Дважды открытая

Во всех учебниках по астрономии указывается, что Солнечная система в современном виде, открыта Коперником в 1543 г. Причём в своём труде «О вращениях небесных сфер» он не ссылается на первооткрывателя - древнегреческого астронома Аристарха Самосского (310 – 230 гг. до н.э.), хотя в черновиках его имя упоминается. [1] А между тем, Аристарх Самосский первым предложил гелиоцентрическую картину мира. [2]

Вероятно, Аристарх родился и жил на острове Самос. [3] По свидетельству Птолемея, в 280 году до н.э. Аристарх произвёл наблюдение солнцестояния; это является единственной надёжной датой в его биографии. Учителем Аристарха был выдающийся философ, представитель перипатетической школы Стратон из Лампсака (335 – 269 гг. до н.э.).

Наблюдая за Солнцем и Луной и используя математический аппарат Пифагора Аристарх предпринял попытку измерить расстояние до них.

Наблюдая за затмениями Луны, он понял, что время от времени она закрывается Землёй, отчего попадает в её тень.

Аристарх формулирует следующие исходные положения:
1) Луна заимствует свет от Солнца;
2) Земля по отношению к лунной сфере является точкой и центром;
3) когда Луна является нам рассечённой пополам, то большой круг, разделяющий тёмную и светлую части Луны, лежит в плоскости, проходящей через наш глаз;
4) когда Луна является нам рассечённой пополам, то её расстояние от Солнца меньше четверти окружности без тридцатой части этой четверти;
5) ширина земной тени вмещает две Луны;
6) Луна стягивает пятнадцатую часть знака зодиака.

Четвёртое положение означает следующее: тридцатая часть четверти круга - это 3 градуса (90:30). На основании собственных наблюдений (или используя данные не известного нам предшественника) Аристарх пришёл к выводу, что угол Солнце – Земля - Луна, когда последняя находится в первой четверти, составляет 87°. В этот момент угол Земля - Луна - Солнце - прямой, а другой угол Луна – Солнце – Земля равен 3 градусам (90-87=3).

При значении измеренного Аристархом угла в 3 градуса расстояние между Землёй Луной и Солнцем находится в соотношении 1 : 19,12. Фактически это соотношение составляет 1 : 389,17, что соответствует углу Луна – Солнце – Земля около 9 минут (1/15 градуса).

Естественно физических возможностей у Аристарха для измерения такого угла не было.

Пятое положение позволило Аристарху рассчитать расстояние от Земли до Луны, которое по его оценке со слов Ипполита (170 – 236) составило 800 мириад 178 стадий. [4]

Наблюдая за солнечными затмениями, Аристарх знал о том, что видимые контуры Луны и Солнца совпадают, но выяснив, что Солнце находится от Земли дальше, чем Луна, сделал вывод о том, что Солнце значительно больше Луны. По его оценкам как минимум в 19 раз. С помощью довольно хитроумных рассуждений он доказал, что Луна меньше Земли в 3 раза. Но так как Солнце больше Луны в 19 раз, значит, её диаметр в 6 с лишним раз больше Земли (фактически в 109 раз).

Поняв, что Солнце больше Земли Аристарх усомнился, что более массивное тело может вращаться вокруг меньшего.

Продолжительные наблюдения Аристарха за движением Солнца и Луны позволило сделать ему следующее предположение [5]:
«Он полагает, что неподвижные звёзды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности около Солнца, находящегося в её центре, и что центр шара неподвижных звёзд совпадает с центром Солнца.»

Таким образом, Аристарх являлся первооткрывателем гелиоцентрической модели Солнечной системы.

Далее Архимед сообщает, что эта теория стала причиной обвинения Аристарха в безбожии и изгнания его из Афин. Обвинителем выступал стоик Клеанф (330 – 232 гг. до н.э.) [6], обвиняя Аристарха в том, «что он будто двигает с места центр мира, потому что сей муж пытался объяснять небесные явления предположением, что небо неподвижно, а Земля движется по наклонной окружности [эклиптике], вращаясь вместе с тем вокруг своей оси.» [7]

В настоящее время не известно, было ли судебное преследование Аристарха подобно Сократу (469 – 398 гг. до н.э.) или нет, но зная, чем оно закончилось для Сократа, можно предположить, что угроза была вполне реальной.

