Heliosentrisk modell av solsystemets fakta

Om du tittar på himlen och glömmer allt du har lärt dig, passivt och aktivt, om universum bortom vår planet, skulle det vara lätt att göra ett antal vilt felaktiga antaganden. Föreställ dig vad ett litet barn, astronomiskt naivt, ser vid gryningen: Solen dyker upp i en horisont, klättrar till en topp när den korsar himlen och avgår när den möter den andra horisonten. På natthimlen gör månen och stjärnorna samma viktiga sak. Genom allt utseende sitter världen runt oss stilla och allt på himlen kretsar kring det.

Detta är i själva verket vad de flesta seriösa tänkare från förflutna årtusenden trodde. Samförståndet var att en möjligen platt jord var i centrum av hela universum, och att allt annat på himlen, från solen och månen till stjärnorna och planeterna, kretsade runt jorden. Det som verkar som ett pittoreskt och skrattretande begrepp idag var inte bara populärt i antiken utan också försvarbart.

När man utforskar solsystemets heliocentriska modell är en översikt över solsystemets grundläggande innehåll en bra utgångspunkt. Ordet "sol" betyder "tillhörande solen" (det latinska ordet för vilket är "sol"), och

De planet är den andra typen av solsystemskropp. Det finns åtta av dessa, allt från kvicksilver, den minsta, till Jupiter, den största. Pluto ansågs tidigare vara en planet och var den mest avlägsna planeten från solen, men "degraderades" tidigt på 2000-talet till en dvärgplanet, och som sådan är det nu ett litet solsystemobjekt (mer om detta snart).

Månar, eller naturliga satelliter, är den tredje typen av kropp i solsystemet. Dessa kroppar kretsar kring planeter, men eftersom planeter kretsar kring solen, förblir solen i det verkliga centrumet för varje månes väg. Jorden har en sådan naturlig satellit, som är ungefär en fjärdedel av jordens diameter; de flesta av de större "gasformiga" planeterna har dussintals månar.

Den fjärde typen av solsystemkropp är små föremål (eller små kroppar). Dessa inkluderar kometer, asteroider, isiga områden som kallas Oortmolnet och Kuiperbältet och Plutos minisystem och dess två satelliter (eller månar, om du föredrar, även om den här är knepig eftersom Pluto inte längre anses vara en planet; dess status är fortfarande kontroversiell med vissa organisationer som kräver att den återinförs som en hel planet).

Rent sett, geocentrism är tanken att jorden är centrum för något referenssystem (vanligtvis "allt"), medan heliocentrism är tron ​​att solen är centrum för något referenssystem (i modern användning, solsystemet).

Som tidigare föreslagits är geocentrism den föråldrade och tydligt motbevisade idén att jorden ligger vid själva skapelsens centrum, med de andra observerade föremålen på himlen som kretsar kring jorden på olika sätt avstånd. Denna uppfattning härstammar från de grekiska forskarna Aristoteles och Ptolemaios för över 2000 år sedan, omfamnades av tidiga kristna och katolikerna. Kyrkan, och började först ifrågasättas på 1500-talet, med början med den polska astronomens arbete Nicolaus Copernicus. (1473-1543). Copernicus var inte den första som märkte att planeterna som var synliga för blotta ögat - Merkurius, Venus, Mars, Jupiter och Saturnus - varierade i ljusstyrka genom åren. Han var inte heller den första som observerade att de ställde ut retrograd rörelse, i förhållande till bakgrundsstjärnorna. Dessa termer beskriver hur planeterna ibland kort vänder riktningen för deras långsamma vandring mot bakgrundsstjärnorna innan de återupptar rörelse i vanlig riktning. Förespråkare för geocentrism hade väl utformade förklaringar för dessa fenomen, men Copernicus förstod att en heliosentrisk modell förklarade dem bättre. Tyvärr kände han sig inte bekväm att publicera sina idéer förrän han låg på sin dödsbädd, av fruktan för repressalier från kyrkan som höll ibland våldsamma svängningar över större delen av Europa vid den tiden.

Det är kanske lätt nu att titta på ett diagram över solsystemet eftersom det är klart förstått och se var Copernicus - som till och med lyckades placera alla de sex planeter som var kända under hans förteleskoptid i sin ordning från närmast solen till längst bort, inklusive jorden - fick sin idéer. Svårare att uppskatta är glansen som inspirerade dessa idéer, särskilt med tanke på att han utmanade en långvarig idé med enorma förgreningar, både vetenskapliga och politisk.

Copernicus anses allmänt vara den primära figuren i heliocentrisk teori, med Galileo Galilei, som vanligtvis bara kallas Galileo, gav ofta en liknande roll. Men redan före Copernicus hade ett antal historiska figurer börjat lägga grunden för att jorden skulle fördrivas från dess filosofiska centrala punkt i universum.

Grekiska matematiker som går tillbaka till förkristen tid hade utarbetat en hel del av ekvationerna i geometri som styr planetrörelser och kretsar kring kroppar i allmänhet. Vid den tiden innebar detta lite i termer av astronomi, men Copernicus åberopade mycket av detta för att formulera en fast heliocentrisk teori. Och år 200 f.Kr. postulerade en grek med namnet Aristarchus en roterande jord, men hans idé avfärdades för att andra hävdade att om detta var sant, skulle människor och föremål helt enkelt flyga av ytan till Plats. (Begreppet gravitation var en lång, lång väg från att vara "en sak" på den tiden.)

