, регулировавшие экономическую жизнь страны, наступали вскоре после того, как перед восходом Солнца на востоке появлялась самая яркая из звезд, Сириус, скрывавшаяся до этого около двух месяцев в лучах Солнца. Из этих наблюдений египетские жрецы довольно точно определили продолжительность тропического года.
В Древнем Китае за 2 тысячи лет до н. э. видимые движения Солнца и Луны были настолько хорошо изучены, что китайские астрономы могли предсказывать наступление солнечных и лунных затмений.
Астрономия, как и все другие науки, возникла из практических потребностей человека. Кочевым племенам первобытного общества нужно было ориентироваться при своих странствиях, и они научились это делать по Солнцу, Луне и звездам. Первобытный земледелец должен был при полевых работах учитывать наступление различных сезонов года, и он заметил, что смена времен года связана с полуденной высотой Солнца, с появлением на ночном небе определенных звезд. Дальнейшее развитие человеческого общества вызвало потребность в измерении времени и в летосчислении (составлении календарей).
Все это могли дать и давали наблюдения над движением небесных светил, которые велись в начале без всяких инструментов, были не очень точными, но вполне удовлетворяли практические нужды того времени. Из таких наблюдений и возникла наука о небесных телах — астрономия.
С развитием человеческого общества перед астрономией выдвигались все новые и новые задачи, для решения которых нужны были более совершенные способы наблюдений и более точные методы расчетов. Постепенно стали создаваться простейшие астрономические инструменты и разрабатываться математические методы обработки наблюдений.
В Древней Греции астрономия была уже одной из наиболее развитых наук. Для объяснения видимых движений планет греческие астрономы, крупнейший из них Гиппарх (II в. до н. э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира Птолемея (II в. н. э.). Будучи принципиально неверной, система Птолемея, тем не менее, позволяла предвычислять приближенные положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение нескольких веков.
Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии. Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой значительный упадок естественных наук, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия. В эпоху мрачного средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.
Рациональное развитие в этот период астрономия получила лишь у арабов и народов Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени — Аль-Батани (850—929 гг.), Бируни (973—1048 гг.), Улугбека (1394—1449 гг.) и др.
В период возникновения и становления капитализма в Европе, который пришел на смену феодальному обществу, началось дальнейшее развитие астрономии. Особенно быстро она развивалась в эпоху великих географических открытий (XV—XVI вв.). Нарождавшийся новый класс буржуазии был заинтересован в эксплуатации новых земель и снаряжал многочисленные экспедиции для их открытия. Но далекие путешествия через океан требовали более точных и более простых методов ориентировки и исчисления времени, чем те, которые могла обеспечить система Птолемея. Развитие торговли и мореплавания настоятельно требовало совершенствования астрономических знаний и, в частности, теории движения планет. Развитие производительных сил и требования практики, с одной стороны, и накопленный наблюдательный материал, — с другой, подготовили почву для революции в астрономии, которую и произвел великий польский ученый Николай Коперник (1473—1543), разработавший свою гелиоцентрическую систему мира, опубликованную в год его смерти.
Учение Коперника явилось началом нового этапа в развитии астрономии. Кеплером в 1609—1618 гг. были открыты законы движений планет, а в 1687 г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения.
Новая астрономия получила возможность изучать не только видимые, но и действительные движения небесных тел. Ее многочисленные и блестящие успехи в этой области увенчались в середине XIX в. открытием планеты Нептун, а в наше время — расчетом орбит искусственных небесных тел.
Следующий, очень важный этап в развитии астрономии начался сравнительно недавно, с середины XIX в., когда возник спектральный анализ, и стала применяться фотография в астрономии. Эти методы дали возможность астрономам начать изучение физической природы небесных тел и значительно расширить границы исследуемого пространства. Возникла астрофизика, получившая особенно большое развитие в XX в. и продолжающая бурно развиваться в наши дни. В 40-х гг. XX в. стала развиваться радиоастрономия, а в 1957 г. было положено начало качественно новым методам исследований, основанным на использовании искусственных небесных тел, что в дальнейшем привело к возникновению фактически нового раздела астрофизики — рентгеновской астрономии.
Значение этих достижений астрономии трудно переоценить. Запуск искусственных спутников Земли. (1957 г., СССР), космических станций (1959 г., СССР), первые полеты человека в космос (1961 г., СССР), первая высадка людей на Луну (1969 г., США), — эпохальные события для всего человечества. За ними последовали доставка на Землю лунного грунта, посадка спускаемых аппаратов на поверхности Венеры и Марса, посылка автоматических межпланетных станций к более далеким планетам Солнечной системы.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал. Будьте в курсе всех событий!
Мы работаем для Вас!
История астрономии
Много тысячелетий назад, еще до того, как началась история цивилизации, человек однажды взглянул на ночной небосвод и внезапно понял, что эта бездна, полная светил, хранит в себе тысячи тайн — в том числе и самую главную: с чего начался наш мир, «откуда все пошло». С тех пор тысячи лучших умов бились над загадками Вселенной, возникновения жизни и разума.
