Фиксированные звезды - Fixed stars

Не путать с Фиксированные звезды (группа).
Кеплер, Иоганнес. Mysterium Cosmographicum, 1596. Гелиоцентрическое изображение космоса, созданное Кеплером, содержащее самый удаленный «sphaera star fixar», или сферу неподвижных звезд.

В фиксированные звезды (латинский: Stellae fixae) составлять фон астрономические объекты которые кажутся не движущимися относительно друг друга в ночное небо по сравнению с передним планом Объекты Солнечной системы что делать. Обычно фиксированные звезды включают в себя все звезды кроме солнце. Туманности и другие объекты глубокого космоса также могут быть причислены к фиксированным звездам.

Точное определение термина осложняется тем фактом, что на самом деле никакие небесные объекты не закреплены относительно друг друга. Тем не менее, внесолнечные объекты движутся в небе так медленно, что изменение их относительного положения почти незаметно в типичных человеческих временных масштабах, за исключением внимательного изучения, и, таким образом, их можно считать «фиксированными» для многих целей. Кроме того, далекие звезды и галактики двигаться даже ниже в небе, чем сравнительно близкие.

Люди во многих культурах воображали, что звезды образуют на небе картинки, называемые созвездия. В Древнегреческая астрономия, считалось, что неподвижные звезды существуют на гигантском небесная сфера, или небосвод, который ежедневно вращается вокруг Земли.

Происхождение имени

Попытки объяснить Вселенную происходят из наблюдений за объектами, обнаруженными в небе. У разных культур исторически были разные истории, чтобы дать ответ на вопросы о том, что они видят. Норвежская мифология происходит из северной Европы, вокруг географического положения современного региона Скандинавия и северный Германия. Норвежская мифология состоит из сказок и мифов, происходящих от Древнескандинавский, который был северогерманским языком из Средний возраст. Существует серия рукописных текстов, написанных на древнескандинавском языке, которые содержат сборник [35] стихов, написанных из устной традиции.[1] Среди историков, кажется, есть предположения о конкретных датах написания стихов, однако, по оценкам, тексты находятся примерно в начале тринадцатого века.[2] Хотя устная традиция передачи сказок существовала задолго до появления текстовых рукописей и печатных версий.

Среди сохранившихся текстов есть упоминание о мифологическом боге, Один. Ученые пересказали миф о творении богов Чесиров, который включает в себя идею неподвижных звезд, обнаруженную в телеологии сказки. Падарик Колум написал книгу, Дети Одина, который очень подробно повторяет историю о том, как боги озиров принесли великана по имени Имир к его кончине и сотворил мир из своего тела, приложив искры от огненных Muspelheim, или неподвижные звезды, к куполу неба, который был черепом Имира.[3] Скандинавский миф о сотворении мира - один из нескольких случаев, когда звезды рассматривались как прикрепленные к сфере за пределами Земли. Более поздняя научная литература свидетельствует об астрономической мысли, которая сохраняла версию этой идеи до семнадцатого века.

Астрономические модели, включающие неподвижные звезды

Пифагорейцы

Пифагорейский философы придерживались различных взглядов на структуру Вселенной, но каждый включал в себя сферу неподвижных звезд в качестве ее границы. Филолаос (ок. 5th цент. До н.э.) предложил Вселенную, в центре которой был центральный огонь, невидимый для человека. Все планеты, луна, солнце и звезды вращались вокруг этого центрального огня, а Земля была ближайшим к нему объектом.[4] В этой системе звезды содержатся в самой дальней сфере, которая также вращается, но слишком медленно, чтобы можно было наблюдать движение. Вместо этого движение звезд объясняется движением Земли вокруг центрального огня.[4]

Другой пифагорейец, Экфантос из Сиракуз (ок. 400 г. до н. э.) предложил систему, очень похожую на систему Филолая, но без центрального огня. Вместо этого этот космос был сосредоточен на Земле, которая оставалась неподвижной, но вращалась вокруг оси, в то время как Луна, Солнце и планеты вращались вокруг нее.[4] Конечной границей этой системы была неподвижная сфера из звезд, и предполагалось, что движение звезд было вызвано вращением Земли.[4]

Платон

Платон Вселенная (ок. 429–347 до н. Э.) Была сосредоточена на полностью неподвижной Земле, состоящей из ряда концентрических сфер. Внешняя сфера этой системы состояла из огня и содержала все планеты (которые, согласно Платону, включали луну и солнце). Самая удаленная часть этой сферы была местом расположения звезд.[5] Эта огненная сфера вращалась вокруг Земли, увлекая за собой звезды. Вера в то, что звезды зафиксированы на своем месте в сфере огня, имела огромное значение для всей системы Платона. Положение звезд использовалось в качестве ориентира для всех небесных движений и использовалось для создания Платоновских идей о планетах, обладающих множественными движениями.[6]

