Никола́й Копе́рник - польский и прусский астроном, математик, экономист, каноник эпохи Ренессанса, автор гелиоцентрической системы мира .

Факты биографии

Николай Коперник родился в Торуни в купеческой семье в 1473 г., рано лишился родителей. О национальности его нет определенного мнения – одни считают его поляком, другие – немцем. Его родной город вошел в состав Польши за несколько лет до его рождения, а до этого был частью Пруссии. Но воспитывался он в немецкой семье дяди по матери.

Учился в Краковском университете, где изучал математику, медицину и богословие, но особенно его привлекала астрономия. Затем уехал в Италию и поступил в Болонский университет, где готовился в основном к духовной карьере, но и там занимался астрономией. В Падуанском университете изучал медицину. По возвращении в Краков работал врачом, одновременно являясь доверенным лицом дяди, епископа Лукаса.

После смерти дяди жил в маленьком городке Фромборк в Польше, где он служил каноником (священником католической церкви), но занятия астрономией не прекращал. Здесь же у него сложился замысел новой астрономической системы. Он делился своими мыслями с друзьями, поэтому очень скоро разошелся слух о молодом астрономе и его новой системе.

Коперник одним из первых высказал мысль о всемирном тяготении. В одном из его писем говорится: «Я думаю, что тяжесть есть не что иное, как некоторое 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».

Он уверенно предсказал, что Венера и Меркурий имеют фазы, подобные лунным. После изобретения телескопа Галилей подтвердил это предвидение.

Известно, что талантливые люди талантливы во всем. Коперник также показал себя всесторонне образованным человеком: по его проекту в Польше была введена новая монетная система, в городе Фромборке он построил гидравлическую машину, снабжавшую водой все дома. Как врач, занимался борьбой с эпидемией чумы в 1519 г. Во время польско-тевтонской войны (1519-1521) организовал успешную оборону епископства от тевтонов, а затем принимал участие в мирных переговорах, завершившихся созданием первого протестантского государства - герцогства Пруссия.

В возрасте 58 лет Коперник удалился от всех дел и занялся работой над своей книгой «О вращении небесных сфер» , одновременно безвозмездно лечил людей.

Умер Николай Коперник в 1543 г. от инсульта.

Гелиоцентрическая система мира Коперника

Гелиоцентрическая система - представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Земля, в соответствии с этой системой, обращается вокруг Солнца за один звездный год, а вокруг своей оси – за одни звездные сутки. Это представление противоположно геоцентрической системе мира (представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды).

Учение о гелиоцентрической системе возникло еще в античности , но широкое распространение получило с конца эпохи Возрождения.

Догадки о движении Земли существовали у пифагорейцев, Гераклида Понтийского, но подлинно гелиоцентрическая система была предложена в начале III века до н. э. Аристархом Самосским. Считается, что Аристарх пришёл к гелиоцентризму исходя из установленного им факта, что Солнце по размерам много больше Земли (единственный дошедший до нас труд учёного). Естественно было предположить, что меньшее тело обращается вокруг большего, а не наоборот. Существовавшая до этого геоцентрическая система мира оказывалась не в состоянии объяснить изменение видимого блеска планет и видимого размера Луны, что греки правильно связывали с изменением расстояния до этих небесных тел. Она позволяла также установить порядок следования светил.

Но после II века н. э. в эллинистическом мире прочно утвердился геоцентризм, основанный на философии Аристотеля и планетной теории Птолемея.

В Средние века гелиоцентрическая система мира была практически забыта. Исключением являются астрономы Самаркандской школы, основанной Улугбеком в первой половине XV века. Некоторые из них отвергали философию Аристотеля как физический фундамент астрономии и считали вращение Земли вокруг оси физически возможным. Есть указания, что некоторые из самаркандских астрономов рассматривали возможность не просто осевого вращения Земли, но движения её центра, а также разрабатывали теорию, в которой Солнце считается вращающимся вокруг Земли, но все планеты вращаются вокруг Солнца (что можно назвать гео-гелиоцентрической системой мира).

В эпоху Раннего Возрождения о подвижности Земли писал Николай Кузанский, но его суждение было сугубо философским. Были и другие предположения о движении Земли, но системы как таковой не существовало. И только в XVI веке гелиоцентризм возродился окончательно, когда польский астроном Николай Коперник разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании пифагорейского принципа равномерных круговых движений. Результатом его трудов была книга «О вращениях небесных сфер», изданная в 1543 г. Он считал недостатком всех геоцентрических теорий то, что они не позволяют определить «форму мира и соразмерность его частей», то есть масштабы планетной системы. Возможно, он исходил из гелиоцентризма Аристарха, но это окончательно не доказано, в окончательной редакции книги ссылка на Аристарха исчезла.

