Heliocentrický model skutočností slnečnej sústavy

Ak sa pozriete na oblohu a zabudnete na všetko, čo ste sa pasívne a aktívne dozvedeli o vesmíre mimo našu planétu, bolo by ľahké urobiť množstvo divoko mylných predpokladov. Predstavte si, čo vidí na úsvite malé dieťa, naivné pre astronómiu: Slnko sa objaví na jednom obzore, vyšplhá sa na vrchol, keď prechádza oblohou, a odchádza, keď sa stretáva s druhým obzorom. Na nočnej oblohe robí mesiac a hviezdy to isté podstatné. Podľa všetkého svet okolo nás sedí a všetko na oblohe sa točí okolo neho.

To je vlastne to, čomu verila väčšina vážnych mysliteľov minulých tisícročí. Konsenzus znel, že pravdepodobne plochá Zem bola v strede celého vesmíru a že všetko ostatné na oblohe, od slnka a mesiaca až po hviezdy a planéty, sa točilo okolo Zeme. To, čo sa dnes javí ako kuriózna a smiešna predstava, bolo v staroveku nielen populárne, ale aj obhájiteľné.

Pri skúmaní heliocentrického modelu slnečnej sústavy je dobrým východiskom prehľad základných obsahov slnečnej sústavy. Slovo „solárny“ znamená „patriaci k slnku“ (latinské slovo, ktoré je „sol“) a

The planéty je druhý typ telesa slnečnej sústavy. Je ich osem, od veľkosti od najmenšieho Merkúra po najväčší Jupiter. Pluto sa predtým považovalo za planétu a bolo najvzdialenejšou planétou od Slnka, ale bolo predčasne „degradované“ v 21. storočí na trpasličiu planétu a ako taká je dnes malým objektom slnečnej sústavy (viac o tom čoskoro).

Mesiacealebo prírodné satelity sú tretím typom tela v slnečnej sústave. Tieto telesá obiehajú okolo planét, ale pretože planéty obiehajú okolo Slnka, zostáva slnko v skutočnom strede dráhy každého Mesiaca. Zem má jeden taký prirodzený satelit, ktorý má asi štvrtinu priemeru Zeme; väčšina väčších „plynných“ planét má desiatky mesiacov.

Štvrtý druh telesa slnečnej sústavy sú malé predmety (alebo malé telá). Patria sem kométy, asteroidy, ľadové oblasti nazývané Oortov mrak a Kuiperov pás a minisystém Pluta a jeho dva satelity (alebo mesiace, ak chcete, aj keď tento je zložitý, pretože Pluto sa už nepovažuje za planéta; jej stav zostáva kontroverzný, pričom niektoré organizácie požadujú jej obnovenie ako celej planéty).

Čisto povedané, geocentrizmus je myšlienka, že Zem je stredom nejakého referenčného systému (zvyčajne „všetkého“), zatiaľ čo heliocentrizmus je viera, že slnko je stredom nejakého referenčného systému (v modernom použití je to slnečná sústava).

Ako už bolo naznačené, geocentrizmus je zastaraná a jasne vyvrátená myšlienka, na ktorej leží Zem samotné centrum stvorenia, spolu s ostatnými pozorovanými objektmi na oblohe obiehajúcimi okolo Zeme vzdialenosti. Túto predstavu vytvorili grécki vedci Aristoteles a Ptolemaios pred viac ako 2 000 rokmi, prijali ju prví kresťania a katolíci. Cirkvi, a začal byť predmetom vážnych otázok až v 16. storočí, počnúc prácou poľského astronóma Mikuláša Koperníka (1473-1543). Koperník nebol prvý, kto si všimol, že planéty viditeľné voľným okom - Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn - sa v priebehu rokov zmenili v jasnosti. Nebol tiež prvý, kto zistil, že vystavujú retrográdny pohyb, vo vzťahu k hviezdam na pozadí. Tento výraz popisuje spôsob, akým planéty niekedy krátko obrátia smer svojho pomalého treku proti hviezdam v pozadí, kým obnovia pohyb obvyklým smerom. Obhajcovia geocentrizmu mali dobre vypracované vysvetlenia týchto javov, ale Koperník pochopil, že heliocentrický model ich vysvetlil lepšie. Nanešťastie sa necítil pohodlne pri zverejňovaní svojich myšlienok, kým nebol na smrteľnej posteli, pretože sa bál represálií zo strany Cirkvi, ktorá v tom čase ovládala väčšinu Európy niekedy násilím.

