✖


Jump to content

Неподвижные звезды

(Перенаправлено из Сферы неподвижных звезд )
Чтобы узнать о группе, см. Неподвижные звезды (группа) .
Звезды на ночном небе кажутся прикрепленными к темному фону Небесного купола .
Кеплер, Иоганнес. Mysterium Cosmographicum , 1596. Гелиоцентрическая интерпретация космоса Кеплером, содержащая самый внешний «звездный фиксатор сферы» или сферу неподвижных звезд.

В астрономии неподвижные звезды ( лат . stellae fixae ) — это светящиеся точки, в основном звезды , которые кажутся неподвижными относительно друг друга на фоне темноты ночного неба . Это контрастирует с огнями, видимыми невооруженным глазом , а именно с планетами и кометами , которые кажутся медленно движущимися среди этих «неподвижных» звезд.

Неподвижные звезды включают в себя все звезды, видимые невооруженным глазом, кроме Солнца , а также слабую полосу Млечного Пути . Из-за того, что при взгляде невооруженным глазом они напоминают звезды, немногие видимые отдельные туманности и другие объекты глубокого космоса также причисляются к неподвижным звездам. При оптимальных условиях невооруженным глазом видно около 6000 звезд.

Термин «неподвижные звезды» является неправильным , поскольку эти небесные объекты на самом деле не неподвижны по отношению друг к другу или к Земле. Из-за огромного расстояния от Земли эти объекты движутся по небу настолько медленно, что изменение их относительного положения почти незаметно в человеческих масштабах времени, за исключением тщательного изучения с помощью современных инструментов , таких как телескопы , которые могут выявить их собственные движения. . Следовательно, их можно считать «фиксированными» для многих целей, таких как навигация , составление карт звезд , астрометрия и хронометрирование .

Из-за больших расстояний объектов астрономических человеческое зрение неспособно воспринимать трехмерную глубину космического пространства , создавая впечатление, что все звезды и другие внесолнечные объекты находятся на равном расстоянии от наблюдателя. Исторически сложилось так, что неподвижные звезды часто считались прикрепленными к гигантской небесной сфере или небосводу , которая ежедневно вращается вокруг Земли, и поэтому она была известна как «сфера неподвижных звезд», которая действовала как предполагаемый предел всей Вселенной. . На протяжении многих веков термин « неподвижные звезды» был синонимом этой небесной сферы.

Люди во многих культурах воображали, что самые яркие звезды образуют созвездия , которые представляют собой видимые изображения на небе, кажущиеся постоянными, а также считающимися неподвижными . Таким образом, созвездия использовались на протяжении веков и используются до сих пор для определения областей ночного неба как профессиональными , так и астрономами -любителями астрономами .

Астрономические модели, включающие неподвижные звезды.

[ редактировать ]

Пифагорейцы

[ редактировать ]

Пифагорейские философы придерживались различных взглядов на структуру Вселенной, но каждая из них включала в качестве границы сферу неподвижных звезд. Филолай (ок. 5 в. до н.э.) предложил вселенную, в центре которой находился центральный огонь , невидимый для человека. Все планеты, Луна, Солнце и звезды вращались вокруг этого центрального огня, причем Земля была ближайшим к нему объектом. [ 1 ] В этой системе звезды содержатся в самой дальней сфере, которая также вращается, но слишком медленно, чтобы можно было наблюдать движение. Вместо этого движение звезд объясняется движением Земли вокруг центрального огня. [ 1 ]

Другой пифагорейец, Экфантос Сиракузский (ок. 400 г. до н.э.), предложил систему, очень похожую на систему Филолая, но без центрального огня. Вместо этого этот космос был сосредоточен на Земле, которая оставалась неподвижной, но вращалась вокруг своей оси, в то время как Луна, Солнце и планеты вращались вокруг нее. [ 1 ] Последней границей этой системы была неподвижная сфера из звезд, и считалось, что воспринимаемое движение звезд вызвано вращением Земли. [ 1 ]

Платон

[ редактировать ]

Вселенная Платона (ок. 429–347 гг. до н. э.) была сосредоточена на полностью неподвижной Земле, состоящей из ряда концентрических сфер. Внешняя сфера этой системы состояла из огня и содержала все планеты (в число которых, по Платону, входили Луна и Солнце). Самая внешняя часть этой сферы была местом расположения звезд. [ 2 ] Эта огненная сфера вращалась вокруг Земли, увлекая за собой звезды. Вера в то, что звезды закреплены на своем месте в сфере огня, имела огромное значение для всей системы Платона. Положение звезд использовалось в качестве ориентира для всех небесных движений и использовалось для создания идей Платона о планетах, обладающих множественным движением. [ 3 ]

Евдокс Книдский

[ редактировать ]

Евдокс , ученик Платона, родился около 400 г. до н.э. [ 4 ] Математик и астроном, он создал одну из самых ранних сфероцентрических моделей планетных систем, основываясь на своем опыте математика. Модель Евдокса была геоцентрической: Земля представляла собой неподвижную сферу в центре системы, окруженную 27 вращающимися сферами. [ 4 ] В самой дальней сфере находились звезды, которые, как он заявил, были закреплены внутри сферы. Таким образом, хотя звезды и перемещались вокруг Земли по сфере, которую они занимали, сами они не двигались и поэтому считались неподвижными. [ 5 ]

Аристотель

[ редактировать ]

Аристотель , живший с 384 по 322 год до нашей эры. [ 4 ] изучал и публиковал идеи, аналогичные идеям Платона и основанные на системе Евдокса, но он усовершенствовал их в своих книгах «Метафизика» и «На небесах», написанных около 350 г. до н.э. [ 4 ] Он утверждал, что все вещи каким-то образом движутся (включая «небесные тела» или планеты), но он отрицает, что движение могло быть вызвано вакуумом, потому что тогда объекты двигались бы слишком быстро и без разумных направлений. [ 4 ] Он заявил, что все что-то двигало, и начал исследовать концепцию, подобную гравитации. Он был одним из первых, кто утверждал (и доказывал), что Земля круглая, опираясь на наблюдения за затмениями и движениями других планет относительно Земли. [ 4 ] Он пришел к выводу, что большинство планет совершают круговое движение .

