Ако погледнете небето и забравите всичко, което сте научили, пасивно и активно, за Вселената отвъд нашата планета, би било лесно да направите редица диво погрешни предположения. Представете си какво вижда малко дете, наивно за астрономията, на разсъмване: Слънцето се появява на единия хоризонт, изкачва се до връх, когато пресича небето, и си тръгва, когато среща другия хоризонт. На нощното небе луната и звездите правят същото съществено нещо. По всичко изглежда светът около нас стои неподвижно и всичко на небето се върти около него.
Всъщност в това вярваха повечето от сериозните мислители на отминали хилядолетия. Консенсусът беше, че евентуално плоска Земя е в центъра на цялата Вселена и че всичко останало на небето, от слънцето и луната до звездите и планетите, се върти около Земята. Това, което днес изглежда като старомодно и смешно схващане, беше не само популярно в древността, но и защитимо.
Какви са четирите типа тела в Слънчевата система?
При изследването на хелиоцентричния модел на Слънчевата система, прегледът на основното съдържание на Слънчевата система е добра отправна точка. Думата "слънчева" означава "отнасяща се до слънцето" (латинската дума, за която е "sol"), и
слънце, която е просто звезда, която се намира сравнително близо до Земята, е далеч най-масивният обект в системата, както и единственото тяло от този тип. Поради гравитационната сила, упражнявана от огромната маса на слънцето, всичко останало в Слънчевата система се върти около нея, директно или като част от друга система.The планета е вторият тип тяло на слънчевата система. Има осем от тях, с размери от най-малкия Меркурий до най-големия Юпитер. По-рано Плутон се смяташе за планета и беше най-отдалечената планета от слънцето, но беше „понижен“ рано през 21-ви век до планета джудже и като такава сега е малък обект на слънчевата система (повече за това скоро).
Луни, или естествени спътници, са третият тип тяло в Слънчевата система. Тези тела обикалят около планетите, но тъй като планетите обикалят около слънцето, слънцето остава в истинския център на пътя на всяка луна. Земята има един такъв естествен спътник, който е около една четвърт от диаметъра на Земята; повечето от по-големите, "газообразни" планети имат десетки луни.
Четвъртият вид тяло на слънчевата система са малки предмети (или малки тела). Те включват комети, астероиди, ледени райони, наречени облак Оорт и пояс на Кайпер и мини-системата на Плутон и нейните два спътника (или луни, ако предпочитате, въпреки че този е труден, тъй като Плутон вече не се счита за планета; статутът му остава спорен с някои организации, призоваващи за възстановяването му като пълна планета).
Какво е геоцентризъм и хелиоцентризъм?
Чисто казано, геоцентризъм е идеята, че Земята е център на някаква референтна система (обикновено "всичко"), докато хелиоцентризъм е убеждението, че слънцето е центърът на някаква референтна система (в съвременната употреба слънчевата система).
Както беше предложено по-рано, геоцентризмът е остарялата и явно опровергана идея, че Земята се намира в много център на самото творение, с останалите наблюдавани обекти в небето, които обикалят около Земята разстояния. Тази идея възниква от гръцките учени Аристотел и Птолемей преди повече от 2000 години и е възприета от ранните християни и католиците Църква и започна да се поставя под сериозен въпрос едва през 16 век, започвайки с работата на полския астроном Николай Коперник (1473-1543). Коперник не е първият, който забелязва, че планетите, видими с просто око - Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн - се различават по яркост през годините. Той също не беше първият, който забеляза, че те излагат ретроградно движение, по отношение на фоновите звезди. Този термин описва начина, по който планетите понякога обръщат за кратко посоката на своя бавен преход срещу фоновите звезди, преди да продължат движението си в обичайната посока. Защитниците на геоцентризма имаха добре измислени обяснения за тези явления, но Коперник разбра, че един хелиоцентричен модел ги обяснява по-добре. За съжаление, той не се чувстваше комфортно да публикува идеите си, докато не беше на смъртно легло, страхувайки се от репресии от Църквата, които държаха понякога насилствено влияние над по-голямата част от Европа по това време.
Вероятно е лесно да погледнем диаграма на Слънчевата система, тъй като тя е добре разбрана и да видим къде Коперник - който дори е успял да постави всичките шест планети, известни в неговото време преди телескопа, в правилния им ред от най-близкото до слънцето до най-отдалеченото, включително Земята - получиха своя идеи. По-трудно е да се оцени блясъкът, вдъхновил тези идеи, особено като се има предвид че той оспорва дългогодишна идея с огромни последствия, както научни, така и политически.
Какво представлява хелиоцентричната теория?
Коперник е широко смятан за основна фигура в хелиоцентричната теория, като Галилео Галилей, обикновено наричан просто Галилей, често даваше подобна роля. Но още преди Коперник редица исторически фигури бяха започнали да полагат основите Земята да бъде изместена от нейната философска централна точка във Вселената.
Датиращи от предихристиянските времена, гръцките математици са разработили много от уравненията в геометрията, които управляват движението на планетите и орбиталните тела като цяло. По това време това означаваше малко по отношение на астрономията, но Коперник се възползва от голяма част от това, като формулира твърда хелиоцентрична теория. И през 200 г. пр.н.е., грък на име Аристарх постулира въртяща се Земя, но идеята му е отхвърлена защото други твърдяха, че ако това е вярно, хората и предметите просто ще отлетят от повърхността пространство. (Концепцията за гравитацията беше много, много далеч от това да бъде „нещо“ в онези дни.)
