Hvad er universets heliocentriske model?

den videnskabelige Revolution, der tog i det 16.og 17. århundrede, var en tid med hidtil uset læring og opdagelse., I løbet af denne periode blev grundlaget for moderne videnskab lagt takket være gennembrud inden for fysik, matematik, kemi, biologi og astronomi. Og når det kommer til astronomi, var den mest indflydelsesrige lærde bestemt Nicolaus Copernicus, manden krediteret med oprettelsen af universets heliocentriske model.,

baseret på igangværende observationer af planeternes bevægelser såvel som tidligere teorier fra den klassiske oldtid og den islamiske verden foreslog Copernicus’ en model af universet, hvor jorden, planeterne og stjernerne alle drejede sig om solen. Dermed, han løst de matematiske problemer og uoverensstemmelser som følge af den klassiske geocentriske model og lagde grunden til moderne astronomi.,mens Copernicus ikke var den første til at foreslå en model af solsystemet, hvor jorden og planeterne drejede sig om Solen, var hans model af et heliocentrisk univers både nyt og rettidigt. For det første kom det på et tidspunkt, hvor europæiske astronomer kæmpede for at løse de matematiske og observationsmæssige problemer, der opstod ud af den daværende accepterede ptolemaiske model af universet, en geocentrisk model foreslået i det 2.århundrede CE.

derudover var Ptolemæus ‘ model det første astronomiske system, der tilbød en komplet og detaljeret redegørelse for, hvordan universet fungerede., Ikke alene har hans model løser problemer, der opstår ud af Ptolemaic system, det tilbød en forenklet opfattelse af universet, der gjorde op med komplicerede matematiske enheder, der var nødvendige for geocentriske model til at arbejde. Og med tiden fik modellen indflydelsesrige fortalere, der bidrog til, at den blev den accepterede astronomikonvention.

Det Ptolemæiske (Geocentriske) Model:

Den geocentriske model, hvor Jorden er universets centrum og er omgivet af solen og alle de planeter, der havde været den anerkendte kosmologiske model siden oldtiden., I senantikken var denne model blevet formaliseret af antikke græske og Romerske astronomer, såsom Aristoteles (384 – 322 fvt.) – hvis teorier om fysik blev grundlaget for planeternes bevægelse – og Ptolemæus (ca. 100 – ca.?170 CE), der foreslog de matematiske løsninger.

den geocentriske model kom i det væsentlige ned til to almindelige observationer. Først og fremmest, til gamle astronomer, stjernerne, solen, og planeterne syntes at dreje rundt om Jorden på daglig basis., For det andet, set fra den jordbundne observatørs perspektiv, så jorden ikke ud til at bevæge sig, hvilket gjorde den til et fast punkt i rummet.

troen på, at Jorden var sfærisk, hvilket blev en accepteret kendsgerning i det 3.århundrede fvt, blev indarbejdet i dette system. Som sådan, på tidspunktet for Aristoteles, den geocentriske model af universet blev en, hvor Jorden, Solen og alle planeterne var kugler, og hvor solen, planeter og stjerner alle bevægede sig i perfekte cirkulære bevægelser.

det var dog først før egyptisk-græsk astronom Claudius ptolemaeus (aka., Ptolemæus) udgivet sin afhandling Amalgest i det 2. århundrede fvt, at detaljerne blev standardiseret. Tegning på århundreder af astronomiske traditioner, der spænder fra det Babylonske til moderne tider, Ptolemæus hævdede, at Jorden var i centrum af universet og stjernerne var alle på en beskeden afstand fra centrum i universet.

hver planet i dette system bevæges også af et system med to kugler – en deferent og en epicycle. Den deferente er en cirkel, hvis midtpunkt fjernes fra jorden, som blev brugt til at redegøre for forskellene i årstidernes længder., Epicyklen er indlejret i den deferente sfære, der fungerer som en slags “hjul inden i et hjul”. Formålet med han epicycle var at redegøre for retrograd bevægelse, hvor planeter på himlen synes at være aftagende, bevæger sig baglæns, og derefter bevæger sig fremad igen.

