Астрономія з давніх часів до наших днів. Виникнення та основні етапи розвитку астрономії
Астрономія- найдавніша серед природничих наук. Вона була високо розвинена вавилонянами та греками - набагато більше, ніж фізика, хімія та техніка.
У давнину і середні віки не тільки чисто наукова цікавість спонукало проводити обчислення, копіювання, виправлення астрономічних таблиць, але насамперед той факт, що вони були необхідні для астрології.
Вкладаючи великі суми у побудову обсерваторій і точних інструментів, можновладці чекали віддачі у вигляді слави покровителів науки, а й у вигляді астрологічних прогнозів. Збереглося лише дуже невелика кількість книг тих часів, які свідчать про суто теоретичний інтерес вчених до астрономії. Більшість книг не містить ні спостережень, ні теорії, а лише таблиці та правила їх використання.
Одне з небагатьох винятків - "Альмагест" Птолемея, який написав, однак, також і астрологічне керівництво "Тетрабіблос".
Перші записи астрономічних спостережень, справжність яких безперечна, відносяться до VIII ст. до н.е. Проте відомо, що за 3 тисячі років до зв. е. єгипетські жерці зауважили, що розливи Нілу, що регулювали економічну життя країни, наступали невдовзі після того, як перед сходом Сонця на сході з'являлася найяскравіша зірок, Сіріус, яка ховалася до цього близько двох місяців у променях Сонця. З цих спостережень єгипетські жерці досить точно визначили тривалість тропічного року.
У Стародавньому Китаїза 2 тисячі років до н. видимі рухи Сонця та Місяця були настільки добре вивчені, що китайські астрономи могли передбачати настання сонячних та місячних затемнень. Астрономія, як й інші науки, виникла з практичних потреб людини. Кочовим племенам первісного суспільстватреба було орієнтуватися за своїх мандрівках, і вони навчилися це робити за Сонцем, Місяцем та зірками. Первісний землеробповинен був при польових роботах враховувати настання різних сезонів року, і він зауважив, що зміна пір року пов'язана з полуденною висотою Сонця, з появою на нічному небі певних зірок. Подальший розвиток людського суспільствавикликало потребу у вимірі часу та у літочисленні (складання календарів).
Все це могли дати та давали спостереження над рухом небесних світил, Які велися на початку без будь-яких інструментів, були не дуже точними, але цілком задовольняли практичні потреби того часу. З таких спостережень і виникла павука про небесних тілах – астрономія.
З розвитком людського суспільства перед астрономією висувалися дедалі нові завдання, вирішення яких потрібні були досконаліші способи спостережень і точніші методи розрахунків. Поступово стали створюватися найпростіші астрономічні інструментита розроблятися математичні методиобробки спостережень.
У Стародавню Греціюастрономія була вже однією з найбільш розвинених наук. Для пояснення видимих рухів планет грецькі астрономи, найбільший із них Гіппарх (II ст. до н.е.), створили геометричну теорію епіциклів, яка лягла в основу геоцентричної системи світу Птолемея (II ст. н.е.). Будучи принципово невірною, система Птолемея проте дозволяла передраховувати наближені положення планет на небі і тому задовольняла, певною мірою, Практичні запити протягом кількох століть.
Системою світу Птолемея завершується етап розвитку давньогрецької астрономії. Розвиток феодалізму та поширення християнської релігії спричинили значний занепад природничих наук, і розвиток астрономії в Європі загальмувався на багато століть. В епоху похмурого середньовіччя астрономи займалися лише спостереженнями видимих рухів планет та узгодженням цих спостережень із прийнятою геоцентричною системою Птолемея.
Раціональний розвиток у цей період астрономія отримала лише в арабів та народів Середньої Азіїта Кавказу, у працях видатних астрономів на той час - Аль-Баттані (850-929 рр.), Біруні (973-1048 рр.), Улугбека (1394-1449 рр.) та ін. У період виникнення та становлення капіталізму в Європі, який прийшов на зміну феодальному суспільству, почалося подальший розвитокастрономії. Особливо швидко вона розвивалася в епоху великих географічних відкриттів(XV-XVI ст.). Народжений новий класБуржуазія була зацікавлена в експлуатації нових земель і споряджала численні експедиції для їх відкриття. Але далекі подорожі через океан вимагали точніших і більше простих методіворієнтування та обчислення часу, ніж ті, які могла забезпечити система Птолемея. Розвиток торгівлі та мореплавання вимагав удосконалення астрономічних знань і, зокрема, теорії руху планет. Розвиток продуктивних силі вимоги практики, з одного боку, і накопичений спостережний матеріал, - з іншого, підготували ґрунт для революції в астрономії, який і зробив великий польський вчений МиколаКоперник (1473-1543), який розробив свою геліоцентричну системусвіту, опубліковану у рік його смерті.
Вчення Коперника стало початком нового етапу у розвитку астрономії. Кеплером у 1609-1618 pp. було відкрито закони рухів планет, а 1687 р. Ньютон опублікував закон всесвітнього тяжіння.
Нова астрономіяотримала можливість вивчати не лише видимі, а й дійсні рухи небесних тіл. Її численні та блискучі успіхи у цій галузі увінчалися в середині XIX ст. відкриттям планети Нептун, а нашого часу - розрахунком орбіт штучних небесних тіл.
Наступний, дуже важливий етапу розвитку астрономії почався порівняно недавно, з середини XIXв., коли виник спектральний аналізі стала застосовуватись фотографія в астрономії. Ці методи дали можливість астрономам розпочати вивчення фізичної природинебесних тіл і значно розширити межі досліджуваного простору. Виникла астрофізика, що отримала особливо великий розвитоку XX ст. і продовжує бурхливо розвиватися у наші дні. У 40-х роках. XX ст. стала розвиватися радіоастрономія, а 1957 р. було започатковано якісно новим методам досліджень, заснованих на використанні штучних небесних тіл, що у подальшому призвело до виникнення фактично нового поділу астрофізики - рентгенівської астрономії.
2000 років тому відстань Землі від Сонця, відповідно до Аристарха Самоського, становила близько 361 радіуса Землі, тобто. близько 2300000 км. Аристотель вважав, що "сфера зірок" розміщується в 9 разів далі. Таким чином, геометричні масштаби світу 2000 років тому "вимірювалися" величиною 20.000.000 км.
За допомогою сучасних телескопівастрономи спостерігають об'єкти, що знаходяться на відстані близько 10 млрд світлових років, що становить 9,5-1022 км. Таким чином, за згаданий проміжок часу масштаби світу "зросли" у 5-1015 разів.
Згідно з візантійськими християнськими богословами (середина IV століття н.е.) світ був створений 5508 років до н.е., тобто. менш ніж 7,5 тис. років тому.
Сучасна астрономія дала докази того, що вже близько 10 млрд. років тому доступний для астрономічних спостережень Всесвіт існував у вигляді гігантської системи галактик. Масштаби у часі "зросли" у 13 млн. разів.
Але головне, звичайно, не в цифровому зростанні просторових та тимчасових масштабів, хоч і від них захоплює подих. Головне в тому, що людина нарешті вийшла на широкий шляхрозуміння дійсних законівсвітобудови.