Его космос был геоцентрическим, с Землей в центре, окруженной слоем воды и воздуха, который, в свою очередь, был окружен слоем огня, который заполнял пространство до тех пор, пока не достиг Луны. [ 5 ] Аристотель также предложил пятый элемент, называемый «эфир», из которого, как предполагается, состоит Солнце, планеты и звезды. [ 4 ] Однако Аристотель считал, что хотя планеты вращаются, звезды все равно остаются неподвижными. Его аргумент заключался в том, что, если такое массивное тело двигалось, обязательно должны быть доказательства, заметные с Земли. [ 6 ] Однако невозможно услышать движение звезд, и при этом они не могут по-настоящему увидеть их движение, поэтому Аристотель заключает, что, хотя они могут смещаться планетами, они не движутся сами. он пишет В книге «О небесах» : «Если бы тела звезд двигались в каком-то количестве воздуха или огня… шум, который они создавали, неизбежно был бы огромным, а раз так, то он достиг бы и разрушил бы предметы здесь, на Земле». земля". [ 7 ] Его теория о том, что звезды могут переноситься, но неподвижны и не движутся и не вращаются автономно, какое-то время была широко принята.

Аристарх Самосский

[ редактировать ]

Аристарх (3 век до н.э.) предложил раннюю гелиоцентрическую вселенную , которая позже вдохновила работу Коперника . В его модели Солнце, совершенно неподвижное, лежало в центре, а все планеты вращались вокруг него. [ 8 ] За планетами находилась сфера неподвижных звезд, также неподвижная. Помимо гелиоцентричности, эта система представляла еще две уникальные идеи: Земля вращалась ежедневно, создавая день, ночь и воспринимаемые движения других небесных тел, а сфера неподвижных звезд на ее границе была очень удалена от ее центра. [ 9 ] Такое огромное расстояние пришлось принять из-за того, что звезды не имели параллакса , что можно объяснить только геоцентризмом или огромными расстояниями, которые создают параллакс, слишком малый для измерения.

Клавдий Птолемей

[ редактировать ]

Птолемей , 100-175 гг. н.э., [ 5 ] обобщил идеи о космосе через свои математические модели и книгу «Математический синтаксис» , более известную как « Альмагест» . [ 4 ] Оно было написано около 150 года нашей эры, и Птолемей заявил, что расположение звезд по отношению друг к другу и расстояния друг от друга остаются неизменными из-за вращения небес. [ 5 ] Он использовал метод затмений для определения расстояний до звезд и рассчитал расстояние до Луны на основе наблюдений параллакса. [ 10 ] Вскоре после этого он написал продолжение под названием « Планетарные гипотезы». [ 10 ]

Птолемей использовал и писал о геоцентрической системе, во многом опираясь на традиционную аристотелевскую физику. [ 10 ] но с помощью более сложных устройств, известных как деферент и эпициклы, он заимствовал из прежних работ геометра Аполлония Пергского и астронома Гиппарха Никейского . [ 11 ] Он заявил, что звезды неподвижны внутри своих небесных сфер, но сами сферы не неподвижны. Таким образом, вращение этих сфер объясняет тонкие движения созвездий в течение года. [ 5 ]

Марсианская часовня

[ редактировать ]

Марсиан Капелла (ок. 410–420) описывает модифицированную геоцентрическую модель, в которой Земля покоится в центре Вселенной и вращается вокруг Луны, Солнца, трех планет и звезд, а Меркурий и Венера вращаются вокруг. Солнце, окруженное сферой неподвижных звезд. [ 12 ] Его модель не получила широкого признания, несмотря на его авторитет; он был одним из первых разработчиков системы семи свободных искусств , тривиума ( грамматики , логики и риторики ) и квадривиума ( арифметики , геометрии , музыки , астрономии ), которые структурировали раннесредневековое образование. [ 13 ] Тем не менее, его единственный энциклопедический труд De nuptiis Philologiae et Mercurii («О браке филологии и Меркурия»), также называемый De septem disciplinis («О семи дисциплинах»), читался, преподавался и комментировался на протяжении всего раннего средневековья. и сформировал европейское образование в период раннего средневековья и Каролингского Возрождения . [ 14 ]

Николай Коперник

[ редактировать ]

Николай Коперник (1473-1543) создал гелиоцентрическую систему, состоящую из орбит, несущих каждое из небесных тел. [ 15 ] Последним шаром в его модели был шар неподвижных звезд. Этот последний шар был самым большим в его космосе как по диаметру, так и по толщине. Этот шар из звезд полностью неподвижен, так как звезды погружены в сферу, а сама сфера неподвижна. [ 15 ] Таким образом, воспринимаемое движение звезд создается ежедневным вращением Земли вокруг своей оси.

Тихо Браге

[ редактировать ]

Тихо Браге (1546-1601) Систему Вселенной назвали «геолиоцентрической» из-за ее двойственной структуры. [ 9 ] В его центре находится неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Луна и Солнце. Затем планеты вращаются вокруг Солнца, а оно вращается вокруг Земли. За всеми этими небесными телами находится сфера неподвижных звезд. [ 16 ] Эта сфера вращается вокруг неподвижной Земли, создавая ощущение движения звезд на небе. [ 16 ] Эта система имеет интересную особенность: Солнце и планеты не могут содержаться в твердых орбитах (их орбиты будут сталкиваться), но тем не менее звезды представляются заключенными в фиксированную сферу на границе космоса. [ 16 ]

Иоганнес Кеплер

[ редактировать ]

Иоганн Кеплер (1571–1630) был преданным коперниканецом, следовавшим моделям и идеям Коперника, но развивавшим их. [ 4 ] Он также был помощником Тихо Браге и мог получить доступ к точным измерениям своего покровителя в своей базе данных наблюдений. В книге Кеплера Mysterium Cosmographicum (1596 г.), решительной защите системы Коперника, до сих пор изображено изображение, обозначающее крайнюю небесную сферу как Sphaera Stellar Fixar , что на латыни означает сферу неподвижных звезд, в соответствии с давней верой в такую ​​сферу.