Поместив Солнце в центр мироздания, Аристарх догадался, что наблюдатель с Земли должен был видеть перемещение звёзд на небе, которые не входили в известную планетарную систему, но раз такого наблюдения не обнаружено, сделал он вывод, значит, звезды находятся так далеко, что их перемещение невозможно заметить. Таким образом, он отодвинул звёзды за наблюдаемый горизонт, т.е. за Солнечную систему. Лаплас справедливо заметил, что уже одна эта мысль доказывает, что у Аристарха было более правильное представление о размерах, вселенной, чем у всех других астрономов древнего мира.

Так Архимед, познакомившись с учением Аристарха писал [8]:
«Известно, что большинство астрономов под вселенной понимают сферу, центр которой соответствует центру Земли, а радиус равен прямой линии, соединяющей центр Земли и Солнца. Но Аристарх Самосский в своих «Предположениях», написанных им против астрономов, опровергает это мнение и приходит к заключению, что вселенная должна быть гораздо больших размеров, чем только что указано. А именно, он принимает, что неподвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности около Солнца, находящегося в центре этой окружности и что центр сферы неподвижных звёзд совпадает с центром Солнца.
Сфера неподвижных звёзд имеет такую величину, что круг, по которому движется Земля, находится в таком же отношении к сфере неподвижных звёзд, как центр этого круга к его окружности.
Но это, очевидно, невозможно, ибо центр круга не имеет никакой величины, и, следовательно, нет никакого отношения центра к окружности. Поэтому надо полагать, что Аристарх хотел сказать, - так как мы все-таки рассматриваем Землю как центр вселенной, - что Земля так относится к тому, что я называл выше вселенной, как сфера, к которой принадлежит круг, описываемый, согласно его допущению, Землёй, относится к сфере неподвижных звёзд».
Как видим, даже Архимед не понял учения Аристарха.

Единственный учёный, кто не только понял гелиоцентрическое учение Аристарха, но и предпринял попытку его доказать, был вавилонский астроном и математик Селевк (до 190 – после 150 гг. до н.э.). К сожалению, о результатах его исследований в настоящее время ничего не известно.

По сообщениям Плутарха Аристарх вместе с движением Земли вокруг Солнца допускал и её суточное вращение вокруг собственной оси, которое было ранее сформулировано в доктрине пифагорейцев Гикета и Экфанта (первая половина IV в. до н.э.).

Для того чтобы понять какое впечатление произвело открытие Аристарха на современников следует обратить внимание на господствующее в то время космологические представления.
 
Земля считалась плоской, окружённой сферическим вихрем, который нёс сгущения материи - небесные тела. При этом пространство считалось бесконечным, наполненным множеством миров, «похожих на наш и непохожих», как писал Эпикур. [9]

Эпикур, несмотря на прогрессивный взгляд о множественности миров был убеждён, что фактические размеры Солнца и Луны именно такие, какими мы их можем наблюдать: «Величина Солнца и других светил для нас такова, какова кажется». [10] Это парадоксальное мнение поддерживалось доводами о том, что видимые размеры светящихся объектов не подчиняются обычным законам перспективы. [11]
В связи с этим гипотеза Аристарха о том что, размер Солнца во много раз превосходит размер Земли, вступала в противоречие с общепринятым мнением эпикурейцев, которое основывалось на стабильности и неизменности Вселенной во времени. Эпикур в связи с этим писал:
«Какова Вселенная теперь, такова она была и вечно будет, потому что изменяться ей не во что, ибо кроме Вселенной нет ничего, что могло бы войти в неё, внеся изменения.» [12]

Гелиоцентрические воззрения Аристарха, также вступали в противоречие с воззрениями, непререкаемого авторитета того времени, Аристотеля (384 – 321 гг. до н.э.), который категорически отрицал утверждения относительно собственного вращения Земли и её движения вокруг Солнца.
Аристотель всю вселенную разделял на две принципиально различные по своим свойствам и строению части:
1) область совершенного - небо, где все нетленно, абсолютно чисто и совершенно и где находится «пятая стихия» - нетленный, совершенный и вечный эфир, более субтильная (тонкая) материя, нежели воздух и огонь;
2) область земных элементов, где происходят постоянные изменения и превращения элементов, где все тленно и подвержено разрушению и смерти.
Вообще, небо - область абсолютных, неизменных законов: там все неизменно и вечно. Земля, наоборот, есть область преходящего, изменяемого, - на ней господствуют случай, возникновение и уничтожение. В силу этого, на небе, в совершенной области, и все движения совершенны, т.е. все тела небесные движутся по кругам, наиболее «совершенным» кривым; все движения на небе, кроме того, только равномерные; неравномерных движений там быть не может.
Спустя 400 лет после открытия Аристархом гелиоцентрической картины мира Птолемей (100 – 160) так обосновывал геоцентрическую концепцию:
«Те, которые допускают, чтобы столь тяжёлое тело, как Земля, могло держаться свободно и никуда не упасть, очевидно, забывают, что все падающие тела стремятся двигаться перпендикулярно к поверхности Земли и падать к её центру, или, что то же, к центру вселенной. Но ведь подобно тому, как свободно падающие тела имеют все без исключения стремление к центру мира, и сама Земля тоже должна была бы иметь подобное же стремление, если бы она была сдвинута из этого центра.»

