Открытия которые изменили представления о строении вселенной. Великие открытия и изобретения, изменившие мир: Рентген. Телескоп. Научная революция Просвещения
Цели: 1. повторить и закрепить в памяти учащихся знания о том, как исторически складывались и менялись представления людей о Вселенной;
2. развивать творческие способности, абстрактное мышление, умение быстро анализировать представленную информацию, тренировать память;
3. воспитывать интерес к окружающему миру, любознательность, умение слушать других и грамотно излагать собственные мысли; инициативность, уважение к людям, чувства долга, ответственности, стремление быть достойным гражданином своей Родины.
Оборудование: набор цветных мелков, циферблат часов.
Тип урока: урок-путешествие, исторический экскурс во времени.
Ход урока:
Организационный момент.
Актуализация знаний.
Учитель: Итак, мы изучили с вами одну из интересных тем о том, как менялись представления людей о Вселенной с течением времени. Сегодня я предлагаю вам совершить увлекательное путешествие в прошлое. Мы поплывем по волнам истории и увидим собственными глазами и Древнюю индию и Древнюю Грецию, познакомимся с Аристотелем и Птолемеем, заглянем в средневековую Европу, где поговорим с Николаем Коперником и его последователями, а затем незаметно вернемся в наше время. А поможет нам в этом чудесная машина времени. Но чтобы ее завести и отправиться в путешествие вам необходимо ответить на несколько несложных вопросов:
1. Что такое Вселенная? (Вселенная – это космос, то есть бесконечное пространство, внутри которого расположены различные небесные тела – звезды, планеты, кометы и др.)
2. на чем древние люди основывали свои представления о Вселенной? Соответствовали ли их знания действительности? (Представления древних людей о Вселенной не соответствовали действительности. В основе их знаний лежали различные мифы и легенды. Связано это было с тем, что наука в те времена была еще не развита, а все явления приписывались Божьей воле).
3. Каких древнегреческих ученых, занимавшихся проблемой устройства Вселенной вы знаете? (Пифагор, Аристотель, Аристарх Самосский, Клавдий Птолемей)
4. Что, по мнению большинства древнегреческих ученых, находится в центре Вселенной? (Земля).
5. Кто первым опроверг представления об устройстве Вселенной Клавдия Птолемея? (Николай Коперник)
6. Что, по мнению Николая Коперника, находится в центре Вселенной? (Солнце)
7. Назовите ученых последователей Николая Коперника. (Джордано Бруно, Галилео Галилей)
Исторический экскурс во времени – путешествие.
Учитель: Итак, мы отправляемся назад в прошлое.
Остановка 1 – Древняя Индия.
Учитель: рассказать о представлениях древних индийцев об устройстве Вселенной, сыграв роль жителя Древней Греции. Каждый ответ должен начинаться фразой: «Я утверждаю».
Ученик: Я утверждаю, что Земля плоская. Она лежит на спинах больших слонов, стоящих на панцире черепахи, которую несет на себе огромная змея-небо. Небо является границей земного пространства.
Остановка 2 – Древняя Греция.
(ученики рассказывают от первого лица,и одновременно изображая их убеждения на доске с помощью цветного мелка)
Аристотель: Я утверждаю, что Земля действительно имеет форму шара. Она неподвижна и находится в центре Вселенной. Вокруг Земли вращаются восемь небесных сфер, то есть восемь твердых и прозрачных шаров, на которых крепко и неподвижно закреплены небесные тела: планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн), а также Луна, солнце и звезды. Последней расположена девятая сфера. Она отвечает за движение остальных сфер. Ее я назвал двигателем Вселенной.
Клавдий Птолемей: Я утверждаю, что в центре Вселенной расположена шарообразная неподвижная Земля. Вокруг нее обращаются Луна, Солнце, пять планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) и «сфера неподвижных звезд», которую можно назвать концом Вселенной. Дальше ничего нет.
Остановка 3 – средневековая Европа.
Николай Коперник: Я утверждаю, что центром Вселенной является Солнце, вокруг которого движутся планеты, вращающиеся вокруг своих осей. Звезды составляют сферу, замыкающую пространство Вселенной. Они неподвижны и сильно удалены от Солнца и Земли.
Джордано Бруно: Я утверждаю, что Вселенная бесконечна. Солнце – это звезда. Вокруг всех звезд вращаются планеты, на которых, возможно тоже есть жизнь.
Галилео Галилей: Я утверждаю, что Солнце вращается вокруг своей оси. У Юпитера так же, как и у Земли, есть спутники, которые вращаются вокруг него подобно Луне. Я сконструировал телескоп, с помощью которого смог разглядеть неровности на Луне и темные пятна на Солнце.
Остановка 4 – наши дни.
Учитель: Как вы сейчас представляете Вселенную?
Ученики: Вселенная – это бесконечное число галактик, то есть скоплений звезд, вокруг которых вращаются планеты.
Подведение итогов.
Учитель: Заканчивая наше путешествие в прошлое, давайте сделаем выводы о том, как менялись представления людей о Вселенной с течением времени.
1. Древние люди считали Землю плоской, основывая свои знания на различных мифах.
2. Древние греки утверждали, что Земля имеет форму шара. Она неподвижна и расположена в центре Вселенной.
3. Ученые средневековой Европы доказали, что Вселенная бесконечна и не имеет центра. Солнце является центром Солнечной системы. Вокруг него по определенным орбитам движутся планеты. Солнце и планеты вращаются вокруг своей оси. Луна вращается вокруг Земли.
4. Современные люди представляют Вселенную в виде сверхскоплений галактик, включающих в себя скопления галактик. Галактики образуются из скоплений звезд. Звезды являются центром Солнечной системы, в состав которой входит наша планета Земля.
УРОК
Тема: Кометы, астероиды, метеоры и метеориты.
Предварительная подготовка к уроку: повторить по учебнику материал по теме «Кометы, астероиды, метеоры и метеориты», подготовка докладов.
Цели: 1. повторить и обобщить полученные знания о кометах, астероидах, метеорах и метеоритах;
2. развивать внимательность, способность анализировать и обобщать полученную информацию, задавать вопросы;
3. воспитывать интерес к предмету, ответственность при выполнении задания.
Оборудование: таблица «Движение кометы Галлея в Солнечной системе», снимок «Астероид Церера».
Ход урока:
1. Организационный момент
2. Повторение изученного материала.
Учитель: Сегодня мы посвятим наш урок очень интересной и занимательной теме, содержащей в себе много загадок, которые мы попытаемся разгадать. Нам известно, что вокруг Солнца, обладающего огромной силой тяготения, движутся по круговым орбитам 9 планет с 68 спутниками, мириадами астероидов, метеоритов и комет, а также огромное количество пыли и газа. Иногда в небе мы можем заметить звезду, которая не только движется, но и с каждой ночью становится ярче. И хвост у нее вырастает яркий, длинный, иногда на четверть неба. Потом эта звезда угасает, теряет хвост и через несколько недель исчезает. Древние греки назвали эти хвостатые звезды «кометес» - длинноволосыми. Теперь их называют кометами. О том, из чего состоит комета, нам расскажет один из докладчиков.
Докладчик 1: Из чего состоит комета?
