Världens geocentriska system (från andra grekiska Γῆ, Γαῖα - Jorden) är en idé om universums struktur, enligt vilken den centrala positionen i universum upptas av den orörliga jorden , runt vilken den Solen , månen , planeterna och stjärnorna kretsar . Det uppstod först i antikens Grekland , var grunden för antik och medeltida astronomi och kosmologi. Ett alternativ till geocentrism är det heliocentriska systemet i världen , som var föregångaren till moderna kosmologiska modeller av universum .
Det är nödvändigt att skilja mellan världens system och referenssystemet .
En geocentrisk referensram är helt enkelt en referensram där ursprunget är beläget i jordens centrum. Motsvarande medlem av USSR Academy of Sciences M. F. Subbotin noterade att det geocentriska referenssystemet " används i astronomi även nu. Låt oss komma ihåg att våra astronomiska årsböcker inte anger jordens koordinater i förhållande till solen, utan koordinaterna för solen som rör sig runt jorden, eftersom det är bekvämare för astronomer ” [1] .
Världens geocentriska system är en representation av universums struktur. I ordets snäva bemärkelse ligger det i det faktum att universum är begränsat, och jorden är orörlig i dess centrum. Ibland i historien fanns det en variant där jorden ligger i världens centrum , men roterar runt sin axel på en dag. Det geocentriska systemet i världen kan betraktas i vilket referenssystem som helst, inklusive det heliocentriska, där solen är vald som ursprung för koordinater.
Sedan urminnes tider har jorden ansetts vara universums centrum. Samtidigt antogs närvaron av universums centrala axel och asymmetri "top-bottom". Jorden hölls från att falla av någon form av stöd, som i tidiga civilisationer ansågs vara något slags gigantiska mytiska djur (sköldpaddor, elefanter, valar). "Filosofins fader" Thales från Miletus såg ett naturligt objekt som detta stöd - haven. Anaximander från Miletus föreslog att universum är centralt symmetriskt och inte har någon föredragen riktning. Därför har jorden, som ligger i mitten av kosmos , ingen anledning att röra sig i någon riktning, det vill säga den vilar fritt i universums centrum utan stöd. Anaximanders elev Anaximenes följde inte sin lärare, och trodde att jorden hölls från att falla av tryckluft. Anaxagoras var av samma åsikt . Anaximanders uppfattning delades av pytagoreerna , Parmenides och Ptolemaios . Demokritos position är inte klar : enligt olika vittnesmål följde han Anaximander eller Anaximenes .
Anaximander ansåg att jorden hade formen av en låg cylinder med en höjd som är tre gånger mindre än basens diameter. Anaximenes, Anaxagoras, Leucippus ansåg att jorden var platt, som en bordsskiva. Ett fundamentalt nytt steg gjordes av Pythagoras , som föreslog att jorden har formen av en boll . I detta följdes han inte bara av pytagoreerna , utan också av Parmenides , Platon , Aristoteles . Så här uppstod den kanoniska formen av det geocentriska systemet, som sedan aktivt utvecklades av antika grekiska astronomer: den sfäriska jorden är i centrum av det sfäriska universum; den synliga dagliga rörelsen av himlakropparna är en återspegling av kosmos rotation runt världsaxeln.
När det gäller armaturernas ordning ansåg Anaximander stjärnorna som ligger närmast jorden, följt av månen och solen. Anaximenes föreslog först att stjärnorna är de objekt längst bort från jorden, fixerade på det yttre skalet av kosmos. I detta följde alla efterföljande vetenskapsmän honom (med undantag för Empedocles , som stödde Anaximander ). En åsikt uppstod (troligtvis för första gången bland Anaximenes eller pytagoreerna ) att ju längre varvtiden för ljuset i himmelssfären är, desto högre är den. Således visade sig ordningen på armaturerna vara följande: Månen , Solen , Mars , Jupiter , Saturnus , stjärnor . Merkurius och Venus ingår inte här , eftersom grekerna hade oenighet om dem: Aristoteles och Platon placerade dem omedelbart efter solen, Ptolemaios - mellan månen och solen. Aristoteles ansåg att det inte finns något ovanför fixstjärnornas sfär, inte ens rymden, medan stoikerna trodde att vår värld är nedsänkt i oändligt tomrum; atomister , efter Demokritos , trodde att bortom vår värld (begränsad av sfären av fixstjärnor) finns det andra världar. Denna åsikt stöddes av epikureerna , det uttalades livligt av Lucretius i dikten " Om tingens natur ".