Позднее эта точка зрения была заменена в его книге «Новая астрономия» (1609 г.), где он установил свои законы движения планет . [ 17 ] математическую основу для его собственных таблиц Рудольфина , которые представляют собой рабочие таблицы, на основе которых можно было показать положения планет. [ 10 ] Законы Кеплера стали переломным моментом в окончательном опровержении старых геоцентрических (или птолемеевских) космических теорий и моделей. [ 18 ] что было поддержано первым использованием телескопа его современником Галилео Галилеем , также сторонником Коперника.

Расчетный радиус

[ редактировать ]

Первые греки, как и многие другие древние культуры, представляли небо как гигантскую куполообразную структуру, расположенную всего в нескольких метрах над самыми высокими горами. Миф об Атласе рассказывает, что этот Титан держал на своих плечах все небо. [ 19 ]

Около 560 г. до н.э. Анаксимандр первым представил систему, в которой небесные тела вращались на разных расстояниях. Но он ошибочно полагал, что звезды находятся ближе к Земле (примерно в 9–10 раз больше Земли), чем Луна (в 18–19 раз) и Солнце (в 27–28 раз). [ 20 ] Тем не менее, более поздние пифагорейцы , такие как Филолай около 400 г. до н.э., также представляли вселенную с вращающимися вокруг тел . [ 21 ] таким образом, предполагая, что неподвижные звезды находились, по крайней мере, немного дальше, чем Луна, Солнце и остальные планеты .

Между тем, около 450 г. до н. э. Анаксагор был первым философом, который рассматривал Солнце как огромный объект (больше, чем земля Пелопоннеса). [ 22 ] ), и, следовательно, понять, насколько далеко от Земли он может находиться. Он предположил, что Луна каменистая , поэтому непрозрачная и находится ближе к Земле, чем Солнце, что дало правильное объяснение затмений . [ 23 ] Поскольку Солнце и Луна были задуманы как сферические тела и поскольку они не сталкиваются во время солнечных затмений , это означает, что космическое пространство должно иметь некоторую определенную, неопределенную глубину.

Евдокс Книдский примерно в 380 г. до н.э. разработал геометро-математическую модель движения планет, основанную на (концептуальных) концентрических сферах с центром на Земле. [ 24 ] а к 360 г. до н.э. Платон утверждал в своем «Тимее» , что круги и сферы были предпочтительной формой Вселенной и что Земля находилась в центре, а звезды образовывали внешнюю оболочку, за ней следовали планеты, Солнце и Луна. [ 25 ]

Около 350 г. до н.э. Аристотель модифицировал модель Евдокса, предположив, что сферы материальны и кристалличны. [ 26 ] Ему удалось сформулировать сферы большинства планет, однако сферы Юпитера и Сатурна пересекались. Аристотель решил эту проблему, введя развернутую сферу. С помощью всех этих устройств и даже если предположить, что планеты были звездообразными, состоящими из одиночных точек, сфера неподвижных звезд неявно должна быть дальше, чем считалось ранее.

Около 280 г. до н.э. Аристарх Самосский предложил первое определенное обсуждение возможности гелиоцентрического космоса . [ 27 ] геометрическими методами он оценил радиус орбиты Луны в 60 радиусов Земли , а ее физический радиус — в одну треть радиуса Земли. Он сделал неточную попытку измерить расстояние до Солнца, но достаточную, чтобы утверждать, что Солнце намного больше Земли и находится гораздо дальше Луны. Таким образом, меньшее тело, Земля, должно вращаться вокруг большего, Солнца, а не наоборот. [ 28 ] Это рассуждение привело его к утверждению, что, поскольку звезды не демонстрируют явного параллакса, наблюдаемого с Земли, в течение одного года, они должны находиться очень, очень далеко от земной поверхности, и, предполагая, что все они находятся на одинаковом расстоянии от нас, он дал относительная оценка.

Следуя гелиоцентрическим идеям Аристарка (но не поддерживая их явно), около 250 г. до н.э. Архимед в своей работе «Счетчик песка» вычисляет диаметр Вселенной с центром вокруг Солнца примерно 10 × 10. 14  стадий (в современных единицах около 2 световых лет , 18,93 × 10 12  км , 11,76 × 10 12  мы ). [ 29 ]

По словам самого Архимеда:

Его [Аристарха] гипотезы заключаются в том, что неподвижные звезды и Солнце остаются неподвижными, что Земля вращается вокруг Солнца по окружности, Солнце лежит в середине орбиты и что сфера неподвижных звезд, расположенная примерно того же центра, что и Солнце, настолько велик, что круг, по которому, как он предполагает, вращается Земля, имеет такую ​​пропорцию к расстоянию неподвижных звезд, как центр сферы относится к ее поверхности. [ 30 ]

Около 210 г. до н.э. Аполлоний Пергский показывает эквивалентность двух описаний кажущегося ретроградного движения планет (в предположении геоцентрической модели): одно с использованием эксцентриков, а другое - деферентных и эпициклов . [ 11 ]

В следующем столетии меры измерения размеров и расстояний Земли и Луны улучшились. Около 200 г. до н.э. Эратосфен определил, что радиус Земли составляет примерно 6400 км (4000 миль). [ 31 ] Около 150 г. до н. э. Гиппарх использует параллакс , чтобы определить, что расстояние до Луны составляет примерно 380 000 км (236 100 миль). [ 32 ] почти соответствующий Аристарху. Это установило минимальный радиус сферы неподвижных звезд на расстоянии от центра Земли до Луны плюс радиус Луны (приблизительно 1/3 радиуса Земли) плюс ширина Солнца (она, по крайней мере, равна что Луна), плюс неопределенная толщина сфер планет (во всяком случае, считающихся тонкими), всего около 386 400 км (240 100 миль). Это было примерно в 24 500 000 раз меньше, чем расчет Архимеда.