Со временем из наблюдений за звездным небом и движением светил родилась наука астрономия. Без астрономии невозможно было понять не только законы движения звезд и планет, но и то, что происходит на нашей Земле: смену дня и ночи, чередование времен года, причины приливов и отливов, изменений климата. Ведь наша планета имеет такое же происхождение, как и другие тела во Вселенной.
На первых порах астрономические знания были необходимы жрецам, мореплавателям, земледельцам — тем, кому требовался надежный и точный отсчет времени. Но не только земные дела волновали людей. Величественная красота недосягаемых небес во все времена притягивала их взгляды и волновала сердца. Недаром именно там, за «хрустальными сферами», большинство народов и племен «поселили» своих богов. Небо во все эпохи было символом гармонии, источником вдохновения.
Звезды над головой
Звездное небо уже в самой глубокой древности притягивало взгляды наших предков. Тысячи далеких светил, мерцая в черной бездне, пугали и манили, скрывали непостижимые тайны и загадки. Уже в те времена человек пытался понять, какое место отведено ему во Вселенной, что собой представляет этот огромный мир, как он устроен, было ли у него начало или он существовал всегда, возникла ли Вселенная сама по себе или к ее сотворению приложили руку могущественные божества.
На заре цивилизации, когда люди были почти бессильны перед могуществом природы, возникла вера в сверхъестественные силы, которые по своей воле создали мир и управляют им. На протяжении тысячелетий обожествлялась Луна и Солнце, а планеты служили символами других менее влиятельных богов. Об этом мы знаем из мифов многих народов мира.
Коротая ночи у костров, люди заметили, что звезды всегда остаются одними и теми же и не меняют взаимного расположения. Лишь немногие светила движутся по небу иначе, по каким-то особым законам. Некоторые из неподвижных звезд образовывали на небе приметные фигуры — созвездия, которые можно было легко отыскать. Часть из них располагалась так, что по ним можно было сориентироваться в отсутствие Солнца, другие позволяли следить за движением ночного неба и по времени их восхода и захода определять время.
Солнце, Луна и звезды стали первыми ориентирами, по которым первобытные кочевники научились определять направление в своих странствиях. А при переходе к оседлому образу жизни земледельцы заметили, что смена времен года и наступление дождливых и засушливых периодов связаны с появлением на ночном небе определенных звезд. Так одна из важнейших потребностей повседневной жизни — необходимость ориентироваться во времени и пространстве — заставила людей все пристальнее изучать небесные явления, следить за движением Солнца и Луны, восходом и заходом звезд и созвездий в разное время ночи и в течение года.
Первые представления людей о мироздании были чрезвычайно наивными: все «земное» в них противопоставлялось «небесному». Люди полагали, что существует «небесная твердь», своего рода купол, к которому прикреплены различные светила, а Землю считали плоской и принимали за неподвижный центр Вселенной.
Позднее «небесную твердь» пришлось заменить подвижной «небесной сферой». Это понадобилось для того, чтобы объяснить движение созвездий. Позднее «сфер» стало несколько — считалось, что к одной из них прикреплены Солнце и Луна, к другой — планеты, к третьей, самой удаленной — звезды. Было также замечено, что в той части неба, где днем никогда не бывает Солнца, ночью загораются звезды и созвездия, которые никогда не заходят, а среди них и Полярная звезда, всегда неподвижная и указывающая северную сторону горизонта.
Астрономические наблюдения, связанные с необходимостью ориентироваться во времени и пространстве, возникли на очень ранних этапах развития человечества. За много веков до появления письменности и первых государств, были сделаны многие важные открытия, связанные с движением светил на небе. Так родилась астрономия — древнейшая из наук.
Первобытные народы смогли довольно точно определить продолжительность года, знали время наступления солнцестояний и равноденствий, так как с этими событиями были связаны разливы рек, начало и завершение сельскохозяйственных работ. К этим датам были приурочены праздники: праздник начала весны, связанный с прохождением Солнца через точку весеннего равноденствия и весенним полнолунием, и праздник завершения сбора урожая, связанный с осенним равноденствием и полнолунием. Точных дат у праздников не было, их каждый раз приходилось вычислять на основе наблюдений за небом.
Уже за 2 тыс. лет до н. э. астрономы Древнего Китая так хорошо изучили видимые движения Солнца и Луны, что могли с большой точностью предсказывать наступление солнечных и лунных затмений.
Удивительно, но факт: задолго до того, как люди получили более или менее полные представления о Земле и накопили географические знания, они уже ориентировались во Вселенной и создавали ее первые модели. Овладение пространством человечество начало с космоса и лишь впоследствии обратило свои взоры к Земле.
Место, где изучают звездное небо
Для наблюдения за астрономическими явлениями люди издревле строили специальные сооружения — обсерватории, которые в то время представляли собой башни со смотровыми площадками. Их возводили обычно на высокой и открытой местности. Согласно предположению некоторых ученых, первая в мире обсерватория была построена более 7 тысяч лет назад в горах Армении. Доподлинно известно, что в Древнем Египте существовало много обсерваторий, а трудились там жрецы.
