История центра Вселенной - History of the center of the Universe

Фигура небесных тел - иллюстрация геоцентрической системы Птолемея португальским космографом и картографом. Бартоломеу Велью, 1568 (Bibliothèque Nationale, Париж), изображая Землю как центр Вселенной.

В центр Вселенной концепция, не имеющая четкого определения в современном астрономия; согласно стандарту космологический теории о форма вселенной, у него нет центра.

Исторически сложилось так, что разные люди предлагали разные места в качестве центра Вселенной. Многие мифологические космологии включали ось мунди, центральная ось плоской Земли, которая соединяет Землю, небеса и другие сферы вместе. В Греции IV в. До н.э. философы разработали геоцентрическая модель, основанный на астрономических наблюдениях; Эта модель предполагала, что центр Вселенной находится в центре сферической неподвижной Земли, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звезды. С развитием гелиоцентрический модель от Николай Коперник в 16 веке Солнце считалось центром Вселенной, вокруг которого вращались планеты (включая Землю) и звезды.

В начале ХХ века открытие других галактики и развитие Теория большого взрыва привела к разработке космологических моделей однородная, изотропная Вселенная, в котором отсутствует центральная точка и расширяется во всех точках.

Вне астрономии

В религии или мифологии ось мунди (также космическая ось, мировая ось, мировой столп, columna cerului, центр мира) - это точка, описываемая как центр мира, связь между ним и Небесами или и то, и другое.

Гора Хермон в Ливане считалась в некоторых культурах ось мунди.

Гора Хермон считалась осью мира в Ханаанский традиция, откуда сыновья божьи вводятся по убыванию 1 Енох (1Ен6: 6).[1] В древние греки считал несколько мест местами земного омфалос (пупок) камень, особенно оракул в Delphi, сохраняя при этом веру в космическое мировое дерево И в гора Олимп как обитель богов. Иудаизм имеет Храмовая гора и Гора Синай, Христианство имеет Масличная гора и Голгофа, Ислам имеет Мекка, считается тем местом на земле, которое было создано первым, а Храмовая гора (Купол Скалы ). В Синтоизм, то Храм Исэ это омфалос. В добавок к Горы Кунь Лунь, где считается персиковое дерево бессмертия расположен, Китайская народная религия признает четыре других специфических горы столпами мира.

Карта 1581 года, изображающая Иерусалим как центр мира.

Священные места составляют мировые центры (омфалос ) с алтарь или место молитвы как ось. Алтари, ароматические палочки, свечи и факелы образуют ось, посылая столб дыма и молитву к небу. Архитектура святых мест часто отражает эту роль. «Каждый храм или дворец - и, в более широком смысле, каждый священный город или королевская резиденция - это Священная гора, которая становится центром».[2] В ступа из индуизм, и позже буддизм, отражает Гора Меру. Соборы выложены в виде Пересекать, с вертикальной полосой, представляющей союз Земли и неба, а горизонтальные полосы представляют объединение людей друг с другом, с алтарем на пересечении. Пагода Структуры азиатских храмов имеют форму лестницы, соединяющей Землю и небо. А шпиль в церкви или минарет в мечети также служат связями земли и неба. Такие структуры, как майское дерево, полученный из Саксы ' Ирминсул, а тотем среди коренные народы Америки также представляют собой мировые оси. В Calumet, или священная трубка, представляет собой столб дыма (души), поднимающийся из мирового центра.[3] А мандала создает мировой центр в границах своего двухмерного пространства, аналогичный тому, который создается в трехмерном пространстве святыней.[4]

В средние века некоторые христиане думали о Иерусалим как центр мира (лат. umbilicus mundi, Греческий: Омфалос), и был представлен в так называемых Карты T и O. Византийские гимны говорят о Кресте, «посаженном в центре земли».

Центр плоской Земли

В Гравюра фламмариона (1888) изображает путешественника, который прибывает на край Плоской Земли и просовывает голову сквозь небосвод.