desværre tog disse forklaringer ikke højde for alle planeternes observerede adfærd. Mest mærkbart var størrelsen på en planets retrograde sløjfe (især Mars) undertiden mindre og større end forventet. For at afhjælpe problemet udviklede Ptolemæus e .uant – et punkt nær midten af en planets kredsløb., For en observatør, der står på dette tidspunkt, ser en planets epicyklus altid ud til at bevæge sig med ensartet hastighed, mens den ser ud til at bevæge sig med ikke-ensartet hastighed fra alle andre steder.

mens dette system forblev den accepterede kosmologiske model inden for de romerske, middelalderlige europæiske og islamiske verdener i over tusind år, var det uhåndterligt efter moderne standarder. I den Ptolemæiske model, hver planet kræves en epicycle revolverende på en deferent, som blev opvejet af en equant, som også var forskellige for hver planet.,

det lykkedes dog at forudsige planetariske bevægelser med en rimelig grad af nøjagtighed og blev brugt til at forberede astrologiske og astronomiske diagrammer i de næste 1500 år. Ved det 16. århundrede, denne model blev gradvist erstattet af den heliocentriske model af universet, som trolovet af Copernicus, og derefter Galileo og Kepler.

den kopernikanske (heliocentriske) Model:

i det 16.århundrede begyndte Nicolaus Copernicus at udtænke sin version af den heliocentriske model., Som andre før ham byggede Copernicus på den græske astronom Atistarchus ‘ arbejde samt hyldede Maragha-skolen og flere bemærkelsesværdige filosoffer fra den islamiske verden (se nedenfor). I begyndelsen af det 16. århundrede opsummerede Copernicus sine ideer i en kort afhandling med titlen Commentariolus (“lille kommentar”).

i 1514 begyndte Copernicus at cirkulere kopier blandt sine venner, hvoraf mange var andre astronomer og lærde. Dette fyrre-siders manuskript beskrev hans ideer om den heliocentriske hypotese, der var baseret på syv generelle principper., ikke alle centreret omkring et enkelt punkt

midten af Jorden er centrum af månens sfære—kredsløb om månen omkring Jorden

Alle kugler roterer omkring solen, som ligger tæt på centrum i universet

afstanden mellem Jorden og solen er en ubetydelig brøkdel af afstanden fra Jorden og til solen, at stjernerne, så parallax er ikke observeret i stjernerne

stjerner er fast – deres tilsyneladende daglig motion er forårsaget af den daglige rotation af Jorden

Jorden er flyttet i en kugle rundt om solen, hvilket de tilsyneladende årlige migration af solen., Jorden har mere end en bevægelse

Jordens orbitale bevægelse omkring solen forårsager de tilsyneladende omvendt i retning af bevægelserne af de planeter

Derefter fortsatte han med at indsamle data for en mere detaljeret arbejde, og ved at 1532 var han kommet tæt på at afslutte manuskriptet til hans magnum opus – De revolutionibus orbium coelestium (Om Revolutionerne i de Himmelske Sfærer). I det, han avancerede sine syv store argumenter, men i mere detaljeret form og med detaljerede beregninger til at bakke dem op.,

Ved at placere kredsløbene af Merkur og Venus mellem Jorden og solen var Copernicus i stand til at redegøre for ændringer i deres udseende. Kort sagt, når de er på den fjerne side af solen, i forhold til Jorden, ser de mindre ud, men fulde. Når de er på samme side af solen som jorden, vises de større og “hornede” (halvmåneformet).

det forklarede også retrograd bevægelse af planeter som Mars og Jupiter ved at vise, at Jordens astronomer ikke har en fast referenceramme, men en bevægende., Dette forklarede yderligere, hvordan Mars og Jupiter kunne forekomme betydeligt større på bestemte tidspunkter end hos andre. I det væsentlige er de betydeligt tættere på jorden, når de er i opposition, end når de er sammen.på grund af frygt for, at offentliggørelsen af hans teorier ville føre til fordømmelse fra kirken (såvel som måske bekymringer for, at hans teori præsenterede nogle videnskabelige mangler), tilbageholdt han sin forskning indtil et år før han døde. Det var først i 1542, da han var nær døden, at han sendte sin afhandling til Nremrnberg for at blive offentliggjort.,

