Системы мира (от древних до Ньютона)

Наблюдения показывают, что 1 января Солнце перемещается в сутки на 61,2', а 1 июля — на 57,2^;, причем в первом случае видимый диаметр Солнца больше, чем во втором. Значит расстояние Солнца от Земли меняется в течение года, причем Солнце кажется нам движущимся с изменяющейся скоростью вследствие эксцентрического положения Земли: мы видим его перемещающимся быстрее, когда оно ближе к Земле и медленнее— когда оно дальше от нее.

Таким образом, хотя Гиппарх принимал Землю непод вижной и допускал равномерно — круговое движение светил он в сущности открыл, что 3 е м — л я не всегда нахо дится на одинаковом расстоянии от Солнца причем она движется быстрее, находясь ближе к Солнцу (зимой), и замедляет движение, удаляясь от него (летом) Только это движение он, в соответствии с геоцентриче ским учением, отнес не к Земле, а к нашему центральному светилу — Солнцу.

Частное от деления расстояния Земли от истинного (геометрического) центра солнечной орбиты на радиус этой орбиты Гиппарх назвал «эк- сцентриситетом». Величину эксцентриситета он нашел равной 1/24 радиуса солнечной орбиты. Другими словами, Гиппарх пришел к заключению, что Земля помещена в стороне от центра солнечного кру га на расстоянии, равном одной двадцать четвертой доле его радиуса.[9] Это дало ему возможность определить место солнечного «перигея» и «апогея», т. е. те точки на орбите, которые наименее и наиболее удалены от Земли. В результате Гиппарху удалось составить солнечные таблицы, позволяющие заранее определить положение дневного светила в любой день года.

Фиг. 12. Объяснение неравномерного движения Солнца по Гиппарху. Центр солнечного движения находится в точке пересечения пунктирных линий, а сплошные линии сходятся в центре Земли. Движение Солнца должно казаться более быстрым, когда оно идет по части круга, к которой Земля стоит ближе, и медленнее в противоположной части.

Что же касается Луны, то уже давно были известны аномалии ее месячного движения, проявляющиеся, между прочим, в различии промежутков времени между ее последовательными главными фазами и в изменении ее видимого диаметра. Все это говорило о том, что Луна, подобно Солнцу, перемещается между звездами не с одинаковой скоростью и что расстояние ее от Земли меняется в некоторых пределах. Эту главнейшую неравномерность лунного движения Гиппарх также объяснил эксцентричностью пути Луны. Вычислив элементы этого пути (эксцентриситет, наклонение к плоскости эклиптики и пр.), ему удалось для Луны составить такие же таблицы, как и для Солнца; по ним не трудно было определить положение Луны на небосводе для любого момента.

Эксцентричностью положения Земли внутри орбиты небесных светил Гиппарх пытался объяснить особенности сложных путей планет на небосводе, выражающиеся в изменении скорости движения и образовании петель. Но уже сам Гиппарх вынужден был констатировать, что одного только перемещения Земли на некоторое расстояние от центра планетных путей недостаточно для решения этой весьма трудной задачи.

В связи с этой неудачей, чрезвычайно добросовестный Гиппарх, судя по замечанию Птолемея, «не сделал других попыток объяснения движения планет, а довольствовался приведением в порядок до него сделанных наблюдений, присоединив к ним еще гораздо большее количество своих собственных, и ограничился указанием своим современникам на неудовлетворительность всех гипотез, при помощи которых некоторые астрономы думали объяснить движение небесных светил». А благодаря этому астрономы в конце концов пришли к способу эпициклов, который нанес окончательный удар мнимым твердым сферам, к которым Евдокс, и другие прикрепляли небесные тела.

Заметим, между прочим, что если бы древние астрономы могли производить точные наблюдения, то они бы заметили, что представление о движении по эксцентрикам недостаточно для объяснения так называемого первого неравенства в движении планет. Дело в том, что видимый диаметр светила изменяется обратно пропорционально расстоянию его от Земли, т. е. чем дальше оно от нас, тем меньше его видимый диаметр. На основании теории эксцентрических кругов нетрудно вычислить, что разность между наибольшей и наименьшей величинами видимого диаметра Луны должна доходить до 9'. На самом же деле эта разность гораздо меньше, — она составляет только 4'. Но древние астрономы не занимались измерением диаметра Луны, а поэтому не заметили, что изменение этого диаметра не согласуется с их представлением о движении планет.

Наблюдательные средства древних были недостаточны, для того чтобы более или менее точно определить расстояния светил от Земли. Неудивительно поэтому, что Евдокс, Гиппарх, Птолемей и другие астрономы находились в полном неведении относительно этого важного вопроса. А поэтому истинное устройство вселенной осталось для них неразгаданным.

VI. ТЕОРИЯ ЭПИЦИКЛИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