Таким образом, главным аргументом сторонников геоцентрической картины мира было понимание силы тяжести, которое наблюдалось исключительно в пределах Земли. До открытия Ньютоном закона всемирного тяготения в 1666 году, гелиоцентрическая идея, не смотря на все успехи астрономии, вряд ли бы смогла стать доминирующей, так как у её сторонников не было оснований для возражения против аргумента Птолемея.

Другим весомым аргументом Птолемея было движение тела брошенного верх. При наличии вращения Земли, считал он, тело должно было бы вернуться назад в точку, которая лежит несколько восточней точки его старта, если бы Земля вращалась в направлении с востока на запад. В действительности этого не происходит. Тело всегда возвращается в ту же точку, из которой оно начинает своё движение вверх.

До появления понятия ньютоновской силы, этот аргумент Птолемея невозможно было оспорить.
Ньютоновская механика доказала, что в момент старта на тело действуют три силы одна по направлению вращения Земли, другая вверх, третья вниз к центру Земли. После достижения крайней верхней точки, сила, которая двигала тело вверх, становится равной нулю, и на тело действуют две оставшиеся силы по касательной к поверхности Земли, и направленной к её центру, поэтому тело всегда возвращается в точку своего старта.[13]

Воззрения Аристарха на местоположение Солнца и Земли возникли не на пустом месте.

Так центральным космогоническим понятием пифагорейцев является мистический огонь - Гестия, вечно пылающий в самой сокровенной сердцевине мироздания.
Данное понятие в греческом ритуальном обиходе обозначало священный очаг, без которого любое святилище утрачивает свою сакральность, и естественным образом переносилось также и на огонь внутри очага; в символическом плане слово «Гестия» было переосмыслено как производное от oyssia — «сущность (или эссенция) вещей», которое может звучать и как «Гессия» (эту этимологию удержал Платон в своем «Кратиле»).
Огонь, истекающий или «выдыхаемый» из этого «очага», объемлет собою все сущее, придавая ему внутреннее единство и качественную однородность.
«Выдохнутый» Гестией космос является, согласно Пифагору, образцом гармонического совершенства во всех своих частях и пропорциях, ибо мистический огонь наделяет его «разумной одушевлённостью». Солнце пифагорейцы считали лишь зеркалом, отражавшим свет Гестии.

Наиболее полно идеи пифагореизма изложены Филолаем (470 - 400 гг. до н. э.).
В центре Вселенной находится Центральный огонь (Гестия, Очаг Вселенной, Дом Зевса, Мать Богов) - незатухающий огонь, освещающий весь мир. Вокруг Центрального огня вращаются Антиземля (Противоземля), Земля, Луна, Солнце и пять известных древним планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн). Наконец, на последней сфере находится Объемлющий огонь, представляющий собой совокупность неподвижных звёзд.
Из гипотезы Филолая следовало, что Земля всегда обращена к центру Вселенной одной стороной (подобно Луне по отношению к Земле), иначе наблюдатель был бы способен наблюдать Центральный огонь с любой точки Земли. Получалось, что вся обитаемая Ойкумена находится на обратной от Центрального огня стороне Земли и освещается его светом, отражённым от Солнца. По умолчанию прямой свет Гестии падал исключительно на необитаемую сторону Земли, независимо от того была ли она плоской или сферической. [14]
Филолай считал, что Солнце стекловидно или состоит из материала, отражающего свет сходным образом. Таким образом, в его системе мира Солнце выступает в роли зеркала, отражающего свет Гестии, как Луна, а вращение Земли вокруг Гестии за 24 часа имеет туже природу, что и вращение Луны вокруг Земли, основанное на деклинационном движении.