Комета – это небольшое космическое тело, остоящее изо льда, пыли и камней. Она прилетает из глубин космоса. Комета не светится сама, а ярко освещается Солнцем, как планеты и Луна. Комета немного мельче планет, спутников и астероидов. При приближении к Солнцу лед кометы начинает плавиться. Он превращается в воду. Потом вода начинает испаряться. Пар увлекает за собой пылинки. И за кометой вытягивается длинное облако пара и пыли. Оно тоже ярко освещается Солнцем. Вот и образуется необыкновенный огненный хвост.
Обогнув Солнце комета начинает удаляться. Теперь она понемногу остывает. Вода снова превращается в лед. Хвост уменьшается, а потом пропадает вовсе, и комета исчезает. Самая знаменитая комета – комета Галлея – подходит к Солнцу один раз в 76 лет. В это время она пролетает сравнительно недалеко от Земли, и ее можно наблюдать невооруженным глазом. В последний раз люди видели эту комету в 1986 году, она оказалась между Солнцем и Землей, так что наша планета прошла сквозь кометный хвост. Следующее ее появление ожидается в 2062г.
Учитель: Кроме 9 больших планет, вокруг Солнца обращается множество малых планет, или астероидов. Астероид в переводе с греческого означает «звездоподобный». В настоящее время обнаружено более 5 тысяч астероидов. Послушаем доклад об астероидах.
Докладчик 2: Астероиды.
Астероиды – это обломки разрушившейся планеты или, наоборот, не сумевшие образовать планету. Размер большинства астероидов не превышает 1 км в поперечнике. Значительная часть астероидов движется между орбитами Марса и Юпитера, составляя так называемый пояс астероидов, но некоторые подходят к Солнцу ближе Меркурия, а другие удаляются от него дальше Сатурна (например, астероид Хирон) . с открытием большого числа астероидов появилась необходимость дать им всем имена. Так появились Астрея, Геба, Ирис, названных в честь имен римских и греческих богинь. В начале 20 века были открыты астероиды, орбиты которых почти совпадали с орбитой Юпитера, их назвали в честь героев гомеровской «Иллиады»: Ахилл, Одиссей, Диомед, Приам.
Крупнейший астероид, диаметр которого составляет 1000 км – это астероид Цереры, названный в честь богини плодородия, покровительницы Сицилии. Открыл его итальянский астроном Джузеппе Пианцци, обнаружив в 19 веке свтило, перемещавшееся на фоне неподвижных звезд.
Учитель: В межпланетном пространстве движется горомоное количество так называемой космической пыли, это остатки разрушившихся комет. Временами они врываются в атмосферу и вспыхивают светящейся черточкой на высоте 80-100 км над Землей. Эти световые вспышки называют метеорами.
Докладчик 3: Падающие звезды или метеоры.
Падающие звезды – это метеоры, состоящие из металла и твердых пород. Большинство. метеоров очень малы – не больше 30 метров в диаметре. В атмосфере метеор нагревается и сгорает, оставляя за собой яркий светящийся след. Грандиозное зрелище – метеорный дождь или звездный. Метеорный дождь – возникновение на ночном небе множество метеоров, «падающих звезд» это появляется в результате встречи Земли с роем твердых частиц – метеорных тел. Например: метеорный дождь Леониды (ноябрь 1799 г.), Дракониды, который дал около 30 тысяч метеоров в час.
Докладчик 4: Метеориты.
Иногда особо крупные метеоры достигают земной поверхности. Эти более крупные тела называют метеоритами. На месте падения метеорита остается глубокая вмятина, или кратер. Самый знаменитый метеоритный кратер – Аризонский (США), его диаметр – 1300 м., а глубина 183 м. предполагаемый возраст кратера 25 тысяч лет. На протяжении года на Землю падает около 2 тысяч метеоритов. Падение метеорита представляет собой яркие световые и акустические явления, причина которых – взаимодействие летящего с огромной скоростью тела с атмосферой Земли. Трение о воздух разогревает и заставляет светиться тело, то есть возникает очень яркое явление метеора – болиды, которые видны даже днем. По веществу метеориты делят на два основных класса: железные и каменные. Самый крупный целый кусок метеорита нашли в Южной Америке в 1920 г. – это метеорит Гоба. Он весит около 60 т, а его размер 3 метра на 2,5 метров..
Подведение итогов: делаются основные выводы.
1. В состав Солнечной системы входят астероиды и кометы.
2. Ядро кометы состоит из смерзшихся пыли и газа.
3. В межпланетном пространстве движутся частицы космической пыли и более крупные тела – обломки астероидов.
4. Вспышки света, возникающие при сгорании в земной атмосфере частичек космической пыли, называют метеорами, а космические тела, упавшие на Землю – метеоритами.
5. Падающие звезды – это частицы горных пород, отколовшиеся от комет.
Домашнее задание: изобразить в тетради комету, астероид, метеор или метеорит по собственному представлению.
Все во вселенной состоит из деталей, которые в свою очередь конструируют более значимые, существенные объекты. Но каждая мелочь играет свою незаменимую роль в создании целостности происходящего. Так и в нашей жизни мы, часто не замечая, используем то, что в свое время могло показаться фантастикой, чем-то радикальным и недоступным, теми мелочами, которые делают нашу жизнь удобнее, проще, интереснее.
Если перечислять все открытия, то вряд ли хватит и десятка увесистых томов. Поэтому, по возможности, постараюсь вспомнить самые ключевые на мой взгляд. Те, которые в первую очередь приходят на ум. Те, которые действительно изменили жизнь людей, сделав ее такой, как мы видим сейчас.
- Колесо
Обосновано в первую очередь, хотелось бы упомянуть обычное колесо, может то, что сейчас воспринимается как банальное и само собой разумеющееся. Первыми подобными устройствами стали пользоваться около 8000 лет до н.э. И в результате, оно стало основным из действующих открытий, положивших начало всему технологическому становлению человечества. Возможность осуществления перемещения грузов, строительство с использованием маховых и блочных колесных механизмов, применение зубчатых колес в создании более сложных машин сделало поистине многоцелевым столь простое, но эффективное устройство.
- Паровой двигатель
Круговое движение и колесо, заложили надежный фундамент последующим открытиям, из которых следующим по значимости можно выделить изобретение парового двигателя. Говорят, что ученый Джеймс Уатт, был вдохновлен на идею его создания, глядя на поднимающуюся крышку кипящего чайника. Вот где по-настоящему мелочь изменившая жизнь последующих поколений.
Использовавшиеся первоначально в таких несложных процессах как выкачивание воды из шахт и приведение в действие жерновых мельниц, паровые двигатели быстро раскрыли свой потенциал в глазах изобретателей, что стало результатом появления первого парового корабля.
А в 19 веке, пар «уже вовсю толкал» огромные паровозы по трансконтинентальной железной дороге США. Паровые двигатели стали толчком для развития городов и сложных коммуникаций по всему миру, вместе с открывшейся мобильностью и возможностью преодоления больших расстояний.
- Электричество
Следующим весомым открытием человечества, которое хотелось бы обозначить, является электричество. Оно в свою очередь было не просто удачным решением ежедневных насущных проблем, а стало результатом длительного, целенаправленного изучения его возможного применения. Практически сто процентов задействованных сейчас в быту, производстве, технике, промышленности механизмов или процессов, так или иначе, использует возможности электричества. Вспомни, о его значимости, когда в следующий раз необходимого источника просто не окажется под рукой. Ведь это одно из тех явлений, когда, казалось бы, привычная и неотъемлемая часть нашей жизни, имеет под собой, многовековую историю освоения.