Forntida grekiska vetenskapsmän underbyggde emellertid jordens centrala position och orörlighet på olika sätt. Anaximander , som redan nämnts, pekade ut kosmos sfäriska symmetri som orsaken. Han fick inte stöd av Aristoteles , som lade fram ett motargument som senare tillskrivs Buridan : i detta fall måste personen i mitten av rummet där det finns mat nära väggarna dö av hunger (se Buridans åsna ). Aristoteles själv underbyggde geocentrismen på följande sätt: Jorden är en tung kropp, och universums centrum är en naturlig plats för tunga kroppar; som erfarenheten visar faller alla tunga kroppar vertikalt, och eftersom de rör sig mot världens centrum är jorden i centrum. Dessutom förkastades jordens omloppsrörelse (som antogs av Pythagoras Philolaus ) av Aristoteles med motiveringen att den skulle leda till en parallaktisk förskjutning av stjärnorna, vilket inte observeras.
Ett antal författare ger andra empiriska argument. Plinius den äldre , i sitt uppslagsverk Natural History, motiverar jordens centrala position med jämlikheten mellan dag och natt under dagjämningarna och med det faktum att under dagjämningen observeras soluppgång och solnedgång på samma linje, och soluppgången den sommarsolståndet är på samma linje., vilket är solnedgången på vintersolståndet . Ur astronomisk synvinkel är alla dessa argument naturligtvis ett missförstånd. Något bättre är argumenten som Cleomedes ger i läroboken "Lectures on Astronomy", där han underbygger jordens centralitet från motsatsen. Enligt hans åsikt, om jorden befann sig öster om universums centrum, skulle skuggorna i gryningen vara kortare än vid solnedgången, himlakropparna vid soluppgången skulle verka större än vid solnedgången, och varaktigheten från gryning till middag skulle vara mindre än från middag till solnedgång. Eftersom allt detta inte observeras kan jorden inte förskjutas öster om världens centrum. På samma sätt är det bevisat att jorden inte kan förskjutas västerut.
Vidare, om jorden var belägen norr eller söder om centrum, skulle skuggorna vid soluppgången sträcka sig i norr respektive söder. Dessutom, vid gryningen på dagjämningarna, är skuggorna riktade exakt i riktning mot solnedgången på dessa dagar, och vid soluppgången på sommarsolståndet pekar skuggorna mot solnedgångspunkten på vintersolståndet. Det indikerar också att jorden inte är förskjuten norr eller söder om mitten. Om jorden var högre än mitten, kunde mindre än hälften av himlen observeras, inklusive mindre än sex zodiakens tecken; som en konsekvens skulle natten alltid vara längre än dagen. På samma sätt är det bevisat att jorden inte kan placeras under världens centrum. Det kan alltså bara vara i centrum. Ungefär samma argument till förmån för jordens centralitet ges av Ptolemaios i Almagest , bok I. Naturligtvis bevisar Cleomedes och Ptolemaios argument bara att universum är mycket större än jorden, och därför är de också ohållbara.
Ptolemaios försöker också rättfärdiga jordens orörlighet ( Almagest , bok I). För det första, om jorden förskjuts från mitten, då skulle effekterna som just beskrivits observeras, och om de inte är det, är jorden alltid i centrum. Ett annat argument är vertikaliteten hos fallande kroppars banor. Avsaknaden av axiell rotation av jorden Ptolemaios motiverar följande: om jorden roterade, då "... alla föremål som inte vilar på jorden borde tyckas göra samma rörelse i motsatt riktning; varken moln eller andra flygande eller svävande föremål kommer någonsin att ses röra sig österut, eftersom jordens rörelse mot öster alltid kommer att kasta bort dem, så att dessa föremål kommer att se ut att röra sig västerut, i motsatt riktning." Inkonsekvensen i detta argument blev tydlig först efter upptäckten av mekanikens grunder.
