|
Вселе́нная — фундаментальное понятие астрономии, строго не определяемое, включает в себя весь окружающий мир. На практике под Вселенной часто понимают часть материального мира, доступную изучению естественнонаучными методами.
Такое определение включает в себя две ипостаси: умозрительная, философская, и нечто материальное, доступное наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти ипостаси, то следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).
В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как «небесная сфера», «космос», «мир». Использовался также термин «макрокосмос», хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части. Аналогично, слово «микрокосмос» используется для обозначения систем малого масштаба в составе гораздо большей системы, частью которой является исходная система.
Любое исследование, любое наблюдение, будь то наблюдение ребёнка за кошкой, физика — за тем, как раскалывается ядро атома, или астронома, ведущего наблюдения за далёкой-далёкой галактикой — всё это наблюдение за Вселенной, а если быть точным — за отдельными её частями. Эти части служат предметом изучения отдельных естественных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология. Именно эти аспекты знаний о Вселенной составляют предмет данной статьи. История открытия Вселенной
С ранних времен человек задумывался об устройстве окружающего его мира как единого целого. И в каждой культуре оно понималось и представлялось по-разному. Так в Вавилоне жизнь на Земле тесно связывали с движением звезд, а в Китае идеи гармонии переносились на всю Вселенную.
Развитие этих представлений в разных частях света шло по-разному. Но если в Старом Свете накопленные знания и представления вообщем никуда не девались, лишь передаваясь от одной цивилизации другой, то о Новом Свете такого сказать нельзя. Виной тому - колонизация Америки европейцами, уничтожавшая многие памятники древних культур.
В период Средневековья представление о мире как о едином целом не претерпевает существенных изменений. И тому две причины. Первая - сильное давление ортодоксальных богословов, характерное как для католической Европы, так и для исламского мира. Вторая - наследие прошлого, когда представления о мире строились из неких философских концепций. Необходимо было осознать, что астрономия часть физики.
Первый значительный толчок в сторону современных представлений о Вселенной совершил Коперник. Второй по величине вклад внесли Кеплер и Ньютон. Но по истине революционные изменения в наших представлении о Вселенной происходят лишь в XX веке. Древняя космография и ранняя астрономия
Междуречье
На относительно небольшой территории между Тигром и Ефратом последовательно сменяя друг-друга существовали несколько культур. И каждая из них являлась мощным центром, влияние которого простиралось значительно дальше границ государств.
Древнейшая культура Месопотамии — шумеро-аккадская (от названия двух частей территории, южной и северной). Их представление о структуре мира не представляет что-то оригинального. Идея мирового дерева - нечто связывающего все пласты мира во единое целое и являющегося началом-начал - довольно распространена среди многих народов.
У шумер существовало три мира - мир божественный (мир неба), мир человеческий и и подземный мир. Мировое дерево (чаще всего оно изображалось в виде горы) проходило сквозь каждый, объединяя их. И являясь центром отсчета для четырех сторон света. Интересным фактом является и то, что в текстах эти стороны смещены. Т.е. их "север" это наш северо-запад, "запад" - юго-запад и т.д.
До сих пор не найдено шумерских мифов о сотворении мира. Зато такой миф известен у аккадцев и их близких родственников - ассирийцев- "Энума элиш”. Скорее всего, поэма была создана не столько для того, чтобы поведать историю творения, сколько для прославления вавилонского бога. Но именно для этого и рассказывается о подвиге Мардука при сотворении мира, отражая космогонические мировоззрения и астрономические познания аккадцев. Так после победы на Тиамат (олицетворявшим хаос) Марадук создает небо и землю:
Он твердый год установил и предписал
Его на месяцы делить.
Двенадцать месяцев назначил он в году.
Им три звезды придал,
Чтоб они сезонов смену представляли.
Луне он повелел светить,
Чтоб ночь слепую освещать
И, будучи ночным светилом,
Чтоб дней число определять.
Вместе со структурой эпической поэмой о Гильгамеше дает право предполагать, что 12 созвездий зодиака были известны уже тогда.
