Системы мира (от древних до Ньютона)

Фиг. 15. Видимое движение планеты по Птолемею. А — центр эпицикла, по которому равномерно движется планета в том же направлении, что и деферент, движущийся вокруг земли Т. Когда планета находится в точке Р, ее движение с Земли будет казаться прямым, ибо движения по эпициклу и деференту направлены в одну сторону. При положении Pj движение планеты из точки Т будет казаться обратным, ибо движение по эпициклу направлено в обратную сторону. При переходе от одного движения к другому, в точках Р_? и Р, планета будет казаться остановившейся.

По системе Птолемея Земля занимает несколько эксцентрическое положение внутри деферента, а все плоскости деферентов проходят через центр земного шара и наклонены друг к другу под различными углами, равно как н плоскости эпициклов к соответствующим деферентам. Дело в том, что наблюдения какой‑нибудь планеты, например Юпитера, показывают, что эта планета не движется в плоскости эклиптики (т. е. того круга, по которому, нам кажется, движется Солнце), а бывает то к северу, то к югу от этого круга. Чтобы учесть это обстоятельство, Птолемей принял, что плоскости тех кругов, которые служат для объяснения видимого движения Юпитера и других планет, не совпадают с плоскостью круговой орбиты Солнца, а несколько наклонены к ней. Следовательно, чтобы на основании теории эпициклов воспроизвести движение какой- нибудь планеты со всеми ее петлями, надо не только подобрать соответствующим образом скорости движения планеты и центра эпицикла (т. е. радиусы деферента и эпицикла и времена обращения центра эпицикла по деференту и планеты по эпициклу), но и углы наклона плоскостей деферента и эпицикла к эклиптике.

Итак, в движении планет были замечены некоторые особенности, для объяснения которых Птолемею приходилось плоскость каждого эпицикла наклонять под различными углами как к плоскостям остальных эпициклов, так и к плоскости деферента. Таким образом получилась весьма сложная система взаимно наклоненных круто в. А если мы к тому же примем во внимание, что вследствие крайней сложности закона изменения скорости видимого движения планет, для каждой из планет пришлось ввести целый ряд эпициклов, то станет ясно, какой громоздкой и запутанной была птолемеева система мира.

Особенно важно то, что где одного эпицикла для объяснения движения небесного тела нехватало, там Птолемей считал возможным ввести целую комбинацию эпициклов. В этом случае центр первого эпицикла каждой планеты движется по деференту, но по окружности первого эпицикла движется уже не планета, а лишь центр второго эпицикла и т. д. Сама планета, двигаясь по одному из последних эпициклов, должна совершать в высшей степени сложное движение вокруг Земли. Можно даже сказать, что самое движение по кругам в сущности уничтожено теорией Птолемея, так как согласно этой теории, планеты должны были описывать винтовые линии, так называемые эпициклоиды. Движение по такой кривой, происходящее даже от одновременного движения лишь по двум кругам, столь же мало заслуживает названия кругового движения, как и движение тел по параболе не может быть названо прямолинейным, хотя и слагается из движений по двум прямым линиям.

По теории Птолемея кажущиеся движения планет совершенно не зависят от размеров эпицикла и деферента, лишь бы они изменялись пропорционально. Поэтому этот астроном не давал числовых величин радиусов этих кругов, а лишь ограничивался отношением между этими радиусами, не интересуясь вопросом об изменениях расстояния небесных тел от Земли. А между тем теория эпициклов допускает различные расстояния светил от Земли в разное время, причем сравнение расстояний светил от Земли, вычисленных на основе измерений видимых их диаметров, с расстояниями их от Земли, выведенными из теории эпициклов, обнаруживает несостоятельность, несообразность этой теории. По теории Птолемея, например, расстояние Луны от Земли колеблется на величину, вдвое большую действительной, вследствие чего видимый диаметр Луны во время перигея (наибольшего приближения) должен быть вдвое больше, чем в апогее (наибольшем удалении), что совершенно противоречит наблюдениям. Однако ни Птолемей, ни его последователи такой проверки не делали и удовлетворялись тем, что теория приблизительно верно определяла место светила на небесном своде.