- Батарея
Электричество в свою очередь, повлекло за собой ряд не менее значимых изобретений, которые кажутся такими наивными в наших современных взглядах на жизнь.
Батарея – производная выросших знаний об электричестве. Хотя это изобретение так же нельзя назвать новым. По исследованиям и раскопкам удалось установить, что еще в древнем Багдаде использовались горшки с медью и сталью внутри, которые способны вырабатывать собственный электрический заряд. Но вероятнее такое приспособление могло использоваться в качестве «чуда» так как было найдено в доме человека бывшего фокусником. И скорее всего, вызывало изумленные взгляды и мысли даже у самого владельца.
Создателем первой современной батареи питания называют Александро Вольта. И, несомненно, с изобретением устройства позволяющего сохранять энергию, возможности ее использования приобрели реальный потенциал. Это стало основой для исследования телефонии и телеграфа. Батарея — то, что в дальнейшем будет использовано для работы более сложных устройств, таких как наши мобильные телефоны, ноутбуки, автомобили и т.д.
- Телеграф и телефон
Первым устройством способным передавать «мгновенные» сообщения при помощи электричества стал телеграф. А если конкретно, то все основано на использовании батареи и электромагнетизма.
При помощи электромагнитных импульсов стало возможным передавать точки и тире, закодированные буквы, цифры, составляемые в необходимые сообщения для передачи на любое расстояние.
Сэмюэль Морзе, известный как создатель своей азбуки, впервые передал телеграмму в 1844 году. Как интересный факт, первое его сообщение читалось — «Что сотворил Бог?». Амбициозно, но оно действительно имело на то основание. Хотя личные рассуждения на тему религии можно оставить при себе в данном случае.
Телеграф в свою очередь «проложил дорогу» для появления изобретения названного телефоном. Который, как нам всем известно, способен передавать уже не точки и тире, а голос. Ученый Александр Белл обнаружил, что ток обладает способностью передачи колебаний, точно так же как предаются колебания звуковых волн в воздухе, представляющих звуки определенных частот.
Первое сообщение, отправленное Беллом его помощнику, было: «Иди сюда, ты мне нужен». Его целью было сообщить, что устройство функционирует, так как сам он еще сомневался в этом, но услышанная случайная фраза удивила его самого и помощника участвовавшего в работе над изобретением.
Что может быть удивительным в процессе освоения телефона миром, так это то, что долгое время никто не хотел признавать значимость данного открытия. Хотя сам Белл в этом был убежден, имея на руках устройство способное полностью изменить привычные способы передачи информации изменив при этом весь уклад существующей на тот момент жизни.
- Компьютер
Дойдя до пункта, в котором речь пойдет об изобретении компьютера, неловко упускать такие значимые моменты предшествующие этому, как появление радио и телевидения. Но как было сказано выше, все даже самое интересное с трудом получиться вместить в легко читаемую статью.
Компьютер — это величайшее изобретение, изменившее привычное существование целой планеты. Основано на появлении транзистора и соединившей последовательный их ряд печатной плате. Сложно себе представить, но за каких-то 50 лет, компьютер из агрегата занимающего несколько комнат, превратился в повсеместно используемые устройства. В том числе и мобильные устройства, доступные большей части человечества.
Первая вычислительная машина была изобретена Паскалем еще в 1645 году. Устройство позволяло производить расчет математических формул. Но бухгалтеры, которым данное изобретение должно было помочь в работе, отклонили нововведение из-за боязни остаться без работы. Хотя даже такое обстоятельство только отсрочило введение вычислительной техники в мировую практику использования. Другие ученые, подхватив эту перспективную для изучения эстафету, продолжили свою работу в данном направлении. Ученого Чарльза Бэббиджа называют «отцом компьютера» т.к. именного им изобретенная машина наибольшим образом соответствует привычному для нас компьютеру.
Сегодня люди научились использовать компьютеры во всех основных сферах деятельности. Компьютер стал незаменимым устройством в быту. Разработка искусственного интеллекта должна открыть новую эпоху в развитии человечества. Но если задуматься все берет свое начало и действует на самых простейших процессах в свое время удачно исследованных и нашедших сферу применения.
- Интернет
Рост компьютерных технологий и необходимость взаимосвязи отдельно взятых машин для передачи информации либо совместного использования их вычислительных мощностей, положило начало появлению первых локальных сетей. Которые в свою очередь, увеличивая функциональность своего использования, переросли во всемирно известную паутину называемую интернет.
- Антибиотики и вакцина
Отойдя от части технической, перейдем к медицине и открытиям, позволяющим ежегодно спасать миллионы жизни по всей планете. Кто бы мог подумать, но простое введение инъекции с ослабленными болезнетворными микроорганизмами способно предотвратить весомую долю возникновения смертельно опасных заболеваний.
К важным открытиям в том же направлении стоит отнести и антибиотики. Пенициллин был открыт еще в 1928 году Александром Флемингом, когда в микроскоп он заметил, как плесень способна уничтожать опасные микробы. Но из-за недостатка знаниями и интереса к данному процессу открытие так и было оставлено. Только спустя 10 лет по дневникам Флеминга учеными был реализован весь потенциал данного открытия.
Случайность или нет, но события сложившись должным образом, оказали огромное влияние на понимание медицины такой, какой мы видим ее в настоящие дни.
- Производство удобрений
Еще в начале 20-го века ученые были напуганы столь стремительным ростом населения и возможностью решения вопроса всеобщего продовольственного обеспечения. Немецкий химик Фритц Харбер установил, что аммиак можно получать в ходе химической реакции азота и водорода. Аммиак – основная производная при получении удобрений, которое стало возможным производить в огромных количествах. Говорят, что именно Харбер причастен к возможности увеличения населения планеты примерно на треть и обеспечения его продуктами питания. Это открытие часто считается незаслуженно забытым, но вклад в науку способный прокормить дополнительно около 2 миллионов человек нельзя назвать незначительным.
10. Фабричное фермерство
Фабричное фермерство – технология производства, которую сложно не учитывать, как изменившую образ жизни большинства населения земли от сельского к городскому. Технология, которую ценят, но в тоже время считают одним из страшнейших изобретений разрушающих экологию планеты наравне с применением или испытаниями атомных бомб. Растущее население городов уже не в состоянии прокормить разрозненным фермерским хозяйствам. А поточный выпуск продуктов фабричного производства, сохраняя допустимые качества и себестоимость выпускаемой продукции, позволяет в необходимых пропорциях поддерживать уровень жизни урбанизированного населения стран.
Открытия, представленные выше, заложили новые варианты и пути развития для всего человечества. Где-то они были простыми, где-то результатом кропотливого труда и изучения, но в любом случае стали для нас уже необходимыми и привычными. Но пока жизнь не стоит на месте, существуют те места в которых мы живем, все окружающее будет таить в себе не меньше загадок чем было открыто.
P . S .
11. Ядерный двигатель – устройство открывающее дорогу открытиям вне нашей планеты.