Более поздние памятники дают возможность реконструировать систему космогонических воззрений. Всё небо делится на несколько частей: «верхнее небо (Ану)», «среднее небо», «нижнее небо». Последнее небо - это видимое людям, среднее, в центре которого находилась цела Мардука, принадлежит игигам, а на верхнем жили боги.
Мир на земле был лишь отражением мира на небе. Прообразы всего сущего: стран, рек, городов, храмов - существуют на небе в виде звёзд, земные предметы являют собой лишь отражения небесных. К примеру, в одном созвездии расположен небесный Тигр, в другом - небесный Евфрат, городу Сиппару соответствовало созвездие Рака.
Естественным следствием из такого мировоззрения - рождения астрологии. Однако почти до начала новой эры она оставалась мунданной и занималась предсказанием событий лишь государственного масштаба; идея индивидуального гороскопа не была знакома ассирийским астрологам. Древний Египет
Среди дошедших до нашего времени мифов древнего Египта значительную часть составляют мифы о сотворении мира. Эти сказания чрезвычайно разнообразны. По одному преданию солнце рождается от небесной коровы, по другому — выходит из лотоса, по-третьему из гусиного яйца. Интересно, что общим является представление о первоначальном хаосе, из которого выходили те или иные боги и творцы и создавали мир.
По-видимому, ранние космогонические представления в древнем Египте отражают матриархальный уклад того времени. На это указывают два обстоятельства:
Многие мифы говорят о богини-матери. Покровителями верхнего и нижнего Египта были также богини. В более поздних текстах пирамид можно найти упоминания прославляющие богиню Нут, некогда почитавшуюся величайшей матерью и самого солнца, и всей вселенной.
Также во многих мифов есть мотив проглатывания. По более поздним источникам можно судить, что этот мотив связан с представлениями о зачатии.
Позднейшие мифы несут черты победившего патриархата: в них уже не находится места для женщин-создательниц. А в большинстве из них богини появляются уже только во втором поколении богов, да и только как дополнение к своим супругам. Способы появления мира также разнятся и в них также нет места мотиву зачатия, что был в ранних.
Пространство мира не было для египтян однородным и изотропным. Каждый крупный храм считался особым местом, "сгустком бытия". Особыми местами были и пирамиды со своей сложно и загадочной топологией. А влияние направление течения Нила с юга на север было крайне сильным. Настолько, что когда египетские войска увидели Ефрат, текущего в обратную сторону они назвали его перевернутой рекой.
Дни делились несчастливые, опасные и счастливые. Таким образ ом время тоже не было однородным. Связано это с мифической событиями божественной драмы, происходившей в доисторическую эпоху. Так, три дня в конце третьего месяца половодья считались счастливым. В это время заканчивается борьба Гора и Сета и Гор получает во владение Египет. Тринадцатый день месяца - день гнева богини Схемет, считался опасным днем.
Вместе с тем было осознано и цикличность времени, стабильность его ритма: ежедневная смена дня и ночи, стабильные разлива Нила, почти совпадавшие с гелиакическим восходом Сотиса (по-современному Сириус). Древняя Греция
«Фигура небесных тел» — иллюстрация геоцентрической системы мира Птолемея, сделанная португальским картографом Бартоломеу Велью в 1568 году. Хранится в Национальной библиотеке Франции.
Древняя Греция, как и все остальные древние цивилизации создало свое представление о Вселенной. Но уникальность древней Греции в том, что это была не одна модель. Различные философские школы выдвинули крайне различные модели мира и каждая была тем или иным образом «аргументирована».
Ранние философские школы выделяли те или иные вещества или фигуры как основополагающие. Через эти основы и строились ранние представления о Вселенной. Так земной диск плавает в воде, как это было у Фалеса из Милета, то просто цилиндр плавает в бесконечном пространстве, как это было у Анаксимандра и т. д.