Den största svårigheten för den antika grekiska astronomi var den ojämna rörelsen av himmelkropparna (särskilt planeternas bakåtrörelser ), eftersom de i den pytagoreisk-platonska traditionen (som Aristoteles till stor del följde) ansågs vara gudar som bara borde göra enhetliga rörelser. För att övervinna denna svårighet skapades modeller där de komplexa skenbara rörelserna hos planeterna förklarades som ett resultat av tillägget av flera enhetliga cirkulära rörelser. Den konkreta förkroppsligandet av denna princip var teorin om homocentriska sfärer av Eudoxus - Callippus, stödd av Aristoteles , och teorin om epicykler av Apollonius av Perga , Hipparchus och Ptolemaios . Den senare tvingades dock att delvis överge principen om enhetliga rörelser, och introducerade teorin om excentricitetsbisektion och ekvantmodellen .
Det mest vetenskapligt utvecklade landet i början av medeltiden var Bysans , som fram till 700-talet inkluderade Alexandria , centrum för hellenistisk vetenskap, inklusive astronomi. Från VI-talet i Bysans fick en bred distribution av köpmannens bok Cosmas Indikopleustus " kristen topografi ", där (i enlighet med traditionen av antiokisk teologi ) det geocentriska systemet i världen förkastades och teorin om en sfärisk jord förlöjligades . Men från och med 800-talet började populariteten för Cosmas antivetenskapliga åsikter minska. Grunderna för det geocentriska systemet återspeglades i ett antal verk av encyklopedisk karaktär: "Exakt utläggning av den ortodoxa tron" av Johannes av Damaskus (VIII-talet), "Myriobiblion" av patriarken Photius (IX-talet), "On All Science" . (De Omnifaria Doctrina)" av Michael Psellos (XI c.), "On Nature" av Simeon Seth (XI-talet) och några andra [2] . Genom Bysans trängde grundidéerna i den antika kosmologin in i andra ortodoxa länder, inklusive Ryssland [3] . Därefter skrevs mer professionella skrifter om kosmologiska ämnen i Bysans. Sådan, till exempel, är avhandlingen av Theodore Metochites "General Introduction to the Science of Astronomy" (första hälften av 1300-talet), som var en sammanfattning av grunderna för geocentrisk kosmologi, enligt bok I av Ptolemaic Almagest .
Bysantinska forskare nådde dock aldrig samma nivå av behärskning av den matematiska apparaten för teorin om epicykler som astronomerna i Indien och islamiska länder. Till skillnad från västerländska skolastiker, övervägde inte bysantinska filosofer nya kosmologiska hypoteser som gick utöver Aristoteles naturfilosofi .
Tillbaka på 8:e - tidigt 900-tal översattes Aristoteles och Ptolemaios huvudverk till arabiska, innehållande de fysiska grunderna och den matematiska apparaten för världens geocentriska system. Från och med Al-Battani blev den ptolemaiska teorin om epicykler, kombinerad med teorin om kapslade sfärer, med vilken avstånden till planeterna beräknades, grunden för matematisk astronomi i islams länder. En detaljerad presentation av den matematiska apparaten för Ptolemaios teori finns i verk av kanon Mas'ud al-Biruni (X-XI århundraden) och Astronomical Memoir of Nasir ad-Din at-Tusi (XIII-talet).
Efter grekerna trodde astronomer från öst att avståndet till planeten bestäms av den sideriska perioden för dess rörelse: ju längre från jorden planeten är, desto längre blir den sideriska perioden. Enligt teorin om kapslade sfärer är det maximala avståndet från jorden till var och en av planeterna lika med det minsta avståndet till den näst längsta planeten. Problemet med detta schema var förknippat med solen, Merkurius och Venus, eftersom dessa armaturer hade samma rörelseperioder i zodiaken, lika med ett år. Astronomen Jabir ibn Aflah ( Andalusien , 1100-talet) ifrågasatte Ptolemaios åsikt att Merkurius och Venus ligger mellan månen och solen. Jabir ibn Aflah ansåg att de horisontella parallaxerna av Merkurius och Venus inte kan observeras tyder på att de är belägna längre än solen [4] .
