Что крутится вокруг земли солнце или наоборот
Как вращается Земля
Общеизвестно, что Земля вращается вокруг Солнца, однако не каждый знает, как и почему наша планета это делает. И даже ученые до сих пор не могут точно ответить на вопрос, что побуждает небесные тела вращаться вокруг центра Солнечной системы.
Земля или Солнце: что вращается?
Много лет назад считалось, что Земля является неподвижной, а вращаются вокруг нее Солнце и все другие местные планеты. Доказать обратное удалось только в XVI в. Многие ошибочно связывают этот научный прорыв с именем Галилео Галилея, ведь это он произнес знаменитые слова «И все-таки она вертится!».
Однако открытие принадлежит Николаю Копернику — в своем трактате «Об обращении небесных сфер», увидевшем свет в 1543 г., он выдвигал теорию о движении планет вокруг Солнца, а не всех небесных тел вокруг Земли.
Эта идея долгое время не была признана в европейских научных кругах и тем более ее не поддержала церковь. Однако это была мини-революция, оказавшая влияние на дальнейшее развитие астрономии.
Сначала теория о вращении планет вокруг центра Солнечной системы была окончательно доказана, затем астрономы начали выяснять причины такого явления.
В последние столетия выдвигалось множество гипотез, однако точно ответить сегодня на вопрос, почему Земля крутится вокруг Солнца, не может ни один исследователь.
Хотя несколько версий имеется:
Закон Ньютона утверждает, что все тела, в т. ч. и космические, передвигаются по прямой линии. Это значит, что околосолнечные планеты, включая нашу, давно должны были улететь в открытое космическое пространство, однако до сих пор этого не произошло. Все же Солнце имеет большую массу, вызывающую соответствующую силу притяжения.
Во время своего движения Земля все время пытается отклониться от эллиптической траектории и начать движение по прямой линии, однако солнечная гравитация притягивает планету обратно, поэтому мы удерживаемся на орбите и кружимся вокруг нашего светила.
Вращение Земли вокруг Солнца
Вокруг центральной точки Солнечной системы Земля крутится по орбите, форму которой можно описать, как «сглаженный, близкий к правильному кругу эллипс». Эта форма немного изменяется год от года, полный цикл изменений составляет почти 100 тыс. лет.
Планета несется в пространстве, преодолевая примерно 107 тыс. км в час. Ее движение, если смотреть на Землю «условно сверху», так, чтобы взгляд наблюдателя падал на наш северный полюс, осуществляется против часовой стрелки.
Наклон оси вращения Земли
Под земной осью понимают условную прямую, проходящую через оба географических полюса нашей планеты и ее центр. Вокруг этой линии Земля совершает свое суточное вращение.
По отношению к плоскости, в которой мы движемся вокруг Солнца, эта линия расположена не перпендикулярно, а под углом 66°33´. Это объясняет изменения у нас времен года, ведь из-за наклона каждая точка на поверхности земного шара в разные периоды времени получает различное количество солнечного тепла и света.
Никакие внешние факторы (воздействие Солнца, лунное притяжение и т. д.) не влияют на угол этого наклона, однако вызывают прецессию — перемещение нашей планеты по траектории в виде кругового конуса. Сейчас Северный полюс Земли «смотрит» на Полярную звезду, самую яркую в созвездии Малой Медведицы.
Примерно через 12 тысячелетий он будет направлен на звезду Вега в противоположной части небосвода, а еще через такой же период времени — снова на звезду-альфа Ursa Minor.
Вращение Земли вокруг своей оси
Суточное вращение наша планета совершает против часовой стрелки, если смотреть на нее сверху с условного северного полюса мира, совпадающего по ориентации с земным Северным полюсом. Выполняя 1 полный оборот за 23 часа 56 минут и немногим более 4 секунд, Земля тем самым определяет продолжительность местных суток. Кроме того, такое вращение объясняет смену дня и ночи.