Пифагорейцы предложили пироцентрическую модель Вселенной, в которой звёзды, Солнце, Луна и шесть планет обращаются вокруг Центрального Огня (Гестии). Чтобы всего получилось священное число — десять — сфер, шестой планетой объявили Противоземлю (Антихтон). Как Солнце, так и Луна, по этой теории, светили отражённым светом Гестии. Эта система мира была описана Филолаем Кротонским.
Расстояния между сферами светил у пифагорейцев соответствовали музыкальным интервалам в гамме; при вращении их звучит «музыка сфер», неслышимая нами. Пифагорейцы считали Землю шарообразной, а некоторые из них (Экфант и Гикет из Сиракуз) — даже вращающейся вокруг оси, отчего и происходит смена дня и ночи.
Платон (ок. 428-ок 347) анализировал весь мир через призму своих представлений о духовной сущности. Неизбежно это сказывалось и на устройстве мира. Звезды у него были «божественными сущностями» с телом и душой. Их видимая форма - это огонь, для того чтобы они выглядели самыми яркими и прекрасными. А для сходства со Всецелым они были созданы шарообразными. Космос в представлении Платона не вечен, так как всё, что ощущается, есть вещь, а вещи старятся и умирают. Более того, само Время родилось вместе с Космосом.
Платон же первым предложил разложить неравномерные движения светил на «совершенные» движения по окружностям. На этот призыв откликнулся Евдокс Книдский, учитель Архимеда. В своих (не сохранившихся) сочинениях он изложил кинематическую схему движения планет, объясняющую попятное движение планет, с несколькими наложенными круговыми движениями, всего по 4 сферам в центре которых находилась Земля.
Космологическую систему, имеющую большое значение в средневековье, создал Аристотель. Он полагал, что небесные тела переносятся в своём движении твёрдыми небесными сферам, к которым они прикреплены. По его мнению, всё, что движется, приводится в движение чем-нибудь внешним, которое, в свою очередь, также чем-то движется, и так далее, пока мы не дойдем до двигателя, который сам по себе неподвижен — Перводвигателя. Землю он считал неподвижной.
Гераклид Понтийский (2-я половина IV века до н. э.) предполагал вращение Земли вокруг оси. Кроме того, на основании дошедших до нас скудных сведений можно предположить, что Гераклид считал Венеру и Меркурий обращающимися вокруг Солнца, которое, в свою очередь, обращается вокруг Земли. Существует и другая реконструкция система мира Гераклида: и Солнце, и Венера, и Земля вращаются по окружностям вокруг единого центра, причём период одного оборота Земли равен году. В таком случае теория Гераклида являлась органическим развитием системы мира Филолая и непосредственным предшественником гелиоцентрической системы мира Аристарха.
В первой половине III в до н.э Аристарх Самосский предложил гелиоцентрическую систему мира. Исходя из гелиоцентрической системы и ненаблюдаемости годичных параллаксов звёзд, он сделал вывод, что расстояние от Земли до Солнца пренебрежимо мало по сравнению с расстоянием от Солнца до звёзд. Кроме того, он предложил метод измерения расстояния до Солнца и Луны и их размеров. По его оценке, Земля по объёму в 250 раз меньше Солнца. Хотя численно он и ошибся, его метод позволил установить, что Земля намного меньше Солнца.
С III века до н. э. греческая наука усвоила достижения вавилонян, в том числе — в астрономии и математике. Но греки пошли значительно дальше. Около 230 года до н. э. Аполлоний Пергский разработал новый метод представления неравномерного периодического движения через базовую окружность — деферент — и кружащуюся вокруг деферента вторичную окружность — эпицикл; само светило движется по эпициклу. В астрономию этот метод ввёл Гиппарх, работавший на Родосе.
В I веке до н. э. Гемин обнародовал мнение, что звезды только кажутся лежащими на одной сфере, а на самом деле они располагаются на разных расстояниях от Земли. Есть все основания полагать, что это мнение также зародилось ранее, в III или II веке до н. э., поскольку оно ассоциируется с возможностью существования собственных движений звёзд: наличие таких движений несовместимо с представлением о звёздах как о телах, закреплённых на одной сфере.