Under 1100- och början av 1200-talet kom arabiska filosofer och matematiker i Andalusien till slutsatsen att teorin om epicykler stred mot grundprinciperna i Aristoteles naturfilosofi. Dessa forskare var övertygade om att teorin om epicykler, trots alla dess fördelar ur en matematisk synvinkel, inte överensstämmer med verkligheten, eftersom förekomsten av epicykler och excentriska deferenter motsäger Aristoteles fysik , enligt vilken det enda rotationscentrumet för himlakroppar kan bara vara världens centrum, sammanfallande med jordens centrum. Grundaren av denna rörelse (ibland kallad "det andalusiska upproret" [5] ) var Muhammad ibn Baja , känd i Europa som Avempats (d. 1138), arbetet fortsattes av hans elev Muhammad ibn Tufayl (ca 1110-1185) och eleverna i den sista Hyp ad-Din al-Bitruji (d. ca. 1185 eller 1192) och Averroes . Kulmen på den "andalusiska revolten" var skapandet av en ny version av teorin om homocentriska sfärer av al-Bitruji [6] . Men al-Bitrujis teori var helt i strid med observationer och kunde inte bli grunden för astronomi.
Från och med ibn al-Haytham (1000-talet) noterade muslimska astronomer en annan, rent fysisk, svårighet i Ptolemaios teori . Enligt teorin om kapslade sfärer , som utvecklades av Ptolemaios själv, representerades rörelsen av epicykelns centrum längs den deferenta som rotationen av någon materiell sfär. Det är dock omöjligt att föreställa sig rotationen av en stel kropp runt en axel som går genom dess centrum, så att rotationshastigheten är konstant i förhållande till någon punkt utanför rotationsaxeln [7] .
För att övervinna denna svårighet utvecklade astronomerna i islams länder ett antal modeller av planeternas rörelse, som förblev inom ramen för geocentrism, men var alternativa till den ptolemaiska. De första av dem utvecklades under andra hälften av 1200-talet av astronomer från det berömda Maraga-observatoriet , på grund av vilket alla aktiviteter för att skapa icke-ptolemaiska planetteorier ibland kallas "Maraga-revolutionen". Dessa astronomer inkluderade Nasir al-Din al-Tusi , Qutb al-Din ash-Shirazi , Mu'ayyad al-Din al-Urdi och andra. Denna aktivitet fortsattes av östliga astronomer från en senare tid [8] : Muhammad ibn ash-Shatir (Syrien, XIV-talet), Jamshid Giyas ad-Din al-Kashi Ala ad-Din Ali ibn Muhammad al-Kushchi (Samarkand, XV-talet ). ), Muhammad al-Khafri (Iran, XVI-talet) och andra.
Enligt dessa teorier såg rörelsen runt den punkt som motsvarar den ptolemaiska ekvanten enhetlig ut, men istället för ojämn rörelse längs en cirkel (som var fallet med Ptolemaios) rörde sig den genomsnittliga planeten längs en kombination av enhetliga rörelser längs flera cirklar [9 ] [10] [11] [ 12] [13] [14] [15] . Eftersom var och en av dessa rörelser var enhetliga, modellerades den genom rotation av solida sfärer, vilket eliminerade motsättningen mellan den matematiska teorin om planeter och dess fysiska grund. Å andra sidan behöll dessa teorier noggrannheten i Ptolemaios teori, eftersom rörelsen sett från ekvanten fortfarande såg enhetlig ut och den resulterande rumsliga banan för den genomsnittliga planeten praktiskt taget inte skilde sig från en cirkel.
Sedan slutet av det första årtusendet e.Kr. e. världens geocentriska system (genom vetenskapsmän från islamiska länder) blir känt för judar och, trots motstånd från anhängare av traditionella talmudiska idéer om en platt jord, vinner gradvis mark bland judiska vetenskapsmän. En detaljerad beskrivning och propaganda av Aristoteles kosmologiska åsikter finns i Guide of the Perplexed av Moses Maimonides . Maimonides deltog också i det "andalusiska upproret" av arabiska vetenskapsmän mot teorin om Ptolemaios . Maimonides förnekade epicyklerna fysisk existens och föredrog en annan modifiering av det geocentriska systemet, där himlakropparna rör sig i cirklar runt jorden tillsammans med de fasta sfärerna som bär dem, men dessa sfärers centrum är förskjutet i förhållande till jorden. Men i slutändan fann Maimonides denna teori lika otillfredsställande, eftersom excentriker inte är mindre i strid med den aristoteliska fysiken än epicykler. Han fann också teorin om homocentriska sfärer oacceptabel, eftersom den inte kunde förklara oregelbundenhet i planeternas rörelse. Maimonides uteslöt inte alls att mänsklig förståelse inte räcker för att förstå universums struktur [16] .
