Кому пришла в голову идея солнцецентрированной Вселенной?

 

Николай Коперник (1473–1543) совершает революцию в астрономии, высказывая идею гелиоцентрической (Солнце в центре) системы. Заменена система Птолемея.

 

Но Коперник не первый. Аристарх вынашивал эту идею, как и Аль-Бируни. Коперник почти наверняка знал работу Аристарха.

 

Никлаус Коперник (польское имя) родился в Торуне. Отец умер, когда ему было 10 лет. Воспитывал его дядя, епископ Лукас фон Ватценроде.

 

Коперник изучал астрономию, богословие, каноническое право и медицину в университетах Кракова (Польша), Болоньи и Падуи (оба в Италии).

 

После возвращения в Польшу он стал каноником во Фромборке в 1497. У него было достаточно времени, чтобы работать над своими идеями о гелиоцентрической Вселенной.

 

Около 1530 он завершил рукопись своей книги De Revolutionibus Orbium Coelestium («Об обращении небесных сфер»).

 

В 1539, когда Копернику было 66 лет, его 25-летний ученик Георг Иоахим фон Лаухен (Ретик) уговорил его опубликовать свой труд и договорился о его издании.

 

Книга была издана в Нюрнберге в 1543. Согласно легенде, Коперник увидел первый экземпляр в день собственной смерти 24 мая.

 

Мироздание Коперника имеет вид: Солнце окружено орбитами Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера и Сатурна. За Сатурном — сфера неподвижных звезд.

 

Удивительно, но Копернику еще требовалось для изучения множество эпициклов, как и Птолемею. Почему? Он по-прежнему придерживался греческих идей совершенных круговых орбит.

 

Могила Коперника во Фромборке в Кафедральном соборе была обнаружена в 2005, о чем было объявлено в 2008. 22 мая 2010 была проведена вторая процедура торжественного захоронения.

 

Когда же астрономия превратилась в настоящую науку?

 

Европейские астрономы приняли гелиоцентрическую систему взглядов Коперника. Но движение некоторых планет, в частности Марса, было трудно объяснить.

 

В 1609, используя наблюдения своего учителя Тихо Браге, Иоганн Кеплер (1571–1630) решил проблему: планетарные орбиты не круговые, а эллиптические.

 

Галилей (1564–1642) впервые опубликовал телескопические виды неба. Фазы Венеры и лун Юпитера подтверждали гелиоцентрическую теорию.

 

В 1687 Исаак Ньютон (1642–1727), опубликовал Математические начала натуральной философии, описав свой закон Всемирного тяготения.

 

Вкратце: падение яблока управляется тем же законом, что и движение планет по орбитам. Ньютон заложил физические основы для законов Кеплера, описывающих движение планет.

 

Открытия XVIII в.: периодичность комет, «правильное» движение звезд на небе, сдвиг в положении (аберрация) звезд из-за движения Земли.

 

Большие телескопы показывали больше звезд, туманностей, и 13 марта 1781 Уильяму Гершелю (1738–1822) удалось с помощью телескопа обнаружить новую планету — Уран, Первый астероид: 1801. Межзвездные расстояния: 1838. Спиральные туманности: 1845. Нептун: 23 сентября 1846. Первая вспышка на Солнце: 1859. Век открытий.

 

Новые инструменты — фотография и спектроскопия (разложение света, приходящего от звезд, в спектр) — проложили путь для «астрофизиков»: изучение физических свойств звезд.

 

Истинная природа спиральных туманностей (галактик), расширение Вселенной и источники энергии Солнца и звезд были обнаружены между 1920 и 1940.

 

Текущее состояние: люди, часть величественной Вселенной, в которой все взаимосвязано. Мы состоим из звездного вещества; без предшествовавшей космической эволюции нас не было бы здесь.

 

 

Телескоп

 

Кто изобрел телескоп?

 

Никто не знает наверняка. Первые примитивные телескопы, возможно, уже были в конце XVI в., может быть, даже раньше. Хотя очень низкого качества.

 

Первое упоминание о телескопе («трубы, чтобы видеть далеко») — в патентной заявке от 25 сентября 1608, поданной голландцем Гансом Липперхи, изготовителем очков.