После длительного упадка в конце Iв н.э. - начало II в н.э. возобновляются исследование небесных и разработка моделей мира. Теон Смирнский выдвигает физическую теорию, пытающуюся объяснить теорию эпициклов. Суть ее в следующем. Представим себе две сделанные из твёрдого материала концентрические сферы, между которыми помещена маленькая сфера. Среднее арифметическое радиусов больших сфер является радиусом деферента, а радиус малой сферы — радиусом эпицикла. Вращение двух больших сфер заставит маленькую сферу вращаться между ними. Если поместить на экватор малой сферы планету, то её движение будет в точности таким, как в теории эпициклов; таким образом, эпицикл является экватором малой сферы.
Этой теории, с некоторыми модификациями, придерживался и Птолемей. Она описана в его труде Планетные гипотезы. Там отмечается, в частности, что максимальное расстояние до каждой из планет равно минимальному расстоянию до планеты, следующей за ней, то есть максимальное расстояние до Луны равно минимальному расстоянию до Меркурия и т. д. Максимальное расстояние до Луны Птолемей смог оценить с помощью метода, аналогичного методу Аристарха: 64 радиуса Земли. Это дало ему масштаб всей Вселенной. В результате вышло, что звезды расположены на расстоянии около 20 тысяч радиусов Земли. Птолемей также сделал попытку оценить размеры планет. В результате случайной компенсации ряда ошибок Земля у него оказалась средним по размерам телом Вселенной, а звезды имеющими примерно тот же размер, что и Солнце.
По мнению Птолемея, совокупность эфирных сфер, принадлежащих каждой из планет — это разумное одушевленное существо, где сама планета выполняет роль мозгового центра; исходящие от него импульсы (эманации) приводят в движение сферы, которые, в свою очередь, переносят планету. Птолемей приводит следующую аналогию: мозг птицы посылает в ее тело сигналы, заставляющие двигаться крылья, несущие птицу по воздуху. При этом Птолемей отвергает точку зрения зрения Аристотеля о Перводвигателе как причине движения планет: небесные сферы совершают движения по своей воле, и только самая внешняя из них приводится в движение Перводвигателем.
Были и другие попытки придать физический смысл теории эпициклов, которые также основывались на геоцентрической системе мира.
Развивались также взгляды, выходящие за рамки геоцентризма. Так, Птолемей дискутирует с некоторыми учёными (не называя их по имени), которые предполагают суточное вращение Земли. Латинский автор V в. н. э. Марциан Капелла в сочинении Брак Меркурия и филологии описывает систему, в которой Солнце обращается по окружности вокруг Земли, а Меркурий и Венера — вокруг Солнца.
Древний Китай
Одним из древнейших памятником, хранящий космографические взгляды древнего Китая - Чжоу би суань цзин («Канон расчета чжоуского гномона»/«Счетный канон чжоуского/всеохватного гномона»). В ней описывается модель "куполообразного неба". Согласно ей небо - это купол, отнесенный на расстояние около 46 тыс. км, поверхность Земли выпукла, а сама она -плавающий остров с квадратными берегами. Древние ацтеки
Ацтеки пришли в долину Мехико с севера в XIII в. В их мировоззрении четко ощущается влияние предшественников: тольтеков, сапотеков, майя, миштеков и тарасков. Основные лейтмотив мифов - вечная борьба двух начал (света и мрака, солнца и влаги, жизни и смерти и т.д.), и цикличность: Вселенная развивается по определенным этапам и каждый последующий отчасти повторяет предыдущий.
На каждом этапе мир создается одним из божеств. Оно же является главным и предстает в образе Солнца. Каждая эра заканчивается масштабной катастрофой и изменением статуса тогдашних ее обитателей. Всего таких этапов было четыре. Первая - эра четырех ягуаров закончилась истреблением племени гигантов ягуарами. Вторая - эра четырех ветров, закончилась жуткими ураганами и превращением людей в обезьян. Третья - эра четырех дождей закончилась пожаром. Четвертая - эра четырех вод закончилась потом и превращением людей в рыб. Нынешняя эра - пятая.
