Из истории астрономии

Урок 1-2

Тема: Введение. Из истории астрономии.

Астрономия- наука о Вселенной , изучающая строение , происхождение и развитие небесных тел и систем.

1. Разделы астрономии:

1. Астрометрия– наука об измерении пространства и времени.

2. Теоретическая астрономия –дает методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям , и методы вычисления эфемерид по известным элементам их орбит.

3. Небесная механика- изучает законы движения небесных тел под действием сил всемирного тяготения , определяет массы и форму небесных тел и устойчивость их систем.

4. Астрофизика- изучает строение , физические свойства и химический состав небесных объектов .

5. Звездная астрономия- изучает закономерности пространственного распределения и движения звезд , звездных систем и межзвездной материи.

6. Космогония- рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел

7. Космология- изучает общие закономерности строения и развития Вселенной.

2. Из истории астрономии

1. Аристотель в IV в. до н. э. считал, что Земля находится в центре мира, а Солнце, Луна, звёзды, прикреплены к прозрачным хрустальным сферам и обращаются вокруг неё. Наблюдая затмения Луны, он сделал вывод, что Земля имеет шарообразную форму. Земной мир, по Аристотелю, состоит из земли, воздуха, воды и огня. Небесный мир состоит из особой субстанции — plenea, некоего подобия эфира.

2. Во II в. н. э. александрийский астроном Птолемей на основе идей Аристотеля и других учёных создал геоцентрическую систему мира.

Согласно теории Птолемея, число небесных сфер равно 55. Геоцентрическая система мира не могла объяснить движение планет и ряд других наблюдаемых явлений.

3. Н. Коперник в 1543 г. издал книгу «Об обращении небесных кругов», в которой показал, что движение небесных тел легко объяснить на основе гелиоцентрической системы мира, согласно которой Солнце находится в центре мира. Коперником и его учениками были сделаны расчёты будущих положений небесных тел, которые оказались достаточно точными.

Учение Коперника было отвергнуто католической церковью, которая видела в нём противоречие с Библией, в которой утверждалось, что в центре Вселенной находится человек.

4. Джордано Бруно добавил к учению Коперника ряд новых идей. Согласно Бруно, во Вселенной много систем подобных солнечной. Вокруг звёзд обращаются планеты. Звёзды рождаются и погибают, так что жизнь во Вселенной бесконечна.

Джордано Бруно был объявлен еретиком, несколько лет скрывался, инквизиция обманом заманила его в Италию. От Джордано Бруно потребовали отречься от своих взглядов, но он продолжал настаивать на справедливости своих идей и 17 февраля 1600 г. был казнен в Риме. Эта казнь не только не остановила распространения идей Бруно, но, наоборот, вызвала большой общественный интерес к ним.

5. В 1557 г. датский астроном Тихо Браге обнаружил ошибки в вычислениях Коперника. В 1577 г. он вычислил положение комет. Полученные им результаты противоречили и теории Птолемея, согласно которой кометы появляются в пустом пространстве между Луной и Землей.

Тихо Браге создал планетную систему, составил большой каталог неподвижных звёзд. Для помощи в вычислениях он пригласил Иоганна Кеплера, поставил перед ним задачу определения траектории планет.

6. После смерти Тихо Браге Иоганн Кеплер продолжил работу по анализу огромного количества результатов наблюдений, которые ему оставил Браге.

В 1619 г. он опубликовал работу, в которой были сформулированы три знаменитых закона (законы Кеплера).

7. 10 ноября 1619 г. в Баварии Рене Декарт принял решение создать аналитическую геометрию и использовать математические методы в философии. Главный принцип своей философии он выразил следующим широко известным афоризмом: «Я мыслю, следовательно, я существую».

Любые высказываемые идеи, по Декарту, верны, если они ясны и определённы. Он рассматривал всю Вселенную как механизм. Бог создал материю и наделил её движением, после этого мир стал развиваться по законам механики. Из мира, состоящего из материальных частиц, Декарт создал Вселенную Коперника такой, какой мы её наблюдаем. Итак, к середине XVI в. Вселенная из замкнутой превратилась в открытую, в основном, пустую, в которой частицы движутся и сталкиваются, а между двумя столкновениями движутся с постоянной скоростью.