Астрономия в Древнем Египте
В Древнем Египте астрономия считалась самой важной и почетной наукой. Ею занимались только избранные люди высокого происхождения — жрецы. Им уже было известно, что сутки на Земле продолжаются 24 часа, а год — 365 суток, они знали все лунные фазы и легко могли составить любой календарь. Простые египтяне, считавшие, что все небесные тела являются божествами, думали, что жрецы-астрономы осведомлены о планах богов. Именно поэтому с астрономами в Египте советовались даже правители страны — фараоны.
Древние египтяне, как и многие другие народы, понимали, что важнейшую роль в жизни людей на Земле играет Солнце. Изо дня в день они наблюдали, как светящийся диск щедро награждает их своим теплом и светом, а когда Солнце заходит, наступает кромешная тьма. Поэтому египтяне любили и почитали небесное светило, считая его главным богом, и называли именем Ра, что в переводе с древнеегипетского и означает «Солнце».
Астрономия в Древней Греции
Древняя Греция, или Эллада, как называли свою землю сами греки, достигла расцвета в конце 1 тыс. до н. э. Греки переняли многие знания и учения Египта и Вавилона, но изменили и привели в систему так, как сами они видели и понимали мир. Астрономия в Древней Греции стала одной из важнейших наук — ею занимались не только жрецы, мореплаватели и купцы, но и крупнейшие философы, которые зачастую были также учеными широчайших познаний. Древнегреческая карта неба и названия многих астрономических объектов сохранились до наших дней. Еще в 9 в. до н. э. в поэмах Гомера «Илиада» и «Одиссея» были описаны приемы определения месяца и года, ведения календаря и отсчета времени.
Великий древнегреческий философ Платон (428—348 гг. до н. э.) одним из первых высказал догадку о том, что Земля представляет собой шар, хотя его предшественники всегда представляли ее в виде плоского или выпуклого диска. Огромное влияние на астрономов Греции имел призыв Платона найти объяснение неравномерностям в движении различных светил.
Евдокс Книдский
Первым, кто услышал призыв Платона, был Евдокс Книдский (408— 355 гг. до н. э.), создатель целой астрономической школы, заложивший основы теоретической астрономии. Евдокс был творцом невероятно сложной модели движения планет, которая, однако, объясняла их поведение на небе — всех, за исключением Марса. Он также составил первый в Европе каталог звезд.
Греки считали небо состоящим из твердых прозрачных оболочек — сфер, расположенных на различной высоте от поверхности Земли и вращающихся вокруг нее. Светила закреплены неподвижно на небесных сферах. На самой удаленной от Земли сфере расположены звезды — поэтому они совершают полный оборот ровно за сутки. Подбирая скорости вращения, взаимное расположение других сфер и углы наклона их осей, Евдокс сумел объяснить даже такую загадку, как петли, описываемые на небе Марсом, Юпитером и Сатурном на фоне звезд.
Позже модель Евдокса включил в свое учение о природе философ и ученый Аристотель (384—322 гг. до и. э.), но никакие ухищрения не могли сделать эту модель точной — ведь «сфер Евдокса» просто не существовало в природе.
Крупнейший древнегреческий астроном и философ Аристарх Самосский (310—250 гг. до н. э.) родился на острове Самос в Эгейском море. Одним из первых он использовал геометрические вычисления для определения размеров Солнца и Луны и нахождения отношений между их размерами и орбитами, по которым эти светила движутся. Правда, он допустил немало ошибок, и в результате диаметр Солнца у него получился всего в шесть раз больше земного, а Луны — в три раза меньше. Аристарх считал, что Солнце находится в центре нашей планетной системы, несмотря на то что современники просто смеялись над этой идеей и обвиняли ученого в оскорблении богов. Смену дня и ночи на Земле он объяснял абсолютно верно — вращением Земли вокруг своей оси, а Луну называл спутником Земли.
Гиппарх Никейский
Гиппарха Никейского (161—126 гг. до н. э.) часто называют самым прославленным астрономом древности. На протяжении многих лет он вел наблюдения за звездами и сравнивал их с результатами вавилонских астрономов. Гиппарх составил самый точный звездный каталог, включавший более тысячи звезд, и первым ввел в науку понятие звездных величин, разделив все звезды на шесть категорий — от самых ярких до едва видимых глазом.
Гиппарх был мастером точных измерений. Определив, что продолжительность сезонов — лета, зимы, осени и весны — несколько отличается, он понял, что это явление объясняется особым положением Солнца на небесной сфере. Ученый также усовершенствовал календарь, определив продолжительность года в 365,25 дня.
Клавдия Птолемея
Своей вершины античная астрономия достигла в трудах древнегреческого астронома, математика и географа Клавдия Птолемея (87—165 гг. н. э.). Его главный труд — «Великое математическое построение», или «Альмагест» на целое тысячелетие стал «библией» для астрономов и математиков.
В «Альмагест» вошли все достижения астрономии начиная с глубокой древности, ряд открытий, сделанных самим Птолемеем, а также каталог звездного неба со списком 48 созвездий и 1022 звезд. Ученый описал все приборы и методы вычислений, которые использовались в его время, и предложил математическую модель мира, получившую известность как «система Птолемея». Удивительно: система Птолемея не имела ничего общего с тем, что на самом деле существует в природе, однако с ее помощью можно было довольно точно предсказывать движение небесных тел, время наступления солнечных и лунных затмений и одновременного появления всех планет на земном небе.