За то время, когда мы совершим один полный виток вокруг центра Солнечной системы, планета успевает сделать примерно 365,25 осевых оборотов — это продолжительность местного годового периода.
Исчисление дней с сотыми долями целого числа не удобно, потому учеными в конце XVI в. было предложено каждые 4 года добавлять в календарь 1 дополнительный день.
Каждое столетие земные сутки удлиняются примерно на 1 мс (миллисекунду) из-за постепенного замедления вращения планеты под воздействием лунной гравитации. Однако пока такая малая погрешность не вызывает проблем и влияет лишь на работу суперточных систем и механизмов.
Ранее Земля также меняла темп своего вращения — об этом свидетельствуют геологические исследования ее поверхности, однако всегда это происходило на величину не более +/-5% от начального значения.
Теория об инертном вращении
Существует гипотеза, что когда Земля только появилась и находилась в активной фазе своего формирования, она хорошо («с запасом») раскрутилась, а теперь вращается исключительно по инерции. Такая теория применима и к другим объектам Солнечной системы. Однако у нее имеется и немало противников, ведь объяснить колебания скорости движения нашей планеты эта гипотеза не может.
Теория о магнитных полях
Из курса физики понятно: при попытке соединить два магнита между собой одинаково заряженными полюсами их естественной реакцией станет стремление оттолкнуться друг от друга. На этом факте построена теория о магнитных полях, гласящая, что раз земные полюса имеют одинаковый заряд, они стремятся в разные стороны и тем самым заставляют Землю вращаться.
Не так давно также было высказано еще одно научное предположение: земная магнитосфера толкает внутреннее ядро в направлении с запада на восток, и это заставляет его двигаться вокруг своей оси быстрее, чем остальные участки тела.
Воздействует ли на вращение нашей планеты Солнце?
Теория о влиянии на околосолнечное вращение нашей планеты самого Солнца — наиболее вероятная на сегодня. О прогревании солнечным излучением поверхностных оболочек Земли (атмосферы, гидросферы, верхних слоев литосферы) ученые знают давно. Открытие последних лет — нагрев этот неравномерный, вызывающий воздушные и морские течения.
При взаимодействии с твердой земной корой эти течения заставляют планету вращаться, а своеобразными турбинами, которые определяют направление и скорость движения, являются континенты.
Некоторые из земных материков недостаточно монолитные, и это вызывает их дрейф, что, в свою очередь, влияет на снижение или увеличение скорости вращения.
Движение Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси
Движение Земли: Freepick
Движение Земли вокруг Солнца непрерывно. Благодаря этому постоянному вращению наблюдаем, как меняются на нашей планете времена года. Облетая вокруг небесного светила, Земля еще успевает совершать движение вокруг оси — так сменяются день и ночь. Почему не ощущаем этого движения и как все это происходит? Попробуем отыскать ответы.
Движение Земли вокруг Солнца
Ученые древности сформулировали идею геоцентричности мира. Считалось, что наша планета — недвижимый центр, а все небесные тела совершают вращение вокруг нее.
Первым мысль о том, что Земля вращается вокруг Солнца, высказал великий астроном Аристарх Самосский в III веке до н. э. Он предложил революционную на тот момент гелиоцентрическую систему мира.
Идею поддержали вавилонянин Селевк (II век до н. э.), Гераклид Понтийский, Сенека. Но все же эти ученые оставались в меньшинстве. Так, Аристотель и Птолемей активно доказывали обратное, а в их работах можно прочесть много аргументов в пользу того, что никакого движения Земли не происходит.
Вопросом продолжили заниматься средневековые авторы. Вновь гипотеза о вращении Земли была сформулирована великим индийским астрономом и математиком Ариабхатой (конец V — начало VI вв.).
Поворотным моментом в этой дискуссии стала публикация фундаментального труда «О вращениях небесных сфер», который написал и издал в 1543 году польский и немецкий астроном Николай Коперник. Ему удалось обосновать гипотезу вращения Земли и добиться того, чтобы гелиоцентрическая система мира была рассмотрена и принята человечеством.
