Системы мира (от древних до Ньютона)

Согласно системе Птолемея, вокруг покоящейся в центре вселенной Земли обращаются по порядку: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Птолемей указывал, что такой порядок приняли еще «древние математики», и что трудно окончательно решить, правилен ли такой порядок расположения светил вокруг Земли или нет. Он, правда, пытался дать объяснение такого расположения светил, но при этом не касался величины радиусов этих орбит, не приводил расстояний упомянутых небесных тел от Земли, так как, повидимому, не смог определить, во сколько раз, например, Сатурн дальше от Земли, чем Меркурий.

Фиг. 14. Птолемеевская система мира с главными эпициклами, по которым движутся планеты. Средневековые богословы за небом неподвижных звезд помещали эмпирей или «жилище блаженных» — местопребывание бога, ангелов и прочих «небожителей».

Он исходил из предположения, что чем медленнее движения планеты, тем дальше она от Земли, так что Луна должна находиться ближе всех к нам, а Сатурн — дальше всех. Что касается Солнца, то оно должно быть дальше от Земли, чем Луна, потому что движение его медленнее и Луна часто покрывает собой Солнце, вызывая этим солнечные затмения. Орбиты Меркурия и Венеры Птолемей принял внутри солнечной орбиты, орбиты же Марса, Юпитера и Сатурна — вне солнечной орбиты, потому что первые две планеты всегда видны близ Солнца, а другие удаляются от Солнца на большие расстояния. Подобное распределение планет он оправдывал еще тем, что всего «приличнее» принимать столько же небесных тел над Солнцем (Марс, Юпитер и Сатурн), сколько и под ним (Луна, Меркурий и Венера).

Как мы уже отметили, теория эпициклов, исходя из допущения равномерно — кругового движения небесных тел, стремится прежде всего объяснить особенности в движении планет. Она обращает внимание на то, что при движении по эпициклу и центра эпицикла по деференту, направление движения планеты должно меняться. В этих переменах она и видит объяснение всех кажущихся неправильностей в движении планет.

Когда движение планеты по эпициклу направлено в сторону движения центра эпицикла по деференту, наблюдателю с Земли должно казаться, что планета движется со скоростью равной сумме этих скоростей, так что в это время должно получиться прямое движение планеты. Наоборот, когда движения эпицикла и планеты направлены в прямо противоположные стороны, причем движение планеты по эпициклу быстрее движения центра эпицикла, наблюдателю с Земли должно казаться, что планета движется со скоростью, равной разности этих скоростей, и поэтому в это время планета будет казаться движущейся в обратном направлении. Наконец, в тех точках, где планета меняет направление своего движения, и скорость движения по эпициклу делается равной скорости движения центра эпицикла по деференту, планета с Земли должна некоторое время казаться остановившейся. После стояния планеты, видимая с Земли скорость ее движения по эпициклу превосходит скорость движения центра эпицикла, причем оба эти движения направлены в разные стороны, и наблюдателю с Земли кажется, что прямое движение планеты изменилось на обратное и что планета «завязала узел», описала петлю среди звезд.

Мы видим, таким образом, что при помощи теории эпициклов и деферентов удается объяснить второе неравенство в движении планет, т. е. прямые и попятные движения планет и их стояние. Но интересно, что одновременно представить правильно и направления с Земли планеты и расстояния планет от Земли одними и теми же эпициклами нельзя.

Чтобы положения планет, вычисленные на основании теории эпициклов, согласовались с наблюдаемыми положениями, необходимо было знать радиусы эпициклов и деферентов и скорости движения. С этой целью Пто- лемей принял, что в периодах времени обращения по этим кругам есть различие для трех «верхних», т. е. далеких планет (Марса, Юпитера и Сатурна) и для двух «нижних», т. е. близких (Меркурия и Венеры). Все верхние планеты совершают полный оборот по окружности эпицикла в одинаковый промежуток времени, равный году, т. е. периоду, в течение которого Солнце возвращается к одним и тем же звездам. Наоборот, у нижних планет период обращения по эпициклу различен и равен промежутку времени, в течение которого планета возвращается к прежним зоездам (Меркурий—88 дней, Венера — 225). Точно так же Птолемей определял различно промежуток времени, в течение которого центр эпицикла совершает полный оборот по окружности деферента. Он допускал, что для Марса, Юпитера и Сатурна этот промежуток различен и равен тем периодом времени, в течение которого каждая из этих планет, описав полную окружность на небосводе, возвращается к прежним звездам (Марс — почти 2 года, Юпитер—12 лет, Сатурн — почти 30 лет). Что же касается других двух планет, Меркурия и Венеры, которые видны лишь недалеко от Солнца, то для них, наоборот, этот промежуток Птолемей считал одинаковым и равным году.