Астрономия Пифагора
Наблюдение над неизменными и вечными звездами привело наших пращуров к мысли о том, что в мире — как на небе, так и на земле — существуют порядок и гармония. Позже, когда было замечено, что некоторые светила — планеты — перемещаются по небосклону иначе, чем звезды, но при этом также подчиняются определенным законам. Так, небо стало для людей прошлого своего рода «учебником» основных законов, согласно которым существуют время, материя и энергия. А поскольку эталоном совершенства и упорядоченности в те далекие времена считалась музыка, философы и ученые заговорили о «музыке сфер» и «гармонии небес». Во времена античности возникали учения, которые приписывали каждой из планет и небесных оболочек свое особое звучание. Именно эти звуки, сливаясь в «симфонию», воплощали для греков единство всех первооснов Вселенной.
Имя Пифагора Самосского (570—490 гг. до н. э.) — древнегреческого философа и математика — окружено множеством легенд. Греки считали его самым совершенным из мудрецов, которому доступны все тайные знания. Пифагор создал общину учеников, которая жила по открытым им законам гармонии и пытался распространить эти законы на некоторые города-государства Греции и Южной Италии, но потерпел неудачу. Именно Пифагор развил учение о законах гармонии во Вселенной, оказав огромное влияние на развитие не только философии, но и математики, физики, географии и астрономии.
Пифагор и его ученики были совершенно уверены, что Земля имеет форму шара, хотя и не могли это убедительно доказать. Последователи философа учили, что Земля, так же как и другие светила, вращается вокруг «центрального огня», «алтаря Вселенной», который невидим, так как между ним и Землей находится огромное темное небесное тело. Вокруг Земли располагаются сферы с планетами, последней из них является сфера звезд. При этом расстояния между небесными сферами пропорциональны музыкальным интервалам: от Земли до Луны — один тон, от Луны до Меркурия — полутон, от Венеры до Солнца — полтора тона и так далее. Вращаясь, каждая сфера издает музыкальный звук, который человеческое ухо неспособно различить, а все вместе они и создают «музыку сфер».
Пифагор впервые употребил слово «космос» (по-гречески оно имело два значения — «порядок» и «красивое») для определения мироздания в целом. Таким образом философ подчеркнул его важнейшую сторону — упорядоченность, симметрию, наличие закономерностей, а значит, и красоту. Пифагорейцы считали, что порядок и симметрия прекрасны и полезны, а беспорядок и асимметрия, то есть хаос, безобразны и вредны. Они верили, что красота макрокосма — Вселенной, открывается лишь тому, кто сумеет упорядочить собственный микрокосм, то есть научится вести правильную, разумно и достойно организованную жизнь.
Пифагорейцы совершили очень простое на первый взгляд, но невероятно важное открытие: они установили, что высота звука колеблющейся струны пропорциональна ее длине. Это открытие имело огромные последствия для развития всех наук, в особенности тех, которые мы называем точными. Была установлена прочная связь между числом и музыкальной гармонией, а позднее сам Пифагор заявил, что числа лежат в основе всех вещей, и познать мир — значит познать управляющие им числа. Числа и отношения были обнаружены не только в небесных сферах, но и на Земле и во всех без исключения областях человеческой деятельности.
Ученик Пифагора философ Филолай, живший в конце 5 в. до н. э., первым предположил, что смена дня и ночи происходит благодаря движению Земли, а не Солнца. Он считал, что Луна и другие известные древним грекам планеты могут быть обитаемы. Филолай писал: «Суть вещей ускользает от человека. Он познает лишь явления этого мира, в котором конечное сочетается с бесконечным. Как же может он узнать их? Только благодаря тому, что существует между ним и остальным миром гармония, единение, общее начало, которое придает им меру и смысл».
Ученики Птолемея
После того как в 5 в. всю Европу захлестнули нашествия варварских племен, развитие астрономии остановилось. Да и христианская церковь в те времена не слишком благосклонно смотрела на поиски «небесных законов», и наследие античных философов, математиков, исследователей природы было забыто на целые столетия. Зато в странах Центральной Азии и арабского мира астрономия пустила крепкие корни. Труды Аристотеля, Платона, Аристарха Самосского, Гиппарха переводились на арабский, распространялись и глубоко изучались.
«Альмагест» Птолемея стал настольной книгой нескольких поколений арабских мудрецов и дал мощный толчок развитию восточной философии, математики, астрономии. Были построены многочисленные обсерватории, крупнейшей из которых стала обсерватория Улугбека в Самарканде, и новые наблюдения позволили исправить ошибки Птолемея и совершить замечательные открытия.
«Халиф, смотрящий на звезды»
Сын знаменитого багдадского халифа Харуна аль-Рашида — Абдалла аль-Мамун (786—833) — прославился как выдающийся покровитель наук и искусств, и прежде всего, астрономии. По его повелению был переведен на арабский язык главный труд Птолемея «Альмагест», а в 827 г. на равнине около города Синджара проведены геодезические работы по измерению длины дуги градуса земного меридиана. Цель этих измерений была исключительно научной — уточнить истинные размеры нашей планеты. Интересно, что результат, полученный арабскими астрономами, всего лишь на 1 % расходится с современными спутниковыми измерениями.