Коперник считал, что Земля совершает троякое движение:

1. Вокруг своей оси с периодом в одни сутки, следствием чего является суточное вращение небесной сферы.

2. Вокруг Солнца с периодом в год, приводящее к попятным движениям планет.

3. Так называемое деклинационное движение с периодом также примерно в один год, приводящее к тому, что ось Земли перемещается приближенно параллельно самой себе.

Коперник объяснил причины попятных движений планет, вычислил расстояния планет от Солнца и периоды их обращений. Зодиакальное неравенство в движении планет Коперник объяснял тем, что их движение является комбинацией движений по большим и малым кругам.

Гелиоцентрическая система Коперника может быть сформулирована в следующих утверждениях:

• орбиты и небесные сферы не имеют общего центра;
• центр Земли - не центр Вселенной, но только центр масс и орбиты Луны;
• все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира;
• расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами;
• суточное движение Солнца - воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе;
• Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) - не более чем эффект движения Земли;
• это движение Земли и других планет объясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.

Эти утверждения полностью противоречили господствовавшей на тот момент геоцентрической системе.

Центром планетной системы у Коперника было не Солнце, а центр земной орбиты;

из всех планет Земля единственная двигалась по своей орбите равномерно, в то время как у остальных планет орбитальная скорость менялась.

Видимо, у Коперника сохранялась вера в существование небесных сфер, несущих на себе планеты. Таким образом, движение планет вокруг Солнца объяснялось вращением этих сфер вокруг своих осей.

Оценка теории Коперника современниками

Его ближайшими сторонниками первых трёх десятилетий после опубликования книги «О вращениях небесных сфер» был немецкий астроном Георг Иоахим Ретик, одно время сотрудничавший с Коперником, считавший себя его учеником, а также астроном и геодезист Гемма Фризий. Сторонником Коперника был и его друг, епископ Тидеман Гизе. Но большинство современников из теории Коперника «вырвали» только математический аппарат для астрономических вычислений и практически полное игнорирование его новой, гелиоцентрической космологии. Это произошло, возможно, потому, что предисловие для его книги писал лютеранский богослов, и в предисловии было сказано, что движение Земли является остроумным вычислительным приёмом, но понимать Коперника буквально не следует. Многие в XVI веке так и считали, что это мнение самого Коперника. И только в 70-е - 90-е годы XVI в. астрономы стали проявлять интерес к новой системе мира. У Коперника появились как сторонники (в том числе философ Джордано Бруно; богослов Диего де Цунига, который использует представление о движении Земли для интерпретации некоторых слов Библии), так и оппоненты (астрономы Тихо Браге и Христофор Клавий, философ Фрэнсис Бэкон).

Противники системы Коперника утверждали, что если бы Земля вращалась вокруг своей оси, то:

• Земля испытывала бы колоссальные центробежные силы, которые неминуемо разорвали бы её на части.
• Все находящиеся на её поверхности лёгкие предметы разлетелись бы во все стороны Космоса.
• Любой брошенный предмет отклонялся бы в сторону запада, а облака плыли бы, вместе с Солнцем, с востока на запад.
• Небесные тела движутся, потому что они состоят из невесомой тонкой материи, но какая сила может заставить двигаться огромную тяжёлую Землю?

Значение

Гелиоцентрическая система мира, выдвинутая в III веке до н. э. Аристархом и возрождённая в XVI веке Коперником , позволила установить параметры планетной системы и открыть законы планетных движений. Обоснование гелиоцентризма потребовало создания классической механики и привело к открытию закона всемирного тяготения . Эта теория открыла дорогу звёздной астрономии, когда было доказано, что звёзды - это далёкие солнца) и космологии бесконечной Вселенной. Далее гелиоцентрическая система мира все более утверждалась - основное содержание научной революции XVII века состояло в утверждении гелиоцентризма.

Слово «Вселенная» известно всем с раннего детства. Именно его мы вспоминаем, когда поднимаем голову и, затаив дыхание, смотрим в бескрайнее небо, наполненное огоньками звезд. Мы спрашиваем себя: «Насколько бесконечна наша Вселенная? Есть ли у нее конкретные пространственные границы, наконец, можно ли найти то место, в котором находится центр Вселенной?»