Другим основанием его гелиоцентрических воззрений было обоснование шарообразности Земли, которое высказал Евдокс Книдский (408 – 355 гг. до н.э.), рассчитав длину её окружности в 400000 стадий (74130 км). [15][16]

Ещё одна предпосылка гелиоцентрической концепции Аристарха была заложена Гераклитом Понтийским (387 – 312 гг. до н.э.), который определил, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца. Но он рассматривал эту версию в рамках традиционных для геоцентрической концепции эпициклов. Тем не менее, эта версия позволила Аристарху переместить Солнце на место Гестии, а Землю соответственно на орбиту Солнца.

Гелиоцентрические идеи Аристарха не нашли отклика не только у современников но и спустя века. Так Сенека (4 г. до н.э. – 65 г. н.э.), говоря о двух противоположных астрономических взглядах, не склоняется ни к одной из них:
«Важно было бы исследовать, мир ли вращается вокруг Земли, которая остаётся неподвижной, или Земля вертится, тогда как мир стоит.
Находятся люди, которые утверждают, что нас несёт природа, а мы того совершенно не замечаем, что восход и закат светил происходит не от движения неба, а от того, что мы сами то восходим, то заходим относительно их восхождения на небесном - своде. Эта задача достойна наших размышлений, ибо мы должны знать, в каком состоянии мы находимся: обрекла ли судьба нашу Землю на вечный покой, или же, наоборот, она одарила Землю быстрым движением; заставил ли бог все небесные тела двигаться вокруг нас, или же мы сами около них вращаемся.»


Итальянский астроном–иезуит Дж.–Б. Риччиоли (1598 – 1671) в своём труде «Новый Альмагест» 1651 года назвал в честь Аристарха лунный кратер (23.7оN, 47.4оW) диаметром около 45 км, глубиной 3,7 км , находящийся рядом с меньшим кратером Геродота.

В новейшее время про Аристарха сочинено много новых легенд:

- про то, как он уточнил юлианский календарь, принятый, согласно традиционной хронологии только через два столетия после Аристарха;
- что он был учителем Гиппарха Никейского (190 – 120 гг. до н.э.), который согласно традиционной хронологии жил через полтора столетия после Аристарха;
- что он был первооткрывателем прецессии и знал разницу между сидерическим и тропическим годом - это открытие традиционно приписывается Гиппарху, но в европейской науке стало известно в XVI веке.




[1] В 1890 году итальянский математик и историк науки Антонио Фаваро (1847 - 1922) обнаружил и опубликовал студенческие заметки Галилея пизанского периода 1584 - 1586 годов, в которых упомянуты традиционные хронологические представления об Аристархе Самосском:
«Аристарх, живший на четыреста лет раньше Птолемея, которому из наших современников следует Николай Коперник в труде «О вращении небесных тел»…».

[2] Аристарх упоминается также в книге Витрувия (80 – 15 гг. до н.э.) «Об архитектуре», как известный грамматик (кн. I, гл. I, п. 13), математик и механик (кн. I, гл. I, п. 17), астроном (кн. IX, гл. II, п. 3), изобретатель солнечных часов с основанием в виде полушара (кн. IX, гл. VIII, п. 1).

[3] Остров расположен в восточной части Эгейского моря. К VIII веку до н. э. остров Самос стал цветущим торгово-ремесленным и коммерческим центром, одним из 12 членов Ионийской Лиги.
В 439 г. до н.э. Самос был завоёван Афинами. Самосцы должны были выдать свой флот, срыть укрепления, дать заложников и уплатить контрибуцию. После этого остров потерял самостоятельность, и на нём было установлено лояльное Афинам правление демократов.
После Ламийской войны 322 года до н.э. остров стал управляться Македонией.
На Самосе родился также Пифагор (570 – 490), но в 530 г. до н.э. по неизвестным причинам покинул остров, проведя до этого более 20 лет в странствиях по античному миру.
Также на этом острове родился Эпикур (341 – 270 гг. до н.э.). В основе эпикуреизма лежит Тетрафармакос - четыре принципа эпикурейской философии, сформулированные Филодемом (110 – 35 гг. до н.э.):
- не бойся богов;
- не беспокойся о смерти;
- благо легко достижимо;
- зло легко переносимо.
Фактически Эпикур развил идеи гедонизма Аристиппа (435 - 355 гг. до н.э.). Удовлетворённость желаний Эпикур считает свободой от неохоты и отвращений. Целью в данном случае является не само удовлетворение, а избавление от страдания и несчастья. Высшим удовольствием и его мерой, согласно Эпикуру, является отсутствие боли и страдания. Поэтому счастье достигается с помощью атараксии - освобождения от боли и беспокойства, умеренным потреблением земных благ.