Možno je teraz ľahké pozrieť sa na schému slnečnej sústavy, ktorá je pevne pochopená, a zistiť, kam sa dostal Koperník - ktorý sa mu dokonca podarilo umiestniť všetkých šesť planét známych v jeho predteleskopickom čase v ich správnom poradí od najbližšej k slnku po najvzdialenejšie, vrátane Zeme, dostal svoju nápady. Ťažšie je oceniť brilantnosť, ktorá inšpirovala tieto nápady, najmä čo sa týka že spochybnil dlhoročnú myšlienku s ohromnými dôsledkami, vedeckými aj politické.

Koperník je všeobecne považovaný za primárnu postavu v heliocentrickej teórii, podobnú úlohu mu často poskytoval aj Galileo Galilei, ktorý sa bežne nazýva jednoducho Galileo. Ale ešte pred Koperníkom začalo množstvo historických osobností vytvárať základy pre to, aby sa Zem mohla premiestniť z jej filozofického centrálneho bodu vo vesmíre.

Grécki matematici sa datujú do predkresťanských čias a vypracovali veľa rovníc v geometrii, ktoré riadia pohyb planéty, a obiehajúce telesá všeobecne. V tom čase to z hľadiska astronómie znamenalo málo, ale Koperník z toho veľa čerpal pri formulovaní pevnej heliocentrickej teórie. A v roku 200 p. N. L. Vyslovil Grék menom Aristarchos rotujúcu Zem, ale jeho myšlienka bola zamietnutá pretože iní tvrdili, že ak by to bola pravda, ľudia a predmety by jednoducho odleteli z povrchu dovnútra priestor. (Koncept gravitácie bol v tých časoch veľmi vzdialený od toho, aby bol „vecou“.)

V 10. a 11. storočí Al-Haitham (tiež často označovaný ako Al-Haytham), z dnešného Iraku, priniesol niekoľko pozoruhodných myšlienok. Jedným z nich bolo, že „rameno“ galaxie Mliečna cesta viditeľné na nočnej oblohe, špirálovitá megazbernica hviezdy, o ktorých je dnes známe, že v nich sídli slnečná sústava, boli v skutočnosti oveľa ďalej od Zeme, než sa na Zemi predpokladalo čas. Druhým bolo, že hĺbka zemskej atmosféry od povrchu po neoficiálnu hranicu „vesmíru“ bola 32 míľ, čo sa ukázalo ako presné s prekvapivými 5 percentami. Al-Haitham všeobecne bol jedným z prvých zástancov vedeckých metód a takmer osamotene vyvinul oblasť optiky, ale v moderných učebniciach a prírodných vedách je do veľkej miery zabudnutý diskusie.

Okrem protirečenia s relatívnym umiestnením objektov v slnečnej sústave a mimo nej sa heliocentrická teória zakladala na spochybnení ďalších dlhodobých predpokladov v astronómii. Jedným z nich bolo, že nebeské telá cestujú po kruhových dráhach. Cestujú v skutočnosti na eliptických alebo oválnych dráhach; aj keď niektoré z nich sú na prvý pohľad veľmi blízke kruhovému, rozdiel zavedený do výpočtov týkajúcich sa gravitácie a iných premenných je hlboký. Starovekí vedci navyše predpokladali, že všetko vo vesmíre, bez ohľadu na jeho fyzický rozsah, bolo vyrobené z rovnakých základných „vecí“. Aj keď je pravda, že všetko v vesmír sa skladá zo známych chemických prvkov z dnešnej periodickej tabuľky, každý, kto dnes tvrdí, že hviezdy a planéty majú podobné zloženie, by získal viac ako pár obočie.

Je možné, že neexistuje žiadna definícia heliocentrickej teórie, ale predstavte si ju ako súbor poznatkov, ktoré sa vyvíjali po mnoho storočí a iba vedecké ovocie, keď váha dôkazov, ktoré ich uprednostňujú, bola príliš veľká na to, aby to dokázali aj tí najvernejší odporcovia náboženského sveta vyvrátiť. Ako uvidíte, tento konflikt bol skutočne veľmi dramatický a nebezpečný pre mnohých zástancov heliocentrických faktov.