Аристарх Самосский

Аристарх (3rd цент. До н.э.), предложил раннюю гелиоцентрическую Вселенную, которая позже вдохновила на работы Коперник. В его модели Солнце, полностью неподвижное, лежало в центре, а все планеты вращались вокруг него.[7] За планетами находилась сфера неподвижных звезд, тоже неподвижная. Эта система представила еще две уникальные идеи помимо того, что гелиоцентрический: Земля вращалась ежедневно, создавая день, ночь и воспринимаемые движения других небесных тел, а сфера неподвижных звезд на ее границе была чрезвычайно удалена от ее центра.[8] Это огромное расстояние должно было быть принято из-за того факта, что звезды не имели параллакса, что можно объяснить только геоцентричностью или огромными расстояниями, которые создают параллакс, слишком малый для измерения.

Евдокс

Евдокс, ученик Платона, жил с 408 по 435 год до нашей эры.[9] Математик и астроном, он создал одну из первых сферических моделей планетных систем, основываясь на своем математическом опыте. Модель Евдокса была геоцентрической: Земля была неподвижной сферой в центре системы, окруженной 27 вращающимися сферами.[9] Самая дальняя сфера несла звезды, которые он объявил неподвижными внутри сферы. Таким образом, хотя звезды перемещались вокруг Земли сферой, которую они занимали, сами они не двигались и поэтому считались неподвижными.[10]

Аристотель

Аристотель, живший с 384 по 322 г. до н.э.[9] изучал и публиковал идеи, подобные Платону, но он улучшил их в своих книгах. Метафизика и На небесах написано около 350 г. до н.э.[9] Он утверждал, что у всех вещей есть способ двигаться (включая «небесные тела» или планеты), но он отрицает, что движение могло быть вызвано вакуумом, потому что тогда объекты двигались бы слишком быстро и без осознанных направлений.[9] Он заявил, что все было чем-то перемещено, и начал исследовать концепцию, похожую на гравитацию. Он был одним из первых, кто доказал (и доказал), что Земля круглая, опираясь на наблюдения за затмениями и движениями других планет относительно Земли.[9] Он пришел к выводу, что большинство планет движутся по кругу. Его космос был геоцентрическим, с Землей в центре, окруженной слоем воды и воздуха, который, в свою очередь, был окружен слоем огня, который заполнял пространство, пока не достиг Луны.[10] Аристотель также предложил пятый элемент, называемый «эфир», который, как предполагается, состоит из Солнца, планет и звезд.[9] Однако Аристотель считал, что, хотя планеты вращаются, звезды по-прежнему остаются неподвижными. Его аргумент заключался в том, что, если такое массивное тело движется, обязательно должно быть свидетельство, заметное с Земли.[11] Однако нельзя услышать движение звезд и не увидеть их движения, поэтому Аристотель заключает, что, хотя они могут быть перемещены планетами, они не двигаются сами. Он пишет в На небесах«Если бы тела звезд двигались в некотором количестве либо из воздуха, либо из огня ... шум, который они создавали, неизбежно был бы огромным, и если это так, он достигнет и разрушит все здесь, на земле».[12] Его теория о том, что звезды можно переносить, но они неподвижны и не могут двигаться или вращаться автономно, какое-то время была широко принята.

Птолемей

Птолемей, 100-175 гг. Н.э.,[10] обобщил идеи о космосе через его математические модели и свою книгу Математический синтаксис, более известный как Альмагест.[9] Он был написан около 150 г. н.э., и Птолемей заявил, что расположение звезд относительно друг друга и расстояния друг от друга остаются неизменными из-за вращения неба.[10] Он использовал метод с использованием затмений, чтобы найти расстояние до звезд, и вычислил расстояние до Луны на основе наблюдений за параллаксом.[13] Вскоре после этого он написал продолжение под названием Планетарные гипотезы.[13] Птолемей использовал и писал о геоцентрической системе, в значительной степени опираясь на традиционную аристотелевскую физику.[13] Он заявил, что звезды закреплены в своих небесных сферах, но сами сферы не закреплены. Таким образом, вращение этих сфер объясняет тонкие движения созвездий в течение года.[10]

Коперник

Николай Коперник (1473-1543) (см. Иллюстрацию в Развитие западной астрономии ) создал гелиоцентрическую систему, состоящую из шаров, несущих каждое из небесных тел.[14] Последним шаром в его модели был шар неподвижных звезд. Этот последний шар был самым большим в его космосе как по диаметру, так и по толщине. Этот шар из звезд полностью неподвижен, поскольку звезды заключены в сферу, а сама сфера неподвижна.[14] Таким образом, воспринимаемое движение звезд создается ежедневным вращением Земли вокруг своей оси.