Білоруський державний педагогічний університет ім. М. Танка
Кафедра методики викладання фізики
Методичні розробки
для керованої самостійної роботи
з астрономії
Історія астрономії
Питання програми:
Астрономія як наука та навчальний предмет.
Предмет астрономії, предмети вивчення.
Розділи астрономії: астрометрія, небесна механіка, астрофізика.
Історія виникнення та розвитку астрономічних знань.
Короткий зміст:
Астрономія як наука та навчальний предмет.
Астрономія - це наука про Всесвіт, що вивчає рух, будову, походження та розвиток небесних тіл та їх систем.
Об'єкти вивчення астрономії: зірки, планети, комети, метеори, туманності, галактики, матерія, що у міжзоряному просторі.
Вивчення відбувається у різних діапазонах електромагнітних хвиль, оптичному, ультрафіолетовому, рентгенівському, і т.д.
Астрономія має три основні завдання:
Вивчення видимих і дійсних положень та руху небесних тіл у просторі, визначення їх розмірів та форми.
Вивчення фізичної будовинебесних тіл, тобто. хімічного складу та фізичних умов на поверхні та в надрах небесних тіл.
Дослідження походження та розвитку, передбачення подальших дольокремих небесних тіл та їх систем.
Астрономія дуже взаємопов'язана із різними науками. Особливо з математикою, фізикою, хімією, філософією, біологією.
Нинішній вигляд астрономія набула лише XIX-XXстоліттях. До цього вона нерозривно включала ряд інших галузей знання і була вже пов'язана з філософією і теологією.
Безліч об'єктів та методів астрономії призводить до численності розділів та окремих напрямків в астрономії.
За характером використовуваної інформації виділяються три основні розділи: астрометрія, небесна механіка, астрофізика.
Астрометрія- Вивчає положення небесних тіл і обертання Землі, спираючись на теоретичні та практичні методи вимірювань кутів на небі, для чого організуються позиційні спостереження небесних світил.
Найважливіші цілі астрометрії:
Встановлення систем небесних координат,
Отримання параметрів, що характеризують найповніше закономірності обертання Землі.
Небесна механіка- вивчає рух небесних тіл під дією тяжіння, розробляє методи визначення їх траєкторій на підставі положень, що спостерігаються на небі, дозволяє розрахувати таблиці їх координат на подальший час (ефемериди), вивчає взаємний вплив тіл на їх рух, розглядає рух і стійкість систем небесних і штучних тіл .
Астрофізика- Вивчає походження (космогонія), будова, хім. склад, Фізичні властивостіта еволюцію окремих небесних тіл та систем аж до всього Всесвіту в цілому (космологія).
Історія виникнення та розвитку астрономічних знань.
Астрономія з'явилася дуже давно. Жодна наука на Землі, крім, мабуть. Математики, не має такої глибокої давнини.
Астрономія відмінна від інших наук, тому що фізика, хімія, біологія в сучасному вигляді складалися протягом останніх 300 років. Астрономія ж формувалася в епохи стародавні і дуже від нашої.
Причини виникнення та розвитку астрономії добре вказані в перших рядках Біблії: "І сказав Бог: нехай будуть світила на тверді небесній, для відокремлення дня від ночі, і для знамень, і часів, і днів, і років;" (Бут. 1,14)
Розвиток астрономії було зобов'язане людському бажанню осягнути закономірності навколишнього світу, необхідністю виміру часу та орієнтування у просторі. Останнє особливо важливе було для мореплавців. Аж до XIXстоліття на борту кожного корабля, що вирушав у далеку дорогу, знаходився астроном, в обов'язки якого входило визначення координат корабля серед відкритого моря та орієнтування за зірками.
Розвиток давньої астрономії розпадається на два етапи. Перший – примітивний сільськогосподарський. Зірки служили людям орієнтиром початку сільськогосподарських робіт. У Єгипті схід Сіріуса означав початок розливу Нілу. Коли Арктур сходив безпосередньо перед Сонцем – треба було збирати виноград, коли Оріон та Плеяди заходили вранці – треба було починати орати. Ці прикмети породили необхідність виділити основні сузір'я і назвати найяскравіші зірки, щоб мати постійні орієнтири.
Другий етап пов'язаний із складними тривалими спостереженнями та відшуканням календарних періодів. Найдавніший період існування людства мало вивчений наукою, оскільки не збереглися письмові пам'ятки того часу. Більш-менш точно можна уявити сьогодні лише духовний світ цивілізацій, починаючи з єгипетської та вавілонської.
Найдавніші астрономічні знання вчені сьогодні знаходять на берегах Тигра та Євфрату у халдеїв. Скільки років народи, що населяли ці землі, займалися астрономією, сказати дуже важко. Цицерон з цього приводу писав: "звернемося до авторитету найдавніших і почнемо з ассирійців. Населяючи країну рівну і обширну, вони могли спостерігати небо, з усіх боків відкрите, уважно стежити за пересуванням і переміщенням зірок. ті чи інші зміни в становищі небесних світил, і ці свої знання передали пізнім поколінням.Серед цього народу халдеї, постійно спостерігаючи за зірками, створили, як вважають, цілу науку, яка дає можливість передбачати, що з ким трапиться і хто для якої долі народжується Вважають, що це мистецтво розвивалося також у єгиптян з глибокої давнини і протягом майже незліченних століть. Далі він уточнює, що "...як вони самі стверджують, чотириста сімдесят тисяч років зберігають у своїх пам'ятниках пізнане ними."
Крім Цицерона про давність спостережень говорили й інші античні автори. Так Гіппарх вказував, ніби халдеї спостерігали зоряне небо за 270000 років до того, коли Олександр Великий вступив до Персії. Пліній же говорить про 720 000 років.
Сучасні історики не погоджуються з цими цифрами, але факти свідчать, що для обчислення періодів сонячних затемнень, халдеям знадобилося, щонайменше, 5 000 років. Жерці вивели зі спостережень період сонячних затемнень в 1805 років або 22325 оборотів Місяця, після закінчення якого затемнення повторюються в попередньому порядку. Згадуване спеціально в написах затемнення, яке було обрано вихідним пунктом одного з таких циклів, відноситься до року, віддаленого від 1900 року н.е. на 13442 року, і, як припускають, цей рік відповідає збігу сонячного затемненняіз сходженням Сиріуса.
Відомий був вавилонянам і коротший період 223 обороти Місяця, тобто. в 18 років і 11 днів - сарос, після якого затемнення Місяця і Сонця повторюються в колишньому порядку.
Про високому розвиткунауки в Месопотамії свідчить те, що халдейські астрономи знали точне значення тривалості року, описали сонячні плями, збільшення і зменшення світла планет, проводили спостереження над кометами і влаштовували небесні глобуси. Швидше за все вони винайшли знаки зодіаку. Бо тотожність форм і аналогія символів, що виявляються у всіх зодіаках інших країн - в зодіаках, створених в Єгипті, в Індії, в Камбоджі та Китаї, - доводять, що астрономічні спостереження, що вироблялися халдейськими астрономами. Коло зодіаку було створено халдеями щонайменше 4000 років тому, у той самий час подібна робота припускає, що їй передували тривалі періоди підготовки наукового грунту. На дванадцять частин зодіак був розділений, принаймні, у VI столітті до н.е.