Historiske Fortilfælde:

Som allerede bemærket, Kopernikus var ikke den første til at slå til heliocentriske opfattelse af universet, og hans model var baseret på arbejde af flere tidligere astronomer. De første registrerede eksempler på dette spores til den klassiske antikvitet, da Aristarchus fra Samos (ca. 310-230 BCE) offentliggjort skrifter, der indeholdt referencer, som blev citeret af hans jævnaldrende (såsom Arkimedes).

i sin afhandling The Sand Reckoner, Arkimedes beskrevet et andet arbejde ved Aristarchus, hvor han avancerede en alternativ hypotese af heliocentriske model., Som han forklarede:

nu er du opmærksom på, at ‘univers’ er navnet, som de fleste astronomer har givet til kuglen, hvis centrum er Jordens centrum, og hvis radius er lig med den lige linje mellem solens centrum og Jordens centrum. Dette er den fælles beretning … som du har hørt fra astronomer. Men Aristarchus fra Samos bragte en bog bestående af nogle hypoteser, hvor lokalerne fører til det resultat, at universet er mange gange større end det nu såkaldte., Hans hypoteser er, at de faste stjerner og solen forblive upåvirkede, at jorden kredser om solen i omkreds af en cirkel, solen står i midten af banen, og at området for de faste stjerner, der ligger omkring det samme center som solen, er så stor, at den kreds, i hvilken han antager at det tager jorden at dreje bærer sådan en i forhold til afstanden af de faste stjerner som centrum for den sfære, der bærer dens overflade.,

Dette gav anledning til den opfattelse, at der bør være en observerbar parallax med “stjerner” (jeg.e et observerede bevægelse af stjernerne i forhold til hinanden, som Jorden bevægede sig rundt om solen). Ifølge Archimedes hævdede Aristarchus, at stjernerne var meget længere væk end almindeligt antaget, og det var grunden til ingen mærkbar paralla..

den eneste anden filosof fra antikken, der har overlevet skrifter om heliocentrisme, er Seleucis of Seleucia (ca. 190-150 BCE)., En hellenistisk astronom, der boede i det Nærøstlige Seleucid Imperium, Seleucus var en fortaler for det heliocentriske system af Aristarchus, og siges at have bevist den heliocentriske teori.

ifølge nutidige kilder kan Seleucus have gjort dette ved at bestemme konstanterne for den geocentriske model og anvende dem på en heliocentrisk teori såvel som computing planetariske positioner (muligvis ved hjælp af trigonometriske metoder)., Alternativt kan hans forklaring have involveret fænomenet tidevand, som han angiveligt teoretiserede for at være relateret til Månens indflydelse og Jordens revolution omkring Jordmånen ‘center of mass’.

i det 5.århundrede CE udtrykte den romerske filosof Martianus Capella fra Carthage en opfattelse af, at planeterne Venus og Merkur drejede sig om Solen som en måde at forklare uoverensstemmelserne i deres optræden., Capellas model blev diskuteret i den tidlige middelalder af forskellige anonyme kommentatorer fra det 9.århundrede, og Copernicus nævner ham som en indflydelse på sit eget arbejde.

i slutningen af middelalderen, biskop Nicole Oresme (ca. 1320-1325 til 1382 CE) diskuterede muligheden for, at jorden roterede på sin akse. I hans 1440 afhandling De Docta Ignorantia (Lært På Uvidenhed), Kardinal Nikolaus fra Cusa (1401 – 1464 CE) spurgte, om der var nogen grund til at hævde, at solen (eller noget andet tidspunkt) var centrum af universet.,

Indiske astronomer og kosmologer antydede også muligheden for et heliocentrisk univers i senantikken og middelalderen. I 499 CE offentliggjorde den indiske astronom Aaryabhata sin magnum opus Aryabhatiya, hvor han foreslog en model, hvor Jorden drejede om sin akse, og planeternes perioder blev givet med hensyn til solen. Han har også præcist beregnet de perioder af planeter, tider med sol og måneformørkelser, og bevægelsen af Månen.,i det 15. århundrede offentliggjorde Nilakantha Somayaji Aryabhatiyabhasya, som var en kommentar til Aryabhata ‘ s Aryabhatiya. I den udviklede han et beregningssystem til en delvist heliocentrisk planetarisk model, hvor planeterne kredser om Solen, som igen kredser om Jorden. I Tantrasangraha (1500) reviderede han matematikken i sit planetariske system yderligere og inkorporerede Jordens rotation på sin akse.