Heliocentrický model sa líši od heliocentrickej teórie tým, že umožňuje vedcom vytvoriť formálny organizačný rámec ktorá zahŕňa slnko, planéty a ďalších menších hráčov v slnečnej sústave a fyzicky ich predpovedá pozícií. Inými slovami, namiesto iba domnienky, že slnko je v strede slnečnej sústavy, je potrebné vytvoriť testovateľné hypotézy, ktoré by sa mali vytvoriť okolo tejto centrálnej myšlienky.

Po Koperníkovom zmiznutí sa ďalší vedci chopili plášťa heliocentrizmu alebo aspoň modifikácií geocentrizmu. Holandský astronóm Tycho Brahe (1546 - 1601), narodený tri roky po Koperníkovej smrti, robil pozorovania Nebesá, ktoré boli tak starostlivé a presné, ako sa dalo povedať, že ďalekohľady ešte neboli v ľudskom vedeckom výskume arzenál. Brahe by nepripustil, že Zem je v strede vesmíru, ale predpokladal, že ostatné planéty sa otáčajú okolo Slnka, zatiaľ čo samotné slnko sa točí okolo Zeme. (Bočná poznámka k terminológii: „Otočenie“ zvyčajne znamená „obežnú dráhu na diaľku“, zatiaľ čo „rotácia“ znamená „točenie sa okolo osi“, ako vrchná časť. Väčšina astronomických objektov kombinuje niektoré z týchto spôsobov.) Bol to krok správnym smerom, ktorý Braheho úmyselne nedostal do kríža medzi cirkevnými vodcami.

Braheov súčasník, Galileo (1564 - 1642), bol muž, ktorého dielo nakoniec znamenalo zánik vedeckého geocentrizmu. V roku 1610, potom, čo vynašiel surový, ale užitočný ďalekohľad, objavil mesiace obiehajúce okolo Jupitera. Keby mal Aristoteles pravdu vo všetkom, čo obieha okolo Zeme, bola by táto situácia nemožná. Galileo tiež pomocou svojho ďalekohľadu pozoroval hory a sopky na Mesiaci, slnečné škvrny, jednotlivé hviezdy v ramene Mliečnej dráhy a mesačné fázy pre Venušu. To posledné bolo obzvlášť zarážajúce. Ak si niekto predstavuje vesmír, v ktorom je Venuša vždy medzi slnkom a Zemou, nikdy by sa nemohol javiť ako plne osvetlený vďaka základnej geometrii. Vždy by to vyzeralo ako nejaký polmesiac; jeho úplne osvetlená strana by vždy smerovala od Zeme a k vzdialenejšiemu slnku. Galileo jasne preukázal, že to tak nebolo.

Pre svoje ťažkosti bol Galileo uväznený predstaviteľmi cirkvi na posledné roky jeho života. Aj keď sa to javí ako dosť pomýlený trest pre niekoho, koho „zločin“ výrazne napredoval v stave ľudského vedeckého bádania a poznania, prinajmenšom unikol smrti pokuta za kacírstvo, ktorá bola rozdelená medzi ďalších odporcov geocentrizmu, najmä talianskeho vedca Giordana Bruna, ktorý bol upálený za obhajobu Koperníka nápady.

Je zrejmé, že ak ľudstvo naďalej fungovalo, akoby Zem sedela v strede vesmíru, nemalo by to žiadny zmysel pokrok mohol byť dosiahnutý prakticky v ktorejkoľvek oblasti odkázanej na poznanie hrubých podrobností moderného astronómia. Vysielanie kozmických lodí na planéty ako Mars (na povrch ktorých ľudia pristáli so sondami), ako aj Jupiter, Saturn, Neptún a Pluto (všetky hostili blízko prelety kozmických lodí) pomocou geocentrického modelu je myšlienkové cvičenie hraničiace s absurdnosťou podobné tomu, ako keď si niekto unáša plavbu z Los Angeles do Sydney pomocou narýchlo načmáranej mapy Kalifornia.

Vedieť, že systémy sa podriaďujú kľúčovým gravitačným zákonom, umožnilo astronómom študovať veľmi vzdialené objekty, ako napr galaxií a supernov, aby lepšie zamerali svoje úsilie a dosiahli presnejšie predpovede o pohybe nebies orgánov.