Крім халдейської школи, давньою та сильною була єгипетська. Всі зодіакальні пам'ятники в Єгипті були, головним чином, астрономічні. Царські гробниці та похоронні ритуали є безліч таблиць сузір'їв та їх впливу на всі години кожного місяця.
Найдавніші астрономічні записи в Єгипті, Вавилоні, Китаї датуються приблизно XXXстоліттям до н.е.
Найдавніше з збережених повідомлень про сонячне затемнення в Китаї датується 2697 до н.е.
Біля витоків грецької математичної теорії стояли Піфагор та її школа (VIст. е.). За їхніми уявленнями в основі устрою Космосу знаходиться математичний закон. Його можна визначити, вивчаючи рух світил на небі.
Піфагорійці побудували першу відому науці фізичну модель Сонячної системи, припустивши, що всі планети, Земля, Сонце та Місяць обертаються навколо центрального вогню. Вони розробили вчення про кулястість Землі, вивели нахил екліптики та планетних орбіт, правильно пояснювали затемнення.
Піфагор перший назвав всесвіт космосом, тобто. упорядкованим ладом, складом, вважав, що світ складається з планетних сфер, розділених між собою гармонійними проміжками.
Предметом філософії Піфагора був світ, як закономірне, струнке ціле, підпорядковане законам гармонії числа.
Пізні піфагорійці пояснювали зміну дня та ночі добовим обертанням Землі.
Грецький мудрець Фалес (624 - 547 рр. е.) передбачив повне сонячне затемнення, що спостерігалося 585 р. у Малій Азії. Причиною сонячних затемнень вважав Місяць, який розглядав як темне тіло, що запозичує світло від Сонця. Відкрив нахил екліптики до екватора, визначив кутову величину Місяця, вчив про кулястість Землі.
Анаксимандр (бл.610 – 546 рр. до н.е.) спорудив перші у Греції сонячний годинникта астрономічні інструменти, що вперше застосував гномон для визначення нахилу екліптики до екватора. Започаткував теорію небесних сфер.
Великий вплив на грецьку астрономію мав Платон. Його ідеалістичні уявлення про Всесвіт, рухи об'єктів якого повинні відбуватися тільки по ідеальним колам, довго заважало розвитку реальних уявлень про влаштування світобудови. Завдяки цьому грецькі астрономи так ніколи і не створили реальної картини будови Всесвіту, а використовували свої теорії лише як засіб для опису рухів небесних світил, що спостерігаються.
Євдокс Кнідський (бл. 408 - бл. 355 до н.е.) склав найдавнішу картузоряного неба, де сузір'я представлені фігурами різних тварин. Одним із перших навів назви зодіакальних сузір'їв та сузір'їв, розташованих поза поясом зодіаку. Він перший розвинув теорію гомоцентричних сфер. Його модель представляла Всесвіт у вигляді вкладених одна в одну концентричних сфер, якими рухалися світила. Ця теорія вимагала по 4 гомоцентричні сфери для кожної планети та по три для Сонця та Місяця.
Аристотель (384 - 322 рр. до зв. е.) написав значні праці з астрономії: «Про небо» і «Метеорологія». Він вважав, що Земля куляста, знаходиться в центрі світу. Сам же Всесвіт влаштований за принципом цибулини, що складається з 55 сфер, що оточують Землю. Ця модель не могла повністю описати реальний рух планет. Праці Аристотеля носили скоріше філософський характері і лягли основою пізнішого схоластичного світогляду.
Гераклід (388 - 315 рр. до н.е.) вчив, що Земля обертається навколо своєї осі, Меркурій та Венера обертаються навколо Сонця, яке обертається навколо Землі, вважав, що зірки мають кулясту форму.
Аристарх Самоський (бл. 310 - 230 рр. до н. е.) висунув геліоцентричну гіпотезу, згідно з якою в центрі Всесвіту знаходилося Сонце, але ця модель не мала істотного впливу на його сучасників. Значним внеском у науку стало визначення Аристархом відстані від Сонця до Землі за спостережними даними.
Ератосфен (бл. 276 - 194 рр. до н.е.) визначив розміри Землі за допомогою простого гномона, провівши вимір висоти Сонця в Сієні та в Олександрії, що лежать на одному меридіані, в момент літнього сонцестояння, і, оцінивши відстань між містами, допустив , Що Довжина кола Землі дорівнює 250 000 стадій (1 стадій ~ 185 м.). Розрахував відстань від Землі до Сонця та Місяця. Знайшов точний нахил екліптики. Склав каталог 675 нерухомих зірок.
Великий внесок в античну астрономію вніс Гіппарх (ІІ століття до н.е.). Він проводив численні та тривалі спостереження, які дозволили йому розробити теорії руху Сонця та Місяця, успішніші, ніж колишні. Гіппарху вдалося успішно вирішити завдання передбачити сонячні та місячні затемнення. На відміну від колишніх теорій, Земля перебувала над центрі кола, а деякій іншій точці, ексцентричної стосовно геометричному центру. Рух ексцентром було введено для опису різних нерівностей у русі Сонця і Місяця.
Гіппарх склав перший каталог зоряного піднебіння, що включав близько 850 зірок. Порівнявши особисті спостереження, зі спостереженнями своїх попередників Арістілла і Тимохаріса, він відкрив прецесію, поступове усунення становища екватора щодо екліптики. Внаслідок цього, точка весняного рівнодення переміщається на захід щодо зірок. Це призводить також зміну положень полюсів світу, тобто. центрів, навколо яких обертаються в добовому русізірки.
Клавдій Птолемей (бл. 87 - 165 рр.) став систематизатором всієї попередньої астрономії. Його праця «Велика математична побудова астрономії в XIIIкнигах» стала основою для всієї наступної астрономії на Сході та Заході протягом багатьох наступних століть. Він застосував теорію епіциклів для опису Всесвіту. Геоцентрична модель світу не могла дати правильного простого опису руху світил. Птолемею вдалося уявити видимі рухи небесних тіл за допомогою комбінацій ідеальних кругових рухів за деферентами та епіциклами. У центрі кола – деферента знаходилася Земля. Планета рухалася не по самому деференту, а по іншому колу - епіцикл, центр якого рухався по деференту.
Комбінуючи кількість епіциклів, Птолемею вдалося побудувати модель, що досить точно описує реальне становище світил на небі. У кращому варіанті ця модель налічувала до 35 епіциклів і протрималася як практичне керівництво до відкриттів Ісаака Ньютона.
Птолемей розробив теорії для Сонця, Місяця і кожної планети, сконструював кілька кутомірних астрономічних інструментів, створив каталог положень 1022 зірок. Праці Птолемея з'явилися вінцем грецької астрономії і рівним їм було багато наступних століть.
З падінням Західної Римської імперії наука занепала.