også den heliocentriske model af universet havde fortalere i den middelalderlige islamiske verden, hvoraf mange ville fortsætte med at inspirere Copernicus., Før det 10. århundrede var den ptolemaiske model af universet den accepterede standard for astronomer i vest-og Centralasien. Men med tiden begyndte manuskripter at dukke op, der satte spørgsmålstegn ved flere af dens Befalinger.

For eksempel, den 10-tallet Iranske astronomen Abu Sa ‘ id al-Sijzi er i modstrid med det Ptolemæiske model ved at hævde, at Jorden kredsede om sin egen akse, hvilket forklarer den tilsyneladende døgnets cyklus og rotation af stjernerne i forhold til Jorden. I begyndelsen af det 11. århundrede skrev egyptisk-Arabiske astronom Alha .en en kritik med titlen tvivl om Ptolemæus (ca., 1028), hvor han kritiserede mange aspekter af sin model.omkring samme tid diskuterede den iranske filosof Abu Rayhan Biruni 973 – 1048) muligheden for, at Jorden roterer om sin egen akse og omkring solen – skønt han betragtede dette som et filosofisk spørgsmål og ikke et matematisk. På Maragha og Ulugh tigge (aka. Samarkand) observatoriet blev Jordens rotation drøftet af flere generationer af astronomer mellem det 13. og 15. århundrede, og mange af de argumenter og beviser, der blev fremsat, lignede dem, der blev brugt af Copernicus.,

virkningen af den heliocentriske Model:

På trods af hans frygt for hans argumenter, der frembringer foragt og kontrovers, resulterede offentliggørelsen af Copernicus teorier kun i mild fordømmelse fra religiøse myndigheder. Over tid forsøgte mange religiøse lærde at argumentere imod hans model. Men inden for få generationers tid blev Copernicus ‘ teori mere udbredt og accepteret og fik mange indflydelsesrige forsvarere i mellemtiden.,

disse omfattede Galileo Galilei (1564-1642), hvis undersøgelser af himlen ved hjælp af teleskopet gjorde det muligt for ham at løse, hvad der blev betragtet som mangler i den heliocentriske model, samt opdage aspekter om himlen, der understøttede heliocentrisme. For eksempel, Galileo opdaget måner kredser om Jupiter, solpletter, og den mangler på månens overflade – som alle bidrog til at underminere forestillingen om, at planeterne var perfekte kugler, snarere end planeter, der ligner Jorden. Mens Galileos fortaler for Kopernikus ‘ teorier resulterede i hans husarrest, fulgte andre snart efter.,

tysk matematiker og astronom Johannes Kepler (1571-1630) hjalp også med at forfine den heliocentriske model med sin introduktion af elliptiske baner. Før dette gjorde den heliocentriske model stadig brug af cirkulære baner, hvilket ikke forklarede, hvorfor planeter kredsede om solen i forskellige hastigheder på forskellige tidspunkter. Ved at vise, hvordan planetens drønede op, mens på visse punkter i deres baner, og bremset i andre, Kepler løst dette.

derudover vil Copernicus’ teori om, at Jorden er i stand til bevægelse, fortsætte med at inspirere til en nytænkning af hele fysikområdet., Mens tidligere id .er om bevægelse afhang af en ydre kraft til at indlede og vedligeholde det (dvs.vind skubbe et sejl) Kopernikus’ teorier bidraget til at inspirere begreberne tyngdekraft og inerti. Disse ideer ville blive formuleret af Sir Isaac ne .ton, der er Principia dannede grundlag for moderne fysik og astronomi.

selvom dens fremskridt var langsom, erstattede den heliocentriske model til sidst den geocentriske model. I sidste ende var virkningen af dens introduktion intet mindre end en revolutionær. Fremover vil menneskehedens forståelse af universet og vores plads i det for evigt blive ændret.,