Сложность, описываемая геоцентрической моделью

Около 130 года нашей эры Птолемей принял эпициклы Аполлония в своей геоцентрической модели . [ 33 ] Эпициклы описываются как орбита внутри орбиты. Например, глядя на Венеру, Птолемей утверждал, что она вращается вокруг Земли, и, вращаясь вокруг Земли, она также вращается вокруг первоначальной орбиты, перемещаясь по второй, меньшей локальной сфере. (Птолемей подчеркивал, что движение эпицикла неприменимо к Солнцу.) Это устройство обязательно увеличивает каждую из небесных сфер , делая тем самым внешнюю сферу неподвижных звезд еще больше.

Когда ученые применили эпициклы Птолемея, они предположили, что каждая планетарная сфера имеет достаточную толщину, чтобы вместить их. [ 34 ] Объединив эту модель вложенной сферы с астрономическими наблюдениями, ученые вычислили общепринятые на тот момент значения расстояний до Солнца: около 4 миллионов километров (2,5 миллиона миль) и до края Вселенной: около 73 миллионов километров ( 45 миллионов миль), [ 35 ] все еще примерно в 130 000 раз меньше, чем у Архимеда.

Методы Птолемея, описанные в его «Альмагесте» , были достаточно точными, чтобы оставаться неоспоримыми на протяжении более 1500 лет. [ 36 ] Но в эпоху европейского Возрождения возможность того, что такая огромная сфера сможет совершить один оборот на 360° вокруг Земли всего за 24 часа, считалась маловероятной. [ 37 ] и этот момент был одним из аргументов Николая Коперника в пользу отказа от многовековой геоцентрической модели.

Самая высокая верхняя граница, когда-либо установленная еврейским астрономом Леви бен Гершоном (Герсонидом), который около 1300 года оценил расстояние до неподвижных звезд не менее чем в 159 651 513 380 944 земных радиуса, или около 100 000 световых лет в современных единицах измерения. [ 38 ] Это была завышенная оценка; хотя в реальной Вселенной есть звезды дальше этого расстояния, как в Млечном Пути (примерно в три раза шире), так и во всех внешних галактиках , ближайшая к Земле звезда (кроме Солнца) — Проксима Центавра, находящаяся на расстоянии около 4,25 световых лет. только.

В скандинавской мифологии

[ редактировать ]

Попытки объяснить Вселенную основаны на наблюдениях за объектами, обнаруженными на небе. Исторически в разных культурах существовали разные истории, дающие ответы на вопросы о том, что они видят. Скандинавская мифология берет свое начало в Северной Европе, в районе современного региона Скандинавии и северной Германии . Скандинавская мифология состоит из сказок и мифов, заимствованных из древнескандинавского языка , который был северогерманским языком средневековья . Существует серия рукописных текстов, написанных на древнескандинавском языке, которые содержат сборник из [35] стихотворений, написанных на основе устной традиции. [ 39 ] Среди историков, похоже, ходят предположения о конкретных датах написания стихотворений, однако предположительно тексты датируются началом тринадцатого века. [ 40 ] Хотя устная традиция передачи сказок существовала задолго до появления текстовых рукописей и печатных версий.

Среди сохранившихся текстов есть упоминание о мифологическом боге Одине . Ученые рассказали историю мифа о сотворении богов Эсир, который включает в себя идею неподвижных звезд, присутствующую в телеологии сказки. Падарик Колум написал книгу « Дети Одина» , в которой очень подробно повторяется история о том, как боги-озы привели гиганта по имени Имир к его гибели и создали мир из его тела, прикрепляя искры из огненного Муспельхейма , или неподвижного звезды, к куполу неба, который был черепом Имира. [ 41 ] Скандинавский миф о сотворении мира — один из нескольких случаев, когда звезды рассматривались как прикрепленные к сфере за пределами Земли. Более поздняя научная литература свидетельствует об астрономической мысли, которая сохраняла версию этой идеи до семнадцатого века.

Развитие западной астрономии

[ редактировать ]
Коперник, Николай. О вращениях небесных сфер . Нюрнберг. 1543. Печатная копия работы Коперника, показывающая модель Вселенной с Солнцем в центре и сферой «неподвижных звезд» снаружи, согласно его теории космоса.

Западные астрономические знания были основаны на традиционных мыслях, возникших в результате философских и наблюдательных исследований греческой античности . Другие культуры внесли свой вклад в размышления о неподвижных звездах, включая вавилонян, которые с восемнадцатого по шестой век до нашей эры составляли созвездий карты . Карты звезд и идеи мифологических историй для их объяснения широко распространялись по всему миру и в нескольких культурах. Единственное сходство между ними заключалось в предварительном понимании того, что звезды во Вселенной неподвижны и неподвижны.

Это понимание было включено в теоретические модели и математические представления космоса такими философами, как Анаксимандр и Аристотель из древних греков. Анаксимандр предложил такой оригинальный (и ошибочный) порядок расположения небесных объектов над Землей: сначала ближайший слой с неподвижными звездами плюс планеты, затем еще один слой с Луной и, наконец, внешний с Солнцем. Для него звезды , так же как Солнце и Луна, были отверстиями «колесообразных сгустков, наполненных огнем». [ 42 ] Все остальные более поздние модели планетной системы показывают небесную сферу, содержащую неподвижные звезды, на самой дальней части Вселенной, на ее краю, внутри нее лежат все остальные движущиеся светильники.

Платон , Аристотель и другие подобные греческим мыслителям древности, а позднее Птолемеевская модель космоса показала Вселенную, центром которой является Земля. Птолемей оказал большое влияние своей математической работой « Альмагест» , в которой делается попытка объяснить особенности движения звезд. Эти «блуждающие звезды», планеты, двигались на фоне неподвижных звезд, разбросанных по сфере, окружающей Вселенную. Этой геоцентрической точки зрения придерживались в Средние века, а позже ей противостояли как последующие астрономы, так и математики, такие как Николай Коперник и Иоганн Кеплер , которые бросили вызов давней точке зрения на геоцентризм и построили Вселенную с центром в Солнце, известную как гелиоцентрическая система . Традиция мышления, которая проявляется во всех этих системах Вселенной, даже с их различными механизмами, заключается в наличии сферы неподвижных звезд.