«Жизнь земная» – казалось бы то, что в большей степени должно быть нам понятным и известным, но это не всегда так. Значит открытые просторы галактик, систем, вселенной хранят в миллиарды большее количество тайн и загадок? Но до них еще нужно дотянуться. Придумать, изобрести и воплотить в реальность возможность шагнуть дальше нашего естественного видения.
Людям удалось выйти в открытое космическое пространство, высадиться на спутнике нашей планеты, но покорение космоса еще только начинается. Еще нет средства передвижения, способного преодолеть расстояния вселенной исчисляемые световыми годами. Нога человека еще никогда не ступала на другую планету, даже нашей солнечной системы.
Но над изучением данного направления уже давно работают. Существенный прорыв уже есть все шансы осуществить у России. Основой для межзвездных перелетов должен стать новый ядерный двигатель, сроки окончательной разработки, которого планируется закончить в течение 12-14 лет. Даже сейчас становится понятно, что новая технология поможет сократить время возможного перелета на Марс в два раза. Правда, пока внимание концентрируется только на стоимости реализации разработки, которая составит свыше 500 миллионов евро. Для решения данной проблемы возможен вариант привлечения к сотрудничеству заинтересованных государств. Так сказать решить большую проблему сообща.
Каждый список можно дополнять. У каждого найдется ряд своих неоспоримых аргументов. Любая точка зрения имеет право на существование. И как видно из всего описанного выше, иногда весомые и значимые для человечества открытия срываются у нас под рукой, и могут оказаться не замеченными из-за всевозможных незначительных аспектов. Чаще всего это просто недостаток знаний. Но невозможного ничего нет! Так же как и прогресс не стоит на месте, нам просто стоит развиваться, дополняя и расширяя свои знания и кругозор соответствующими темпами. Впереди неоспоримые перспективы, главное знать точку приложения должных усилий.
доктор педагогических наук Е. Левитан
Вселенная, открытая во втором тысячелетии
Безвозвратно уходит, погружаясь в Лету, второе тысячелетие новой эры. Оно во многом преобразило цивилизацию нашей планеты и среду обитания людей, распростёршуюся ныне далеко за пределы Земли и околоземного космического пространства. Изменился образ жизни людей, их представления о себе и мирах, которые сейчас принято называть микромир, макромир, мегамир. Каждый из них был заново открыт наукой уходящего тысячелетия.
Средневековое фантастическое представление системы мира. (По „Астрономии“ Фламмариона.)
Что же именно, надо полагать, ярче всего запечатлят страницы будущей истории науки о мегамире, то есть о Вселенной? Попробуем выделить „главное“ среди множества сделанных за эту тысячу лет открытий в астрономии, которая теперь включает в себя астрофизику, астрометрию, небесную механику, космогонию, космологию и неразрывно связана с физикой, математикой, химией, биологией, науками о Земле, а также с различными областями техники и, конечно, с космонавтикой.
В уходящем тысячелетии были открыты законы физики, имеющие поистине всемирное значение, потому что „работают“ как на Земле, так и в далёком космосе. Они позволили понять (благодаря открытиям Галилея, Ньютона, Максвелла, Планка, Эйнштейна и других великих физиков) многие наблюдаемые во Вселенной явления и процессы.
Современные историки астрономии по дошедшим до нас памятникам культуры смогли реконструировать древнейшие периоды становления астрономии, восходящие к её зарождению, осознанию наблюдаемого видимого движения светил на дневном и ночном небе, к первым попыткам выделить созвездия в кажущемся звёздном хаосе.
Одно из древних изображений мироздания по представлению Коперника.
С рождением письменности стали появляться обобщающие астрономические произведения - звёздные каталоги, трактаты, многотомные труды великих древних астрономов. История астрономии обрела надёжные источники для анализа того, как развивались науки о Вселенной.
Человек, серьёзно заинтересовавшийся историей астрономии, сейчас имеет возможность получить массу сведений о ней, изучая соответствующую специальную и научно-популярную литературу. Перед взором этого любознательного читателя пройдёт бесконечная череда больших и малых астрономических открытий, десятки и сотни имён их авторов. Раскроется смысл грандиозного прогресса астрономии в ХХ веке и особенно во второй его половине.
Однако цель данной публикации значительно скромнее, мы ограничимся попыткой взглянуть со стартовой площадки третьего тысячелетия на то, что, если можно так сказать, было самым важным в истории астрономии за последнюю тысячу лет.
Николай Коперник
На стене небольшого кабинета физики и астрономии в одной из московских школ, где я стараюсь заинтересовать ребят наукой о Вселенной, висят рядом два портрета - Николая Коперника и Юрия Гагарина. И хотя в кабинете есть портреты и других замечательных людей, а также привлекающие внимание карты звёздного неба, уникальные по своей наглядности карты Луны, современное мозаичное изображение Млечного Пути, подвешенная к потолку модель планетной системы, всё же именно „соседство“ Коперника и Гагарина неизменно вызывает особый интерес не только у школьников, но и у взрослых посетителей, нередко заглядывающих в кабинет. Удивление сменяется пониманием и одобрением, когда напоминаешь, что Коперник, по сути дела, открыл (1543 год) шестую планету - нашу Землю (пять других, видимых невооружённым глазом - Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, - были известны давно как светила, „блуждающие“ на фоне звёздного неба).
Клавдий Птолемей
(II век н. э.)
А Гагарин - гордость нашей страны и человек, ставший известным всему миру после космического полёта 12 апреля 1961 года, - первый, кто увидел Землю, находясь вне её, со стороны, увидел как небесное тело, как планету во всей красе и был восхищён ею. Конечно, речь идёт о совершенно разных по своей научной значимости событиях и разделённых несколькими веками. Но оба эти открытия символичны, ибо переводят в ранг прописной истины представление о том, что мы - „небожители“, обитающие на одном из множества небесных тел.
Теперь это полагается знать даже младшим школьникам. А ведь до середины нынешнего тысячелетия представление о месте Земли во Вселенной было совсем иным.
„Математическое научение неба“, изложенное великим древнегреческим астрономом Клавдием Птолемеем (II век н. э.) в его главном труде „Альмагест“, основывалось на идущем от его предшественников утверждении о том, что неподвижная шарообразная Земля находится в центре Вселенной. С помощью различных (порой весьма хитроумных) предположений о характере движения планет вокруг Земли Птолемей доказывал правильность этой геоцентрической системы мира. Сам он считал её лишь математической моделью, позволяющей разобраться в запутанных видимых движениях светил и предвычислять их положение на небе. Система Птолемея почти четырнадцать веков практически неограниченно властвовала в науке.
Галилео Галилей
Только в XVI веке, то есть уже во второй половине нашего тысячелетия, на смену ей пришла гелиоцентрическая система мира. Её создатель - великий польский астроном Николай Коперник. В ней утверждалось, что не Земля, а Солнце занимает центральное положение во Вселенной, говорилось о „сфере неподвижных звёзд“, о круговых орбитах планет. Здесь впервые и навсегда было определено (а потом и доказано), что Земля - одна из планет Солнечной системы. Это открыло путь ко всё более и более детальному изучению Земли. И, наконец, в ХХ веке - к космическим полётам на Луну, к планетам и их спутникам, астероидам и кометам.
Зрительные трубы Галилея: телескоп, с помощью которого люди впервые смогли увидеть кратеры на Луне, фазы Венеры, четыре спутника Юпитера, пятна на Солнце, множество звёзд Млечного Пути.