През 10-ти и 11-ти век Ал-Хайтам (също често изписван като Ал-Хайтам), от днешен Ирак, породи няколко забележителни идеи. Едно от тях беше, че "ръката" на галактиката Млечен път, видима в нощното небе, спираловидната мега-колекция от звездите, в които сега е известно, че се намира Слънчевата система, всъщност е била много по-далеч от Земята, отколкото се предполагаше в време. Другото беше, че дълбочината на земната атмосфера от повърхността до неофициалната граница на "космическото пространство" беше 32 мили, което се оказа точно с поразителни 5 процента. По-общо Ал-Хайтам беше един от ранните привърженици на научните методи и почти самостоятелно разработи областта на оптиката, но до голяма степен е забравена в съвременните учебници и наука дискусии.
Освен че противоречи на относителното разположение на обектите в Слънчевата система и извън нея, хелиоцентричната теория се основава на оспорване на други дългогодишни предположения в астрономията. Едно от тях беше, че небесните тела се движат по кръгови орбити. Те всъщност пътуват по елипсовидни или овални орбити; въпреки че някои от тях се оказват много близки на пръв поглед, разликата, въведена в изчисленията по отношение на гравитацията и други променливи, е дълбока. Освен това древните учени предполагали, че всичко в космоса, независимо от физическата му степен, е направено от едни и същи основни „неща“. Макар че е вярно, че всичко в Вселената се състои от известни химически елементи от днешната периодична система, всеки, който днес твърди, че звездите и планетите имат подобен състав, ще издигне повече от няколко вежди.
Може да няма нито едно определение за хелиоцентрична теория, но мислете за него като за съвкупност от знания, развила се в продължение на много векове и носеща научен плод, когато тежестта на доказателствата, които го подкрепят, е твърде голяма, за да могат дори и най-убедените противници в религиозния свят опровергавам. Както ще видите, този конфликт наистина беше много драматичен и опасен за многобройните поддръжници на хелиоцентрични факти.
Какво представлява хелиоцентричният модел?
Хелиоцентричният модел се различава от хелиоцентричната теория по това, че позволява на учените да създадат формална организационна рамка който включва слънцето, планетите и други незначителни играчи в Слънчевата система и ги поставя физически в предвидими длъжности. С други думи, вместо просто да се твърди, че слънцето е в центъра на Слънчевата система, то включва проверими хипотези, които трябва да бъдат създадени около тази централна идея.
След изчезването на Коперник други учени се заеха с мантията на хелиоцентризма или поне модификации на геоцентризма. Холандският астроном Тихо Брахе (1546-1601), роден три години след смъртта на Коперник, направи наблюдения на небесата, които бяха толкова старателни и точни, колкото можеше да се даде, че телескопите все още не бяха в науката на човечеството арсенал. Брахе не би признал, че Земята е в центъра на Вселената, но заяви, че другите планети се въртят около Слънцето, докато самото Слънце се върти около Земята. (Странична бележка от терминологията: „Въртене“ обикновено означава „орбита на разстояние“, докато „завъртане“ означава „завъртане около ос“ като връх. Повечето астрономически обекти правят комбинация и от двете.) Това беше стъпка в правилната посока, която услужливо не постави Брахе в кръста на църковните лидери.
Съвременникът на Брах, Галилей (1564-1642), е човекът, чиято работа в крайна сметка означава смъртта на научния геоцентризъм. През 1610 г., след като е изобретил груб, но полезен телескоп, той открива луни, обикалящи около Юпитер. Ако Аристотел беше прав за всички неща, които обикалят около Земята, тази ситуация би била невъзможна. Галилео също използва телескопа си, за да наблюдава планини и вулкани на Луната, слънчеви петна, отделни звезди в рамото на Млечния път и луноподобни фази за Венера. Последното беше особено поразително. Ако някой си представи вселена, в която Венера е винаги между слънцето и Земята, тя никога не би могла да изглежда напълно осветена благодарение на основната геометрия. Винаги би изглеждало като полумесец някакъв; изцяло осветената му страна винаги щеше да е обърната далеч от Земята и към по-далечното слънце. Галилео ясно показа, че това не е така.
Заради неприятностите си Галилей е поставен под домашен арест от служители на църквата за последните години от живота си. Въпреки че това изглежда като доста погрешно наказание за някой, чието „престъпление“ значително подобрява състоянието на научните изследвания и знания на човека, той поне е избегнал смъртта наказание за ерес, раздадена на други противници на геоцентризма, по-специално на италианския учен Джордано Бруно, който беше изгорен на клада за защита на Коперник идеи.
Какво е значението на хелиоцентричния?
Ясно е, че ако човечеството продължи да работи така, сякаш Земята седи в центъра на Вселената, няма смисъл напредък би могъл да бъде постигнат на практика във всяка област, разчитаща на познаването на грубите детайли на модерното астрономия. Изпращане на космически кораби към планети като Марс (на повърхността на които хората са кацнали сонди), както и Юпитер, Сатурн, Нептун и Плутон (всички от които са били домакини на близо космически летателни апарати) с помощта на геоцентричен модел е мисловно упражнение, граничещо с абсурда, подобно на това да изобразявате някой, който плава от Лос Анджелис до Сидни, използвайки набързо надраскана карта на Калифорния.
Знанието, че системите се подчиняват на ключови гравитационни закони, позволи на астрономите да изучават много отдалечени обекти, като напр галактики и супернови, за да фокусират по-добре усилията си и да правят по-точни прогнози за движението на небето тела.