Понадобилось еще много экспериментов для подтверждения выводов ученого. Много было скептиков и противников этой идеи.
Только когда Галилей вывел принцип относительности движения, споры начали утихать. Он установил, что равномерное движение Земли не сказывается на процессах, которые на ней протекают. Ученый объяснил, почему мы, жители планеты, ничего не ощущаем во время ее постоянного движения.
Земля в Космосе: Freepick
Для современного человека то, что Земля вращается вокруг Солнца, не сенсация. Исследователи установили такие подробности этого процесса:
Когда наша планета совершает это вращение, то ее угол наклона остается неизменным. По этой причине на определенном отрезке траектории Земля больше поворачивается к светилу нижней частью, в Южном полушарии наступает летний сезон.
В это же время на Северный полюс солнечные лучи попадают в гораздо меньшей степени — там наступает период зимних холодов. Есть и периоды, когда Солнце более-менее равномерно бросает лучи на оба полушария. Происходит это весной и осенью.
Итак, разобрались, с какой скоростью движется Земля вокруг Солнца, и в том, что такое орбита Земли. Но на этом особенности движения Земли не заканчиваются.
Движение Земли вокруг своей оси
Если между Северным и Южным полюсами нашей планеты провести воображаемую линию, то получится так называемая земная ось. Вокруг нее постоянно происходит вращение, о котором известно:
Последний факт мало известен, но вызывает интерес. Наглядно его можно продемонстрировать так:
Земля и Солнце в Космосе: Freepick
Этого вращательного движения люди не ощущают, так как оно осуществляется постоянно и равномерно. При этом еще и меняется. Ученые установили, что каждый год происходит замедление вращения в среднем на четыре миллисекунды.
Объясняют это явление притяжением Луны, которое оказывает воздействие на протекание приливов и отливов на планете. Когда они происходят, Луна старается притянуть к себе воду и двигает ее в направлении, которое противоположно ходу Земли.
Это своеобразное противодействие провоцирует возникновение незначительной силы трения на дне водоемов. По законам физики данный процесс приводит к небольшому замедлению скорости движения Земли.
Крайние точки в процессе вращения нашей планеты — это такие даты:
Почему же Земля не улетает в космические просторы и не падает на Солнце, если она постоянно находится в движении? Действительно, во время ее вращения происходит выработка центробежной силы, которая направлена на то, чтобы отбросить планету от Солнца.
Но это не происходит, потому что движение Земли всегда имеет одинаковую скорость, а безопасное расстояние до светила соотносится с центробежной силой.
Если бы Солнце не притягивало Землю, она бы отправилась «путешествовать» по Галактике. Наша планета упала бы на свою звезду, если бы скорость вращения на орбите была медленнее. Благодаря идеальному природному балансу всех этих сил и скоростей ни того, ни другого не происходит.
Движение Земли вокруг Солнца подчиняется целому ряду законов, которые человечество разгадывало в течение веков. Люди долго пытались найти иные объяснения смене дня и ночи и времен года. Но теперь точно установлено, что наша планета вращается, а мы движемся вместе с ней.
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Так кто вращается земля вокруг солнца или солнце в
Анатолий Волков
ТАК КТО ВРАЩАЕТСЯ: ЗЕМЛЯ ВОКРУГ СОЛНЦА ИЛИ СОЛНЦЕ ВОКРУГ ЗЕМЛИ?
Как ты думаешь? О! Тебя насторожило это «ты»? Не обращай внимания. Просто мне, уже давно, так привычнее. Ведь когда я пишу свои статьи и книги, я обращаюсь к читателю, как к своему знакомому, хорошо меня знающему и понимающему.