Подальший розвиток астрономії почався приблизно з VII століття в ісламському світі. Араби зробили переклади основних грецьких наукових працьі, хоча змінювали основи грецької науки, зробили важливий внесок у межах загальної структури. Протягом IX-XI століття були досягнуті успіхи у визначенні розмірів Землі, вивченні руху Місяця, Сонця і планет, складанні зоряних каталогів, поліпшенні календаря завдяки працям астрономів аль-Біруні, аль-Баттані, абу-ль-Вефа, ібн-Юнуа, ас-Суфі , Омара Хайяма.
Через Іспанію багато творів арабських вчених проникали до Європи.
В 1252 при дворі кастильського короля Альфонсо Мудрого були складені «Альфонсові таблиці» - ефемеріди руху планет.
Відродження власне європейської астрономії почалося з XVстоліття.
У цей час було видано «Нову теорію планет» Г. Пурбаха, в якій вперше в Західній Європі було викладено теорію епіциклів Птолемея. Учень Г. Пурбаха Регіомонтан видав «Ефемериди», де були обчислені положення Сонця, Місяця та планет на 1475 – 1506 рр. Ці таблиці були останніми, обчисленими з теорії Птолемея.
Наукова революція в астрономії розпочалася після створення Миколою Коперником геліоцентричної системи світу. У 1543 був виданий його основна праця «Про звернення небесних сфер». За новою моделлю в центр світу ставилося Сонце, земля ж з рештою планет оберталася навколо нього. За допомогою нової теорії легко пояснювався зворотний рух планет, що раніше вважався загадковим. Однак багато питань ще не було вирішено через те, що Коперник не відмовився від ідеального руху небесних тіл. У його моделі світила продовжували рухатися по колам і поступово. Це ускладнювало правильне обчислення реального стану планет.
Теорія Коперника започаткувала важливого переходу від інструменталізму давньогрецької думки до можливостей реального опису устрою фізичного світу.
Нову модель було прийнято не відразу. Суперечки про істинність теорії Коперника вели ще два століття.
У 1551 р. німецький астроном Еразм Рейнгольд видав «Прусські таблиці», де обчислив положення планет за новою моделлю.
З 1576 по 1597 р. датський астроном Тихо Браге у побудованій ним обсерваторії «Ураніборг» виконав дуже точні спостереження положень зірок, комет, планет, Місяця та Сонця. Отримані дані свідчили неспроможність старої птолемеево-аристотелевої моделі світу. Однак Тихо Браге не прийняв і систему Коперника. Він створив свою модель, згідно з якою в центрі світу була Земля; Місяць та Сонце оберталися навколо Землі, а всі планети навколо Сонця.
Після смерті Тихо Браге всі спостереження дісталися його учневі Йоганну Кеплеру (1571 – 1630). Кеплер був піфагорійцем та прихильником системи світу Коперника. Він почав шукати математичні принципи гармонії, яку Бог заклав у основі світобудови. Багаторічні дослідження призвели до відкриття простих співвідношень, які описують рух планет і були оприлюднені в 1609 році. Роботи Кеплера остаточно показали, що платонівські ідеали рівномірного руху по колам природі невластиві.
Справжній переворот в астрономії був викликаний використанням телескопів Галілео Галілеєм для спостереження небесних об'єктів.
У 1610 році Галілей зробив чотири фундаментальні відкриття, що суперечили арістотелівським принципам світобудови.
Він побачив, що на Місяці є кратери і гори, що Венера має фази, подібно до Місяця, що навколо Юпітера обертаються чотири супутники і Чумацький Шлях складається зі слабких зірок.
Таким чином, астрономічні відкриття підготували ґрунт для повної зміни стародавнього світогляду та принципово нових підходів у науці. Цю роботу довершив Ісаак Ньютон.
Відкриті ним закони було перевірено практично Едмундом Галлеєм, який передбачив повернення комети. що спостерігалася у 1531, 1607 та 1682 роках. Обчислений період цієї комети становив 75 років. Комета повернулася в 1758, підтвердивши теорію тяжіння І. Ньютона і була названа кометою Галлея.
Ян Гевелій (1611 - 1687) в 1641 побудував обсерваторію в Гданську, яка була на той час найбільшою в Європі. Склав перші точні детальні картиМісяця. В 1647 вийшла його "Селенографія", де вчений ввів багато назв деталей місячної поверхні, які залишилися до наших днів. Відкрив фази Меркурія, чотири комети, виконав перший точний вимір періоду обертання Сонця, склав каталог 1564 зірок, виділив 11 нових сузір'їв. Деяким дав назви, що збереглися до наших днів: Гончі Пси, Жираф, Ящірка, Малий Лев, Секстант, Єдиноріг, Лисичка, Щит Яна Собесського. В 1690 видав атлас "Опис всього зоряного неба".
У XVIII столітті було розроблено основні методи небесної механіки, завдяки працям сім'ї Бернуллі, Л. Ейлера, Л. Лагранжа, П. Лапласа. У цьому столітті намітився відчутний прогрес у спостережних методах астрономії. Поява великих телескопів-рефлекторів сприяло детальнішому вивченню Всесвіту. Спостереження Вільяма Гершеля прояснили структуру нашої Галактики та дозволили виявити безліч туманностей та зоряних скупчень. Особливий інтересвикликали звані " спіральні " туманності. Деякі астрономи вважали їх зірковими системами, подібними до Чумацького Шляху, інші заперечували цю думку, і вважали їх частинами Чумацького Шляху, що складаються з метеорної та пилової матерії.
Середина XIX століття була відзначена відкриттям планети Нептун "на кінчику пера", тобто. методами небесної механіки. Це було дуже переконливе підтвердження теорії І. Ньютона. У другій половині XIX століття було виявлено рух перигелія орбіти Меркурія, який не міг отримати пояснення в рамках теорії гравітації Ньютона. Роздуми над цим явищем сприяли виникненню загальної теорії відносності, створеної Альбертом Ейнштейном на початку XX століття.
У 1912 році В. Слайфер розпочав у Ловеллівській обсерваторії (США) велику програму, націлену на вимірювання швидкостей туманностей, використовуючи доплерівське зміщення спектральних ліній. До 1925 він вивчив близько 40 туманностей. Більшість із них виявилися дуже віддаленими від Землі. Проте, був надійного методу визначення відстаней, оскільки паралактичний метод, розроблений у середині XIX століття Гудрайком, Бесселем і Струве, працював лише у найближчих околицях Сонячної системи.
Якусь допомогу міг надати метод визначення відстаней за допомогою цефеїд, відкритий 1908 року в Гарварді Генріеттою Левітт. Дослідниця виявила, що цефеїди мають чітку залежність, що пов'язує їхню світність і період зміни блиску. За виміряною видимою зоряною величиною та періодом зміни блиску можна знайти відстань до такої зірки. Цей метод запрацював на повну силу після того, як 1923 року американський астроном Едвін Хаббл розрізнив у туманності Андромеди окремі зірки та ідентифікував серед них цефеїду. Метод Левітт показав, що відстань до зірки. А значить, і до самої галактики близько 900 тис. світлових років. Це виявилося більше, ніж розміри Чумацького Шляху. Таким чином було виявлено, що спіральні туманності не є об'єктами нашої Галактики, а такими ж зірковими системами, віддаленими від нас на великі відстані.