В Плоская Земля модель - это убеждение, что земной шар форма - это самолет или же диск покрыт небосвод содержащие небесные тела. Большинство донаучных культур имели концепции Плоской Земли, включая Греция до классический период, то Бронзовый век и Железный век цивилизации Ближний Восток до Эллинистический период, Индия до Период Гупта (первые века нашей эры) и Китай до 17 века.[нужна цитата ] Это также обычно проводилось в культурах аборигенов Америка, и плоская Земля с куполом небосвод в форме перевернутой чаши распространено в донаучных обществах.[5]

«Центр» четко определен в модели Плоской Земли. У плоской Земли был бы определенный географический центр. Также будет уникальная точка в точном центре сферического небосвод (или небосвод, который был полусферой).

Земля как центр Вселенной

Основная статья: Геоцентрическая модель

Модель плоской Земли уступила место пониманию Сферическая земля. Аристотель (384–322 г. до н.э.) предоставили наблюдательные аргументы, подтверждающие идею сферической Земли, а именно то, что разные звезды видны в разных местах, путешественники, идущие на юг, видят южные созвездия, поднимающиеся выше над горизонтом, и тень Земли на Луне во время лунное затмение круглая, а сферы отбрасывают круглые тени, а диски обычно нет.

Это понимание сопровождалось моделями Вселенной, которые изображали солнце, Луна, звезды, и планеты невооруженным глазом вращаются вокруг сферической Земли, в том числе заслуживающие внимания модели Аристотель (видеть Аристотелевская физика ) и Птолемей.[6] Этот геоцентрическая модель была доминирующей моделью с 4 века до нашей эры до 17 века нашей эры.

Солнце как центр Вселенной

Основные статьи: Коперниканский гелиоцентризм и Коперниканская революция
Гелиоцентрическая модель Николая Коперника. De Revolutionibus orbium coelestium

Гелиоцентризм, или гелиоцентризм,[7][примечание 1] это астрономический модель, в которой Земля и планеты вращаются вокруг относительно неподвижного Солнца в центре Солнечная система. Слово происходит от Греческий (ἥλιος helios "солнце" и κέντρον Кентрон "центр").

Представление о том, что Земля вращается вокруг Солнца, было предложено еще в 3 веке до н.э. Аристарх Самосский,[8][9][заметка 2] но не получил поддержки от большинства других древних астрономов.

Николай Коперник 'основная теория гелиоцентрической модели была опубликована в De Revolutionibus orbium coelestium (О оборотах небесных сфер) в 1543 году, в год его смерти, хотя теорию он сформулировал несколькими десятилетиями ранее. Идеи Коперника не были немедленно приняты, но они действительно начали сдвиг парадигмы от геоцентрической модели Птолемея к гелиоцентрической модели. В Коперниканская революция, как будет называться этот сдвиг парадигмы, продлится до Исаак Ньютон Работы более века спустя.

Иоганн Кеплер опубликовал свои первые два закона о движении планет в 1609 году, найдя их путем анализа астрономических наблюдений Тихо Браге.[10] Третий закон Кеплера был опубликован в 1619 году.[10] Первым законом был « орбита каждого планета является эллипс с Солнцем на одном из двух фокусы."

7 января 1610 года Галилей использовал свой телескоп с оптикой, превосходящей то, что было доступно.[нужна цитата ] перед. Он описал «три неподвижные звезды, совершенно невидимые.[11] своей малостью », все они близки к Юпитеру и лежат на прямой линии через него.[12] Наблюдения в последующие ночи показали, что положение этих «звезд» относительно Юпитера менялось таким образом, что было бы необъяснимо, если бы они действительно были неподвижными звездами. 10 января Галилей заметил, что один из них исчез, и это наблюдение он объяснил тем, что он был скрыт за Юпитером. Через несколько дней он пришел к выводу, что они вращающийся по орбите Юпитер:[13] Галилей заявил, что пришел к такому выводу 11 января.[12] Он открыл три из четырех крупнейших спутники (луны). Четвертый он обнаружил 13 января.

