Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

Для самой астрономии античного периода важнейшую роль сыграло построение геоцентрической модели. Исходное ее положение в том, что наблюдаемое движение небесных тел обусловлено равномерным вращением многих концентрических сфер с центром на Земле, но с разной ориентацией осей. Оно было, по-видимому, сформулировано Евдоксом Книдским (400–347 гг. до н. э.) и значительно развито учеником Платона Аристотелем (384–322 гг. до н. э.).

56 прозрачных сфер в Аристотелевой Вселенной образуют 9 небес — 7 из них принадлежат Луне, Меркурию, Венере, Солнцу, Марсу, Юпитеру, Сатурну, 8 небо — сфере неподвижных звезд и, наконец, 9 небо отводится некоему духу, понимаемому как космический перводвигатель и обеспечивающему движение всего гигантского механизма. В подлунном мире, то есть между Землей и Лунным небом, последовательно доминируют низшие элементы (земля, вода, воздух, огонь), а остальные области состоят из совершенного элемента — эфира.

Сфера, в соответствии с философскими воззрениями античности, считалась наиболее подходящей идеальной фигурой для небесных движений. Этот же образ был положен Аристотелем в основу представлений о форме Земли и небесных тел. Впоследствии Эратосфену из Кирены (234–196 гг. до н. э.) удалось очень точно измерить длину земного меридиана. Конкретно он измерял тень гномона[27] в Сиене (нынешнем Ассуане), когда в Александрии тень полностью исчезала. Расстояние между этими городами было известно (5 тыс. египетских стадиев), и, оценив угол между солнечным лучом и гномоном в 1/50 часть окружности (360°/50), Эратосфен нашел длину меридиана — 252 000 стадиев, или 39 690 км (современные данные: 40007 км!).

Велики достижения греческой наблюдательной астрономии. Во второй половине 5 века до н. э. Метон открывает 19-летний лунно-солнечный цикл (метонов цикл), соответствующий 235 месяцам (125 30-дневных и 110 29-дневных). На основании этого цикла длительность солнечного года была определена в 365 — суток, то есть всего на полчаса отличалась от точного значения.

Во 2 веке до н. э. Гиппарх Никейский (190–125 гг. до н. э.), вероятно, первый вполне профессиональный астроном античности, составил весьма точные таблицы солнечных затмений, разработал теорию движения Солнца и Луны. Незадолго до смерти он завершил составление лучшего каталога своего времени, включающего 850 звезд, разделенных по блеску на 6 классов. Гиппарх вел также обширные исследования по хронологии и географии — ему приписывают идею задания координат небесных тел широтой и долготой. Наиболее известно его блестящее по точности измерение расстояния до Луны — 30 диаметров Земли, что с учетом диаметра, определенного Эратосфеном (12800 км), дает удивительную величину — 384 000 км, всего на 395 км меньше современного среднего значения этого расстояния. Гиппархов цикл (304 года с 3760 месяцами) давал для продолжительности года 365 75/304 суток, то есть отличие от точного значения не превышало 5 минут.

Истинным венцом античной картины мира стал труд Птолемея «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах» («Альмагест» по традиции арабского перевода), написанный во 2 веке н. э.

Птолемей, основываясь на идеях александрийского математика Апполония Пергского (3 век до н. э.) и Гиппарха, заменил сферы системой окружностей эпициклов. Некий центр, связанный с каждой планетой, должен двигаться вокруг Земли по начальному эпициклу — деференту. Вокруг этого центра по определенному эпициклу вращалась планета. Иногда приходилось вводить два или три эпицикла — ровно столько, сколько необходимо было точного описания движения. В общем, дело сводилось к подбору достаточно сложной комбинации круговых движений, которыми можно было бы описать результаты длительных наблюдений. Огромная работа, проделанная Птолемеем, позволяла довольно точно предсказывать положение светил, и хотя он сам считал геоцентрическую картину лишь одной из возможностей (однако наиболее простой!), именно его труд положил начало безраздельному многовековому царствованию этой картины.

Немалую роль сыграла тут и многогранность достижений автора. Птолемей создал «Руководство по географии в 8 книгах», охватив весь известный грекам мир — от Скандинавии до Египта, от Атлантики до азиатского побережья Тихого океана. Важную роль для датировки событий (в частности, астрономических) сыграл его «Хронологический канон царей», а в своей «Оптике» Птолемей подытожил античные исследования зеркал. Даже в области астрологии, к которой он обратился в конце жизни, его «Тетрабиблос» («Четырехкнижие») стал энциклопедией для следующих поколений[28].

«Альмагест» оказал огромное влияние не только на ход будущих астрономических исследований, но и на мировоззрение в целом. Геоцентризм слился с религиозной идеологией христианства и на долгие века определил каноническое видение Вселенной.

Модель Птолемея

Античность знала и альтернативные модели. Так, Гераклид Понтийский объяснял переменный блеск Меркурия и Венеры тем, что эти планеты вращаются вокруг Солнца.