Гелиоцентрическая вселенная появляется в книге De Mundo Nostro Sublunari Philosophia Nova («Новая философия о нашем подлунном мире»), приписываемой Уильяму Гилберту , 1631 г. (посмертно). Текст гласит: «Звезды вне сферы силы Солнца или в форме излияния не движутся Солнцем, а кажутся нам неподвижными».

В шестнадцатом веке ряд писателей, вдохновленных Коперником, таких как Томас Диггес , [ 43 ] Джордано Бруно [ 44 ] и Уильям Гилберт [ 37 ] приводил доводы в пользу бесконечно протяженной или даже бесконечной Вселенной, в которой другие звезды являются далекими солнцами, что открывает путь к осуждению аристотелевской сферы неподвижных звезд.

В исследованиях неба произошла революция с изобретением телескопа . Впервые разработанный в 1608 году, Галилео Галилей услышал о нем и сделал для себя телескоп. [ 10 ] Он сразу заметил, что планеты на самом деле не были идеально гладкими — теория, ранее выдвинутая Аристотелем. [ 10 ] Он продолжал исследовать небо и созвездия и вскоре понял, что «неподвижные звезды», которые были изучены и нанесены на карту, были лишь крошечной частью огромной Вселенной, находящейся за пределами досягаемости невооруженного глаза. [ 10 ] Когда в 1610 году он направил свой телескоп на тусклую полоску Млечного Пути , он обнаружил, что она распадается на бесчисленные белые звездообразные пятна, предположительно сами более далекие звезды. [ 45 ]

Развитие Исаака Ньютона законов , опубликованное в его работе Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica в 1687 году, вызвало у теоретиков дополнительные вопросы о механизмах небес: универсальная сила гравитации предполагала, что звезды не могут просто быть зафиксированы или находиться в состоянии покоя, как их гравитационное притяжение вызывает «взаимное притяжение» и, следовательно, заставляет их двигаться относительно друг друга. [ 5 ]

Термин « Солнечная система » вошел в английский язык в 1704 году, когда Джон Локк использовал его для обозначения Солнца, планет и комет в целом. [ 46 ] К тому времени было без сомнения установлено, что планеты — это другие миры, а звезды — это другие далекие солнца, поэтому вся Солнечная система на самом деле является лишь небольшой частью чрезвычайно большой Вселенной и определенно чем-то отдельным.

«Фиксированные звезды» не фиксированные

[ редактировать ]
Принцип эффекта звездного параллакса и определение одного парсека как единицы расстояния (не в масштабе).
Связь между собственным движением и компонентами скорости удаленного движущегося небесного объекта, как видно из Солнечной системы (не в масштабе).
Доплеровское красное и синее смещение

Астрономы и натурфилософы раньше делили светила на небе на две группы. В одну группу вошли неподвижные звезды , которые кажутся восходящими и заходящими, но сохраняют одно и то же относительное расположение с течением времени и не демонстрируют очевидного звездного параллакса , который представляет собой изменение видимого положения, вызванное орбитальным движением Земли. Другая группа содержала планеты, видимые невооруженным глазом , которые они называли блуждающими звездами . (Солнце и Луну иногда также называли звездами и планетами.) Кажется, что планеты движутся вперед и назад , меняя свое положение за короткие промежутки времени (недели или месяцы). Кажется, что они всегда движутся внутри полосы звезд, которую жители Запада называют зодиаком . Планеты также можно отличить от неподвижных звезд, потому что звезды имеют тенденцию мерцать, в то время как планеты кажутся сияющими постоянным светом.

Однако неподвижные звезды демонстрируют параллакс. Его можно использовать для определения расстояния до ближайших звезд. Это движение только кажущееся; это Земля движется. Этот эффект был достаточно мал, чтобы его нельзя было точно измерить до 19 века, но примерно с 1670 года и далее астрономы, такие как Жан Пикард , Роберт Гук , Джон Флемстид и другие, начали обнаруживать движение звезд и предпринимать попытки измерений. Эти перемещения составляли значительные, хотя и почти незаметно малые, доли. [ 10 ] Первые успешные измерения звездного параллакса были проведены Томасом Хендерсоном в Кейптауне, Южная Африка , в 1832–1833 годах, где он измерил параллакс одной из ближайших звезд — альфы Центавра . [ 47 ]

Однако неподвижные звезды также демонстрируют реальное движение. Это движение можно рассматривать как имеющее компоненты, состоящие частично из движения галактики, к которой принадлежит звезда, частично из вращения этой галактики и частично из движения, свойственного самой звезде внутри ее галактики. В случае звездных систем или звездных скоплений отдельные компоненты даже движутся относительно друг друга нелинейно.

По отношению к Солнечной системе это реальное движение звезды делится на радиальное движение и собственное движение , причем «собственное движение» является компонентом поперек луча зрения. [ 48 ] В 1718 году Эдмунд Галлей объявил о своем открытии того, что неподвижные звезды действительно обладают собственным движением. [ 49 ] Правильное движение не было замечено древними культурами, потому что для того, чтобы его заметить, требуются точные измерения в течение длительных периодов времени. Фактически, ночное небо сегодня выглядит так же, как и тысячи лет назад, настолько, что некоторым современным созвездиям впервые дали названия вавилоняне .

Типичный метод определения собственного движения состоит в измерении положения звезды относительно ограниченного, избранного набора очень удаленных объектов, которые не проявляют взаимного движения и которые из-за своего расстояния предполагаются имеющими очень небольшое собственное движение. [ 50 ] Другой подход — сравнить фотографии звезды в разное время на большом фоне более удаленных объектов. [ 51 ] Звезда с самым большим известным собственным движением — Звезда Барнарда . [ 49 ]

Лучевая скорость звезд и других объектов глубокого космоса может быть обнаружена спектроскопически с помощью эффекта Доплера-Физо , благодаря которому частота принимаемого света уменьшается для удаляющихся объектов ( красное смещение ) и увеличивается для приближающихся объектов ( синее смещение ). по сравнению со светом, излучаемым неподвижным объектом. В 1868 году Уильям Хаггинс рискнул оценить лучевую скорость Сириуса относительно Солнца, основываясь на наблюдаемом красном смещении света звезды. [ 52 ]

Фраза «неподвижная звезда» технически неверна, но тем не менее она используется и в историческом контексте, и в классической механике. Когда они используются в качестве визуального ориентира для наблюдений, их обычно называют фоновыми звездами или просто далекими звездами , сохраняя при этом интуитивное значение, что они «неподвижны» в некотором практическом смысле.