Его наблюдения за спутниками Юпитера произвели революцию в астрономии: планета с меньшими планетами, вращавшимися вокруг нее, не соответствовала принципам Аристотелевская космология, который считал, что все небесные тела должны вращаться вокруг Земли.[12][14] Многие астрономы и философы поначалу отказывались верить, что Галилей мог открыть такую ​​вещь; показав, что, как и Земля, на других планетах также могут быть собственные луны, которые следовали заданным путем, и, следовательно, орбитальная механика применимо не только к Земле, планетам и Солнцу, то, что, по сути, сделал Галилей, - это показать, что другие планеты могут быть «подобны Земле».[12]

Ньютон ясно дал понять гелиоцентрический взгляд на Солнечную систему - разработан в несколько современном ключе, потому что уже в середине 1680-х годов он признал «отклонение Солнца» от центра тяжести Солнечной системы.[15] Для Ньютона это был не совсем центр Солнца или любого другого тела, которое можно было бы рассматривать в состоянии покоя, а, скорее, «общий центр тяжести Земли, Солнца и всех планет должен считаться Центром Вселенной». мир », и этот центр тяжести« либо покоится, либо движется равномерно вперед по прямой линии »(Ньютон принял альтернативу« в состоянии покоя »ввиду общего согласия, что центр, где бы он ни находился, находился в покое).[16]

Галактический центр Млечного Пути как центр Вселенной

До 1920-х годов считалось, что не существует других галактик, кроме нашей (см., Например, Великие дебаты ). Таким образом, для астрономов прошлых веков не существовало различия между гипотетическим центром галактики и гипотетическим центром Вселенной.

Большая туманность Андромеды. Автор Исаак Робертс (1899)

В 1750 г. Томас Райт, в его работе Оригинальная теория или новая гипотеза Вселенной, правильно предположил, что Млечный Путь может быть телом из огромного количества звезд, удерживаемых вместе гравитационные силы вращаясь вокруг Галактический Центр, сродни Солнечной системе, но в гораздо большем масштабе. Получившийся звездный диск можно увидеть как полосу на небе с нашей точки зрения внутри диска.[17] В трактате 1755 г. Иммануил Кант развил идею Райта о структуре Млечного Пути. В 1785 г. Уильям Гершель предложил такую ​​модель, основанную на наблюдениях и измерениях,[18] ведущий к научному признанию галактоцентризм, форма гелиоцентризм с солнце в центре Млечного Пути.

Астроном 19 века Иоганн Генрих фон Мэдлер предложил гипотезу Центрального Солнца, согласно которой звезды Вселенной вращаются вокруг точки в Плеяды.

Несуществование центра Вселенной

В 1917 г. Хибер Дуст Кертис наблюдал новую звезду в том, что тогда называлось "Андромеда Туманность ». При поиске фотографической записи было обнаружено еще 11 новых звезд. Кертис заметил, что новые звезды в Андромеде были значительно более слабыми, чем новые звезды в Млечный Путь. Основываясь на этом, Кертис смог оценить, что Андромеда была 500000 человек. световых лет прочь. В результате Кертис стал сторонником так называемой гипотезы "островных вселенных", согласно которой объекты, ранее считавшиеся спиральные туманности внутри Млечного Пути были фактически независимые галактики.[19]