Общая структура отражает идею противоборства света и тьмы. Так в пиктограмме "Мир" Солнце рисуется сверху, а тьма снизу.
Древние инки
Мир древних инков разительным образом отличается от мира древних народов средиземноморья. Первичным объектом наблюдений становятся звезды. И именно им, а не планетам, инки поклоняются и связывают с божественной силой. Естественно, что в такой ситуации наивысшей силой обладает гигантская россыпь этих звезд — Млечный путь. Его отражение на Земле — река … — дает силы не только людям, но Солнцу. И если Солнце выпило мало воды, то и год засушливый и холодный.
Мир инков устроен чрезвычайно сложно. С одной стороны он безграничен как в пространстве, так и во времени. А с другой стороны существуют выделенные направления — секе, соединяющие священные места — ваки — в свою очередь связанные со счетом времени, таким образом пространство и время соединены, но особым, мистическим образом..
Древняя Индия
Первые упоминания об исследовании небесного мира имеются в ведической литературе, относящейся к II—I тыс. до н. э. Кроме Солнца и Луны, индийцам были известны Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн; при этом было известно, что Луна сама не излучает, но лишь отражает солнечный свет.
В древней Индии Земля считалась неподвижной. В гораздо более поздний период индийский учёный Арьябхата в своём трактате, изданном в 499 году, предположил, что Земля вращается вокруг своей оси, однако в дальнейшем эта гипотеза не получила широкого распространения.
Древние индусы практически не интересовались созданием каталогов созвездий; их больше привлекали «накштар» — звёзды, лежащие вблизи эклиптики и отмечающие путь Солнца и Луны. Вероятно, полный список накштар был составлен уже в глубокой древности.
Центральным вопросом астрономических исследований была проблема наступления Махаюги — периода, когда все известные небесные тела примут «первоначальные положения». В «Сурье-сиддханте» говорится, что этот момент наступит через 4 320 000 лет. По представлением древних индийцев, Махаюга отмечала день смерти старого мира и рождения нового. Кроме того, допускалось существование бесконечного числа Вселенных в один и тот же момент времени.
Исламский мир
В области натуральной философии и космологии большинство арабских ученых следовали учению Аристотеля. В её основе лежало разбиение Вселенной на две принципиально различные части, подлунный и надлунный мир. Подлунный мир — это область изменчивого, непостоянного, преходящего; напротив, надлунный, небесный мир — это область вечного и неизменного. С этим представлением связана концепция естественных мест. Существует пять видов материи, и все они имеют свои естественные места в пределах нашего мира: элемент земли — в самом центре мира, далее следуют естественные места элементов воды, воздуха, огня, эфира.
В области космологии ученые стран ислама были сторонниками геоцентрической системы мира. Однако велись споры насчет того, какой ее вариант следует предпочесть: теорию гомоцентрических сфер или теорию эпициклов.
В XII — начале XIII столетия теория эпициклов подверглась массированной атаке со стороны арабских философов и ученых Андалусии. Это движение иногда называется «Андалусийским бунтом». Его основателем был Мухаммад ибн Баджа, известный в Европе как Авемпац (ум. 1138), дело продолжил его ученик Мухаммад ибн Туфайл (ок. 1110—1185) и ученики последнего Hyp ад-Дин ал-Битруджи (ум. в 1185), известный также как Альпетрагий, и Аверроэс; к их числу можно отнести и Маймонида, представителя иудейской общины Андалусии. Эти ученые были убеждены, что теория эпициклов, несмотря на все ее преимущества с математической точки зрения, не соответствует действительности, поскольку существование эпициклов и эксцентрических деферентов противоречит физике Аристотеля, согласно которой единственным центром вращения небесных светил может быть только центр мира, совпадающий с центром Земли.