А теперь о вопросе, помещенном в заголовке. Если честно? Ты действительно убеждён в том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот? А почему? Ты хоть раз задумывался об этом? Ведь вот утро, ты проснулся, открыл глаза, посмотрел в окно. А там рассвет. И вот тихо, тихо из-за горизонта появляется Солнце. И, между нами говоря, ты же не чувствуешь, чтобы Земля под твоими ногами крутилась навстречу Солнцу. И вот наступил полдень и тень твоя уменьшилась и где то под твоими ногами стала мало заметной. А вечерком ты посмотрел на запад и вдруг вспомнил как ты удивился по молодости лет прочитав описанный Жюлем Верном, после поездки в 1859 году с другом Иньяром в Англию и Шотландию, в романе «Зелёный Луч», момент когда Солнце, уходя за горизонт, испускает зелёный луч… Но вот Солнце скрылось. Так кто вращается вокруг кого?
Именно так столетиями и были убеждены люди. До тех пор пока каноник Коперник (1473 – 1543), изучая движения планет, решил: нет, ребята, это Земля, Луна и планеты кружатся вокруг Солнца. Правда, опубликовано это было лишь в 1543 году, когда, находившемуся на смертном одре Копернику, преподнесли экземпляр его только что отпечатанной книги «Об обращении небесных сфер». А ведь до этого все руководствовались, изложенными ещё в середине второго столетия нового времени Клавдием Птолемеем в его энциклопедии астрономических знаний «Алмагест» положениями, разделявшимися и церковью, о том, что Земля это неподвижный шар в центре Вселенной вокруг которого движутся Луна и планеты, имеющие собственное движение. За столетия на эту тему естественно была издана обширная литература. И, конечно, общественное мнение разделяло эту точку зрения. Поэтому церковь, вскоре после выхода книги Коперника, внесла её в «Индекс» запрещённых книг, исключённую из которого лишь в 1835 году, когда уже многие перестали разделять мнение Птолемея.
И вот ведь сила общественного мнения, почти полтора тысячелетия люди искренно были убеждены в том, что Солнце вращается вокруг Земли и только несколько столетий, после выхода сочинения Коперника, стали задумываться над тем, а, может быть, Солнце действительно кружится вокруг Земли. Хотя, если честно говорить, верилось в это с трудом. Недаром писал В.И.Ленин: «жить в обществе и быть свободным от общества нельзя». Ведь каждый день мы видим, как Солнце вращается вокруг Земли, но при этом теперь стали убеждены, что это Земля вращается вокруг Солнца. Почему? Только потому, что так считается в обществе. А ведь ещё в третьем веке до нашей эры Аристарх Самосский предполагал, что Земля вращается вокруг Солнца, гелиоцентрической теории придерживался великий индийский астроном Ариабхаты, чьё имя в 1975 году было присвоено запущенному в СССР первому индийскому искусственному спутнику Земли. В пятнадцатом веке кардинал Николай Казанский занимавшийся ещё и математикой и астрономией, и предложивший реформу календаря, утверждал бесконечность Вселенной, отсутствие в ней границ. Но! Общественное мнение, есть общественное и после ухода этих великих людей из жизни, выработанные ими теории, были забыты.
Но вот в двадцатых годах прошлого века, как сочли, было найдено решение уравнений Эйнштейна описывающих расширяющуюся Вселенную. По мнению россиянина Фридмана, получалось, что теоретически звёздные системы должны либо удаляться друг от друга, либо сближаться друг с другом. Это и стало основой, так называемой теории «Большого взрыва», причём основываться пришлось на опубликованном ещё в 1842 году так называемом «эффекте Допплера», по которому частота ультразвуковой волны, отражаясь от движущегося предмета, либо увеличивается, либо, если этот предмет движется в противоположном направлении, уменьшается.