Что такое Вселенная

Под этим термином принято понимать все разнообразие звезд, которое можно увидеть не только невооруженным глазом, но и при помощи таких, как телескоп. В ее состав входит множество галактик. Поскольку мы не можем пока видеть Вселенную полностью, то и ее границы недоступны для наших глаз. Вполне может оказаться, что она и вовсе бесконечна. Также невозможно определить наверняка ее форму. Чаще всего ее представляют в форме диска, но она вполне может оказаться и шарообразной, и овальной. И не меньше споров возникает вокруг вопроса о том, где находится центр Вселенной.

Где расположен центр Вселенной

Существуют различные теории объяснения этого понятия. Так, можно вспомнить Эйнштейна: согласно ей центром Вселенной может считаться любая точка, относительно которой производятся измерения. За годы существования человечества взгляд на эту проблему претерпел серьезные изменения. Когда-то считалось, что именно Земля - центр Вселенной и всего мироздания. По мнению древних, она должна была иметь плоскую форму и опираться на четырех слонов, которые, в свою очередь, стоят на черепахе. Позже была принята гелиоцентрическая модель, в соответствии с которой центр Вселенной находился на Солнце. И только тогда, когда ученые осознали, что Солнце является всего лишь одной из небесных звезд, причем не самой большой, представления о центре Вселенной пришли к тому виду, какой мы имеем сегодня.

Понятие центра Вселенной в теории Большого взрыва

Так называемая «Теория Большого взрыва» была предложена всему астрономическому сообществу Фредом Хойлом - известным ученым-физиком - как объяснение возникновения Вселенной. На сегодняшний день именно она, пожалуй, наиболее популярна в самых различных кругах. Согласно этой теории, пространство, которое занимает теперь наша Вселенная, возникло в результате очень быстрого, напоминающего взрыв, расширения из ничтожно малого первоначального объема. С одной стороны, по всем человеческим представлениям такая модель должна иметь не только вполне определенные границы, но и центр, который находится в том месте, из которого, собственно, и началось расширение. Но существуют материи, которые людям, живущим в ограниченном просто невозможно себе представить. Так и точка, которая является астрономическим центром пространства, может находится в другом, недоступном нам, измерении.

Исследования телескопа «Хаббл»

Недавно в средствах массовой информации появились сообщения о том, что орбитальный телескоп «Хаббл» сделал серию снимков ядра нашей Вселенной. И был обнаружен некий город в центре Вселенной, от которого веером разбегаются галактики. Подробно исследовать его пока не представляется возможным, поскольку расположен он слишком далеко.

Где бы ни находилась точка астрономического центра нашей Вселенной, мы пока не сможем не только достичь ее, но даже просто увидеть.

Фактически, Аристарх Самосский - Самос был островом около Турции - разработал форму гелиоцентрической системы мира еще примерно в 200 году до н.э. Другие древние цивилизации, в том числе различные мусульманские ученые в 11-м веке, сохраняли одни и те же убеждения, которые построены на работе Аристарха и европейских ученых в Средневековой Европе.

В 16-м веке астроном Николай Коперник изобрел свою версию гелиоцентрической системы мира. Как и другие до него, Коперник опирался на работу Аристарха, упоминая греческого астронома в своих заметках. Теория Коперника стала настолько известной, что когда большинство людей обсуждают гелиоцентрическую теорию в наши дни, они ссылаются на модель Коперника. Коперник опубликовал свою теорию в своей книге "О вращении небесных сфер" . Коперник поместил Землю в качестве третьей планеты от Солнца, и в его модели обращается вокруг Земли, а не Солнца. Коперник также выдвинул гипотезу, что звезды не движутся по орбитам вокруг Земли; Земля вращается вокруг своей оси, что заставляет звезды выглядеть, как будто они движутся по небу. Через применение геометрии он смог превратить гелиоцентрическую систему мира из философской гипотезы в теорию, которая проделала очень хорошую работу, прогнозируя движение планет и других небесных тел.

Единственная проблема, стоявшая перед гелиоцентрической системой мира, была в том, что Римская Католическая Церковь, очень могущественная организация во времена Коперника, считала ее еретической. Это возможно было одной из причин, почему Коперник не публиковал свою теорию до тех пор, пока он не был на смертном одре. После смерти Коперника Римская Католическая Церковь работала еще усерднее, чтобы подавить гелиоцентрическую точку зрения. Церковь арестовала Галилео за поддержку еретической гелиоцентрической модели и держала его под домашним арестом в течение последних восьми лет его жизни. Примерно в то же время, когда Галилео создал телескоп, астроном Иоганн Кеплер совершенствовал гелиоцентрическую систему мира и пытался доказать ее с помощью вычислений.