В 829 г. Аль-Мамун основал в Багдаде астрономическую обсерваторию и Дом Мудрости — своеобразную академию, в которой трудились несколько поколений астрономов. Среди них были такие выдающиеся ученые, как ал-Хорезми, Ибн Турк, ал-Фаргани, ал-Джаухари, ал-Марвази и другие.
Дом Мудрости, крупнейшее научное учреждение арабского мира, просуществовал более четырех столетий, но, к несчастью, в 1258 г. был разрушен воинами монгольского хана Хулагу, а все книги из уникальной научной библиотеки, которую собирали ученые на протяжении веков, сброшены в реку Тигр.
Заповедник звездочетов
Абу Джафар Насир ад-Дин ат-Туси (1201—1274) — выдающийся персидский математик и астроном 13 в. Ему принадлежат сочинения по философии, географии, музыке, оптике, медицине, минералогии. В период монгольского завоевания Средней Азии ат-Туси был назначен придворным астрологом хана Хулагу, и в течение многих лет был его доверенным лицом и советником. Ученому удалось добиться от хана согласия и денег на строительство вблизи персидского города Тебриза в местечке Марага астрономической обсерватории, которая со временем стала крупнейшей в мире.
В результате Марагинская обсерватория был оснащена самыми лучшими астрономическими инструментами, здесь работали многие известные ученые, чью жизнь фактически спас ат-Туси. За 12 лет были созданы самые полные астрономические таблицы со звездным каталогом, а сам руководитель обсерватории в трактате «Памятка по астрономии» предложил совершенно новую теорию движения небесных тел, заметно отличающуюся от той, которую создал Птолемей.
Потомок Тамерлана
Мирза Мухаммед Улугбек (1394—1449) известен миру как правитель Мавераннахра, внук завоевателя Тамерлана и одновременно как выдающийся ученый. В 1409 г., спустя три года после смерти своего деда, Улугбек взял в свои руки бразды правления государством со столицей в Самарканде. В 1417—1420 гг. этот просвещенный потомок монгольских кочевников построил в Самарканде медресе — мусульманское духовное учебное заведение, своего рода университет. В это медресе Улугбек пригласил лучших астрономов и математиков исламского мира, да и сам он был далеко не последним астрономом и знатоком геометрии.
В 1428 г. было завершено строительство обсерватории Улугбека, главным инструментом которой стал гигантский квадрант с радиусом 40 м, равного которому не было в мире. Такие приборы использовались для регистрации момента пересечения Солнцем плоскости меридиана, на котором находится наблюдатель. В обсерватории Улугбека был составлен каталог звездного неба, в котором описаны 1018 звезд. Интересно, что Улугбек был первым, кто утверждал, что на Земле существует еще один материк — Америка.
Первые предположения, что планеты движутся по оси
Всякий знает, что наша планета вращается вокруг своей оси. Но в далеком прошлом, наблюдая за суточным движением звездного неба, люди пришли к выводу, что звезды, Солнце и планеты обращаются вокруг Земли, совершая за сутки полный оборот. На самом деле это иллюзия, которая возникает из-за вращения планеты вокруг собственной оси.
Ту сторону небосвода, где Солнце оказывается в полдень, называют южной, а противоположную ей — северной. Чем выше от горизонта располагаются звезды, тем их «перемещение» становится все менее заметным. Одна из звезд — ее называют Полярной — остается практически неподвижной в течение всей ночи. Складывается впечатление, что все небо, как единое целое, вращается вокруг невидимой оси, при этом взаимное расположение звезд и созвездий на нем не меняется.
Секрет движения небес
В действительности, вокруг оси, наподобие детского волчка, вращается Земля, причем ее ось на протяжении очень длительного времени не меняет своего положения в пространстве. Изменение наклона земной оси (а такое случалось в далеком прошлом из-за столкновений планеты с другими небесными телами — астероидами и кометами) привело бы к резкому изменению климата планеты и гибели огромного количества живых существ, населяющих сушу.
Однако на протяжении нескольких тысячелетий люди верили, что Земля совершенно неподвижна, а вращаются небесные сферы с укрепленными на них светилами. Такой взгляд разделяли и астрономы древности — именно поэтому созданные ими модели мироздания не отражали действительности, а расчеты, выполненные на их основе, приводили к ошибкам.
До тех пор, пока астрономия не вошла в повседневную жизнь, с ошибками можно было мириться, но уже в 15— 16 вв., с началом Эпохи Великих географических открытий, таблицы положений звезд стали настольными для капитанов и штурманов парусных судов. Без них невозможно было определить точные географические координаты экспедиционных судов. Близилась пора подлинной революции в науке — и в мировоззрении людей. Новый взгляд на Вселенную, Солнечную систему и место в ней нашей Земли стал могучим стимулом для развития физики, математики, астрономии и поколебал позиции церкви, которую вполне устраивала птолемеевская Вселенная, близкая к библейской картине мира.