Однако и модель эпициклов в её птолемеевском варианте (теории бисекции эксцентриситета) не могла полностью удовлетворить астрономов. В этой теории для объяснения неравеномерности движения планет заставила предполагается, что движение центра эпицикла по деференту выглядит равномерным при наблюдении не из центра деферента, но некоторой точки, которая называется эквантом, или уравнивающей точкой. При этом Земля также находится не в центре деферента, а смещена в сторону симметрично точке экванта относительно центра деферента. В теории Птолемея угловая скорость центра эпицикла относительно экванта неизменна, а при наблюдении из центра деферента угловая скорость центра эпицикла при движении планеты меняется. Это противоречит общей идеологии докеплеровой астрономии, согласно которой все движения небесных тел слагаются из равномерных и круговых.
Мусульманские астрономы (начиная с ибн ал-Хайсама, XI век) отметили еще одну, чисто физическую трудность теории Птолемея. Согласно теории вложенных сфер, которую развивал и сам Птолемей, движение центра эпицикла по деференту представлялось как вращение некоторой материальной сферы. Однако совершенно невозможно представить себе вращение твердого тела вокруг оси, проходящей через ее центр, чтобы скорость вращения была неизменной относительно некоторой точки за пределами оси вращения.
Были и попытки выйти и за пределы геоцентрической системы, однако, они встречали значительное сопротивление ортодоксальных богословов, которые отвергали любые натурфилософские теории как противоречащие тезису о всемогуществе Аллаха.
Русь
Представление о мире в ранней христианской Руси тесно связаны с богословием, необходимо было объяснить окружающий мир и не войти в противоречие со священным писанием. Еще в VI в. появилась рукопись "Христианская топография" за авторством купца из Александрии Индикоплова. В самой Византии к ней не относились серьезно. Патриарх Фотий писал болгарскому царю Михаилу о ней как не заслуживающей внимания, указывал на абсурдность заключенных в ней представлений о небе и видел в авторе "более рассказчика басен, чем повествователя истины". Однако в Западной Европе получает широкое распространение и на Русь проникает в домонгольский период. И в авторитет остается вплоть до XVII в.
Косма Индикоплов не приемлет гипотезу о шароподобности Земли и всю систему птолемея, называя такие мысли "круглообразной ересью". Обосновывает это он тем, что в священном Писании говориться, что ангелы при втором пришествии будут созывать трубным звуком народы "от конец небес до конец их". АИ если Земля круглообразна, то и небо круглообратно, т.е. не имеет края, а это противоречит Писанию. Далее, если небо "круглообратно" и, следовательно, не прикасается краями к земному шару, то как же тогда люди при всеобщем воскресении будут всходить от земли во время второго пришествия. По его мнению земля имеет форму прямоугольника. Сверху этот прямоугольник возвышается в гору, верхушка которой наклонена к северо-западу, и по склону этой земли-горы от севера до юга живут разные народы. И при прохождении Солнце оказывает ближе к Южным землям, чем к северным. Вокруг же Земли расположен океан и на его краю возвышается твердая, но прозрачная стена небесного свода, непосредственно смыкающаяся с заокеанской землей.
Вместе с книгой Космы Индикоплова была и вторая книга -"Шестоднев", дошедшая до нас в древней рукописи, восходящей к 1263 г. Автор "Шестоднев" - Иоанн, экзархом болгарский. Данный труд гораздо противоречивее чем первый. С одной стороны Иоан излагает взгляды похожие на взгляды Космы, однако есть намеки и на то что автор представляет себе Землю как шар. Также в отличии от Космы он отличает планеты от звезд.
Третье космографическое сочинение Древней Руси находится в книге Иоанна Дамаскина: "Точное изложение православной веры". Взгляды, изложенные в ней, уже прямо противоположны взглядам Космы: зодиак уже описывается во всех подробностях, описываются астрологические дома планет, заметна симпатия к круглообразности земли. В книге Дамаскина не выделяеется одно мнение насчет природы неба, но приводятся все воззрения на "естество неба. Сочувственно цитируется взгляд Василия Великого: "сего небесе божественный Василий тонкое быти, глаголет, естество, аки дым".
