Пояснюючи світ. Стивен Вайнберг
Читать онлайн книгу.
не відповідали би тому, що було насправді.
Для професійних астрономів (якщо не для філософів) гомоцентрична теорія Евдокса, Калліпа та Арістотеля в Елліністичну та Римську епохи була витіснена теорією, що пояснювала видимі рухи Сонця та планет набагато краще. Ця теорія базується на трьох математичних поняттях – епіциклу, ексцентру та екванта, – що будуть описані нижче. Ми не знаємо, хто вигадав епіцикл та ексцентр, але вони точно були відомі елліністичному математику Аполлонію Перзькому та астроному Гіппарху Нікейському, з якими ми зустрічалися в розділах 6 і 712. Про теорію епіциклів та ексцентрів нам стало відомо завдяки роботам Клавдія Птолемея, який вигадав еквант і з ім’ям якого цю теорію зазвичай пов’язують.
Птолемей жив близько 150 року н. е. в епоху правління династії Антонінів у період розквіту Римської імперії. Він працював в Александрійському мусейоні й помер після 161 року н. е. У розділі 4 ми вже розглядали його вчення про відбиття та заломлення світла. Його астрономічна робота описана у творі «Megale Syntaxis» («Велика побудова»), назву якого араби переробили на «Альмаґест», під якою він став загальновідомим у Європі. «Альмаґест» мав такий успіх, що переписувачі перестали копіювати роботи попередніх астрономів, наприклад Гіппарха, тому сьогодні власні слова Птолемея складно відрізнити від їхніх.
«Альмаґест» покращив зоряний каталог Гіппарха, що налічував 1 028 зірок, додавши сотні нових, а також деякі дані про їхню яскравість та положення на небі[23]. Але значно важливішою для майбутнього науки була теорія Птолемея щодо планет, Сонця та Місяця. Багато в чому робота над цією теорією, описана в «Альмаґесті», є на диво сучасною за своєю методикою. Запропоновані математичні моделі планетного руху містили різноманітні вільні числові параметри, які потім визначали, узгоджуючи значення, передбачені моделлю, з результатами спостереженнями. Приклад цього ми побачимо нижче – у зв’язку з ексцентром та еквантом.
Згідно з Птолемеєвою теорією (спрощено), кожна планета обертається по колу, відомому як епіцикл, не навколо Землі, а навколо якоїсь рухомої точки, що обертається навколо Землі по іншому колу, відомому як деферент. Внутрішні планети – Меркурій та Венера – обертаються епіциклом за 88 та 225 днів відповідно. Модель припасована так, що центр цього епіциклу обертається навколо Землі по деференту точно за один рік, завжди залишаючись на лінії між Землею та Сонцем.
Ми можемо побачити, чому це працює. Ніщо у видимому русі планет не вказує на те, наскільки вони віддалені від нас. Відповідно в теорії Птолемея видимий рух будь-якої планети на небі не залежить від абсолютних розмірів епіциклу та деферента, а залежить лише від співвідношення їхніх розмірів. Якби Птолемей хотів, то міг би розширити розміри як епіциклу, так і деферента Венери, зберігаючи їхнє співвідношення незмінним, і зробити так само з Меркурієм, щоб обидві планети мали однаковий деферент – орбіту Сонця. Сонц�
Видиму яскравість зірок у каталогах із часів Птолемея й до наших днів описують як «зоряну величину». Зоряна величина зростає зі зменшенням світності. Найяскравіша зірка Сіріус має зоряну величину –1,4, яскрава зірка Вега має зоряну величину 0, а зірки, ледь помітні неозброєним оком, мають шосту зоряну величину. У 1856 році астроном Норман Поґсон порівняв виміряну видиму світність низки зірок із зоряними величинами, що їм історично приписували, і на цій підставі заявив, що коли одна зірка має зоряну величину на 5 одиниць більшу за іншу, то вона у 100 разів тьмяніша.