Тихо Браге

Тихо Браге Систему Вселенной (1546–1601) назвали «геогелиоцентрической» из-за ее двоякой структуры.[8] В его центре находится неподвижная Земля, вокруг которой движутся Луна и Солнце. Затем планеты вращаются вокруг Солнца, а оно вращается вокруг Земли. За всеми этими небесными телами лежит сфера из неподвижных звезд.[15] Эта сфера вращается вокруг неподвижной Земли, создавая ощущение движения звезд в небе.[15] Эта система имеет интересную особенность в том, что Солнце и планеты не могут содержаться в твердых сферах (их сферы будут сталкиваться), но все же звезды представлены как находящиеся в фиксированной сфере на границе космоса.[15]

Кеплер

Иоганн Кеплер, 1571–1630,[9] был преданным Коперником, следуя моделям и идеям Коперника, но развивая их. Он также был учеником Тихо Браге с 1600 по 1601 год.[13] и имеет много сочинений на его имя. Некоторые из его наиболее упоминаемых работ - Mysterium cosmographicum (1596), Astronomiae pars optica (1604), Диоптрис (1611), в котором обсуждалась оптика линз, Harmonice mundi (1618), и Epitome Astronomiae Copernicanae (1618), который был учебником для начинающих по общей коперниканской астрономии наряду с новой кеплеровской астрономией.[13] Он также установил Законы Кеплера и Таблицы Рудольфина, которые представляют собой рабочие таблицы, с помощью которых можно отображать положения планет.[13] Законы Кеплера стали поворотным моментом в окончательном опровержении старых геоцентрических (или птолемеевых) космических теорий и моделей.[16]

Развитие западной астрономии

Коперник, Николай. О вращении небесных сфер. Нюрнберг. 1543. Печатная копия работы Коперника, показывающая модель Вселенной с Солнцем в центре и сферой «неподвижных звезд» снаружи согласно его теории космоса.

Западные астрономические знания основывались на традиционных мыслях философских и наблюдательных исследований. Греческая древность. Другие культуры внесли свой вклад в мысль о неподвижных звездах, включая вавилонян, которые с восемнадцатого по шестой век до нашей эры построили созвездие карты. Карты звезд и идея мифологических историй для их объяснения в основном приобретались во всем мире и в нескольких культурах. Одно сходство между ними заключалось в предварительном понимании того, что звезды во Вселенной неподвижны и неподвижны.

Это понимание было включено в теоретизированные модели и математические представления о космосе такими философами, как Анаксимандр и Аристотель от древних греков. Анаксимандр написал трактат, от которого сохранилось лишь несколько отрывков. В этой работе он излагает предложенный им порядок небесных объектов, солнца, луны и неподвижных звезд. Звезды, которые он упоминает, отверстия ближайших к Земле в этой системе «колесообразных сгущений, наполненных огнем».[17] Записи о работе Анаксимандра, оставленные в виде фрагментов, дают лишь небольшое представление о реконструкции его предполагаемого значения в понимании его взглядов на космос. Анаксимандр предложил отличную от других более поздних астрономов точку зрения, предположив, что неподвижные звезды были ближайшими к Земле из небесных тел. Другие модели планетной системы показывают небесная сфера содержащие неподвижные звезды на большей части Вселенной.

Аристотель и другие, подобные греческим мыслителям античности, а позже Птолемеев Модель космоса продемонстрировала центрированную на Земле Вселенную. Эта геоцентрический Эта точка зрения придерживалась средневековья, но позже ей противостояли астрономы и математики, такие как Николай Коперник и Иоганн Кеплер. Традиция мысли, которая проявляется во всех этих системах вселенной, даже с их расходящимися механизмами, - это присутствие небесной сферы, содержащей неподвижные звезды. Птолемей оказал большое влияние на его математическую работу "The Альмагест, который пытается объяснить особенность движущихся звезд. Эти «блуждающие звезды», планеты, двигались на фоне неподвижных звезд, которые были распределены по сфере, окружающей Вселенную. Позже современные астрономы и математики, такие как Коперник, бросили вызов давнему взгляду на геоцентризм и построили вселенную с центром в Солнце, известную как гелиоцентрический система. Его система все еще поддерживала традицию небесной сферы, содержащей неподвижные звезды. Кеплер также представил модель космоса в своей книге 1596 года. Mysterium Cosmopgraphicum который изображает изображение, обозначающее одну небесную сферу, на латыни, «sphaera stellar fixar» или сфера неподвижных звезд.