[4] 1 мириад = 10000; 800 мириад = 8 миллионам. 800 мириад 178 стадий = 8000178 стадий. 1 географический стадий = 0,185325 км. 8000178 стадий = 1482633 км. Фактически расстояние до Луны около 400000 км. Ошибка составила 3,7 раза. Причина этой ошибки, во-первых, в определении диаметра Земли в 10 раз больше фактической, а во-вторых, в определении углового размера Луны, которое Аристарх рассматривал как равным 2 градусам (1/15 часть знака зодиака).
Спустя всего сто лет Гиппарх оценил расстояние до Луны в 60 земных радиусов (382260 км), а до Солнца 2000 радиусов Земли (12,74 милл. км, фактически 150 милл. км).
Возможно ещё при жизни Аристарха, Эратосфен Киренский (276  - 194 гг. до н.э.) определил длину окружности земного шара в 250000 стадиев (46331 км, фактически 40010 км), что позволяло более точно вычислить диаметр Земли. Эратосфен в 245 г. до н.э. получил должность директора Александрийской библиотеки. Известно, что Аристарх регулярно посещал эту библиотеку и в период с 245 по 230 гг. до н.э. два этих великих учёных могли лично встречаться.

[5] Из неопубликованного труда «Предложения», упомянутого в «Псаммите» Архимеда (287 – 212 гг. до н.э.).

[6] Среди его 58 известных сочинений сохранилось немногим более 100 фрагментов, среди них: «Логика», «О знании», «О диалектике», «О Зеноновом учении о природе», «Физические заметки», «Разыскания о Гераклите», «Об атомах», «О времени», «О влечении», «О надлежащем», «О конечной цели», «О наслаждении», «Риторика», «Гимн к Зевсу» и другие.

[7] Плутарх «О лике, видимом на диске Луны» (отрывок 6).

[8] В книге Архимеда «Исчисление песчинок» упоминается о потерянной работе Аристарха, посвящённой размеру Вселенной.

[9] Попытка развить идею о множественности миров привела Джордано Бруно на костёр инквизиции в 1600 году, то есть спустя 1840 лет после обвинения Аристарха.
Ещё раньше Эпикура эту идею высказал Демокрит (460 – 370 гг. до н.э) обосновывая её принципом изономии: если процесс какого-то рода может происходить, то в бесконечном пространстве где-нибудь когда-нибудь он обязательно происходит; то, что происходит в данном месте в данный момент времени, должно происходить и в других местах в те или иные моменты времени. Таким образом, если в данном месте пространства возникло вихреобразное движение атомов, приведшее к формированию нашего мира, то схожий процесс должен происходить и в других местах, приведя к формированию других миров.
Ипполит так описывал его взгляды:
«Миры бесконечны по числу и отличаются друг от друга по величине. В одних из них нет ни солнца, ни луны, в других — солнце и луна большие, чем у нас, в третьих — их не по одному, а несколько. Расстояние между мирами не одинаковые; кроме того, в одном месте миров больше, в другом — меньше. Одни миры увеличиваются, другие достигли полного расцвета, третьи уже уменьшаются. В одном месте миры возникают, в другом — идут на убыль. Уничтожаются же они, сталкиваясь друг с другом. Некоторые из миров лишены животных, растений и какой бы то ни было влаги.»

[10] Диоген Лаэртский, X, 91.

[11] Спустя более двух тысяч лет авторы квантовой механики использовали тот же довод о неприменимости законов классической физики к квантовым явлениям, что уже сегодня приводит к противоречиям наблюдаемых фактов утверждённых в общественном сознании догмам.

[12] Диоген Лаэртский, X, 39.

[13] Таким образом, без создания классической механики гелиоцентрическая картина мира, ни когда не смогла бы потеснить Землю из центра вселенной, не смотря на все достижения астрономии.

[14] Нам не известно, рассматривал ли кто либо из античных философов в свете этой гипотезы климатические условия на противоположной стороне Земли, но если исходить из этой версии, но там вполне мог находится ад, судя по тому, что свет Гестии отражённый от Солнца на обитаемой стороне в экваториальной зоне действительно нестерпим.

[15] Фактическая длина окружности Земли по меридиану 40000 км. 

[16] Не совсем понятно, почему Аристарх не воспользовался данными Евдокса Книдского у которого диаметр Земли был равен 23608 км, что позволило бы ему вычислить расстояние до Луны более точно в 225353 км вместо вычисленного в 1482633 км.