Under 900- och 1100-talen producerade Al-Haitham (även ofta stavat som Al-Haytham), från det nuvarande Irak, ett par anmärkningsvärda idéer. En av dessa var att "armen" av Vintergatan syns på natthimlen, den spiralformade megasamlingen av stjärnor där det nu är känt att solsystemet finns, var faktiskt mycket längre från jorden än man misstänkt vid tid. Den andra var att djupet av jordens atmosfär från ytan till den inofficiella gränsen för "yttre rymden" var 32 miles, vilket visade sig vara exakt inom en häpnadsväckande 5 procent. Al-Haitham var mer allmänt en av de tidiga förespråkarna för de vetenskapliga metoderna och nästan utvecklade på egen hand optikområdet, men glöms till stor del i moderna läroböcker och vetenskap diskussioner.

Bortsett från att motsäga den relativa placeringen av föremålen i solsystemet och bortom var heliocentrisk teori baserad på att utmana andra långvariga antaganden inom astronomin. En av dessa var att himlakroppar färdades i cirkulära banor. De reser faktiskt i elliptiska eller ovala banor; även om vissa av dessa råkar vara mycket nära cirkulära med en blick, är skillnaden som införs i beräkningar om gravitation och andra variabler djup. Dessutom antog antika forskare att allt i kosmos, oavsett dess fysiska omfattning, var gjord av samma grundläggande "grejer". Även om det är sant att allt i universum består av kända kemiska element från dagens periodiska system, alla som hävdade idag att stjärnor och planeter har en liknande sammansättning skulle höja mer än några få ögonbryn.

Det kan inte finnas någon heliocentrisk teoridefinition, men tänk på den som en kunskapskropp som utvecklats under många århundraden och bara bar vetenskaplig frukt när tyngden av bevisen som gynnade den var för stor för även de mest starka motståndarna i den religiösa världen vederlägga. Som du ser var denna konflikt verkligen mycket dramatisk och farlig för många förespråkare av heliocentriska fakta.

Den heliocentriska modellen skiljer sig från den heliocentriska teorin genom att den tillåter forskare att skapa en formell organisatorisk ram som innehåller solen, planeterna och andra mindre spelare i solsystemet, och placerar dem fysiskt i förutsägbara positioner. Med andra ord, snarare än att bara ange att solen är i mitten av solsystemet, innebär det testbara hypoteser som ska skapas kring denna centrala idé.

Efter att Copernicus var borta tog andra forskare upp heliocentrismens mantel, eller åtminstone modifieringar av geocentrism. Den holländska astronomen Tycho Brahe (1546-1601), född tre år efter Copernicus död, gjorde observationer av himlen som var så noggranna och exakta som man kunde ge att teleskop ännu inte fanns i mänsklighetens vetenskap arsenal. Brahe skulle inte medge att jorden stod i centrum av universum men menade att de andra planeterna kretsade runt solen medan solen själv kretsade runt jorden. (Terminologins sidnot: "Revolve" betyder vanligtvis "bana på avstånd", medan "rotera" betyder "snurra runt på en axel", som en topp. De flesta astronomiska föremål gör en kombination av båda.) Detta var ett steg i rätt riktning, ett som hjälpsamt inte placerade Brahe i kyrkans ledare.

Brahes samtida, Galileo (1564-1642), var mannen vars arbete slutligen stavade den vetenskapliga geocentrismens bortgång. 1610, efter att han hade uppfunnit ett grovt men användbart teleskop, upptäckte han månar som kretsade kring Jupiter. Om Aristoteles hade rätt i alla saker som kretsar kring jorden skulle denna situation vara omöjlig. Galileo använde också sitt teleskop för att observera berg och vulkaner på månen, solfläckar, enskilda stjärnor i Vintergatans arm och månliknande faser för Venus. Det senare var särskilt slående. Om man föreställer sig ett universum där Venus alltid är mellan solen och jorden, kan det aldrig verka helt upplyst tack vare grundläggande geometri. Det verkar alltid som en halvmåne av något slag; dess helt upplysta sida skulle alltid vara vänd bort från jorden och mot den mer avlägsna solen. Galileo visade tydligt att så inte var fallet.

För sitt problem placerades Galileo i husarrest av kyrkans tjänstemän under de sista åren av sitt liv. Även om detta verkar som ett ganska missriktat straff för någon vars "brott" kraftigt främjade tillståndet för mänsklig vetenskaplig undersökning och kunskap, undgick han åtminstone döden straff för kätteri som hade delats ut till andra motståndare till geocentrism, särskilt den italienska forskaren Giordano Bruno, som brändes på bålet för att förespråka Copernicus ' idéer.

Det är uppenbart att om mänskligheten fortsatte att verka som om jorden sitter i centrum av universum, inget meningsfullt framsteg kunde ha gjorts i praktiskt taget alla områden som är beroende av att känna till de moderna detaljerna astronomi. Skicka rymdfarkoster mot planeter som Mars (på vars yta människor har landat sonder) liksom Jupiter, Saturnus, Neptunus och Pluto (som alla har varit värd nära rymdskeppsfly-bys) med en geocentrisk modell är en tankeövning som gränsar till det absurda, liknar att föreställa någon som seglar från Los Angeles till Sydney med en hastigt klottrad karta över Kalifornien.

Att veta att system följer viktiga gravitationella lagar har gjort det möjligt för astronomer att studera mycket avlägsna objekt, t.ex. galaxer och supernovor, för att bättre fokusera sina ansträngningar och göra mer exakta förutsägelser om himmelens rörelse kroppar.