Освоение Солнечной системы началось уже в первые десятилетия космической эры, отсчёт которой пошёл от 4 октября 1957 года - даты запуска первого искусственного спутника Земли (ИСЗ). Запуск произведён в нашей стране. Можно утверждать: во втором тысячелетии произошло открытие Солнечной системы. Хотя, конечно, и сейчас многое в наших знаниях о ней требует уточнения. Это вопросы и о происхождении Солнечной системы, о природе входящих в неё небесных тел, и о возможности существования хотя бы простейших форм жизни вне Земли. Можно надеяться, что все эти загадки в значительной мере прояснятся уже в XXI веке. Но о том, как устроена Солнечная система, что представляют собой входящие в неё большие и малые небесные тела, каким закономерностям подчинено их движение и насколько устойчива Солнечная система, - уже в основном известно.
Астрономию справедливо считают древнейшей, может быть, даже самой первой наукой на Земле. Её зарождение относится к эпохе, отдалённой от нас, возможно, на десятки тысяч лет. В таком временном масштабе уходящее тысячелетие - лишь небольшая часть истории науки о Вселенной. Но зато какая!
Джордано Бруно
Сейчас, когда один за другим вступают в строй гигантские оптические телескопы, интенсивно развиваются радиоастрономия и рентгеновская астрономия, а космонавтика открыла невиданные ранее возможности для внеатмосферных наблюдений, превративших „оптическую“ астрономию во „всеволновую“, трудно представить, что лишь в начале XVII века люди впервые стали проводить простейшие наблюдения с крошечным телескопом… А до этого все астрономические наблюдения велись только невооружённым глазом. Но как много древние и средневековые астрономы сумели увидеть и понять на звёздном небе, подметить и осмыслить особенности различных небесных явлений! Нас поражает и восхищает то, что сохранилось от громадных культовых сооружений, которые в далёком прошлом использовались ещё и в качестве астрономических обсерваторий. Мы знаем о разнообразных угломерных инструментах, с которыми работали астрономы во многих странах. Коперник всего несколько десятилетий не дожил до того времени, когда появилась возможность увидеть в телескоп кратеры на Луне, фазы Венеры, четыре спутника Юпитера, пятна на Солнце, множество звёзд Млечного Пути…
Иоганн Кеплер
Всё это пришло, когда итальянский учёный Галилео Галилей построил телескоп, который считается первым. Это дало огромный скачок в росте астрономических знаний.
Прошло ещё немалое время и стали блестяще подтверждаться гениальные догадки о природе звёзд, высказанные некоторыми древними мыслителями и более чётко сформулированные Джордано Бруно в XVI веке. В опровержение представлений о „неподвижных“ звёздах, как эдаких „серебряных гвоздиках“, воткнутых в небесный свод (в средневековье так думали о звёздах, хотя задолго до этого некоторые древние мыслители высказывали предположение, что звёзды могут быть раскалёнными светилами), одно за другим стали появляться доказательства тому, что звёзды - это далёкие солнца в беспредельном пространстве. Что именно эти громадные раскалённые светящиеся плазменные (водородно-гелиевые) шары составляют основное „население“ Вселенной. Они входят в состав систем различной сложности - от двойных звёзд и звёздных скоплений до гигантских галактик.
Среди мира звёзд, поражающего многообразием, где наряду с „обычными“ есть не совсем и совсем необычные (физические переменные, новые, сверхновые, различные звёзды-карлики, нейтронные), наше Солнце оказалось довольно „заурядной“ звездой. Хотя обнаружить в Галактике другие точно такие звёзды, как Солнце, очень трудно.
Исаак Ньютон
Солнце не нужно было открывать: естественно, что люди знали его всегда, но знали о нём очень мало. Довольно долго, примерно до XVIII века, его вместе с Луной включали в число семи планет. Даже в середине XIX века высказывались предположения о возможности жизни на Солнце.
Ну а с точки зрения нынешних представлений о природе Солнца, его строении, источниках энергии, феноменах циклической солнечной активности и их земных проявлений можно сказать, что Солнце было открыто лишь в конце XIX - первой половине ХХ века. И значение этого открытия невозможно переоценить, так как Солнце - не только центр Солнечной системы, не только источник жизни на Земле, но и своеобразная лаборатория, дающая астрофизикам возможность детально исследовать одну из звёзд, самую близкую к нам.
Вильям Гершель
Утверждая, что звёзды - это далёкие солнца, Джордано Бруно с присущим ему энтузиазмом и страстью рассуждал и о том, что вокруг других звёзд тоже должны быть планеты. Эта вполне логичная гипотеза получила реальное подтверждение лишь в самом конце ХХ века. Вокруг десятков звёзд сейчас открыты не только протопланетные диски (в них рождаются планеты), но и уже образовавшиеся планеты. Как правило, экзопланеты (те, что вне нашей Солнечной системы) довольно массивны, сравнимы с такими гигантами, как Юпитер, Сатурн, и жизнь на них невозможна. Однако уже есть данные и об открытии внесолнечных планет, по массе близких к планетам земной группы.
Модель Галактики
по Гершелю.
Подобные открытия воодушевляют искателей внеземных цивилизаций. Кстати говоря, в последние десятилетия эта проблема приобрела научный статус, хотя ещё сравнительно недавно большинство учёных считали её всего лишь увлекательной научной фантастикой. Абсолютное „молчание“ Вселенной, то есть то, что до сих пор нет бесспорных космических проявлений деятельности гипотетических цивилизаций и посещений ими Земли, конечно же, в известной мере озадачивает энтузиастов поисков внеземной жизни, но не лишает их надежды на успех… И оснований у наших современников для подобного оптимизма, безусловно, во много раз больше, чем у тех, кто в прошлом отстаивал идею множественности обитаемых миров.
Эдвин Хаббл
Хотя бы потому, что принципиальным образом изменилось представление о масштабе и структуре Вселенной, о практически бесконечном числе входящих в неё небесных тел и их систем. Те несколько тысяч звёзд, которые доступны наблюдению невооружённым глазом в идеальных условиях, - ничтожно малая часть светил, входящих в нашу Галактику, содержащую, по разным оценкам, сотни миллиардов или даже триллион звёзд.
Современные телескопы открывают перед астрономами удивительный и загадочный мир галактик.
Открытие Галактики - тоже одно из величайших достижений астрономии XVIII-XX веков. В отличие от Земли, которой могут любоваться космонавты во время своих полётов и которую всесторонне исследуют „извне“ специализированные ИСЗ, Галактика недоступна (может быть, лишь пока?) внешнему обзору. Исследования её ведутся только „изнутри“. Этим астрономы успешно занимаются, начиная с английского астронома Вильяма Гершеля и по сей день. Кропотливо подсчитывая число звёзд на многих сотнях отдельных площадок (метод „черпков“) и выявляя обнаруживаемые при этом закономерности, Гершель сумел определить общую форму Галактики (именно он назвал её Млечный Путь), он построил и первую модель Галактики. В конце XVIII - начале ХIХ века этот талантливейший астроном понял, что наш „звёздный остров“ неизмеримо больше Солнечной системы. С этого, а также с изучения мира загадочных „туманностей“ началось открытие крупномасштабной структуры Вселенной.
Солнечная система в современном представлении.