И вот, в марте 1929 года, американский астроном Эдвин Хаббл (1889 – 1953), основываясь на эффекте Доплера, пришёл к выводу, что в космосе имеет место, так называемое красное смещение. Им была опубликована статья «Связь между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей», в которой, по его мнению, чем дальше галактики от нас, тем с большей скоростью, они от нас удаляются. А также с тех пор, основанные на так называемом красном смещении, теории Большого взрыва и расширяющейся Вселенной, стали, по существу, повторением идей изложенных Птолемеем в его Алмагесте о том, что Земля расположена в центре Вселенной и, более того, от которой все Галактики разбегаются во все стороны, и чем дальше они от неё, тем с большей скоростью. И чем дальше от нас объект, тем он удаляется со скоростью близкой к скорости распространения света. И конечно, за прошедшие после этого десятилетия, было опубликовано, на эту тему, да и публикуется сейчас масса литературы развивающей эти теории и, соответственно, сложилось так называемое общественное мнение.
Написав об этом, я вспомнил французского классика Анатоля Франса, который в статье «Гастон Парис и средневековая французская литература» писал: «Имя, которое мы дали средневековью, — писал учёный, — само по себе указывает уже на переходный характер той эпохи; тем не менее, наиболее яркой отличительной её чертой является представление о неизменности всего сущего. В античном мире, особенно последних веков его существования, господствует убеждение в том, что все непрерывно идёт к упадку; новое время, наоборот, с самого начала воодушевлено верой в бесконечность прогресса. Средневековье не знало ни этого отчаяния, ни этой надежды. Для людей той эпохи мир всегда таков, каким они его видят в данную минуту… Материальный мир рисуется их воображению как нечто постоянное и ограниченное: небо, вращающееся вместе со светилами, неподвижная Земля и ад. Никому не приходит в голову отрицать общество, в котором он живёт, или мечтать об ином, устроенном более разумно».
И вот ведь сначала все считали, что Солнце кружится вокруг Земли, затем не менее упорно были убеждены в том, что Земля кружится вокруг Солнца, а последние десятилетия снова поместили Землю в центр, от которого во все стороны разбегаются галактики. На основании чего? Ясно – красного смещения. И пошло…
Другими учёными, развивающими эту теорию, был предложен ряд других вариантов, – при которых возраст оценивался от 9,5 до 20 млрд. лет. А недавно, на основании полученных телескопом Хаббл данных, последний вариант составил 8 млрд. лет. И это только то, что касается возраста. Таким образом, как и во времена, после Птолемея, была опубликована обширная литература, в которой, по существу, доказывалось, что всё вращается вокруг помещённой в центре Вселенной Земли и разбегается от неё и со всё большей скоростью. И все должны в это верить.
Верил и я пока случайно не перечитал опубликованную (и прочитанную мной первый раз ещё в середине прошлого века) книгу И.А.Ефремова «Туманность Андромеды», в которой, в том числе, рассказывалось об основных вехах истории человечества, начиная с Эры Разобщённого Мира (ЭРМ), включающего эру Тёмных веков или веков капитализма. А также Эры Мирового Воссоединения (ЭМВ), когда люди поняли, что труд – счастье, так же как и непрестанная борьба с природой, решение новых и новых задач развития науки и экономики и (ЭОТ) Эры Общего труда с её веками Упрощения вещей, Переустройства, Первого изобилия и Космоса. И вот в ней, в том числе, вычитал следующее:
«Древние астрономы считали галактики разбегающимися в разные стороны. Свет, приходивший в земные телескопы от далёких звёздных островов, был изменён – световые колебания удлинялись, преобразуясь в красные волны. Это покраснение света свидетельствовало об удалении галактик от наблюдателя. Люди прошлого привыкли воспринимать явления односторонне и прямолинейно – они создали теорию разбегающейся или взрывающейся вселенной, ещё не понимая, что видят лишь одну сторону великого процесса разрушения и созидания. Именно одна лишь сторона – рассеяния и разрушения, то есть переход энергии на низшие уровни по второму закону термодинамики, воспринималась нашими чувствами и построенными для усиления этих чувств приборами. Другая же сторона – накопления, собирания