Подальші дослідження Хаббла дозволили дослідити рух галактик та відкрили розширення Всесвіту.
Роботи А.Фрідмана, В.де Сіттера і Д.Леметра, засновані на теорії відносності, лягли в основу побудови моделі Всесвіту, що розширюється.
Початок розширення було описано Георгієм Гамовим, колишнім студентом Фрідмана, який припустив, що Всесвіт вийшов зі стану з надзвичайно високою температурою та щільністю, внаслідок Великого Вибуху.
Студенти Гамова Р.Алфер та Р.Герман у 1948 році висловили думку, що випромінювання, що залишилося після Великого Вибуху, повинно було зараз охолонути до температури всього на кілька градусів вищої. Чим абсолютний нуль. У 1965 році це випромінювання було виявлено А. Пензіасом та Р.Вілсоном і названо реліктовим випромінюванням. Його температура всього близько 3К.
Разом з розвитком поглядів на будову Всесвіту в цілому еволюціонувало і уявлення про походження окремих її елементів.
Висловлена у XVIII столітті небулярна гіпотеза, припускала, що зірки та планети утворилися з газопилової туманності. У XIX столітті Гельмгольцем і Кельвіном було встановлено, що енергія, що звільняється в результаті гравітаційного стиску, може створити високу температуруу надрах зірки, але її вистачить лише 20 млн. років. Радіометричний метод оцінки віку Землі, розроблений Е. Резерфордом у 1905 році, показував, що нашій планеті близько кількох мільярдів років. Вчені були спантеличені такою невідповідністю.
У 1925 р. Цецилія Пейн, аналізуючи спектри зірок, дійшла висновку, що водень і гелій - найпоширеніші елементи в зірках. Це було підтверджено через чотири роки Генрі Рассел. Вернер Гейзенберг у 1932 році висловив думку, що всі елементи у Всесвіті могли бути утворені з водню, оскільки водневе ядро складається лише з одного протона, який може перетворитися на нейтрон, приєднавши електрон. У 1938 році Ганс Бет запропонував першу задовільну теорію, що описує джерело освіти енергії зірок. Він показав, що важкі елементи синтезуються в надрах зірок у результаті ядерних реакційз водню. Ці реакції можуть бути джерелом енергії для зірки протягом мільярдів років.
Розвиток телескопобудування, всехвильових приймачів випромінювання та космічної техніки у XX столітті призвело до справжньої революції в астрономії.
Контрольні питання:
Що таке астрономія?
Що вивчає астрономія?
Які основні розділи астрономії?
У чому принципова та методологічна різниця основних розділів астрономії?
Коли зародилася астрономія?
У яких країнах розвиток астрономії був найуспішнішим?
Хто написав "Альмагест"?
Хто є творцем геліоцентричної картини світу?
Хто вперше застосував телескоп для астрономічних спостережень?
Який учений збудував у 15 столітті найбільшу обсерваторію в Європі?
Хто відкрив закони руху планет?
Хто побудував теорію руху комет і передбачив повернення однієї з комет?
Хто склав перші точні карти Місяця?
Які вчені зробили у 18 столітті видатний внесок у розвиток небесної механіки?
Що стало революційному прориву в астрономії 19 століття?
Які праці Е.Хаббла привели до нового погляду на будову Всесвіту?
Хто став творцем моделі Великого вибуху?
Література:
1. Кононович Е.В., Мороз В.І. Курс загальної астрономії. М., Едиторіал УРСС, 2004.
2. Лакур П., Аппель Я. Історична фізика. тт.1-2 Одеса Mathesis 1907.
3. Літрів І. Таємниці неба. М. 1902
4. Паннекук А. Історія астрономії. М. 1951
5. Фламмаріон К. Історія піднебіння. М. 1994 (перевидання СПб. 1875)
6. Шимбальов А.А, Галузо І.В., Голубєв В.А. Хрестоматія з астрономії. Мінськ, Аверсев. 2005.
Розділи астрономії
Завдання астрономії
Предмет та завдання астрономії, класифікація розділів астрономії.
Астрономія - наука про Всесвіт, що вивчає рух, будову, походження та розвиток небесних тіл та їх систем.
Слово «астрономія» походить від двох грецьких: «астрон» – зірка та «номос» – закон.
Астрономія вирішує такі завдання:
1. Встановлення систем небесних координат та систем вимірювання часу;
2. Вивчення видимих та дійсних положень небесних тіл у просторі;
3. Визначення їх розмірів та форм;
4.Визначення координат точок земної поверхніабо інших небесних тіл;
5. Вивчення фізичної будови небесних тіл, дослідження хімічного складу та фізичних умов(Щільності, температури і т.п.) на поверхні і в надрах небесних тіл;
6. Вирішення проблем походження та розвитку небесних тіл, їх систем, а також Всесвіту.
Відповідно до розв'язуваних завдань сучасна астрономія поділяється на такі основні розділи:
1. Астрометрія - наука про вимір простору та часу, вона поділяється на:
а) сферичну астрономію (розробляє математичні методи визначення видимих положень та рухів небесних тіл за допомогою різних системкоординат та систем вимірювання часу);
б) фундаментальну астрометрію (визначення координат небесних тіл, складання каталогів зоряних положень та визначенням значень астрономічних постійних);
в) практичну астрономію(розглядає методи визначення географічних координат, азимутів напрямків, точного часу та теорію застосовуваних інструментів).
2. Теоретична астрономія (розробляє методи визначення орбіт);
3. Небесна механіка (вивчає закони руху небесних тіл);
4. Астрофізика -вивчає будову, фізичні властивості та хімічний складнебесних тіл;
5. Зоряна астрономія– вивчає закономірності просторового розподілута рухи зірок, зіркових системі міжзоряної матерії;
6. Космогонія – вивчає питання походження та розвитку небесних тіл, зокрема Землі.
7. Космологія – розглядає загальні закономірностібудови та розвитку Всесвіту.
Астрономія - найдавнішаз наук. Археологами встановлено, що людина мала початкові астрономічні знання вже 20 тис. років тому в епоху кам'яного віку.
Розвиток астрономії відбувався в міру накопичення даних спостережень, їх систематизації.
Астрономія особливо бурхливо розвивалася в ті епохи, коли в суспільстві виникала гостра практична потреба в її результатах (пророцтво настання сезонів року, часобчислення, орієнтування на суші і море і т.п.
Доісторичний етап¾ »від 25 тис.років до н.е.- до 4 тис. до н.е.(наскальні малюнки, природні обсерваторії і т.д.).