В постепенно раскрываемой картине мироздания нашей „планете людей“ отводилось всё более скромное место. Сначала стало ясно, что Земля - не центр Солнечной системы, потом, что сама Солнечная система расположена довольно далеко от центра Галактики, а наша Галактика - одна из множества разнообразных галактик „расширяющейся Вселенной“, в которой понятие „центра“ вообще не имеет смысла.
Такой увидели Землю астронавты „Аполлона-17“, расставаясь с Луной. Декабрь 1972 года.
Внегалактической астрономии и релятивистской космологии (теории нестационарной вселенной) в ХХ веке потребовался ничтожно малый в масштабах истории астрономии срок, чтобы создать современную грандиозную картину эволюционирующей Вселенной. Вспомним, что объектами исследования Солнечной системы были Солнце, планеты с их спутниками и разные малые тела Солнечной системы. Объектами звёздной астрономии - звёзды (расстояния до них, их пространственное расположение, движение, природа) и наша Галактика. В последние десятилетия (одновременно со всем этим) усилия астрономов и мощь их новейших инструментов нацелены на исследование мира галактик, включая квазары (космические объекты, удалённые от Солнечной системы на несколько тысяч мегапарсек, а это миллиарды(!) световых лет. Обнаружить квазары удаётся потому, что они излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики). Изучаются системы галактик - Местная Группа (наша Галактика с её спутниками), Туманность Андромеды и наконец - скопления и сверхскопления галактик. Последние, по-видимому, представляют собой самые крупные фрагменты нашей Вселенной (Метагалактики). Они как бы сосредоточены в узлах объёмных сот (ячеек).
Изображение Солнца в рентгеновских лучах, полученное во время внеатмосферных наблюдений.
Наблюдаемое расширение Метагалактики - самый грандиозный из всех известных эволюционных процессов во Вселенной. Открытие этого явления неразрывно связано с именем американского астронома Эдвина Хаббла (1889–1953), в честь которого назван уникальный космический телескоп, работающий на околоземной орбите с 1990 года.
Экстраполяция в ранний период расширения Метагалактики привела не только к гипотезам о „Большом Взрыве“, „горячей Вселенной“ и сценариям „раздувающейся Вселенной“, но и к первым (совсем недавним) попыткам экспериментально воспроизвести в земных лабораториях некоторые из тех экзотических процессов, которые, возможно, примерно 15 миллиардов лет назад происходили в совсем юной Вселенной. Это был период, когда ещё только-только появлялись многие из сегодня привычных „элементарных“ частиц. И то, что этот процесс в известной степени удаётся воспроизвести в лабораторных условиях, - пожалуй, ещё один важный факт в пользу современных представлений о рождении нашей Вселенной. Реликтовое излучение, возникшее всего через несколько сотен лет после „Большого Взрыва“, открыто в 1965 году и до сих пор скрупулёзно исследуется различными методами.
Туманность Андромеды - ближайшая к нам и наиболее изученная галактика. Разумные обитатели этого звёздного острова видят нашу Галактику примерно такой же.
Как всегда, с ростом области знания растёт область незнания того, что пока ещё непознано и представляется таинственным. Даже простое перечисление проблем, ждущих решения в грядущих веках, составит огромный список. Поэтому ограничимся лишь несколькими примерами.
Чёрные дыры, предсказанные общей теорией относительности, астрофизики начали открывать в самые последние годы уходящего тысячелетия. Их обнаружили и в системах двойных звёзд, и в центральных областях некоторых галактик. К каким новым представлениям о свойствах пространства и времени это приведёт? Не будет ли когда-нибудь найдено практическое воплощение фантастической идеи о путешествиях во времени с помощью чёрных дыр?
Космический телескоп имени Хаббла запечатлел кольца вокруг вспыхнувшей в 1987 году сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке. Фото 1998 года.
А как разрешится загадочная проблема „скрытой массы“ или „тёмной материи“, из которой, возможно, состоит более 90 процентов нашей Вселенной? Где и как распределена эта пока ещё таинственная материя, но, как уже известно, обладающая подобно обычному веществу тяготением? Учёные стремятся выяснить это, исследуя улавливаемые искажения форм многих тысяч галактик. Полагают, что эти деформации связаны с воздействием „скрытой массы“. Что это за масса? Аморфные скопища каких-нибудь экзотических частиц, или просто неуловимые по разным причинам космические системы (вроде галактик), или вообще что-то ещё совершенно неведомое нам, похожее, например, на „физический вакуум“? Надо полагать, что это выяснится уже в недалёком будущем.
Человек на Луне. Впервые он вступил на неё 20 июля 1969 года. На фото: Эдвин Олдрин (экспедиция США „Аполлон-11“). Снимок сделан Нилом Армстронгом. Его отражение видно в стекле шлема Олдрина.
Найдёт ли подтверждение гипотеза о множестве мини-вселенных, одна из которых Метагалактика? Увенчается ли успехом поиск „братьев по разуму“ с помощью специально созданных гигантских телескопических систем и станут ли возможными практически значимые контакты с ними? Будет ли осуществляться идея Циолковского об освоении землянами миров, далёких от нашей планеты? Многие из этих вопросов, строго говоря, выходят за рамки чисто астрономических проблем. Но они показывают, что если земной цивилизации предстоит стать цивилизацией космической, то в этом процессе астрономия будет играть исключительно важную роль. И, кто знает, быть может, через сотни или даже тысячу лет некоторые из перечисленных здесь загадок люди станут относить к числу своих важнейших открытий в области познания и освоения Вселенной. Впрочем, вряд ли сегодня возможно предугадать, какие достижения науки земляне будут перечислять в канун четвёртого тысячелетия. Ясно лишь одно: астрономии как науке навсегда суждено оставаться вечно юной долгожительницей.
Первое послание внеземным цивилизациям, которое было отправлено в космическое пространство 16 ноября 1974 года.
А Человек? В современной безгранично сложной пространственно-временной картине мироздания он, казалось бы, совершенно затерялся. Но когда-то он ощущал себя „микрокосмом“, неким миниатюрным подобием окружающего „трёхслойного“ мира - земного, скрытого под землёй и распростёртого над землёй. Надо думать, что сравнить с собой такую нехитрую модель мироздания проще, чем современную.
К сожалению, из-за повсеместно бытующей астрономической безграмотности подавляющее большинство нынешних землян не имеют почти никакого представления о той картине Вселенной, какую раскрывает наука в ХХ веке. Поэтому в наше время „обычному“ человеку трудно ощутить себя „микрокосмом“, неразрывно связанным со Вселенной. Между тем именно такая связь составляет то, что принято называть „антропокосмической сущностью духовности“. Автор, развивая эту идею в своих публикациях (в том числе на страницах научно-популярного журнала Российской АН „Земля и Вселенная“), приходит к выводу о связи двух социокультурных проблем - ликвидации астрономической безграмотности и возрождении утерянной в последние годы духовности. Можно предположить, что в будущем актуальность решения этих проблем станет возрастать.