 

Липперхи родился в ~1570 в г. Везель, Германия. Жил/работал в Мидделбурге — голландском портовом городе со знаменитой на весь мир стекольной промышленностью — выгода для торговли.

 

2 октября 1608 Липперхи продемонстрировал изготовленный им оптический прибор принцу Морицу и Голландским Генеральным Штатам в Гааге. Принц был восхищен.

 

Основная причина: война между голландской республикой и испанской империей. Телескоп на башне поможет обнаружить войска противника издалека. Также может быть полезен на море.

 

Но были и другие, кто тоже заявил об изобретении: Захария Янсен (еще один мастер-оптик из Мидделбурга) и ученый Якоб Метиус из Алкмаара.

 

Результат: патент никому не был выдан. Хотя благодаря демонстрации Липперхи информация об изобретении быстро распространилась по Европе.

 

Летом 1609 английский астроном Томас Харриет получил первые телескопические изображения Луны. Не опубликованы; обнаружены только в XX в.

 

Немного позже, итальянский физик/астроном Галилео Галилер, услышал о голландских изобретениях. Он быстро изготовил улучшенные телескопы.

 

Галилей открыл лунные горы, солнечные пятна, спутники Юпитера, фазы Венеры, «уши» Сатурна (оказавшиеся кольцами этой планеты) и т. д.

 

Публикация Галилеем его открытия в Sidereus Nuncius («Звездный Вестник», март 1610) знаменует рождение современной телескопической астрономии.

 

Впоследствии телескоп был значительно улучшен, в частности, Иоганном Кеплером (Германия) и Христианом Гюйгенсом (Нидерланды). Последовало больше открытий.

 

Как работает телескоп?

 

Телескоп буквально собирает звездный свет в фокусе. Линза (хрусталик) глаза делает то же, но телескоп собирает больше света, поэтому изображение ярче/подробнее.

 

Первые телескопы использовали вогнутые линзы для фокусировки звездного света. Свет отклоняется или «преломляется» стеклом, так что эти телескопы известны как рефракторы.

 

Хороший пример: зажигательное стекло. Солнечный свет концентрируется линзой. За счет фокусировки света интенсивность достаточно высока, чтобы зажечь бумагу или фитиль.

 

Фактически линзы создают маленькое изображение Солнца (или другого источника света) в своей «фокальной плоскости». Проверьте сами с зажигательным стеклом и настольной лампой.

 

Линзы телескопа также создают изображение наблюдаемого объекта в фокальной плоскости. Чтобы увидеть изображение в деталях, необходимо использовать увеличительное стекло (окуляр).

 

Так, рефрактор состоит из двух основных элементов: линз объектива для фокусировки света и смотрового отверстия (окуляра) для наблюдения изображения, обычно на конце трубки…

 

Недостатки рефрактора: разные цвета фокусируются немного по-разному, поэтому изображения звезд окрашены по краям (хроматическая аберрация).

 

В 1668 Исаак Ньютон изобрел рефлектор (отражатель). Вместо линзы использовал вогнутое зеркало как объектив для фокусировки звездного света, без цветовых дефектов.

 

Зеркало телескопа искривлено как зеркало для бритья и так же создает изображение источника света в фокальной плоскости Проверьте на себе с лампой в ванной.

 

Преимущества зеркала: 1) необходима только одна совершенная основная поверхность; 2) может быть большим и не испытывать деформации, так как возможно крепление с обратной стороны.

 

Поэтому все большие телескопы — рефлекторы. Самый большой линзовый телескоп, со 102-см линзой, был построен в Йеркской обсерватории около Чикаго в 1897.

 

Маленькие дополнительные плоские зеркала могут использоваться для удобства наблюдения. Но главный принцип телескопа выполняется всегда: объектив + окуляр (или камера).

 

Телескоп должен: обеспечивать стабильную установку и, в идеале, отслеживать звезду, поскольку вращение Земли заставляет ее перемещаться по небу.

 

Экваториальная монтировка: легкое отслеживание звезды, но громоздкость конструкции. Альт-азимутальная монтировка: компактность, но необходимость компьютерного управления для контроля перемещения одновременно вокруг двух осей.