¾ близько 4.тис. років до н. астрономічні пам'ятки стародавніх майя, мурована обсерваторія Стоунхендж (Англія);
¾ близько 3000 років до н. орієнтування пірамід, перші астрономічні записи у Єгипті (рис. 1.1), Вавилоні, Китаї;
¾ близько 2500 років до н.е. встановлення єгипетського сонячного календаря;
¾ близько 2000 років до н. створення першої карти неба (Китай);
¾ близько 1100 років до н. визначення нахилу екліптики до екватора;
Античний етап¾ ідеї про кулястість Землі (Піфагор, 535 р. до н.е.);
¾ передбачення Фалесом Мілетським сонячного затемнення (585 р. до н.е.).
¾ встановлення 19-річного циклу місячних фаз(цикл Метона, 433 до н.е.);
¾ ідеї про обертання Землі навколо осі (Геракліт Понтійський, 4 століття до н.е.);
¾ ідея концентричних кіл (Евдокс), трактат «Про Небо» Арістотель (доказ кулястості Землі та планет) складання першого каталогу зірок 800 зірок, Китай (4 століття до н.е.);
¾ початок систематичних визначень положень зірок грецькими астрономами, розвиток теорії системи світу (3 століття е.) (рис.1.2);
¾ ідея про рух Землі навколо Сонця та визначення розмірів Землі (Аристарх Самоський, Ератосфен 3-2 ст до н.е.);
¾ відкриття прецесії, перші таблиці руху Сонця та Місяця, зірковий каталог 850 зірок (Гіппарах, (2 Вік до н.е));
¾ введення в римській імперії Юліанського календаря(46 р. до н.е.);
¾ Клавдій Птолемей - «Синтаксис»(Альмогест)-енциклопедія античної астрономії, теорія руху, планетні таблиці (140 р. н.е).
Арабський періодПісля падіння античних держав у Європі античні наукові традиції(у тому числі і астрономії) продовжили розвиток у арабському халіфаті, а також в Індії та Китаї:
¾ 813г. Заснування в Багдаді астрономічної школи (будинок мудрості);
¾ 827г. визначення розмірів земної кулі за градусними вимірами між Тигром та Євфратом;
¾ 829г. заснування Багдадської обсерваторії;
¾Х ст. відкриття місячної нерівності (Абу-ль-Вафа, Багдад);
¾ каталог 1029 зірок, уточнення нахилу екліптики до екватора, визначення довжини 1° меридіана (1031г, Ал-Біруні);
¾ численні роботи з астрономії до кінця 15 століття (календар Омара Хайяма, «Ільханські таблиці» руху Сонця та планет (Насіреддін Туссі, Азербайджан), роботи Улугбека).
Європейське відродження.Наприкінці 15 століття починається відродження астрономічних знань у Європі, що призвело до першої революції в астрономії. Ця революція в астрономії була викликана вимогами практики – починалася доба великих географічних відкриттів. Далекі плавання вимагали точних методів визначення координат. Система Птолемея не могла забезпечити збільшених потреб. Країни, які першими звернули увагу на розвиток астрономічних досліджень, досягали найбільших успіхів у відкритті та освоєнні нових земель. Так у Португалії, ще в 14 столітті принц Генріх заснував обсерваторію для забезпечення потреб мореплавання, і хоча він не брав участі в плаваннях, в історії він відомий під ім'ям Генріх-Мореплаватель, а Португалія перша з Європейських країнпочала захоплення та експлуатацію нових територій.
Найважливіші досягнення європейської астрономії XV - XVI століть це планетні таблиці (Регіомонтан з Нюрнберга, 1474 р.), роботи М.Коперника, які зробили першу революцію в Астрономії (1515-1540 рр.), а також спостереження датського астронома Тихо Браге в обсерватор острові Вен (найточніші в дотелескопічну епоху). У 1609-1618 рр. Кеплер з урахуванням цих спостережень планети Марс відкрив три закону руху планет, а 1687г. Ньютон опублікував закон всесвітнього тяготіння пояснює причини руху планет.
На початку 17 століття (Ліпперсгей, Галілей, 1608 р) було створено оптичний телескоп, що багаторазово розсунув горизонт пізнання людства про світ. Поєднання досягнень теорії та практики дозволило у свою чергу зробити ряд чудових відкриттів: визначається паралакс Сонця (1671), що дозволило з високою точністю визначити астрономічну одиницюі визначити швидкість світла, що відкриваються тонкі рухиосі Землі, власні рухизірок, закони руху Місяця, створюється небесна механіка, визначаються маси планет.
У початку ХІХстоліття (1.01.1801г.) Піацці відкриває першу малу планету(Астероїд) Цереру, а потім у 1802 та в 1804 роках були відкриті Паллада та Юнона.
У 1806 ¾ 1817 рр. І.Фраунтгофер (Німеччина) створює основи спектрального аналізу, вимірює довгі хвилі сонячного спектруі ліній поглинання, заклавши в такий спосіб основи астрофізики.
У 1845 р. І.Фізо та Ж.Фуко (Франція) отримали перші фотографії Сонця. У 1845 - 1850 рр. лорд Росс (Ірландія) відкрив спіральну структуру деяких туманностей, а в 1846 р. І.Галле (Німеччина) за обчисленнями У.Левер'є (Франція) відкрив планету Нептун, що стало тріумфом небесної механіки. Розвиток науки в ХIХ-му столітті (насамперед фізики та хімії), поява нових технологій дав поштовх до розвитку астрофізики. Впровадження в астрономію фотографії дозволило отримати фотографії сонячної корони та поверхні Місяця, розпочати дослідження спектрів зірок, туманностей, планет. Прогрес в оптиці та телескопобудуванні дозволив відкрити супутники Марса, описати поверхню Марса за спостереженнями його у протистоянні (Д. Скіапареллі), а підвищення точності астрометричних спостережень дозволило виміряти річний паралакс зірок (Струве, Бессель, 1838 р) відкрити рух земних полюсів.
Астрономія ХХ ст.На початку ХХ століття К.Е.Ціолковський видає перший науковий твір з космонавтики ¾ «Дослідження світових просторів реактивними приладами».
У 1905 р. А. Ейнштейн створює спеціальну теоріювідносності , а в 1907 - 1916 роках загальну теоріювідносності , що дозволило пояснити наявні протиріччя між існуючою фізичною теорієюі практикою, що дало імпульс для розгадки таємниці енергії зірок, стимулювало розвиток космологічних теорій(«Нестаціонарний всесвіт» А.А.Фрідман, РРФСР). У 1923 р. Е.Хаббл довів існування інших зоряних систем ¾ галактик , а 1929 р. він же відкрив закон «червоного усунення» у спектрах галактик.
Подальший розвиток астрономії в ХХ столітті йшов як шляхом збільшення потужності оптичних телескопів (1918 р. встановлено 2,5 – метровий рефлектор в обсерваторії Маунт-Вілсон, а 1947 р. там же вступив у дію 5-метровий рефлектор) так і з освоєння інших ділянок спектра електромагнітних хвиль.
Радіоастрономія виникла у 30-х роках 20-го століття разом із появою перших радіотелескопів. У 1933 році Карл Янський з Bell Labs виявив радіохвилі, що йдуть з центру галактики. Надихнувшись його роботами Гроут Ребер 1937 року сконструював перший параболічний радіотелескоп.
У 1948 р. запуски ракет у високі прошарки атмосфери (США) дозволили виявити рентгенівське випромінюванняСонячна корона. Ці методи дали можливість астрономам розпочати вивчення фізичної природи небесних тіл та значно розширити межі досліджуваного простору. Астрофізика стала провідним розділом астрономії, вона набула особливо великого розвитку у XX ст. і продовжує бурхливо розвиватися у наші дні.
У 1957 р. було започатковано якісно нові методи досліджень, заснованих на використанні штучних небесних тіл, що в подальшому призвело до виникнення нових розділів астрофізики. У 1957 в СРСР запущено перший штучний супутник Землі, що ознаменувало початок космічної еридля людства. Космічні апаратидозволили виводити за межі земної атмосфериінфрачервоні, рентгенівські та гамма-телескопи). Перші польоти людини в космос (1961 р., СРСР), перша висадка людей на Місяць (1969 р., США) - епохальні події для всього людства. За ними була доставка на Землю місячного ґрунту(Луна-16, СРСР, 1970 р.), посадка апаратів, що спускаються на поверхні Венери і Марса, посилка автоматичних міжпланетних станцій до більш далеких планет Сонячної системи.
Освоєння астрономією широкого спектра електромагнітних хвиль дозволило людству багаторазово збільшити знання про Всесвіт. Водночас нові можливості поставили перед наукою нові завдання. темна матерія, темна енергіячекають на раціональне пояснення.
Детальніше про найбільш важливих здобуткахсучасну астрономію розказано у відповідних розділах курсу лекцій.
Астрономія є однією з найдавніших наук. Перші записи астрономічних
спостережень, справжність яких безперечна, ставляться до VIII в. до н.е. Однак
відомо, що за 3 тисячі років до зв. е. єгипетські жерці помітили, що
розливи Нілу, що регулювали економічне життякраїни, наступали незабаром після
того, як перед сходом Сонця на сході з'являлася найяскравіша зірок,
Сіріус, яка ховалася до цього близько двох місяців у променях Сонця. З цих
спостережень єгипетські жерці досить точно визначили тривалість
тропічний рік.
У Стародавньому Китаї за 2 тисячі років до н. видимі рухи Сонця та Місяця були
настільки добре вивчені, що китайські астрономи могли пророкувати
настання сонячних та місячних затемнень.
Астрономія, як і інші науки, виникла з практичних потреб
людини. Кочовим племенам первісного суспільства треба було орієнтуватися за
своїх мандрівках, і вони навчилися це робити за Сонцем, Місяцем та зірками.
Первісний землероб повинен був при польових роботах враховувати наступ
різних сезонів року, і він помітив, що зміна пір року пов'язана з полуденною
висотою Сонця, з появою на нічному небі певних зірок. Подальше
розвиток людського суспільства викликав потребу у вимірі часу та
літочислення (складання календарів).
Все це могли дати і давали спостереження за рухом небесних світил, які
велися на початку без будь-яких інструментів, були не дуже точними, але цілком
задовольняли практичні потреби на той час. З таких спостережень і виникла
павука про небесні тіла - астрономія.
З розвитком людського суспільства перед астрономією висувалися все нові та
нові завдання, для вирішення яких потрібні були досконаліші способи
спостережень та точніші методи розрахунків. Поступово почали створюватися
найпростіші астрономічні інструменти та розроблятися математичні методи
обробки спостережень.
У Стародавню Грецію астрономія була однією з найрозвиненіших наук. Для
пояснення видимих рухів планет грецькі астрономи, найбільший з них
Гіппарх (II ст. до н.е.) створили геометричну теорію епіциклів, яка лягла
в основу геоцентричної системи світу Птолемея (ІІ ст. н.е.). Будучи
принципово невірною, система Птолемея проте дозволяла передраховувати
наближені положення планет на небі і тому задовольняла, до відомої
ступеня, практичним запитам протягом кількох століть.
Системою світу Птолемея завершується етап розвитку давньогрецької астрономії.
Розвиток феодалізму та поширення християнської релігії спричинили за собою
значний занепад природничих наук та розвиток астрономії в Європі
загальмувалося на багато століть. В епоху похмурого середньовіччя астрономи
займалися лише спостереженнями видимих рухів планет та узгодженням цих
спостережень із прийнятою геоцентричною системою Птолемея.
Раціональний розвиток у цей період астрономія отримала лише в арабів та народів
Середньої Азії та Кавказу, у працях видатних астрономів на той час -
Аль-Баттані (850-929 рр.), Біруні (973-1048 рр.), Улугбека (1394-1449 рр.) та ін.
У період виникнення та становлення капіталізму в Європі, що прийшов на
зміну феодальному суспільству, почався розвиток астрономії. Особливо
швидко вона розвивалася в епоху великих географічних відкриттів (XV-XVI ст.).
Новий клас буржуазії, що народжувався, був зацікавлений в експлуатації нових
земель та споряджав численні експедиції для їх відкриття. Але далекі
подорожі через океан вимагали більш точних і простих методів
орієнтування та обчислення часу, ніж ті, які могла забезпечити система
Птолемія. Розвиток торгівлі та мореплавання наполегливо вимагав
вдосконалення астрономічних знань та, зокрема, теорії руху планет.
Розвиток продуктивних сил та вимоги практики, з одного боку, та
накопичений спостережний матеріал, - з іншого, підготували ґрунт для революції
в астрономії, яку і зробив великий польський вчений Микола Коперник
(1473-1543), який розробив свою геліоцентричну систему світу, опубліковану в
рік смерті.
Вчення Коперника стало початком нового етапу у розвитку астрономії. Кеплером в
1609-1618 рр. було відкрито закони рухів планет, а 1687 р. Ньютон
Нова астрономія отримала можливість вивчати не лише видимі, а й
дійсні рухи небесних тіл. Її численні та блискучі успіхи у
цій галузі увінчалися в середині ХІХ ст. відкриттям планети Нептун, а наше
час – розрахунком орбіт штучних небесних тіл.
Наступний, дуже важливий етап у розвитку астрономії розпочався порівняно
нещодавно, з середини XIX ст., коли виник спектральний аналіз і почала застосовуватись
фото в астрономії. Ці методи дали можливість астрономам розпочати вивчення
фізичної природи небесних тіл і значно розширити межі досліджуваного
простору. Виникла астрофізика, що отримала особливо великий розвиток у XX ст.
і продовжує бурхливо розвиватися у наші дні. У 40-х роках. XX ст. почала розвиватися
радіоастрономія, а 1957 р. було покладено початок якісно новим методам
досліджень, заснованих на використанні штучних небесних тіл, що в
надалі призвело до виникнення фактично нового розділу астрофізики.
рентгенівської астрономії (див. ; 160).
Значення цих досягнень астрономії важко переоцінити. Запуск штучних
супутників Землі. (1957 р., СРСР), космічних станцій (1959 р., СРСР), перші
польоти людини в космос (1961 р., СРСР), перша висадка людей на Місяць (1969 р.,
США) - епохальні події для всього людства. За ними пішла доставка
на Землю місячного грунту, посадка апаратів, що спускаються на поверхні Венери і
Марса, посилка автоматичних міжпланетних станцій до більш далеких планет
Сонячна система.