и созидания – не ощущалась людьми, так как сама жизнь черпала свою силу из энергии, рассеиваемой звёздами-солнцами, и соответственно этому образовалось наше восприятие окружающего мира. Однако могучий мозг человека проник и в эти скрытые от нас процессы созидания миров в эти скрытые от нас процессы созидания миров в нашей вселенной. Но в те давние времена казалось, что чем дальше от Земли находилась какая-нибудь галактика, тем большую скорость удаления она показывала. С углублением в пространство дело дошло до близких к свету скоростей галактик. Пределом видимой вселенной стало то расстояние, с которого галактики казались бы достигшими скорости света – действительно, никакого света мы бы от них не получили и никогда не смогли бы их увидеть. Теперь мы знаем причины покраснения света далёких галактик. Их не одна. От далёких звёздных островов до нас доходит только свет, испускаемый их яркими центрами. Эти колоссальные массы материи окружены кольцевыми электромагнитными полями, очень сильно воздействующими на лучи света не только своей мощностью, но и протяжённостью, накапливающей замедление световых колебаний, которые становятся более длинными красными волнами. Уже очень давно астрономы знали, что свет от очень плотных звёзд краснеет, линии спектра смещаются к красному концу и звезда кажется удаляющейся, как, например, вторая составляющая Сириуса – белый карлик Сириус Б. Чем дальше галактика, тем больше централизуется достигающее до нас излучение и тем сильнее смещение к красному концу спектра.
С другой стороны, световые волны в очень далёком пути по пространству «раскачиваются», и кванты света теряют часть энергии. Теперь это явление изучено – красные волны могут быть и усталыми, «старыми» волнами обычного света».
Признаюсь, я был потрясён – до чего же чётко и понятно, в отличие от теории Хаббла и его последователей, опирающихся на теорию Допплера, изложено всё у Ефремова.
И тут я припомнил, как в одной из телепередач говорилось о том, что на Земле среди людей, в их обличье, есть и инопланетяне, иначе, если бы Ефремов не был инопланетянином, откуда бы ему, обычному геологу, проводившему много времени в Монголии, удалось бы написать так много удивительных книг, включая и «Туманность Андромеды», но об изложенном там, конечно, забыли, или сделали вид, что забыли, также быстро как и о трудах Аристарха, Ариабхаты. Казанского.
И давайте не будем придерживаться только общепринятого мнения, постараемся вырабатывать по любому интересующему нас вопросу своё мнение, знакомясь, в том числе, с трудами как можно большего числа учёных, изучая противоположные точки зрения.
Почему Солнце вращается вокруг Земли
В России одна известная организация под названием ВЦИОМ проводила социологическое исследование, на котором гражданам предлагали ответить на вопрос: «Согласны ли вы со следующим утверждением: Солнце вращается вокруг Земли?» Данные этого опроса многократно перепечатываются в СМИ, и на различных сетевых ресурсах в комментариях часто ссылаются на него при обсуждении различных общественно-политических проблем.
Если бы я принял участие в этом опросе, я бы, скорее всего, был среди тех 30%, кто ответил утвердительно. Ниже я постараюсь объяснить, почему.
Дело в том, что любое движение относительно. Движется объект или стоит неподвижно, и как он движется, зависит от выбранной системы отсчета. В утверждении «Солнце вращается вокруг Земли» нет никаких указаний на систему отсчета, есть только 2 объекта, Солнце и Земля.
Предположим, имеется система из 2 точек A и B. Если в системе отсчета, связанной с точкой A, точка B движется по окружности с центром в точке A, то в системе отсчета, связанной с точкой B, точка A движется по окружности с центром в точке B.
Это очень легко доказать. Достаточно записать уравнение вращения в полярных координатах.
Расстояние до центра окружности не зависит от времени и равно начальной длине отрезка AB. Полярный угол равен произведению угловой скорости на время. При переходе к полярным координатам с центром в точке B расстояние между точками A и B останется точно такое же, а угол просто сместится на 180°.
Вместо чертежа предлагаю взглянуть на наглядную иллюстрацию. Чтобы просматривать иллюстрации в данной статье, вам понадобится браузер, показывающий анимацию gif.