Сторонники „антропного принципа“, ставшего в последнее десятилетие предметом оживлённых дискуссий, утверждают, что в самом рождении и эволюции нашей Вселенной, по сути, уже запрограммировано появление жизни и разума. В частности, существование жизни на Земле обусловлено множеством тонко „подогнанных“ условий, удивительным образом реализуемых как в микромире (например, набор определённых элементарных частиц), так и в мегамире (например, существование Солнца и нашей планеты, пригодной для жизни). Не ставит ли это вновь Человека (причём, конечно, в принципиально ином смысле) в центр Мироздания? Не приведёт ли развитие подобных идей к разгадке тайны космической миссии Жизни и Разума в эволюционирующей Вселенной? Интересно, какие ответы даст на эти вопросы наука грядущего тысячелетия…
Как только человек обзавёлся разумом, он стал интересоваться тем, как всё устроено. Почему вода не переливается за край мира? Вращается ли Солнце вокруг Земли? Что находится внутри чёрных дыр?
Сократовское «Я знаю, что ничего не знаю» означает, что мы осознаём количество ещё неизведанного в этом мире. Мы прошли путь от мифов до квантовой физики, однако вопросов до сих пор больше, чем ответов, и они становятся лишь сложнее.
Космогонические мифы
Миф - первый способ, с помощью которого люди объясняли происхождение и устройство всего окружающего и своё собственное существование. Космогонические мифы рассказывают о том, как из хаоса или небытия появился мир. Сотворением вселенной в мифе занимаются божества. В зависимости от конкретной культуры получившаяся космология (представление об устройстве мира) различается. Например, небесная твердь могла казаться крышкой, скорлупой мирового яйца, створкой гигантской раковины или черепом великана.
Как правило, во всех этих историях присутствует разделение первоначального хаоса на небо и землю (верх и низ), создание оси (стержня мироздания), сотворение природных объектов и живых существ. Общие для разных народов базовые понятия называются архетипами.
О ранних стадиях эволюции Вселенной и происхождении химических элементов рассказывает в лекции «Постнауки» физик Александр Иванчик.
Мир как тело
Древний человек познавал мир с помощью своего тела, измерял расстояния шагами и локтями, много работал руками. Это нашло отражение в олицетворении природы (гром - результат ударов божьего молота, ветер - божество дует). Мир тоже ассоциировался с большим телом.
Например, в скандинавской мифологии мир был создан из тела великана Имира , глаза которого стали водоёмами, а волосы - лесами. В индуистской мифологии эту функцию взял на себя Пуруша , в китайской - Паньгу . Во всех случаях устройство видимого мира связывается с телом антропоморфного существа, великого предка или божества, приносящего себя в жертву, чтобы мир появился. Сам человек при этом - микрокосм, вселенная в миниатюре.
Великое древо
Ещё один архетипический сюжет, который часто появляется у разных народов - ось мира, мировая гора или же мировое древо . Например, ясень Иггдрасиль у скандинавов. Изображения дерева, в центре которого находится фигурка человека, встречались также у майя и ацтеков. В индуистских Ведах священное древо называлось Ашваттха, в тюркской мифологии - Байтерек. Мировое древо связывает нижний, средний и верхний миры, его корни находятся в подземных областях, а крона уходит в небеса.
Покатай меня, большая черепаха!
Мифологема плавающей в безбрежном океане мировой черепахи, на спине которой покоится Земля, встречается у народов Древней Индии и Древнего Китая, в преданиях коренного населения Северной Америки. В разных вариантах мифа о гигантских «поддерживающих животных» упоминаются слон, змея и кит.
Космологические представления греков
Греческие философы заложили астрономические представления, которыми мы пользуемся и сегодня. Разные философы их школы имели свою точку зрения на модель мироздания. В большинстве своём они придерживались геоцентрической системы мира.
Концепция предполагала, что в центре мира находится неподвижная Земля, вокруг которой обращаются Солнце, Луна и звёзды. При этом планеты вращаются вокруг Земли, образуя «Земную систему». Суточное вращение Земли Тихо Браге также отрицал.
Научная революция Просвещения
Географические открытия, морские путешествия, развитие механики и оптики сделали картину мира более сложной и полной. С XVII века началась «телескопическая эпоха»: человеку стало доступно наблюдение за небесными телами на новом уровне и открылся путь к более глубокому изучению космоса. С философской точки зрения мир мыслился как объективно познаваемый и механистичный.
Иоганн Кеплер и орбиты небесных тел
Ученик Тихо Браге Иоганн Кеплер, который придерживался коперниканской теории, открыл законы движения небесных тел. Вселенная, согласно его теории - это шар, внутри которого находится Солнечная система. Сформулировав три закона, которые называются теперь «законами Кеплера», он описал движение планет вокруг Солнца по орбитам и заменил круговые орбиты на эллипсы.
Открытия Галилео Галилея
Галилей защищал коперниканство, придерживаясь гелиоцентрической системы мира, а также настаивал на том, что Земля обладает суточным вращением (крутится вокруг своей оси). Это привело его к знаменитым разногласиям с Римской церковью, которая теорию Коперника не поддерживала.
Галилей построил собственный телескоп, обнаружил спутники Юпитера и объяснил свечение Луны отражённым Землёй солнечным светом.
Всё это было свидетельствами, что Земля имеет ту же природу, что и другие небесные тела, которые тоже обладают «лунами» и движутся. Даже Солнце оказалось не идеальным, что опровергало греческие представления о совершенстве горнего мира - на нём Галилей разглядел пятна.
Модель Вселенной Ньютона
Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения, разработал единую систему земной и небесной механики и сформулировал законы динамики - эти открытия легли в основу классической физики. Ньютон доказал законы Кеплера с позиции гравитации, заявил, что Вселенная бесконечна и сформулировал свои представления о материи и плотности.
Его работа «Математические начала натуральной философии» 1687 года обобщила результаты исследований предшественников и заложила метод создания модели Вселенной с помощью математического анализа.
ХХ век: всё относительно
Качественным прорывом в представлении человека о мире в ХХ веке стали положения общей теории относительности (ОТО) , которые вывел в 1916 году Альберт Эйнштейн. Согласно теории Эйнштейна, пространство не является чем-то неизменным, время имеет начало и конец и может течь по-разному в разных условиях.
ОТО до сих пор наиболее влиятельная теория пространства, времени, движения и гравитации - то есть, всего, что составляет физическую реальность и принципы мира. Теория относительности утверждает, что пространство должно либо расширяться, либо сужаться. Так оказалось, что Вселенная динамична, а не стационарна.
Американский астроном Эдвин Хаббл доказал, что наша галактика Млечный Путь, в которой находится Солнечная система - лишь одна из сотен миллиардов других галактик Вселенной. Исследуя дальние галактики, он сделал вывод о том, что они разбегаются, удаляясь друг от друга, и предположил, что Вселенная расширяется.
Если исходить из концепции постоянного расширения Вселенной, выходит, когда-то она находилась в сжатом состоянии. Событие, которое обусловило переход от очень плотного состояния материи к расширению, получило название Большого Взрыва .
ХХI век: тёмная материя и Мультивселенная
Сегодня мы знаем, что Вселенная расширяется ускоренно: этому способствует давление «тёмной энергии», которая борется с силой тяготения. «Тёмная энергия», природа которой до сих пор не ясна, составляет основную массу Вселенной. Чёрные дыры представляют собой «гравитационные могилы», в которых исчезают вещество и излучение, и в которые, предположительно, превращаются погибшие звёзды.
Возраст Вселенной (время с начала расширения) предположительно оценивают в 13-15 миллиардов лет.