Революция в исследованиях небес произошла с изобретением телескоп. Разработка телескопов, впервые разработанная в 1608 году, получила широкую огласку, и Галилей услышал и сделал телескоп для себя.[13] Он сразу заметил, что планеты на самом деле не были идеально гладкими, - теория, ранее выдвинутая Аристотелем.[13] Он продолжал изучать небо и созвездия и вскоре понял, что изученные и нанесенные на карту «неподвижные звезды» - лишь крошечная часть массивной Вселенной, недоступная невооруженному глазу.[13]

Фиксированные звезды не исправлены

Астрономы и натурфилософы раньше делили небесные огни на две группы. Одна группа содержала фиксированные звезды, которые кажутся восходящими и заходящими, но со временем сохраняют то же относительное расположение. Другая группа содержала планеты невооруженным глазом, который они назвали блуждающие звезды. (Солнце и Луна иногда также назывались звездами и планетами.) Кажется, что планеты движутся и меняют свое положение за короткие периоды времени (недели или месяцы). Кажется, что они всегда движутся внутри группы звезд, называемой зодиак западными людьми. Планеты также можно отличить от неподвижных звезд, потому что звезды склонны мерцать, в то время как планеты, кажется, светятся ровным светом. Однако фиксированные звезды имеют параллакс, которое представляет собой изменение видимого положения, вызванное орбитальным движением Земли. Его можно использовать для определения расстояния до ближайших звезд. Это движение только кажущееся; это Земля движется. Этот эффект был достаточно мал, чтобы его невозможно было точно измерить до 19 века, но примерно с 1670 года и позже астрономы, такие как Пикард, Гук, Флэмстид и другие, начали обнаруживать движение звезд и проводить измерения. Эти движения составляли значительную, хотя и почти незаметно малую долю.[13]

Однако неподвижные звезды также демонстрируют реальное движение. Это движение можно рассматривать как имеющее компоненты, которые состоят из части движения галактики, к которой принадлежит звезда, части вращения этой галактики и части движения, свойственного самой звезде в ее галактике. На случай, если звездные системы или звездные скопления отдельные компоненты движутся относительно друг друга нелинейным образом. Развитие законов Ньютона вызвало новые вопросы среди теоретиков о механизмах небес: универсальная сила гравитации предполагала, что звезды не могут просто фиксироваться или находиться в состоянии покоя, поскольку их гравитационное притяжение вызывает «взаимное притяжение» и, следовательно, заставляет их двигаться внутрь. отношение друг к другу.[10]

Это реальное движение звезды делится на радиальный движение и правильное движение, при этом "собственное движение" является компонентом на линии прямой видимости.[18] В 1718 г. Эдмунд Галлей объявил о своем открытии, что неподвижные звезды действительно имеют собственное движение.[19] Правильное движение не было замечено древними культурами, потому что для его обнаружения требуются точные измерения в течение длительных периодов времени. Фактически, ночное небо сегодня выглядит так же, как и тысячи лет назад, настолько, что некоторые современные созвездия были впервые названы вавилонянами.

Типичный метод определения собственного движения - это измерение положения звезды относительно ограниченного, выбранного набора очень далеких объектов, которые не демонстрируют взаимного движения и которые, из-за своего расстояния, предположительно имеют очень небольшое собственное движение.[20] Другой подход - сравнить фотографии звезды в разное время на большом фоне более далеких объектов.[21] Звезда с наибольшим известным собственным движением - это Звезда Барнарда.[19]

Фраза «неподвижная звезда» технически некорректна, но, тем не менее, она используется в историческом контексте и в классической механике.

В классической механике

Основная статья: Инерциальная система отсчета

Во времена Ньютона неподвижные звезды использовались как система отсчета, предположительно находящаяся в состоянии покоя относительно абсолютное пространство. В других системах отсчета либо в состоянии покоя относительно неподвижных звезд, либо в равномерном перемещении относительно этих звезд, Законы движения Ньютона должны были провести. Напротив, в кадрах, ускоряющихся относительно неподвижных звезд, в частности, в кадрах, вращающихся относительно неподвижных звезд, законы движения не соблюдались в их простейшей форме, и их нужно было дополнить добавлением фиктивные силы, например, Сила Кориолиса и центробежная сила.