Здесь показано движение тел в системе Солнце-Земля в 3 системах отсчета. Слева — гелиоцентрическая система, т. е. система, в центре которой находится Солнце, справа — геоцентрическая система (с центром на Земле), а посередине — система координат, связанная с точкой посередине между Солнцем и Землей. Промежуточную систему я добавил специально для того, чтобы показать, что возможных систем отсчета гораздо больше двух, и все они равноправны. Если Земля вращается вокруг Солнца, то можно говорить и о ее вращении вокруг чего угодно.
Собственно, на этом можно было бы поставить точку. Вопрос ВЦИОМ безграмотный и однозначного ответа не имеет. Можно как соглашаться с утверждением, что Солнце вращается вокруг Земли, так и не соглашаться, никаких выводов из этого не следует, и внимания подобные исследования не заслуживают. Однако тема, затронутая в этом вопросе, очень плодотворная. По ней можно рассказать много интересного. Поэтому продолжим.
Характер движения небесных тел изучался людьми для решения практических задач. Солнце очевидно влияет на погоду, поэтому для планирования многих мероприятий, например, строительных или сельскохозяйственных работ, надо было уметь рассчитывать его траекторию. Ученые наблюдали за светилом, записывали результаты и составляли таблицы, в какой день, в каком месте на земле до какой высоты Солнце поднимется, сколько будет длиться ночь и т. д. Принимая Землю за центр, вокруг которого вращается Солнце, можно было все достаточно точно рассчитать. Результатом этих расчетов стал календарь, которым мы пользуемся и сейчас.
Сложности возникают, когда появляется необходимость рассчитать траектории движения планет. Скажем, Венера. На погоду она не влияет, но игнорировать ее совершенно невозможно, потому что это 3-й по яркости объект на небе. Ясной ночью при свете этой планеты можно даже читать. Давайте посмотрим, как выглядит орбита Венеры с учетом того, что мы о ней знаем. Надо заметить, что сделать изображение Солнечной Системы с соблюдением всех пропорций практически невозможно, поэтому на моих иллюстрациях, пропорции не соблюдены. Я старался соблюдать только отношения больше-меньше и медленнее-быстрее (Венера меньше Юпитера, Меркурий относительно Солнца движется быстрее Земли и т. п.).
Вот, как выглядит траектория движения Венеры в различных системах отсчета.
Попробуйте по такой траектории рассчитать, когда Венера окажется на одной линии между Солнцем и Землей или когда она скроется за Солнцем. Задача не из легких.
А кроме Венеры с древних времен были известны и другие планеты. Например, самый близкий к Солнцу Меркурий. Его траектория в тех же координатах выглядит следующим образом.
Если вы сделаете подряд несколько скриншотов, вы заметите, что в каждый момент времени состояние системы Солнце-Меркурий-Венера-Земля во всех трех системах одинаковое. Линии, которые рисуют планеты, на самом деле не существуют. Это математические абстракции, которые рисует наше воображение, чтобы лучше разобраться в предмете.
При виде такой красоты преимущества гелиоцентрической системы вовсе не кажутся очевидными.
Поскольку предсказать разнообразные кульбиты планет в геоцентрической системе не удавалось, и имевшиеся таблицы с координатами расходились с наблюдениями, астрономы работали над другими системами. В середине XVI века Николай Николаевич Коперник опубликовал книгу с описанием гелиоцентрической системы. Таким образом возникло два взгляда на устройство окружающего нас пространства. Несмотря на серьезные различия, они обладали некоторым сходством.
Неудивительно, что книги о гелиоцентризме стали попадать в реестр запрещенной литературы, который вели представители церкви. 1-й пункт противоречит религиозным догматам и оскорбляет чувства верующих, а 2-й пункт исключает аргументы для оправдания.