XV-XVII вв.
Новаторский характер носит космология Николая Кузанского (1401-1464), изложенная в трактате Об учёном незнании. Он предполагал материальное единство Вселенной и считал Землю одной из планет, также совершающей движение; небесные тела населены, как и наша Земля, причём каждый наблюдатель во Вселенной с равным основанием может считать себя неподвижным. По его мнению, Вселенная безгранична, но конечна, поскольку бесконечность может быть свойственна одному только Богу. Вместе с тем, у Кузанца сохраняются многие элементы средневековой космологии, в том числе вера в существование небесных сфер, включая внешюю из них — сферу неподвижных звёзд. Однако эти «сферы» не являются абсолютно круглыми, их вращение не является равномерным, оси вращения не занимают фиксированного положения в пространстве. Вследствие этого у мира нет абсолютного центра и чёткой границы (вероятно, именно в этом смысле нужно понимать тезис Кузанца о безграничности Вселенной).
Первая половина XVI века отмечена появлением новой, гелиоцентрической системы мира Николая Коперника. В центр мира Коперник поместил Солнце, вокруг которого вращались планеты (в числе которых и Земля, совершавшая к тому же ещё и вращение вокруг оси). Вселенную Коперник по прежнему считал ограниченной сферой неподвижных звёзд; по видимому, сохранялась у него и вера в существование небесных сфер.
Идеи Коперника вызвали живой интерес среди исследователей, породив волну новых идей об устройстве Вселенной. Так Джордано Бруно, Томаса Диггеса высказывали предположения, что пространство бесконечно и заполнено звездами. Помимо этого Галилео Галилей, оставляя открытым вопрос о бесконечности Вселенной, Бруно отстаивали мнение, что звезды подобны Солнцу. В середине — второй половине XVII века эти идеи поддержали Рене Декарт, Отто фон Герике и Христиан Гюйгенс. Гюйгенсу принадлежит первая попытка определения расстояния до звезды (Сириуса) в предположении о равенстве её светимости солнечной.
С этими взглядами не соглашался Кеплер. Вселенную он представлял в виде шара конечного радиуса с полостью посередине, где располагалась Солнечная система. Шаровой слой за пределами этой полости Кеплер считал заполненным звёздами — самосветящимися объектами, но имеющими принципиально другую природу, чем Солнце[84]. Один из его доводов является непосредственным предшественником фотометрического парадокса. С именем Кеплера связана еще одна революция. Он заменяет круговые движения отягченные многочисленных эквантами на одно - по эллипсу и выводит законы движения по нему, ныне носящие его имя
Однако не все ученые приняли концепцию Коперника. Так, одним из оппонентов был Тихо Браге, называя ее математической спекуляцией. Он предложил свою компромиссную гео-гелиоцентрическую систему мира, которая представляла собой комбинацию учений Птолемея и Коперника: Солнце, Луна и звёзды вращаются вокруг неподвижной Земли, а все планеты и кометы — вокруг Солнца. Суточное вращение Земли Браге тоже не признавал. Среди немногочисленных сторонников системы Браге в XVII веке был видный итальянский астроном Риччиоли (у Риччиоли, впрочем, Юпитер и Сатурн обращаются вокруг Земли, а не Солнца). Прямое доказательство движения Земли вокруг Солнца появилось только в 1727 году (аберрация света), но фактически система Браге была отвергнута большинством учёных ещё в XVII веке как неоправданно и искусственно усложнённая по сравнению с системой Коперника-Кеплера.
XVIII - XIX вв.
В трактате 1755 года, основанном на работах Томаса Райта (англ. Thomas Wright), Иммануил Кант предположил, что Галактика может быть вращающимся телом, которое состоит из огромного количества звёзд, удерживаемых гравитационными силами, сходными с теми, что действуют в Солнечной системе, но в бо́льших масштабах. С точки наблюдения, расположенной внутри Галактики (в частности, в нашей Солнечной системе), получившийся диск будет виден на ночном небе как светлая полоса. Кант высказал и предположение, что некоторые из туманностей, видимых на ночном небе, могут быть отдельными галактиками.