Тот, кто «перевернул» Вселенную
К 16 в. большинству европейских астрономов стало окончательно ясно, что система Птолемея приводит к таким серьезным ошибкам, что и в целом вызывает сомнения. Кое-кто пытался «усовершенствовать» ее, но от этого представления о том, как в действительности выглядит движение звезд, планет, Солнца и Луны, окончательно запутались. Польский астроном Николай Коперник (1473— 1543) стал тем человеком, который впервые за полтора тысячелетия предложил иную — намного более простую и ясную систему мира. Для этого ему понадобилось 30 лет упорного труда, наблюдений, размышлений и немало настоящего мужества. Согласно гелиоцентрической модели Солнечной системы, предложенной Коперником, в центре ее находится Солнце, а Земля является одной из планет, обращающихся вокруг центрального светила. Ученый правильно расположил планеты по их расстоянию от Солнца и отвел в этом ряду Земле третье место. Коперник считал, что человек воспринимает движение небесных тел примерно так же, как и перемещение различных предметов, находящихся на поверхности Земли, когда сам он находится в движении. Наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что Земля неподвижна, а Солнце движется вокруг нее. На самом же деле Земля движется по орбите вокруг Солнца и в течение года совершает полный оборот вокруг него.
Имя человека, «перевернувшего» Вселенную, описанную Клавдием Птолемеем, сегодня известно всему миру. Николай Коперник первым отказался от ошибочного взгляда, согласно которому Земля является центром мироздания, а его идеи вскоре получили самое широкое распространение, несмотря на то что церковь объявила учение Коперника ересью, а его главный труд «Об обращении небесных сфер» был занесен в список запрещенных книг.
В одном из писем к друзьям Николай Коперник писал, опережая открытия Исаака Ньютона: «Я думаю, что тяжесть есть не что иное, как стремление, которым божественный Зодчий одарил частицы материи, чтобы они соединялись в форме шара. Этим свойством, вероятно, обладают Солнце, Луна и планеты; ему эти светила обязаны своей шаровидной формой».
Астрономия в Эпоха Великих географических открытий
В 15 в. в истории человечества началась Эпоха Великих географических открытий. Отважные мореходы и землепроходцы открывали неведомые острова и целые материки, прокладывали новые морские пути. Совершать небывалые по продолжительности и дальности путешествия, во время которых европейцы исследовали берега Африканского континента, достигли Америки и, наконец, обогнули земной шар, помогли развитие навигации и картографии, которые опирались на достижения астрономии.
Небесная мера
Именно в связи с развитием мореплавания начала развиваться астрометрия — раздел астрономии, посвященный методам точного определения положения небесных тел и их скоростей. Одним из важнейших достижений астрометрии стало создание звездных каталогов. Один из самых ранних был составлен еще в Древнем Китае астрономом Ши Шэнем, однако он был не в полном смысле каталогом с указанием небесных координат светил, а, скорее, схематической картой звездного неба. Первый настоящий астрометрический каталог, содержащий координаты звезд, создан древнегреческим астрономом Гиппархом около 129 г. до н. э. А в 13 столетии в Толедо под покровительством короля Кастилии Альфонсо Мудрого открылась первая в Европе обсерватория, где в 1252 г. были составлены так называемые «Альфонсинские таблицы», которые отличались замечательной точностью и использовались больше двух столетий.
Огромную роль в развитии астрометрии в 15 в. сыграли два австрийских астронома — Георг Пурбах (1423—1461) и его ученик Региомонтан (1436—1476). Оба они были первыми в Европе учеными, не имевшими духовного сана. После длительных наблюдений эти астрономы убедились, что все существовавшие в их время астрономические таблицы устарели. Пурбах и Региомонтан составили новый учебник астрономии и таблицы — «Эфемериды», которыми пользовались в своих путешествиях к берегам Нового Света Христофор Колумб и Америго Веспуччи.
Астрономическая навигация
Без механических часов и точных астрономических приборов проложить верный курс корабля можно было только с помощью наблюдений за небесными светилами. Для того чтобы определить направление на географический север достаточно было найти на небосклоне Полярную звезду, а по положению Солнца в полдень всегда можно более или менее точно определить направление на географический юг. Одним из главных недостатков астрономической навигации была зависимость от облачности, мешавшей точно определять положение светил.
Чтобы отыскать Полярную звезду, надо сначала найти на небосклоне семь ярких звезд созвездия Большая Медведица, напоминающего ковш. Затем через две звезды «стенки» ковша, противоположной его «ручке», следует мысленно провести прямую и отложить на ней пять расстояний между этими крайними звездами. На конце этого отрезка — «в хвосте» созвездия Малая Медведица — находится Полярная звезда, или альфа Малой Медведицы.
В разные эпохи роль Полярной звезды играли разные светила. Земная ось имеет наклон около 23 градусов, но совершает колебания, отклоняясь на 0,5 градуса каждые 100 лет. Поэтому и положение Северного полюса мира для земного наблюдателя меняется. Для древних египтян Полярной звездой служила альфа Дракона, в начале нашей эры ярких звезд у полюса мира вообще не было, а через 2 тыс. лет ближайшей Полярной станет звезда гамма Цефея.