Понадобилось еще несколько десятков лет тщательных наблюдений, прежде чем Иоганн Генрихович Кеплер нашел, наконец, формулы, позволяющие с удовлетворительной точностью вычислить положение всех известных планет в различное время. Эти формулы работали в системе отсчета с неподвижным Солнцем, и таким образом гелиоцентрическая система мира утвердилась в качестве признанной теории.
Современная наука уже давно отказалась от идеи, что тот объект, который неподвижен, тот главнее. Никто уже сейчас не ищет «Центр Мироздания». Система отсчета — это математическая абстракция, используемая как инструмент. Для одних задач нужна гелиоцентрическая система, для других задач подходит геоцентрическая, а есть задачи, для которых ни та, ни другая не подходит. Причем, подходит — не подходит, это субъективная оценка. Подходящей назначают ту систему отсчета, в которой необходимые расчеты с требуемой точностью выполнить проще. С появлением же вычислительной техники, эта граница стирается еще сильнее. При помощи простой программки на питоне в домашних условиях можно получить результат сразу в нескольких системах отсчета с одинаковой точностью. Какую систему задашь, в такой и получишь результат.
Так что когда в интернете кто-то начинает обсуждать, кто вокруг кого вращается, и сколько процентов населения не знакомо с этим «фактом», смело считайте этого пользователя гостем из прошлого, века примерно из XVI-XVIII.
В конце XVII века Исаак Исаакович Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения и законы механики, которые подтверждали формулы Иоганна Генриховича и работали с приемлемой точностью в гелиоцентрической системе отсчета. Это выделило гелиоцентрическую систему, где Земля вращается вокруг Солнца, среди всех остальных систем.
Ньютоновская механика хорошо согласовывалась с известными на момент ее создания результатами наблюдений, но при этом ставила новые вопросы, требующие объяснения. И этим она прекрасна, потому что новые вопросы вдохновляют на поиск новых ответов. Законы Ньютона имеют следующие проблемы:
Последний пункт — самое слабое место классической механики. Законы выполняются в инерциальной системе отсчета, а что это за система, точного определения нет. Сколько ни ломали голову, ничего не придумали, кроме того, что инерциальная система отсчета — это такая система отсчета, в которой выполняются законы Ньютона. Получается зацикливание, определение термина через самого себя. Гелиоцентрическая система может считаться инерциальной только приближенно, а настоящих инерциальных систем вообще не существует.
Тут самое время предоставить слово почетному академику АН СССР Альберту Германовичу Эйнштейну:
Можем ли мы сформулировать законы таким образом, чтобы они были справедливыми для всех систем координат, не только для систем, движущихся прямолинейно и равномерно, но и для систем, движущихся совершенно произвольно по отношению друг к другу? Если это можно сделать, то наши трудности будут разрешены. Тогда мы будем в состоянии применять законы природы в любой системе координат. Борьба между воззрениями Птолемея и Коперника, столь жестокая в ранние дни науки, стала бы тогда совершенно бессмысленной. Любая система координат могла бы применяться с одинаковым основанием. Два предложения — «Солнце покоится, а Земля движется» и «Солнце движется, а Земля покоится» — означали бы просто два различных соглашения о различных системах координат.
Могли ли бы мы построить реальную релятивистскую физику, справедливую во всех системах координат; физику, в которой имело бы место не абсолютное, а лишь относительное движение? Это, в самом деле, оказывается возможным!
Товарищ Эйнштейн разработал теорию гравитации, которая не требует инерциальной системы отсчета. Его общая теория относительности объяснила аномалию орбиты Меркурия, нашла много других экспериментальных подтверждений и поставила перед наукой массу новых вопросов. И этим она прекрасна.
После признания теории относительности спор о том, Солнце вращается вокруг Земли или наоборот, окончательно приравнялся к войне остроконечников и тупоконечников. И то, что у нас в обществе до сих пор приходится сталкиваться с устаревшими представлениями о законах природы, вызывает грусть и сожаление.
Вспоминается эпизод из «Этюда в багровых тонах», блестяще экранизированный режиссером Игорем Федоровичем Масленниковым: