История астрономии: приближение к теории большого взрыва

    Содержание

    Введение                                                             2

• 1  Древний период                                          4
• 1.1 Шумер и Вавилон                               4
• 1.2  Древний Египет                                   5
• 1.3  Древний Китай                                    5
• 1.4  Другие страны                                     6
• 1.5  Древняя Греция — ранний период    7
• 1.6  Древняя Греция — Александрийский период                                                                      8
• 2 Становление   теоретической астрономии                                                          10
• 2.1  Средневековье                                  10
• 2.2  Коперниканская революция            11
• 2.3  Изобретение телескопа. Галилей.   13
• 2.4  Законы Кеплера                                14
• 3  Другие открытия XVII века                  17
• 4  XVIII век                                                   18
• 5  XIX век                                                       21
• 6  XX век                                                        23

Заключение                                                     25

Литература                                                     26

Введение 

    «Астрономия – счастливая наука, - сказал Араго, - она не нуждается в украшениях». Однако она больше, чем многие другие науки, нуждалась в защите от обвинений  в малой ее полезности. Пережитки  такого отношения к астрономии не изжиты и до сих пор. Литературная традиция прочно приписала астроному  роль человека не от мира сего, замкнувшегося  в своей башне и равнодушного к заботам окружающей жизни. Между  тем среди астрономов испокон веку были люди, активно занимавшиеся земными делами.

    Зарождение  и развитие астрономии, как и других наук, было вызвано жизненными потребностями  человека. Астрономия – ровесница неолитической революции, превратившей наших предков из бродячих орд собирателей и охотников в земледельцев, которым жизненно необходимо предвидеть смену времен года. Наблюдения за небесными светилами позволили создать календарь. Потребности мореплавания стимулировали развитие астрономии в эпоху Возрождения.

    Но  зачем нужна астрономия в наше время? Долгие годы авторы научно-популярных книг отвечали на этот вопрос, указывая прежде всего на необходимость наблюдения звезд для определения точного  времени, для навигации и картографии. Но теперь молекулярные часы хранят время в тысячи раз точнее, чем вращение Земли, скорость которого фиксируется по звездам, так что астрономически «Службы времени» на самом деле занимаются теперь изучением неравномерности вращения нашей планеты. Точно так же навигационные и геодезические спутники позволяют уже определять координаты на земной поверхности с точностью, не достижимой астрономическими методами.

    Со  времен Галилея  Ньютона и до 19 века астрономия была фактически лидером  естествознания, ибо основные физические принципы и математические методы развивались  именно при астрономических исследованиях. В 19 веке астрономия все чаще стала  использовать результаты физической теории и заимствовать у физики и методы исследования; перестала задавать загадки.

    Астрономия  является самостоятельной наукой со своей спецификой, со своей громадной  коллекцией фактов. Она необъятна, как  необъятна изучаемая ею Вселенная: все способы исследования, все  подходы и приемы, существующие в  естественных науках, находят свое применение в той или иной отрасли  астономии. В этой универсальности  с нашей наукой не может поспорить  никакая другая. В ней  находят  свое место и высшие абстракции математики, и тонкость физического эксперимента, и вдумчивое сопоставление  и  анализ данных, и, наконец, их накопление и классификация. Вместе стем это  наука об эволюционирующем мире, и  этом отношении астрономия похожа на палеонтологию или историческую геологию. В физике результаты старых опытов сохраняют лишь «историческое» значение, в астрономии же ценность старых наблюдений растет с каждым годом. Жизнь поколения – лишь краткий миг в истории звезд. Вся история человечества от австралопитеков – сотая доля одного оборота Солнца вокруг центра Галактики, десятитысячная доля жизни его как звезды. Сколь велика смелость людей, говорящих, - и с основанием, - что мы понимаем теперь эволюцию звезд; много ли найдется в истории науки более гордых утверждений!

    Астрономия  призвана дать человеку картину мира, в котором он живет. От сияющей  звездным инеем фотопластинки идет прямой путь к высшей цели человечества – познанию создавшей его Природы.

      Древний период

    Астрономическая деятельность прослеживается в источниках по крайней мере с IV тыс. до н. э., а, скорее всего, началась гораздо раньше. Отдельные особенности мегалитических сооружений и даже наскальных рисунков первобытных людей истолковываются как астрономические. В фольклоре также множество подобных мотивов.

    Годовое изменение положения Солнца на небе отмечено в Библии. В Ветхом Завете в книге Иова сказано: «Давал ли ты когда в жизни своей приказания утру и указывал ли заре место её». Здесь говорится, что утро наступает  не в одно и то же время, и заря, то есть место, где восходит Солнце, тоже меняет своё положение относительно сторон горизонта. В книге Иова отражены и другие астрономические познания её авторов: «Можешь ли ты связать  узел Хима и разрешить узы Кесиль?». «Переводится» это так: «Можешь  ли связать узел у Плеяд и развязать  его у Ориона? Можешь ли ты вывести  зодиакальные созвездия и Медведицу  с детьми её водить?». Вероятно, записано это было в начале I тысячелетия  до н. э., но здесь отразились и более древние представления кочевников, когда семитские племена ещё блуждали со своими стадами по Аравийскому полуострову.