В 1920 г. Великие дебаты между Харлоу Шепли и Кертиса, касающиеся природы Млечного Пути, спиральных туманностей и размеров Вселенной. В подтверждение своего утверждения о том, что Большая туманность Андромеды (M31) была внешней галактикой, Кертис также отметил появление темных полос, напоминающих пылевые облака в нашей собственной галактике, а также значительные Доплеровский сдвиг. В 1922 г. Эрнст Эпик представил изящный и простой астрофизический метод оценки расстояния до M31. Его результат показал, что туманность Андромеды находится далеко за пределами нашей галактики, на расстоянии около 450000 единиц. парсек, что составляет около 1 500 000 лы.[20] Эдвин Хаббл разрешил спор о существовании других галактик в 1925 году, когда он определил внегалактические Цефеиды переменных звезд впервые на астрономических фотографиях M31. Они были сделаны с использованием 2,5 метра (100 дюймов) Телескоп Хукера, и они позволили определить расстояние до Большой туманности Андромеды. Его измерения убедительно продемонстрировали, что эта особенность была не скоплением звезд и газа в нашей галактике, а совершенно отдельной галактикой, расположенной на значительном расстоянии от нашей собственной. Это доказало существование других галактик.[21]

Расширяющаяся Вселенная

Хаббл также продемонстрировал, что красное смещение других галактик примерно пропорционально их расстоянию от Земли (Закон Хаббла ). Это создавало впечатление, что наша галактика находится в центре расширяющейся Вселенной, однако Хаббл философски отверг эти выводы:

... если мы увидим, что все туманности удаляются от нашего положения в пространстве, тогда любой другой наблюдатель, независимо от того, где он может находиться, увидит, как все туманности удаляются от его положения. Однако предположение принимается. Во Вселенной не должно быть ни благоприятного места, ни центра, ни границы; все должны видеть Вселенную одинаково. И, чтобы гарантировать эту ситуацию, космолог постулирует пространственную изотропию и пространственную однородность, что является его способом заявить, что Вселенная должна быть в значительной степени похожей везде и во всех направлениях ».[22]

Наблюдения за красным смещением Хаббла, в которых галактики кажутся удаляющимися от нас со скоростью, пропорциональной их расстоянию от нас, теперь понимается как результат метрическое расширение пространства. Это увеличение расстояния между двумя удаленными частями Вселенной со временем и внутреннее расширение, в результате которого изменяется масштаб самого пространства. Как предполагал Хаббл, все наблюдатели где угодно во Вселенной будут наблюдать аналогичный эффект.

Коперникан и космологические принципы

В Принцип Коперника, названный в честь Николая Коперника, утверждает, что Земля не находится в центральном, особо благоприятном положении.[23] Герман Бонди назвал принцип в честь Коперника в середине 20 века, хотя сам принцип восходит к 16-17 векам. смена парадигмы вдали от геоцентрических Система Птолемея.

В космологический принцип является расширением принципа Коперника, который гласит, что Вселенная однородна (одни и те же данные наблюдений доступны наблюдателям в разных местах Вселенной) и изотропны (одни и те же свидетельства наблюдений доступны при взгляде во Вселенной в любом направлении). Однородная изотропная Вселенная не имеет центра.[24]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Коперниканский гелиоцентризм считал само Солнце центром всей Вселенной. В современном понимании гелиоцентризм относится к гораздо более узкой концепции, согласно которой Солнце является центром Солнечной системы, а не центром всей Вселенной.
  2. ^ Работа Аристарха, в которой он предложил свою гелиоцентрическую систему, не сохранилась. Мы знаем об этом только сейчас из краткого отрывка в Архимед с Счетчик песка.