В классической механике

[ редактировать ]
Основная статья: Инерциальная система отсчета

Во времена Ньютона неподвижные звезды использовались в качестве системы отсчета, предположительно покоящейся относительно абсолютного пространства . В других системах отсчета, либо покоящихся относительно неподвижных звезд, либо находящихся в равномерном перемещении относительно этих звезд, законы движения Ньютона должны были соблюдаться . Напротив, в системах с ускорением относительно неподвижных звезд, в частности в системах с вращением относительно неподвижных звезд, законы движения не выполнялись в своей простейшей форме, а должны были дополняться добавлением фиктивных сил , например, сила Кориолиса и центробежная сила .

Как мы теперь знаем, неподвижные звезды не являются фиксированными . Концепция инерциальных систем отсчета больше не привязана ни к неподвижным звездам, ни к абсолютному пространству. Скорее, идентификация инерциальной системы отсчета основана на простоте законов физики в системе отсчета, в частности, на отсутствии фиктивных сил.

Закон инерции справедлив для системы координат Галилея, которая представляет собой гипотетическую систему, относительно которой неподвижные звезды остаются неподвижными.

В реляционной механике

[ редактировать ]
Ссылки на этот раздел: [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]

Неподвижные звезды можно наблюдать за пределами классической механики и реляционной механики. Реляционная квантовая механика — это теория поля, которая является частью классической механики и определяет только эволюцию расстояний между частицами, а не их движение. Формирование этой теории поля дает ответы на критические замечания Лейбница и Маха по поводу механики Ньютона. Поскольку Ньютон полагался на абсолютное пространство, реляционная механика этого не делает. Описание неподвижных звезд с точки зрения реляционной механики согласуется с механикой Ньютона .

Использование привилегированных систем отсчета (ньютоновской системы координат) позволяет наблюдать кеплеровские орбиты движения планет; однако наблюдение индивидуальной эволюции не имеет ценности в реляционной механике. Индивидуальную эволюцию можно исказить, изменив систему отсчёта, в которой положение и скорость индивидуальной эволюции считаются ненаблюдаемыми. В реляционной механике наблюдаемыми являются расстояние между частицами и углы прямых линий, соединяющих частицы. Реляционные уравнения имеют дело с эволюцией переменных наблюдения, поскольку они независимы от систем отсчета и могут вычислять заданную эволюцию расстояний, которые отдельные эволюции могут описывать из разных систем отсчета. Это может означать только то, что калибровочная симметрия использует механику с существенной реляционной особенностью, о которой заявил Лейбниц.

Лейбниц и Мах раскритиковали использование абсолютного пространства для подтверждения ньютоновской системы координат. Лейбниц верил в отношения тел в отличие от индивидуальной эволюции относительно метафизически определенных рамок. Мах критиковал концепцию абсолютного ускорения Ньютона, заявляя, что форма воды лишь доказывает вращение по отношению к остальной части Вселенной. Критика Маха была позже подхвачена Эйнштейном , сформулировавшим «принцип Маха», идею о том, что инерция определяется взаимодействием с остальной частью Вселенной. Реляционную механику можно назвать теорией Маха.

Реформация механики в XX веке была наполнена реляционными принципами. Законы механики объединяют потенциальные и кинетические переменные, которые в данном случае потенциал уже являются реляционными, поскольку содержат расстояния между частицами. Ньютоновская кинетическая энергия содержала отдельные скорости, которые пытались переформулировать в относительные скорости и возможность расстояний. Однако эти попытки привели к появлению множества противостоящих концепций инерции, которые не были поддержаны, и многие согласились с тем, что основная предпосылка ньютоновской кинетической энергии должна быть сохранена.

Эволюция расстояний между частицами не требует проявления инерциальных систем отсчета, а вместо этого использует их в качестве координат для частиц. Два разных закона механики концептуально различны. Примером может служить изоляция подсистемы, где закон Ньютона будет описывать ее эволюцию с точки зрения абсолютных, начальных и конечных условий. Реляционная механика описывает ее эволюцию с точки зрения внутренних и внешних расстояний, поэтому, даже если система «изолирована», ее эволюция всегда будет описываться отношением подсистемы к остальной части Вселенной.

Литературные ссылки

[ редактировать ]
  • Данте сделал неподвижные звезды восьмым из десяти небес, на которые он разделил свой Рай .