Уильям Гершель высказал предположение, что туманности могут быть далёкими звёздными системами, аналогичными системе Млечного Пути. В 1785 году он попытался определить форму и размеры Млечного Пути и положения в нём Солнца, используя метод «черпаков» — подсчёта звёзд по разным направлениям. В 1795 году, наблюдая планетарную туманность NGC 1514, он отчётливо увидел в её центре одиночную звезду, окружённую туманным веществом. Существование подлинных туманностей, таким образом, не подлежало сомнению, и не было необходимости думать, что все туманные пятна — далёкие звёздные системы.
В 1837 В.Я. Струве на основании собственных наблюдений обнаружил и измерил параллакс α Лиры (опубликовал в 1839). Полученное им значение (0,125" ± 0,055") было первым успешным определением параллакса звезды вообще.
XX век
XX век — век рождения современной космологии. Она рождается почти вровень с веком и по мере развития вбирает в себя все новейшие достижения, такие как технологии постройки больших телескопов, космические полеты и компьютеры.
Первые шаги к уже современной космологии были сделаны в 1908—1916 годы. В это время открытие прямо-пропорциональной зависимости между периодом и видимой звёздной величиной у цефеид в Малом Магеллановом облаке (Генриетта Ливитт, США). Руководствуясь этим открытием, Эйнар Герцшпрунг и Харлоу Шепли разработали метод определения расстояний по цефеидам.
В 1916 А. Эйнштейн пишет уравнения общей теории относительности. Теории гравитации, ставшей основой для доминирующих космологических теорий. В 1917 году, пытаясь получить решение, описывающее «стационарную» Вселенную в уравнения ОТО Эйнштейн вводит дополнительный параметр — космологическую постоянную.
В 1922—1924 гг. А. Фридман применяет уравнений Эйнштейна без космологической постоянной ко всей Вселенной и получает нестационарные решения.
В 1929 Эдвин Хаббл открывает закон пропорциональности между скоростью удаления галактик и расстоянием до них, позже названный его именем. Становится очевидным, что Млечный путь — лишь небольшая часть окружающей Вселенной. Одновременно подтверждаются выводы Фридмана о нестационарности окружающего мира, а вместе с тем и верность выбранного направления развития космологии.
С этого момента и вплоть до 1998 года классическая модель Фридмана становится доминирующей. Влияние космологической постоянной на итоговое решение изучается, но не придается физический смысл.
В 1932 Ф. Цвикки выдвигает идею о существовании темной матери — вещества не проявляющего себя в виде-какого либо излучения, но участвующего в гравитационном взаимодействии. Но в тот момент идея была встречена скептически. И только в 1975 года она получает второе рождение и становиться общепринятой.
В 1946—1949 Г. Гамов, пытаясь объяснить происхождение химических элементов, использует законы ядерной физики. Так возникает теория «горячей ВселенноЙ» — теория Большого Взрыва, а вместе с ней и гипотеза о изотропном реликтовым излучении с температурой в несколько К.
В 1964 г.А. Пезиас, Р. Вилсон открывают изотропный источник помех в радиодиапазоне. И только позже выясняется, что это реликтовое излучение, предсказанное Гамовым. Теория горячей Вселенной получает подтверждение, а в космологию приходит физика элементарных частиц.
В 1991—1993 в космических экспериментах «Реликт-1» и COBE открыто флуктуации реликтового излучения. Правда, нобелевской награды позже удостоятся только некоторые члены команды COBE.
В 1998 году по далеким сверхновым типа Ia строится диаграмма Хаббла для больших z. Выясняется, что Вселенная расширяется с ускорением. А модель Фридмана допускает подобное только при введении антигравитации, описываемой космологической постоянной. Возникает мысль о существовании особого рода энергии, ответственного за это — темной энергии. Появляется современная теория расширения — λCDM -модель, включающая в себя как темную энергию, так и темную материю.
|
|