8. В 1632 г. итальянский учёный Галилео Галилей выпустил книгу «Диалог о двух главнейших системах мира — Птолемеевой и Коперниковой».

В этой книге гелиоцентрическая система Коперника явно побеждала геоцентрическую систему Птолемея. Сам Галилей был сторонником гелиоцентрической системы, так как его наблюдения за Солнцем, Луной, Венерой и Юпитером при помощи созданного им телескопа показали наличие спутников у Юпитера, существование фаз у Венеры подобно лунным, и то, что Солнце вращается вокруг оси. Все его наблюдения показывали, что Земля не обладает особыми преимуществами, а ведёт себя так же, как и другие планеты.

Галилея вызвали на суд инквизиции, где под страхом пыток и казни, он отрёкся от «ереси», над ним был установлен строгий надзор, и он уже не мог заниматься исследованиями. (В 1982 г. папа римский Иоанн Павел признал ошибку церкви и снял с Галилея все обвинения.)

9. Окончательное торжество гелиоцентрической системы наступило после открытия И. Ньютоном закона всемирного тяготения. На основании этого закона можно было вывести законы Кеплера, дать точное описание движения небесных тел.

10. Но, несмотря на стройность и аргументированность теории Ньютона, существовало явление, подтверждающее сомнения относительно суточного вращения Земли. Если бы Земля вращалась, то положение звёзд должно было бы изменяться . Однако казалось, что изменений нет. Первое экспериментальное доказательство движения Земли вокруг Солнца было сделано в 1725 г. английским астрономом Джеймсом Брадлеем. Он обнаружил смещение звёзд. Звёзды смещаются от среднего положения на 20" в направлении вектора скорости Земли (явление аберрации света).

В 1837 г. российский астроном В.Я. Струве измерил годичный параллакс звезды Вега, что позволило определить скорость вращения Земли.

В настоящее время ни у кого не вызывает сомнений факт вращения Земли вокруг собственной оси и её вращение вокруг Солнца. На основании этих фактов объясняются многие явления происходящие на Земле.

11. Самое активное развитие астрономии приходится на ХХ в. Этому способствовало создание оптических и радиотелескопов с высоким разрешением, а также возможность исследований с искусственных спутников Земли, которые позволили проводить наблюдения вне атмосферы.

Именно в ХХ в. был открыт мир галактик. Исследование спектров галактик позволило Э. Хабблу (1929) обнаружить общее расширение Вселенной, предсказанное А.А. Фридманом (1922) на основе теории тяготения А. Эйнштейна. Были открыты новые виды космических тел: радиогалактики, квазары, пульсары и др.

Также были разработаны основы теории эволюции звёзд и космогонии Солнечной системы. Крупнейшим достижением астрофизики ХХ в. стала релятивистская космология — теория эволюции Вселенной в целом.

Отто Юльевич Шмидт (1891 — 1956) — российский учёный, государственный деятель, один из организаторов освоения Северного морского пути.

Являлся организатором и руководителем многих экспедиций на Северный полюс, в частности, экспедиций на «Седове» (1929 — 1930), «Сибирякове» (1932), «Челюскине» (1933 — 1934), воздушной экспедиции по организации дрейфующей станции «СП-1» (1937).

Разрабатывал космогоническую гипотезуобразования тел Солнечной системы в результате конденсации околосолнечного газово-пылевого облака. Труды по высшей алгебре (теории групп).

В 1935 г. О.Ю. Шмидт был избран академиком, с 1935 по 1942 гг. являлся вице-президентом АН СССР.

В 1937 г. был удостоен звания Герой Советского Союза. В 1932 — 1939 гг. был начальником Главсевморпути. Огромной заслугой О.Ю. Шмидта было создание Большой Советской Энциклопедии, основателем и главным редактором которой он был с 1924 по 1942 гг.

Фред Хойл (Hoyle) (р. 1915 г) — английский астрофизик.

Труды по звёздной и планетной космогонии, теории внутреннего строения и эволюции звёзд, космологии.

Хойл является автором многих научно-фантастических произведений.