Medeltidens enastående astronom var Levi ben Gershom , eller Gersonides, som levde i slutet av 1200-talet - första hälften av 1300-talet i Provence . Medan han förblev en anhängare av geocentrism, förkastade Gersonides både Al-Bitrujas teori om homocentriska sfärer och Ptolemaios teori om epicykler . Samtidigt vägleddes han inte bara av astronomiska, utan också av naturfilosofiska argument [17] [18] . Enligt hans åsikt måste teorin om planetrörelsen byggas utifrån den excentriska modellen.
I Gersonides teori är de himmelska sfärerna excentriska. Detta gjorde att de inte kunde sitta tätt mot varandra. Enligt Gersonides är de åtskilda av lager av vätska, som var resterna av den primära materia från vilken Gud skapade världen. Hastigheten för det kosmiska vätskeflödet förändras i rymden på ett sådant sätt att det mellan två sfärer som tillhör olika planeter fanns ett lager där flödeshastigheten är lika med noll [19] . Baserat på den lag han införde för att ändra hastigheten på flödet av kosmisk vätska med avstånd, utvecklade Gersonides en metod för att beräkna kosmiska avstånd. Enligt hans uppskattning är fixstjärnornas sfär 157 biljoner jordradier från oss , vilket är cirka 100 tusen ljusår . Detta var den största uppskattningen av världens storlek som gavs under medeltiden.
Gersonides förkastade Aristoteles idéer om de naturliga platserna för tunga och lätta kroppar, som tjänade på medeltiden som ett fysiskt skäl för geocentrism. Den naturliga platsen för ett element, i Gersonides terminologi, är bara en plats som ligger under alla de lättare elementen som omger det, och framför allt de tyngre. Jorden är i världens centrum, inte för att den är dess naturliga plats där, utan helt enkelt för att den är tyngre än alla kroppar runt omkring den. I allmänhet rör sig vilken kropp som helst upp om den är omgiven av tyngre kroppar, och ner om den är omgiven av lättare kroppar [20] [21] .
De viktigaste källorna till kosmologisk kunskap i det tidiga medeltida Europa var verk av antika romerska popularisatorer - Plinius , Marcianus Capella , Macrobius , Chalcidia . En sammanfattning av det geocentriska systemet finns i encyklopediska skrifter av Isidore av Sevilla (400-600-talen), Beda den ärevördiga (700-800-talen), Rabanus Maurus (800-talet). Under 1100-talets renässans exponerades européer (genom araberna) först för Ptolemaios och Aristoteles kosmologiska skrifter, inklusive Almagest och Avhandlingen om himlen . En populär presentation av geocentrismens grunder fanns i universitetets lärobok för astronomi On the Sphere of Sacrobosco (XIII-talet), en kort (men inte alltid kvalificerad) presentation av teorin om epicykler fanns i olika avhandlingar, gemensamt kända som Planethypoteser .
Europeiska skolastiker var intresserade av samma problem som forskarna i länderna i öst - till exempel verkligheten av förekomsten av epicykler. Vissa skolastiker ( Thomas Aquinas , Jean Buridan ) trodde att epicykler inte var något annat än bekväma matematiska fiktioner, om än användbara för att beräkna planetariska koordinater. På 1300-talet analyserade några av skolastikerna (Buridan, Nicholas Orem , Albert av Sachsen och andra) kosmologiska hypoteser som gick bortom geocentrism: hypotesen om jordens rotation runt sin axel och hypotesen om existensen av många världar [ 22] .
Den matematiska delen av Ptolemaios teori behärskades dock i Europa först under renässansen. I mitten av 1400-talet skrev Georg Purbach en ny lärobok för universitetet , The New Planetary Hypotheses , där han gav en populär men mycket kvalificerad utläggning av teorin om epicykler och teorin om kapslade sfärer. Lite senare publicerade hans student Regiomontanus en avhandling Sammanfattning av Ptolemaios Almagest , som innehåller en tydlig presentation av den matematiska apparatur av Ptolemaios teori. I verk av Purbach och Regiomontanus nådde europeisk astronomi för första gången samma nivå som de medeltida astronomerna i islams länder.