Открытие южного неба
До Эпохи Великих географических открытий европейцам были известны лишь созвездия северного неба и зодиакального пояса. И только в 1589 г. датский астроном и картограф Петер Планциус изготовил звездный глобус, на котором были показаны четыре новых объекта южного неба: два тогда еще безымянных Магеллановых облака, созвездия Южный Крест и Южный Треугольник. В 1592 г. Планциус издал большую карту мира, на которой были помещены небесные планисферы с созвездиями Голубь и Страж Полюса.
В 1595—1596 гг. голландский штурман Питер Кейзер составил каталог 135 наиболее ярких звезд южного неба, недоступных для наблюдателей в Северном полушарии.
Этим каталогом воспользовался Планциус, составив из 122 звезд, внесенных в каталог, 12 новых созвездий, большинство из которых носят «морские» названия.
Галилео Галилей и его открытия
Великий итальянский ученый Галилео Галилей (1564— 1642) — философ и математик, основатель современной астрономии, физик и механик — был звездой первой величины на европейском научном небосклоне. Он первым использовал телескоп собственной конструкции для наблюдения планет, открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы, подобные лунным, у Венеры, пятна на Солнце. Галилей был горячим сторонником гелиоцентрической системы мира Николая Коперника, а его научная честность едва не привела знаменитого астронома на костер.
Волшебные линзы
Имя создателя первого телескопа до сих пор в точности не известно. Но уже в трудах английского философа 13 в. Роджера Бэкона встречаются упоминания об оптических приборах, напоминающих телескоп, и честь этого изобретения приписывается ему.
И все-таки первым исследователем, который осуществил астрономические наблюдения с помощью телескопа-рефрактора, стал Галилео Галилей.
В 1609 г. он создал собственную конструкцию зрительной трубы с двумя линзами и впервые применил этот прибор для наблюдения за объектами на небе.
Первым же результатом использования нового прибора стали многочисленные подтверждения истинности учения Коперника.
С помощью своего телескопа, который имел всего лишь тридцатикратное увеличение, великий астроном открыл, что у планеты Венеры имеются фазы — такие же, как у Луны. На Луне Галилей обнаружил горы, подобные тем, которые существуют на Земле, и измерил их высоту. Так мало-помалу обнаруживалось сходство в строении тел Солнечной системы, и становилось легче поверить, что Земля — всего лишь одно из таких тел.
У планеты Юпитер Галилей открыл четыре спутника. Их обращение вокруг Юпитера опровергало представление о том, что лишь Земля может быть центром, вокруг которого обращаются светила. На Солнце Галилей обнаружил пятна, и по их перемещению по солнечному диску заключил, что Солнце вращается вокруг собственной оси.
В 1632 г. увидел свет труд Галилея «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой». Церковь немедленно наложила на нее запрет, а сам астроном был вызван в Рим для разбирательства в суде инквизиции. Следствие продолжалось несколько месяцев. 22 июня 1633 г. в той же церкви, где был оглашен смертный приговор Джордано Бруно, Галилей, стоя на коленях, произнес предложенный ему текст отречения от «ереси». Что на самом деле вовсе не означало, что он отказался от своих взглядов.
Открытия Иоганна Кеплера
Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся немецкому астроному, оптику, математику и астрологу при дворе императора Рудольфа II Иоганну Кеплеру (1571 —1630). Внимательно изучив собранные за многие годы его предшественниками данные о движении планет Солнечной системы, Кеплер пришел к выводу, что орбита Марса представляет собой не круг, а эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце. Затем ему удалось установить, что чем дальше планета находится от Солнца, тем медленнее она движется. В 1618 г. великий астроном с помощью вычислений открыл еще одну важнейшую закономерность: отношение куба среднего расстояния планеты от Солнца к квадрату периода ее обращения вокруг Солнца есть величина постоянная.
«Я выяснил, — писал Кеплер, — что все небесные движения, как в целом, так и во всех отдельных случаях, проникнуты общей гармонией». Открытые им законы полностью объясняли видимые даже без приборов неравномерности в движении планет, позволяли определить форму их орбит, скорость и период обращения вокруг Солнца.
Астрономия в 17-19 веках
За два с небольшим столетия — с 17 по 19 век — мир изменился больше, чем за два предшествующих тысячелетия. Эпоха Великих географических открытий расширила горизонты мира для жителей Европы, на континент из колоний потекли громадные богатства, за счет внедрения новых культурных растений произошла настоящая революция в сельском хозяйстве, а наука стояла на пороге неслыханных открытий. Как только разбогатевшие в ходе колониальных захватов правители Европы поняли, что средства, вложенные в научные исследования, могут вернуться с прибылью, они стали щедрее финансировать науку, и открытия посыпались одно за другим.
В 1610 г. была открыта туманность Ориона, двумя годами позже — Туманность Андромеды. В середине 17 в. была составлена подробная карта Луны, а голландский астроном и механик Х. Гюйгенс обнаружил спутник Сатурна Титан и кольца Сатурна. Тогда же французский астроном Дж. Кассини впервые заметил на диске Юпитера удивительное явление — Большое Красное Пятно, а позднее он же открыл «щель Кассини» в кольцах Сатурна. К 1675 г. была определена скорость света, а британский астроном Э. Галлей вычислил орбиты 24 комет и впервые предсказал новое появление одной из комет в 1758 г., что с блеском подтвердилось.