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д Педерсен, Олаф (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение . Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейнс. стр. 59–63. ISBN  0-356-04122-0 . ОСЛК   1094297 .
  2. ^ Корнфорд, Фрэсис (1960). Космология Платона; «Тимей» Платона, переведенный с кратким комментарием Фрэнсиса Макдональда Корнфорда . Индианаполис: Боббс-Меррилл. стр. 54–57.
  3. ^ Педерсен, Олаф (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение . Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейнс. стр. 65–67. ISBN  0-356-04122-0 . ОСЛК   1094297 .
  4. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Ланг, Кеннет Р. Спутник астрономии и астрофизики: хронология и глоссарий с таблицами данных . [Нью-Йорк]. ISBN  0-387-30734-6 . OCLC   70587818 .
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж Бартусяк, Марсия (2004). Архивы Вселенной: сокровищница исторических астрономических открытий (1-е изд.). Нью-Йорк: Книги Пантеона. ISBN  0-375-42170-Х . OCLC   54966424 .
  6. ^ Кейс, Стивен (лето 2013 г.). «Божественные животные: Платон, Аристотель и звезды» . Меркурий . 42 : 29–31 – через Академию.
  7. ^ «VII. Небеса», Аристотель , издательство Колумбийского университета, 1960-12-31, стр. 145–162, doi : 10.7312/rand90400-008 , ISBN  978-0-231-87855-5
  8. ^ Хит, Томас (1920). Античный Коперник (Аристарх Самосский) . Лондон: Компания Macmillan. стр. 41 .
  9. ^ Jump up to: а б Педерсен, Олаф (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение . Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейнс. стр. 63–64. ISBN  0-356-04122-0 . ОСЛК   1094297 .
  10. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Татон, Рене; Уилсон, Кертис (1989). Планетарная астрономия от эпохи Возрождения до расцвета астрофизики . Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-24254-1 . OCLC   769917781 .
  11. ^ Jump up to: а б Кэррол, Брэдли и Остли, Дейл, Введение в современную астрофизику , второе издание, Аддисон-Уэсли, Сан-Франциско, 2007. стр. 4.
  12. ^ Брюс С. Иствуд, Упорядочение небес: римская астрономия и космология в эпоху Каролингского Возрождения (Лейден: Брилл, 2007), стр. 238-9.
  13. ^ Маргарет Динсли , История раннесредневековой Европы: с 476 по 911 год (Нью-Йорк: Routledge, 2020).
  14. ^ «Наиболее проясняющий подход к Марсиану - через его удачу (Stahl 1965, стр. 105).
  15. ^ Jump up to: а б Педерсен, Олаф (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение . Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейнс. стр. 303–307. ISBN  0-356-04122-0 . ОСЛК   1094297 .
  16. ^ Jump up to: а б с Кристиансон, младший (Джон Роберт) (2000). На острове Тихо: Тихо Браге и его помощники, 1570-1601 гг . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 122-123 . ISBN  0-521-65081-Х . OCLC   41419611 .
  17. ^ Гольдштейн, Бернард; Достопочтенный, Гиора (2005). «Переход Кеплера от орбит к орбитам: документирование революционной научной концепции» . Перспективы науки . 13 : 74–111. дои : 10.1162/1063614053714126 . S2CID   57559843 .
  18. ^ Мур, Патрик. (1976). AZ астрономии (Перед. ред.). Нью-Йорк: Скрибнер. ISBN  0-684-14924-9 . ОСЛК   2967962 .
  19. ^ Гесиод , Теогония 517–520
  20. ^ Большая часть модели Вселенной Анаксимандра исходит от псевдо-Плутарха (II, 20–28):
    «[Солнце] представляет собой круг, в двадцать восемь раз превышающий размер Земли, с очертаниями, подобными очертанию наполненного огнем колеса колесницы, на котором в определенных местах появляется рот и через который оно раскрывает свой огонь, как через отверстие на флейте. [...] Солнце равно Земле, но круг, по которому оно дышит и по которому рождается, в двадцать семь раз больше всей Земли. [...] [The. затмение] - это когда рот, из которого исходит огненное тепло, закрывается [...] [Луна] представляет собой круг, в девятнадцать раз больше всей Земли, весь наполненный огнем, как и у Солнца».
  21. ^ Терстон, Хью (1994). Ранняя астрономия . Нью-Йорк: Springer-Verlag Нью-Йорк. п. 111. ИСБН  0-387-94107-Х .
  22. ^ Сайдер, Д. (1973). «Анаксагор о размерах Солнца». Классическая филология . 68 (2): 128–129. дои : 10.1086/365951 . JSTOR   269068 . S2CID   161940013 .
  23. ^ Творог, Патрисия (2019). «Анаксагор» . В Залте, Эдвард Н. (ред.). Стэнфордская энциклопедия философии .
  24. ^ Явец, Идо (февраль 1998 г.). «О гомоцентрических сферах Евдокса». Архив истории точных наук . 52 (3): 222–225. Бибкод : 1998AHES...52..222Y . дои : 10.1007/s004070050017 . JSTOR   41134047 . S2CID   121186044 .
  25. ^ Педерсен, Олаф (1993). Ранняя физика и астрономия. Историческое введение . Кембридж (Великобритания): Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-40340-5 .
  26. ^ Терстон, Хью (1994). Ранняя астрономия . Нью-Йорк: Springer-Verlag Нью-Йорк. п. 118. ИСБН  0-387-94107-Х .
  27. ^ Хит (1920 , стр. 302])
  28. ^ Хиршфельд, Алан В. (2004). «Треугольники Аристарха». Учитель математики . 97 (4): 228–231. дои : 10.5951/MT.97.4.0228 . ISSN   0025-5769 . JSTOR   20871578 .
  29. ^ Архимед, The Sand Reckoner 511 RU, Илан Варди , по состоянию на 28 февраля 2007 г.
  30. ^ Аренариус, И., 4–7.
  31. ^ Руссо, Лусио (2004). Забытая революция: как зародилась наука в 300 г. до н. э. и почему ей пришлось возродиться . Берлин: Шпрингер. п. 68. ИСБН  3-540-20396-6 . OCLC   52945835 .
  32. ^ Г. Дж. Тумер, «Гиппарх на расстояниях от Солнца и Луны», Архив истории точных наук 14 (1974), 126–142.
  33. ^ Норт, Джон (1995). Нортонская история астрономии и космологии . Нью-Йорк: WWNorton & Company, Inc., с. 115 . ISBN  0-393-03656-1 .