    Наблюдая  периодические изменения на небесной сфере (движущихся светил, комет, метеоров и т. д.), люди заметили их связь со сменой сезонов на Земле. Это натолкнуло на мысль, что небесные движения связаны и с другими земными явлениями — влияют на земную историю или предсказывают важнейшие события — рождение царей, войны, голод, эпидемии и др. Доверие к астрологическим фантазиям значительно содействовало развитию научной астрономии, поскольку иначе обосновать властям практическую пользу от наблюдений за небом было бы нелегко.

    Древнейшими астрономическими изобретениями были гномон (шест для измерения высоты Солнца по длине тени) и календарь. Позже появились угломеры различных систем.

    Шумер и Вавилон

    Шумеро-аккадское государство Вавилон существовало со II тыс. до н. э. по VI век до н. э. (в последние десятилетия им правили халдеи, а в VI веке до н. э. страной завладела Персия).

    Жрецы-вавилоняне оставили множество астрономических таблиц. Они же выделили основные созвездия и зодиак, ввели деление полного угла на 360°, развили тригонометрию.

    Во II тыс. до н. э. у шумеров появился лунный календарь, усовершенствованный в I тыс. до н. э. Год состоял из 12 синодических месяцев — шесть по 29 дней и шесть по 30 дней, всего 354 дня. Сначала для согласования с солнечным годом делали вставку 13-го месяца, но потом перестали.

    Обработав свои таблицы наблюдений, жрецы открыли  многие законы движения планет, Луны и  Солнца, смогли предсказывать затмения. В 450 году до н. э. вавилоняне уже знали «метонов цикл» (235 месяцев с большой точностью совпадают с 19 солнечными годами). Впрочем, китайцы открыли его ещё раньше.

    Вероятно, именно в Вавилоне появилась семидневная  неделя (каждый день был посвящён одному из 7 светил).

    Древний Египет

    Разливы Нила происходят в начале лета, и  как раз на это время приходится первый восход ярчайшей звезды неба — Сириуса, по-египетски называемого «Сотис». До этого момента Сириус не виден. Наверное, поэтому «сотический» календарь употреблялся в Египте наряду с гражданским. Сотический год — это период между двумя гелиактическими восходами Сириуса, то есть он совпадал с сидерическим годом, а гражданский год состоял из 12 месяцев по 30 дней плюс пять дополнительных суток, всего 365 дней.

    Недель  сначала не было, месяц делился  на 3 декады. Употреблялся в Египте и  лунный календарь с метоновым циклом, согласованный с гражданским. Позже под влиянием Вавилона появилась семидневная неделя.

    Сутки делились на 24 часа, которые сначала  были неравными (отдельно для светлого и тёмного времени суток), но в  конце IV века до н. э. приобрели современный вид. В Египте, в отличие от Вавилона, использовалась десятичная система, но в сутках, кроме 10 светлых часов, они выделяли ещё по часу на переходные периоды, поэтому и получилось 12 часов; то же для тёмного времени суток.

    Степень развития египетской математики и астрономии неясна. Документов на эту тему почти  нет, но эллины высоко ценили египетских астрономов и учились у них.

    Астрология  появилась не в Египте, но гадание  по Луне и планетам использовалось там весьма широко.

    Египетская  система мира, по описанию Гераклида Понтийского (IV век до н. э.), была геоцентрической, но Меркурий и Венера обращаются вокруг Солнца (хотя вместе с ним — и вокруг Земли).

Древний Китай

    Наибольшее  развитие древняя астрономия Востока  получила в Китае. Уже во время  легендарной династии Ся (конец III — начало II тыс. до н. э.) в Китае были две должности придворных астрономов. Развитие китайской астрономии происходило в тесном общении с Вавилоном и Египтом. Первое дошедшее до нас астрономическое сочинение — «Книга звёзд» — появилось в IV веке до н. э. Примерно в это же время китайцы уточнили продолжительность солнечного года (365,25 дней). Соответственно небесный круг делили на 365,25 градусов или на 28 созвездий (по движению Луны).

    Обсерватории  появились в XII веке до н. э. Но гораздо раньше китайские астрологи прилежно регистрировали все необычные события на небе (затмения, кометы — «звёзды с метлой», метеоры, новые звёзды). Первая запись о появлении кометы относится к 2315 г. до н. э., о лунном затмении — к 1137 г. до н. э., о солнечном — к 720 году до н. э., первый метеоритный дождь запротоколирован в 687 г. до н. э. Самое раннее сообщение о комете Галлея датируется 1058 г. до н. э. В записях отмечены почти все появления кометы Галлея, начиная с 1058 г. до н. э. В 301 г. впервые замечены пятна на Солнце; позже они регистрировались неоднократно.