Хотя ее прогресс был медленным, гелиоцентрическая система мира наконец заменила геоцентрическую систему мира. Хотя появилось новое доказательство, некоторые начали задавать вопросы, на самом ли деле Солнце являлось центром Вселенной. Солнце не было геометрическим центром орбит планет, а центр гравитации тоже не совсем в центре Солнца. То, что это означает, хотя дети в школах учат, что гелиоцентризм - это правильная модель вселенной, астрономы используют и тот и другой вид Вселенной в зависимости от того, что они изучают, и какая теория делает их вычисления более простыми.

Презентация на тему "Модели Вселенной" по астрономии в формате powerpoint. Рассказывает о том, что такое Вселенная и какой представляли себе Вселенную наши предки. Автор презентации: учитель Дырова Л.Б.

Фрагменты из презентации

Система мира Анаксимандра

• Плоская Земля
• Планеты
• Солнце
• Звезды
• Внешний огонь

Пифагор Самосский (ок. 580 - 500 гг. до н. э.)

Высказал мысль о том, что Земля, как и другие небесные тела, имеет форму шара. В центре мира в этой модели помещалась Земля, вокруг нее вращались сферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера и Сатурна. Дальше всех находилась сфера неподвижных звезд.

Евдокс Книдский (ок. 408 - 355 гг. до н. э.)

Первую теорию строения мира, объясняющую прямое и попятное движение планет, создал греческий философ Евдокс Книдский.

Аристотель

Аристотель считал, что центром Вселенной является Земля, а Солнце и все остальные планеты вращаются вокруг нее.

Аристарх Самосский (320 – 250 гг. до н.э.)

Считал, что центром Вселенной является не Земля, а Солнце; Земля и другие планеты движутся вокруг него. К сожалению, эти гениальные догадки были в то время отвергнуты и забыты.

Клавдий Птолемей (127-145 гг. н.э.)

Его геоцентрическая система стала абсолютной истиной для западного христианского мира вплоть до 15-го столетия, когда была вытеснена гелиоцентрической системой, разработанной великим польским астрономом Николаем Коперником.

Почему система Птолемея господствовала в науке 13 веков?

Она позволяла определить и предсказывать расположение небесных тел в тот или иной момент.

Николай Коперник (1473-1543).

Пришел к выводу, что не Земля, а Солнце должно быть неподвижным центром Вселенной Великий польский астроном Николай Коперник.

Гелиоцентрическая система в варианте Коперника может быть сформулирована в семи утверждениях:

• Орбиты и небесные сферы не имеют общего центра.
• Центр Земли - не центр Вселенной.
• Все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира.
• Расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами.
• Суточное движение Солнца - воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе.
• Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) - не более чем эффект движения Земли.

Джордано Бруно

Бруно высказывал ряд догадок, опередивших эпоху и обоснованных лишь последующими астрономическими открытиями: о бесконечности Вселенной, о том, что звёзды - это далёкие солнца, о существовании неизвестных в его время планет в пределах нашей Солнечной системы, о том, что во Вселенной существует бесчисленное количество тел, подобных нашему Солнцу.

Был осуждён католической церковью за свободомыслие как еретик и сожжён. Спустя три столетия, в 1889 году на месте казни в честь Джордано Бруно был воздвигнут памятник. Однако, даже спустя четыреста лет, глава Римско-Католической Церкви отказался рассмотреть вопрос о его реабилитации.

Галилей

Галилей был первым ученым, исследовавшим космос с помощью телескопа. В 1609 году итальянец сделал ряд важнейших астрономических открытий, подтверждавших теорию Коперника о том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. За это утверждение в 1663 году Галилей был осужден инквизицией как еретик. Астроном был вынужден отказаться от своих утверждений об устройстве солнечной системы и девять лет, до своей смерти, находился под домашним арестом. В 1992 году специальная комиссия, созданная Папой Иоанном Павлом II, реабилитировала ученого и признала суд над ним "трагической ошибкой".

Галилей решается публично отречься от веры, произнеся однако свою самую известную фразу: «Eppur si muove» («И все-таки она вертится!»), фразу, которая будет стоить ему жизни.