Как мы теперь знаем, неподвижные звезды не исправлено. Концепция инерциальных систем отсчета больше не привязана ни к неподвижным звездам, ни к абсолютному пространству. Скорее, идентификация инерциальной системы отсчета основана на простоте законов физики в этой системе отсчета, в частности, на отсутствии фиктивных сил.

Закон инерции справедлив для системы координат Галилея, которая является гипотетической системой, относительно которой неподвижные звезды остаются неподвижными.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Брей, Оливер (1908). Старшая или Поэтическая Эдда; широко известная как Эдда Сэмунда. Отредактировано и переведено с введением. и примечания Оливера Брея. В иллюстрациях У. Г. Коллингвуда (1-е изд.). archive.org: Лондон Отпечатано для Клуба викингов.
  2. ^ Линдоу, Джон (2001). Норвежская мифология: путеводитель по богам, героям, ритуалам и верованиям. books.google.com: Издательство Оксфордского университета. ISBN  9780199839698.
  3. ^ Колум, Падарич (2 марта 2008 г.). Дети Одина: Книга северных мифов. Проект Гутенберга: электронная книга проекта Гутенберга. С. 62–69.
  4. ^ а б c d Педерсен, Олаф. (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение. Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейн. С. 59–63. ISBN  0-356-04122-0. OCLC  1094297.
  5. ^ Корнфорд, Фрэсис (1960). Космология Платона; "Тимей Платона" в переводе с бегущим комментарием Фрэнсиса Макдональда Корнфорда. Индианаполис: Боббс-Меррилл. С. 54–57.
  6. ^ Педерсен, Олаф. (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение. Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейн. С. 65–67. ISBN  0-356-04122-0. OCLC  1094297.
  7. ^ Хит, Томас (1920). Античный Коперник (Аристарх Самосский). Лондон: Компания Macmillan. стр.41.
  8. ^ а б Педерсен, Олаф. (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение. Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейн. С. 63–64. ISBN  0-356-04122-0. OCLC  1094297.
  9. ^ а б c d е ж г час я Лэнг, Кеннет Р. Напарник по астрономии и астрофизике: хронология и глоссарий с таблицами данных. [Нью-Йорк]. ISBN  0-387-30734-6. OCLC  70587818.
  10. ^ а б c d е ж Архивы вселенной: сокровищница исторических открытий астрономии. Бартусяк, Марсия, 1950- (1-е изд.). Нью-Йорк: Книги Пантеона. 2004 г. ISBN  0-375-42170-X. OCLC  54966424.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)
  11. ^ Дело, Стивен (лето 2013 г.). «Божественные животные: Платон, Аристотель и звезды». Меркурий. 42: 29–31 - через Academia.
  12. ^ "VII. Небеса", Аристотель, Columbia University Press, 1960-12-31, стр. 145–162, Дои:10.7312 / rand90400-008, ISBN  978-0-231-87855-5
  13. ^ а б c d е ж г час я j Татон, Рене, 1915-2004 гг. Уилсон, Кертис, Natuurkunde: Geschiedenis. (1989). Планетарная астрономия от эпохи Возрождения до подъема астрофизики. Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-24254-1. OCLC  769917781.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  14. ^ а б Педерсен, Олаф. (1974). Ранняя физика и астрономия: историческое введение. Пиль, Могенс. Лондон: Макдональд и Джейн. С. 303–307. ISBN  0-356-04122-0. OCLC  1094297.
  15. ^ а б c Кристиансон, Дж. Р. (Джон Роберт) (2000). На острове Тихо: Тихо Браге и его помощники, 1570-1601 гг.. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр.122-123. ISBN  0-521-65081-X. OCLC  41419611.
  16. ^ Мур, Патрик. (1976). Астрономия от А до Я (Ред. Ред.). Нью-Йорк: Скрибнер. ISBN  0-684-14924-9. OCLC  2967962.
  17. ^ Хан, Чарльз (1960). Анаксимандр и истоки греческой космологии. Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета. С. 84–85.
  18. ^ Джон Р. Перси (2007). Понимание переменных звезд. Издательство Кембриджского университета. п. 21. ISBN  978-0-521-23253-1.
  19. ^ а б Тео Купелис, Карл Ф. Кун (2007). В поисках Вселенной. Jones & Bartlett Publishers. п.369. ISBN  978-0-7637-4387-1.
  20. ^ Питер Шнайдер (2006). Внегалактическая астрономия и космология. Springer. п. 84, §2.6.5. ISBN  3-540-33174-3.
  21. ^ Кристофер Де Пре, Алан Аксельрод (2004). Полное руководство идиота по астрономии (3-е изд.). Альфа Книги. п.198. ISBN  1-59257-219-7.