  34. ^ Линдберг, Дэвид К. (1992). Начало западной науки . Чикаго: Издательство Чикагского университета. п. 251. ИСБН  978-0-226-48231-6 .
  35. ^ Ван Хелден, Альберт (1985). Измерение Вселенной: космические измерения от Аристарха до Галлея . Чикаго и Лондон: Издательство Чикагского университета. стр. 100-1 28–40. ISBN  978-0-226-84882-2 .
  36. ^ «Альмагест – Птолемей (Елизавета)» . project.iq.harvard.edu . Проверено 5 ноября 2022 г.
  37. ^ Jump up to: а б Гилберт, Уильям (1893). «Книга 6, глава III». Де Магнете . Перевод Мотле, П. Флёри. (Факсимиле). Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN  0-486-26761-Х .
  38. ^ Кеннеди, ES (1 июня 1986 г.). «Астрономия Леви бен Герсона (1288–1344): критическое издание глав 1–20 с переводом и комментариями. Леви бен Герсон, Бернард Р. Гольдштейн» . Исида . 77 (2): 371–372. дои : 10.1086/354184 . ISSN   0021-1753 .
  39. ^ Брей, Оливер (1908). Старшая или Поэтическая Эдда; широко известная как «Эдда Сэмунда». Отредактировано и переведено с введением. и примечания Оливера Брея. Иллюстрировано У. Г. Коллингвудом (1-е изд.). archive.org: Лондон, напечатано для Клуба викингов.
  40. ^ Линдоу, Джон (2001). Скандинавская мифология: Путеводитель по богам, героям, ритуалам и верованиям . book.google.com: Издательство Оксфордского университета. ISBN  9780199839698 .
  41. ^ Колум, Падарич (2 марта 2008 г.). Дети Одина: Книга северных мифов . Проект Гутенберга: электронная книга «Проект Гутенберга». стр. 62–69.
  42. ^ Хан, Чарльз (1960). Анаксимандр и истоки греческой космологии . Нью-Йорк: Издательство Колумбийского университета. стр. 84–85. ISBN  9780231903349 .
  43. ^ Хеллиер, Маркус, изд. (2008). Научная революция: основные материалы для чтения . Блэквелл: Основные материалы по истории. Том. 7. Джон Уайли и сыновья . п. 63. ИСБН  9780470754771 . Пуританин Томас Диггес (1546–1595?) был первым англичанином, предложившим защиту теории Коперника. ... К отчету Диггеса прилагается диаграмма Вселенной, изображающая гелиоцентрическую систему, окруженную сферой неподвижных звезд, которую Диггес описал как бесконечно протяженную во всех измерениях.
  44. ^ Бруно, Джордано. «Третий диалог» . О бесконечной вселенной и мирах . Архивировано из оригинала 27 апреля 2012 года.
  45. ^ Галилео Галилей, Sidereus Nuncius (Венеция, (Италия): Томас Бальони, 1610), страницы 15 и 16. Архивировано 16 марта 2016 года в Wayback Machine.
    Английский перевод: Галилео Галилей с Эдвардом Стаффордом Карлосом, пер., The Sidereal Messenger (Лондон: Rivingtons, 1880), страницы 42 и 43. Архивировано 2 декабря 2012 года в Wayback Machine.
  46. ^ «солнечный (прилаг.)» . Интернет-словарь этимологии . Архивировано из оригинала 18 марта 2022 года . Проверено 2 мая 2022 г.
  47. ^ Хендерсон, Томас (1839). «О параллаксе α Центавра» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 4 (19): 168–170. Бибкод : 1839MNRAS...4..168H . дои : 10.1093/mnras/4.19.168 .
  48. ^ Джон Р. Перси (2007). Понимание переменных звезд . Издательство Кембриджского университета . п. 21. ISBN  978-0-521-23253-1 .
  49. ^ Jump up to: а б Тео Купелис; Карл Ф. Кун (2007). В поисках Вселенной . Издательство Джонс и Бартлетт . п. 369 . ISBN  978-0-7637-4387-1 .
  50. ^ Питер Шнайдер (2006). Внегалактическая астрономия и космология . Спрингер. п. 84, §2.6.5. ISBN  3-540-33174-3 .
  51. ^ Кристофер Де Пре; Алан Аксельрод (2004). Полный справочник идиота по астрономии (3-е изд.). Альфа Книги . п. 198 . ISBN  1-59257-219-7 .
  52. ^ Хаггинс, В. (1868). «Дальнейшие наблюдения за спектрами некоторых звезд и туманностей с попыткой определить на их основании, движутся ли эти тела к Земле или от нее, а также наблюдения за спектрами Солнца и кометы II». Философские труды Лондонского королевского общества . 158 : 529–564. Бибкод : 1868RSPT..158..529H . дои : 10.1098/rstl.1868.0022 .
  53. ^ Ферраро, Рафаэль (2017). «Рамка неподвижных звезд в реляционной механике». Основы физики . 47 (1): 71. arXiv : 1801.00676 . Бибкод : 2017FoPh...47...71F . дои : 10.1007/s10701-016-0042-7 . S2CID   254514108 .
  54. ^ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц; Сэмюэл Кларк; Готфрид Вильгельм барон фон Лейбниц; Роберт Гэвин Александр (1956). Переписка Лейбница-Кларка: вместе с выдержками из «Начал и оптики» Ньютона . Издательство Манчестерского университета. ISBN  978-0-7190-0669-2 .
  55. ^ Мах, Эрнст; МакКормак, перевод Томаса Дж. (2013). Наука механика . Бибкод : 2013scme.book.....M .
  56. ^ Эйнштейн, Альберт (1912). «Существует ли гравитационный эффект, аналогичный эффекту электродинамической индукции?». Ежеквартальный журнал ДЛЯ судебной медицины и здравоохранения . 44 : 37. Бибкод : 1912ВМед...44...37Э .
  57. ^ Эйнштейн, А. (2005). «Формальные основы общей теории относительности». Альберт Эйнштейн: Лекции Академии . стр. 8–64. дои : 10.1002/3527608958.ch2 . ISBN  9783527406098 .
  58. ^ Эйнштейн, А. (1916). «Основы общей теории относительности» . Анналы физики . 354 (7): 769. Бибкод : 1916АнП...354..769Е . дои : 10.1002/andp.19163540702 .
  59. ^ Эйнштейн, А. (1918). «Принципы общей теории относительности» . Анналы физики . 360 (4): 241. Бибкод : 1918АнП...360..241Е . дои : 10.1002/andp.19183600402 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fixed_stars&oldid=1241547984"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bb96b534cf9c17d32976df142bc4c4bc__1720280820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bb/bc/bb96b534cf9c17d32976df142bc4c4bc.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Fixed stars - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)