Tillsammans med teorin om Ptolemaios, övervägde europeiska forskare från renässansen andra varianter av det geocentriska systemet. Regiomontanus själv och några andra astronomer försökte blåsa nytt liv i teorin om homocentriska sfärer [23] [24] [25] . I slutet av 1500-talet uppstod en annan sorts geocentrism - Tycho Brahes geo-heliocentriska system av världen , där jorden ansågs vara världens fasta centrum, solen och månen kretsade runt jorden och planeterna runt omkring solen. Det var detta världssystem som blev huvudkonkurrenten till det heliocentriska systemet i Copernicus värld under nästa 1600-tal.
Dessutom, på 1500-talet (till stor del i samband med spridningen av stoikernas naturfilosofi ) blev tanken populär att det inte finns någon skarp gräns mellan sublunar och supralunar världar, som Aristoteles trodde, och himlen är lika subjekt. till föränderlighet som jorden - även om den fortfarande är belägen i mitten av världen [26] [27] [28] . Bland anhängarna av denna synvinkel finns Bernardino Telesio , Hieronymus Munoz , Jean Pena , Tycho Brahe . Munoz, Pena, Brahe förnekade också existensen av de himmelska sfärerna och hänvisade till observationer av kometer och Nya stjärnan 1572 [29] för att bekräfta denna synvinkel .
Under den vetenskapliga revolutionen på 1600-talet övergavs geocentrismen gradvis av vetenskapsmän; världens heliocentriska system etablerades gradvis . De viktigaste händelserna som ledde till förkastandet av det geocentriska systemet var skapandet av den heliocentriska teorin om planetrörelser av Copernicus , de teleskopiska upptäckterna av Galileo och andra astronomer, upptäckten av Keplers lagar och, viktigast av allt, skapandet av klassisk mekanik och upptäckten av lagen om universell gravitation av Newton .
Redan en av de första idéerna mot geocentrism (den heliocentriska hypotesen om Aristarchus från Samos ) ledde till en reaktion från representanter för religiös filosofi: de stoiska Cleanthes krävde att Aristarchus skulle ställas inför rätta för att ha flyttat "Världens centrum" ” från sin plats, vilket betyder jorden; det är dock inte känt om Cleanthes ansträngningar kröntes med framgång. På medeltiden , eftersom den kristna kyrkan lärde ut att hela världen skapades av Gud för människans skull (se Antropocentrism ), anpassades geocentrismen också framgångsrikt till kristendomen . Detta underlättades också av en bokstavlig läsning av Bibeln .
För närvarande finns geocentrism bland vissa konservativa protestantiska grupper (särskilt i USA ) som baserar sin position på en bokstavlig läsning av Bibeln [30] . Vissa andra förespråkare för en bokstavlig läsning av Bibeln ( Flat Earth Society ) hävdar till och med att Bibeln inte stöder det geocentriska systemet (baserat på idén om en sfärisk jord ), utan idén om en platt jord [31] ] [32] [33] .
Vissa islamiska figurer tror att teorin om jordens rörelse strider mot muslimsk doktrin [34] .
I modern judendom är Chabad-rörelsen [35] [36] en aggressiv anhängare av världens geocentriska system .
Enligt en undersökning gjord 2011 av All-Russian Public Opinion Research Center (VTsIOM) tror 32 % av ryssarna att solen kretsar runt jorden [37] . I USA, enligt en undersökning gjord av National Science Foundation 2014, fanns det 26 % av dem [38] .
![]() |
|
---|---|
I bibliografiska kataloger |
Astronomis historia | ||
---|---|---|
forntida period |
| |
Medeltiden |
| |
Bildandet av teoretisk astronomi | ||
1600-talet | Tyngdlagen | |
1700-talet | ||
1800-talet | Upptäckten av Neptunus | |
1900-talet | Hubble-teleskop |
Forntida grekisk astronomi | |
---|---|
Astronomer |
|
Vetenskapliga verk |
|
Verktyg |
|
Vetenskapliga begrepp | |
Relaterade ämnen |