Исследование движения комет заставило астрономов навсегда забыть о «небесных сферах» и стало окончательным доказательством истинности теории всемирного тяготения, созданной Исааком Ньютоном.
«Разумом он превосходил род человеческий»
Эта надпись высечена на статуе Исаака Ньютона (1643—1727), воздвигнутой в Кембридже. Великий английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики появился на свет в семье простого фермера в год смерти Галилео Галилея, прожил долгую жизнь и совершил в науке столько открытий, что хватило бы еще на десяток жизней. Даже для того чтобы перечислить все научные достижения Исаака Ньютона нужен не один десяток страниц.
Он создал корпускулярную теорию света, предположив, что свет — это поток мельчайших частиц, открыл дисперсию света, интерференцию и дифракцию. Им был построен первый зеркальный телескоп — прообраз тех гигантских телескопов, которые сегодня установлены в крупнейших обсерваториях мира. Ньютон открыл фундаментальный закон всемирного тяготения и главные законы классической механики, разработал теорию небесных тел, а его трехтомный труд «Математические начала натуральной философии» принес ученому всемирную славу.
Работы ученого часто оставались непонятыми современниками, он подвергался жестокой критике со стороны коллег — математиков и астрономов, однако в 1705 г. королева Великобритании Анна возвела сына простого фермера в рыцарское достоинство. Впервые в истории звание рыцаря было присвоено за научные заслуги.
В 1661 г. юный Исаак Ньютон поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета.
Уже тогда сложился его сильный и мужественный характер — он стремился во всем дойти до сути, не терпел лжи, был равнодушен к славе. В колледже Ньютон погрузился в изучение трудов своих предшественников — Галилея, Декарта, Кеплера, а также математиков Ферма и Гюйгенса. В 1664 г. в Кембридже вспыхнула эпидемия чумы, и Ньютону пришлось вернуться в родную деревню. Он провел в ней два года, и за это время совершил все свои главные математические открытия, сформулировал закон всемирного тяготения и доказал, что белый солнечный свет является смесью многих цветов.
Недаром говорят, что величайшие научные открытия совершаются чаще всего совсем молодыми людьми. Однако все эти эпохальные научные достижения были опубликованы лишь через двадцать, а некоторые и через сорок лет. Стремление не только открыть, но и всесторонне доказать истину всегда оставалось для Ньютона главным.
Труды великого британца открыли перед современниками совершенно новую картину мира. Оказалось, что небесные тела, находящиеся на огромных расстояниях друг от друга, связаны между собой силами тяготения в единую систему. В ходе своих исследований Ньютон определил массу и плотность планет и Солнца и установил, что самые близкие к Солнцу планеты отличаются наибольшей плотностью. Он также доказал, что Земля не идеальный шар: она «сплюснута» у полюсов и «вздута» у экватора, а приливы и отливы в Мировом океане объясняются действием притяжения Луны и Солнца.
Тихо Браге и его Ураниборг
На датском острове Вэн в проливе Эресунн во второй половине 17 в. высился необычный замок, в котором жил не знатный вельможа, а выдающийся ученый. Замок этот, носивший название Ураниборг — в честь музы Урании, покровительницы астрономии, — был первым в Европе зданием, специально построенным для астрономических наблюдений, и владел им выдающийся датский астроном, астролог и алхимик Тихо Браге (1546—1601).
Всю свою жизнь Тихо Браге посвятил наблюдениям неба. Благодаря неустанному труду и изобретательности он добился таких результатов, которые и не снились его современникам-астрономам. Иоганн Кеплер позднее писал, что именно Тихо Браге начал «восстановление астрономии».
Инструменты для своей обсерватории Тихо Браге обычно изготавливал сам, но самые знаменитые из них — большой квадрант высотой в 11 м, секстант и небесный глобус диаметром полтора метра, которым астроном очень гордился, были созданы мастерами из немецкого города Аугсбурга. Тихо Браге составил новые точные солнечные таблицы и измерил продолжительность года с ошибкой меньше секунды. В 1592 г. он опубликовал каталог, включавший 777 звезд, а еще через шесть лет довел число звезд в своем каталоге до 1004. Наблюдая за движением Луны, Браге открыл неравномерности в ее движении и периодические изменения наклона ее орбиты по отношению к плоскости эклиптики.
Датский астроном был первым европейцем, обнаружившим вспышку сверхновой звезды в созвездии Кассиопеи — в течение предыдущих пяти веков ничего подобного в нашей Галактике не происходило. Он первым пришел к выводу о внеземном происхождении комет и твердо отстаивал эту точку зрения, хотя со времен античности кометы считались атмосферным явлением.
Тихо Браге глубоко чтил Николая Коперника. Браге даже сочинил восторженную оду в его честь. Однако в систему Коперника Браге. не верил! И никакие аргументы не могли его переубедить. Больше того — этот крупнейший астроном, без чьих наблюдений Иоганн Кеплер не смог бы открыть законы движения планет, не признавал вращения Земли, а его модель Солнечной системы выглядела примерно так: Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг неподвижной Земли, а все планеты и кометы — вокруг Солнца.