Про окремі, найважливіші досягнення сучасної астрономії розказано в
відповідних розділах підручника.
Сотні років тому в давньої Русіособливою популярністю користувалася система світу, створена VI столітті візантійським ченцем Козьмою Індикопловим. Він припускав, що Земля Головна частинаВсесвіту, що має форму прямокутника, омивається океаном, а по чотирьох її сторонах височіють вертикальні стіни, на які спирається кришталевий небозвід. За вченням Козьми, всі небесні світила рухаються ангелами і створені для освітлення та обігріву Землі.
Світогляд Козьми Індикоплова був геоцентричним світоглядом (слово «ге» означає «земля»), оскільки його становищем було твердження, що Земля — центр всього всесвіту.
Це наївне антинаукове уявлення про світ підтримувалося церквою, оскільки і за біблійним вченням Земля — це осередок світу, а людина — «вінець творіння».
Поруч із Русі в XIV—XV століттях набула розвитку занесена із Заходу лженаука — астрологія.
Астрологи стверджували, що небесні світила можуть впливати на долю людей. За спостереженнями небесних світил вони бралися складати звані гороскопи, т. е. передбачення про майбутнього життятієї чи іншої людини.
Проте водночас ще XI столітті біля Узбекистану зародилася наукова астрономія.
Знаменитий Хорезмський вчений Аль-Біруні (973-1048) розробив новий оригінальний спосібвизначення довжини кола земної кулі, що дала можливість отримати результати, дуже близькі до сучасних. Їм же докладно описано явище сутінків і зодіакального світла. За багато століть до Коперника Аль-Біруні висловив сміливі ідеї щодо можливості руху Землі, що свідчить про геніальність та сміливість думки цього великого узбецького вченого.
Пізніше, у XV ст., Улуг-Біг (1394—1449) збудував у Самарканді (1420 р.) одну з найбільших обсерваторій того часу. Ця обсерваторія обладнана дуже точними астрономічними вимірювальними інструментами.
Улуг-Бег був досвідченим спостерігачем, і з його найважливіших заслуг є створення великого зоряного каталогу, що включає у собі багато сотень зірок. Положення зірок на небі вказані в цьому каталозі з надзвичайною на той час точністю (до хвилин дуги), що значно перевищує точність наступних спостережень Коперника та інших астрономів. Крім цього, Улуг-Бег оприлюднив нові планетні таблиці, в яких вказувалися положення на небі планети на великий період часу.
У XVII столітті Росію проникає передове коперниканський світогляд. Відомий російський просвітитель того часу Єпіфаній Славинецький в 1657 опублікував перший російською мовою перекладний твір під назвою «Дзеркало всесвіт», де викладалося прогресивне вчення великого слов'янського вченого Миколи Коперника (1473 - 1543).
Відповідно до цього вчення, Земля — це центр світу, а звичайна планета, обертається навколо Сонця. Полум'яний послідовник Коперника мученик науки Джордано Брунс (1548-1600), розвиваючи далі його вчення, висловив геніальні здогади про те, що кожна зірка - це далеке сонце, подібне до нашого, що навколо багатьох з цих сонців кружляють планети, населені, як і Земля, мислячими істотами.
Вчення Коперника та його послідовників повністю суперечило догматам православної церкви. Ось чому православна церквадуже вороже поставилася до пропаганди коперниканства на Русі.
У Росії, в епоху петровських перетворень, разом із загальним зростанням культури коперниканство стало широко поширюватися і на зміну колишніх наївних релігійних уявленьприйшов новий науковий світогляд.
Петро всіляко сприяв поширенню астрономічних знань у Росії. За його ініціативою в Москві, в Сухаревій вежі, були створені в 1700 «навігацька школа», що готувала офіцерів для російського флоту, і перша в Росії астрономічна обсерваторія. Петро, цікавлячись астрономією, неодноразово сам робив астрономічні спостереження. Його наставником в галузі астрономії був один із найвчених людей того часу Яків Брюс (1670-1735).
Брюс був як прибічником вчення Коперника, а й його пропагандистом. У ті роки великою популярністю на Заході мала книга відомого астронома Християна Гюйгенса «Космотеорос», в якій автор вельми зрозумілий і простою мовоювикладає вчення Коперника. На відміну від інших авторів цієї епохи, Гюйгенс, будучи великим астрономом, що відкрив кільце та супутників планети Сатурн, сміливо та палко захищає вчення Коперника, спростовуючи його супротивників. У цій же книзі викладаються ідеї Джордано Бруно про численність заселених світів. Книга Гюйгенса вийшла у перекладі Брюса в 1717 р. під назвою «Книга світогляду або думка про небесноземні глобуси та їх прикраси». Забезпечена передмовою, редагованим Петром I, ця книга значно сприяла поширенню вчення Коперника у широких верствах російського суспільства. У заслугу Брюсу слід поставити також і те, що він за згодою Петра вперше в Росії почав систематично видавати астрономічний календар, у якому давалися різні відомості астрономічного характеру.
Проте Брюс, як і Петро, були простими пропагандистами Коперникова вчення. Вони жваво цікавилися всіма новітніми досягненнями астрономії і самі проводили астрономічні спостереження з дослідною метою. Листування Брюса з Петром, що збереглося до наших днів, свідчить про те, що Петро і Брюс спостерігали Сонце, Місяць, планети і особливо сонячні і місячні затемнення.
Дуже цікаві спостереження Брюса над сонячними плямами, які показали, що в наприкінці XVIIта на початку XVIII століттякількість сонячних плям було дуже мало; цей результат у наші дні має наукове значення.
У роки царювання Петра у Росії виник і перший планетарій, прообраз сучасного Московського планетарію. Це був величезний металевий глобус, усередині якого могли розміщуватись до 10 осіб. Зовнішня сторонайого зображувала земну кулю, а внутрішня - небо з сузір'ями обох півкуль, причому зірки зображалися позолоченими гвоздиками. Вся куля особливими механізмами приводилася в рух, і спостерігачі всередині неї могли спостерігати рух зірок. Цей перший планетарій було встановлено Петербурзі і служив справі пропаганди астрономічних знань.
Пропаганда коперніканського вчення, хоч і підтримана урядом Петра, зустріла опір із боку реакційної частини російського суспільства. Прибічники російської старовини і православ'я, які противляться петровським реформам, одночасно розкусили атеїстичний, безбожний характер нового світогляду, і з затятих захисників церковного світогляду характеризував вчення «проклятого Коперника» як «розумовий розпуста», що веде до «духовної смерті».
Але опір церковників не зупинило поширення у Росії нового прогресивного світогляду. Створені Петром Академія з обсерваторією стали центром наукової пропаганди у Росії, зокрема пропаганди наукових астрономічних знань.
Роль Петра І і Якова Брюса у поширенні астрономічних знань у Росії початку XVIIСторіччя настільки велика, що ми їх по праву можемо вважати першими російськими астрономами.