Мы осознали свою неуникальность - ведь вокруг столько звёзд и планет. Поэтому вопрос возникновения жизни на Земле современными учёными рассматривается в контексте того, почему вообще возникла Вселенная, где такое стало возможным.
Галактики, звёзды и вращающиеся вокруг них планеты, да и сами атомы существуют только потому, что толчок тёмной энергии в момент Большого взрыва оказался достаточным, чтобы Вселенная не свернулась снова, и в то же время таким, чтобы пространство не разлеталось слишком сильно. Вероятность такого очень мала, поэтому некоторые современные физики-теоретики предполагают, что существует множество параллельных Вселенных.
Физики-теоретики верят, что одни вселенные могут иметь 17 измерений, в других могут быть звёзды и планеты, подобные нашим, а некоторые могут состоять всего лишь из аморфного поля.
Алан Лайтманфизик
Впрочем, опровергнуть это с помощью эксперимента невозможно, поэтому другие учёные полагают, что концепцию Мультивселенной следует считать скорее философской.
Сегодняшние представления о Вселенной во многом связаны с нерешёнными проблемами современной физики. Квантовая механика, построения которой существенно отличаются от того, что говорит классическая механика, физические парадоксы и новые теории уверяют нас, что мир куда многообразнее, чем кажется, а результаты наблюдений во многом зависят от наблюдающего.
Форма Земли - нашего дома - волновала человечество довольно давно. Сегодня каждый школьник не сомневается в том, что планета шарообразная. А ведь к этому знанию шли долго, шли сквозь церковные анафемы и суды инквизиции. Сегодня людям интересно, кто доказал, что Земля круглая. Ведь уроки истории и географии нравились не каждому. Попробуем найти ответ на этот занимательный вопрос.
Экскурс в историю
Многие научные работы утверждают нас в мыслях, что до знаменитого Христофором Колумбом человечество считало, что живет на плоской Земле. Однако данная гипотеза не выдерживает критики по двум причинам.
- открыл новый континент, а не приплыл в Азию. Если бы он бросил якорь у берегов настоящей Индии, то его можно было бы назвать человеком, который доказал шарообразность планеты. Открытие Нового Света не является подтверждением круглой формы Земли.
- Задолго до эпохального путешествия Колумба существовали люди, которые сомневались в том, что планета плоская, и приводили свои аргументы как доказательство. Вполне вероятно, что мореплаватель был знаком с трудами некоторых античных авторов, и знание древних мудрецов не было утрачено.
Круглая ли Земля?
Разные народы имели свои представления о строении мира и космоса. Перед тем как ответить на вопрос, кто доказал, что Земля круглая, следует ознакомиться с другими версиями. Наиболее ранние теории миростроения утверждали, что земля плоская (так она виделась людям). Движение небесных светил (солнца, луны, звезд) они объясняли тем, что именно их планета был центром Космоса и Вселенной.
В Древнем Египте Землю представляли диском, лежащим на четырех слонах. Они, в свою очередь, стояли на гигантской черепахе, плавающей в море. Пока еще не родился тот, кто открыл, что Земля круглая, но теория мудрецов фараона могла объяснить причины землетрясений и наводнений, восход и закат солнца.
Греки также имели свои представления о мире. Земной диск в их понимании был накрыт небесными сферами, к которым были привязаны невидимыми нитями звезды. Луну и солнце они считали богами - Селеной и Гелиосом. Все же в книгах Паннекука и Дрейера собраны труды древнегреческих мудрецов, которые противоречили общепринятым тогда взглядам. Эратосфен и Аристотель были теми, кто открыл, что Земля круглая.
Арабские учения также славились точными познаниями астрономии. Созданные ими таблицы движения звезд настолько точные, что даже вызывали сомнения в подлинности. Арабы своими наблюдениями подтолкнули общество изменить представления о строении мира и Вселенной.
Доказательства шаровидности небесных тел
Интересно, чем руководствовались ученые, отрицая наблюдения окружающих их людей? Тот, кто доказал, что Земля круглая, обратил внимание на то, что если бы она была плоской, то светила были бы видны на небосклоне одновременно для всех. А на практике все знали, что многие звезды, которые видны в долине Нила, над Афинами разглядеть невозможно. Солнечный день в греческой столице длиннее, чем, к примеру, в Александрии (связанно это с кривизной в направлениях север-юг и восток-запад).
Ученый, доказавший, что Земля круглая, заметил, что предмет, удаляясь при движении, оставляет видимой только верхнюю свою часть (например, на берегу заметны мачты корабля, а не его корпус). Это логично только в том случае, если планета имеет форму шара, а не плоского объекта. А еще Платон считал веским аргументом в пользу сферичности тот факт, что шар - это идеальная форма.
Современные доказательства шаровидности
Сегодня мы имеем технические приспособления, которые позволяют не только наблюдать за небесными телами, но и подняться в небо и увидеть нашу планету со стороны. Вот еще несколько доказательств того, что она не плоская. Как известно, во время голубая планета закрывает ночное светило собой. А тень - круглая. А еще различные массы, из которых состоит Земля, стремятся вниз, придавая ей сферическую форму.
Наука и церковь
Ватикан признал, что Земля круглая, довольно поздно. Тогда, когда нельзя было отрицать очевидное. Ранние европейские авторы сначала отвергали данную теорию как такую, которая противоречила Священному Писанию. Во времена распространения христианства гонению поддались не только другие религии и языческие культы. Все ученые, которые проводили разные опыты, делали наблюдения, но не верили в единого Бога, считались еретиками. В то время уничтожались рукописи и целые библиотеки, разрушались храмы и статуи, предметы искусства. Святые отцы считали, что людям не нужна наука, лишь Иисус Христос - исток величайшей мудрости, и в святых книгах достаточно информации для жизни. Геоцентрическая теория строения мира также считалась церковью неверной и опасной.
Козьма Индикоплевст описывал Землю как некий ящик, на дне которого покоилась твердыня, населенная людьми. Небо служило «крышкой», но оно было неподвижным. Луна, звезды и солнце двигались ангелами по небу и прятались за высокой горой. Над этим сложным сооружением покоилось Царство Небесное.
Некий неизвестный географ из Равенны описывал нашу планету как плоский объект, окруженный океаном, бесконечной пустыней и горами, за которыми прячутся солнце, луна и звезды. Исидор (епископ Севильи) в 600 году нашей эры в своих работах не исключал сферической формы Земли. Беда Достопочтенный основывался на работах Плиния, поэтому заявлял, что Солнце больше Земли, что они имеют форму сферы, и что космос не является геоцентрическим.
Подведем итоги
Итак, возвращаясь к Колумбу, можно утверждать, что его путь не был основан исключительно на интуиции. Не желая уменьшить заслуги можно сказать, что в Индию его должны были привести знания его эпохи. А общество уже не отвергало шарообразную форму нашего дома.
Первым мысль о Земле-сфере высказал греческий философ Эратосфен, который уже в четвертом веке до нашей эры измерил радиус планеты. Погрешность его вычислений составляла всего один процент! Проверил его догадки в шестнадцатом столетии, совершив свое знаменитое Кто доказал, что Земля круглая? Теоретически это сделал Галилео Галилей, который, к слову, был уверен, что крутится именно она вокруг солнца, а не наоборот.
Статьи по теме
