Heliocentrisms: Saules sistēmas modelis, definīcija un Kopernika loma
Uzzini heliocentrisma jēdzienu, Saules sistēmas modeli, Kopernika revolucionāro lomu un pēctecības — no Aristarha līdz Kepleram un Galileo.
Heliocentrisms ir uzskats, ka Zeme un citas planētas griežas ap Sauli, kas ir Saules sistēmas centrālais objekts. Ideju par Saules centricitāti ierosināja jau Senajā pasaulē — to pauda, piemēram, Aristarhsno Samosas — taču plašāku zinātnisku pamatojumu šim modelim 16. gadsimtā izklāstīja Nikolajs Koperniks, kas iezīmēja Modernās astronomijas sākumu.
Kāpēc heliocentrisms aizstāja ģeocentrismu
Pirms Kopernika parasti tika pieņemts, ka Saule un pārējās debesu ķermeņi griežas ap Zemi (to sauca par ģeocentrismu). No Zemes novērojot, Saule un zvaigznes šķietami pārvietojas pāri debesīm, tāpēc ģeocentriskais skats bija intuitīvs. Tomēr ilglaicīgi novērojumi radīja paradoksus, kurus ģeocentriskais modelis grūti izskaidroja:
- planētu tā sauktā retrogrāda kustība (radās iespaids, ka tās laiku pa laikam "iet atpakaļ"),
- dažas planētas maina spilgtumu un novietojumu attiecībā pret zvaigznēm tā, kā tam ir vieglāk izskaidrot, ja tās riņķo apkārt Saulei, nevis Zemei.
Kopernika ieguldījums
1543. gadā Koperniks publicēja grāmatu "De revolutionibus orbium coelestium" ("Par debesu sfēru rotācijām"), kurā izklāstīja heliocentrisko modeli un rādīja, kā relatīvā kustība starp Zemi un citām planētām rada novērotās fenomens, tostarp retrogrādo kustību. Kopernika modelis vienkāršoja dažus aprakstus, taču viņš joprojām pieņēma riņķa formas orbītas un lietoja epicyklus, lai precīzāk atbilstu novērojumiem.
Tālākā attīstība — Keplers, Galileo, Ņūtons
Pēc Kopernika svarīgus papildinājumus sniedza citi zinātnieki:
- Johannes Keplers formulēja trīs likumus, kas precīzi apraksta planētu kustību: orbītas nav perfekti apļveida, tās ir elipses ar Sauli vienā fokālā punktā; planēta pārgriež vienādas laukuma daļas vienādos laika intervālos; un orbītas perioda kvadrāts ir proporcionāls lielajai pusasi kuba. Šie likumi atcēla nepieciešamību pēc epicykliem, ja pieņem gravitācijas iedarbību.
- Galileo Galilejs uzbūvēja uzlabotus teleskopus, ar kuriem novēroja Mēness virsmas reljefu, Jupitera pavadoņus (kas parādīja, ka ne viss griežas ap Zemi) un Veneras fāzes (kas tieši atbalstīja heliocentrisko skaidrojumu).
- Vēlāk, 17. gadsimtā, Īzaks Ņūtons izskaidroja Keplera likumus ar vispārējas pievilkšanās likuma palīdzību — tas nodrošināja mehānisku pamatojumu, kāpēc planētas seko eliptiskām trajektorijām ap Sauli.
Papildu novērojumu apstiprinājumi
Vēlākie novērojumi nostiprināja heliocentrisko modeli:
- zvaigžņu paralakse mērījumi (pirmoreiz veikta 19. gadsimtā — Friedrich Bessel 1838. g.) parādīja, ka Zeme gadu laikā maina novērojuma punktu, kas apliecina Zemes orbītu ap Sauli;
- precizētas observācijas un astrometrija atklāja, ka Saules sistēma ir dinamisks komplekss — planētas un Saule kopā riņķo ap kopējo masas centru (barycentru), tāpēc Saule nekad nav absolūti statiska.
Mūsdienu skatījums
Tagad zināms, ka Saule nav Visuma (vai pat Piena Ceļa) centrs. Saule ir viena no daudzām zvaigznēm mūsu Piena Ceļa galaktikas zvaigžņu kopā, un galaktika ir tikai viena no miljardiem galaktiku. Tomēr heliocentriskais modelis ir būtisks, jo tas pareizi apraksta Saules sistēmas iekšējo dinamiku un kalpo kā pamats astrofizikai, observatorijām un kosmiskajām misijām.
Īsumā: heliocentrisms pārbūvēja cilvēces izpratni par debess mehāniku — no Zemes centrētas shēmas uz pareizu, novērojumos balstītu Saules sistēmas modeli, kuru precizēja un pamatoja Koperniks, Keplers, Galileo un vēlākie zinātnieki.
Augšējā attēlā redzams, kā izskatītos Saules sistēma, ja Zeme atrastos tās centrā (ģeocentriskajā sistēmā). Apakšējā attēlā centrā ir Saule (heliocentrisks), un tā tā tā izskatās patiesībā.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir heliocentrisms?
A: Heliocentrisms ir uzskats, ka Zeme un citas planētas griežas ap Sauli, kas ir Saules sistēmas centrs.
J: Kas ierosināja heliocentrismu?
A: Heliocentrismu ierosināja daudzi cilvēki, piemēram, Aristarhs no Samas no Senās Grieķijas, bet Nikolajs Koperniks bija pirmais, kurš izdomāja pamatotus iemeslus, kāpēc tas ir taisnība.
J: Kam ticēja lielākā daļa cilvēku pirms Kopernika?
A: Pirms Kopernika lielākā daļa cilvēku uzskatīja, ka Saule un pārējās planētas griežas ap Zemi (to sauca par ģeocentrismu). Tā tas ir tāpēc, ka, stāvot uz Zemes, šķiet, ka Saule un zvaigznes pārvietojas pa debesīm.
J: Ko savā grāmatā De revolutionibus orbium coelestium ("Par debesu sfēru rotācijām") skaidroja Koperniks?
A: Savā grāmatā De revolutionibus orbium coelestium ("Par debesu sfēru rotācijām") Koperniks skaidroja, kāpēc saistībā ar planētu kustību notiek dažas lietas, kas nav loģiskas, ja ticam, ka Zeme atrodas mūsu Saules sistēmas centrā. Viņš minēja iemeslus, kāpēc uzskata, ka tā vietā būtu jāuzskata, ka Saule atrodas tās centrā.
Jautājums: Kas pēc Kopernika panāca turpmākus sasniegumus?
A: Citi astronomi, kas pēc Kopernika guva jaunus panākumus, bija Johannes Keplers un Galileo Galilejs. Piemēram, Keplers parādīja, ka planētas nekursē pa perfektu apli, un Galileo uzbūvēja ļoti labus teleskopus, kas palīdzēja apstiprināt heliocentrisko modeli.
Vai arī Koperniks uzskatīja, ka Saule atrodas Visuma centrā?
A: Jā, sākotnēji viņš arī tā domāja, bet tagad mēs zinām, ka tas bija nepareizi, jo šodien mēs saprotam, ka Saule ir daļa no Piena Ceļa galaktikas, kas pati par sevi ir tikai viena no miljardiem galaktiku Visumā.
Meklēt