Рекомендации

  1. ^ Келли Кобленц Бауч (25 сентября 2003 г.). Изучение географии 1 Еноха 17-19: «Никто не видел того, что видел я». БРИЛЛ. С. 62–. ISBN  9789004131033. Получено 28 июн 2011.
  2. ^ Мирча Элиаде (тр. Уилларда Траска). «Архетипы и повторение» в Миф о вечном возвращении. Princeton, 1971. с.12.
  3. ^ Жан Шевалье и Ален Гербрандт. Словарь символов "Пингвин". Editions Robert Lafont S. A. et Editions Jupiter: Paris, 1982. Penguin Books: London, 1996. pp.148-149.
  4. ^ Мирча Элиаде (tr. Philip Mairet). «Символика центра» в Изображения и символы. Princeton, 1991. с.52-54.
  5. ^ «Их космография, насколько нам известно о ней, была практически одного типа до момента прибытия белого человека на место происшествия. Космография борнеоских даяков может дать нам некоторое представление об этом». Они считают Землю таковой. плоская поверхность, в то время как небеса представляют собой купол, своего рода стеклянную тень, которая покрывает Землю и соприкасается с ней на горизонте ». Люсьен Леви-Брюль, Первобытный менталитет (перепр. Boston: Beacon, 1966) 353; «Обычное примитивное представление о форме мира ... [является] плоским и круглым внизу и увенчанным сверху твердым небом в форме перевернутой чаши». Х. Б. Александр, Мифология всех рас 10: Североамериканский (репр. Нью-Йорк: Купер-сквер, 1964) 249.
  6. ^ Лоусон, Рассел М. (2004). Наука в античном мире: энциклопедия. ABC-CLIO. С. 29–30. ISBN  978-1851095346.
  7. ^ Учение об эволюции и природе науки (Национальная академия наук, 1998), стр.27; также Дон О'Лири, Римский католицизм и современная наука: история (Continuum Books, 2006), стр. 5.
  8. ^ Дрейер, J.L.E. (1906). История планетных систем от Фалеса до Кеплера. Издательство Кембриджского университета. С. 135–48.
  9. ^ Линтон, К. (2004). От Евдокса до Эйнштейна: история математической астрономии. E-Libro. Издательство Кембриджского университета. п. 38,205. ISBN  9781139453790.
  10. ^ а б Холтон, Джеральд Джеймс; Кисть, Стивен Г. (2001). Физика, человеческое приключение: от Коперника до Эйнштейна и не только (3-е изд. В мягкой обложке). Пискатауэй, Нью-Джерси: Издательство Университета Рутгерса. С. 40–41. ISBN  978-0-8135-2908-0. Получено 27 декабря, 2009.
  11. ^ т.е., невидимые невооруженным глазом.
  12. ^ а б c d Дрейк, Стиллман (1978). Галилей за работой: его научная биография. Издательство Чикагского университета. стр.146, 152, 157–163.
  13. ^ В Сидерей Нунций,1892, 3:81 (на латыни)
  14. ^ Линтон, К. (2004). От Евдокса до Эйнштейна: история математической астрономии. E-Libro. Издательство Кембриджского университета. п. 38. ISBN  9781139453790.
  15. ^ См. Кертис Уилсон, «Ньютоновское достижение в астрономии», страницы 233–274 в R Taton & C Wilson (eds) (1989). Всеобщая история астрономии, Объем, 2А ', на странице 233.
  16. ^ Цитаты из текста взяты из перевода Ньютона 1729 г. Начала, Книга 3 (1729 т. 2) на страницах 232–233.
  17. ^ Эванс, Дж. К. (1995). «Наша Галактика». Получено 25 апреля 2012.
  18. ^ Гершель, Уильям (1 января 1785 г.). «XII. О строительстве небес». Философские труды Лондонского королевского общества. 75: 213–266. Дои:10.1098 / рстл.1785.0012. S2CID  186213203.
  19. ^ Кертис, Х. Д. (1988). «Новые звезды в спиральных туманностях и теория островной Вселенной». Публикации Тихоокеанского астрономического общества. 100: 6. Bibcode:1988PASP..100 .... 6C. Дои:10.1086/132128.
  20. ^ Эпик, Э. (1922). «Оценка расстояния до туманности Андромеды». Астрофизический журнал. 55: 406–410. Bibcode:1922ApJ .... 55..406O. Дои:10.1086/142680.
  21. ^ Хаббл, Э. П. (1929). «Спиральная туманность как звездная система, Мессье 31». Астрофизический журнал. 69: 103–158. Bibcode:1929ApJ .... 69..103H. Дои:10.1086/143167.
  22. ^ Хаббл, Э. П. (1937). Наблюдательный подход в космологии. Издательство Оксфордского университета.
  23. ^ Х. Бонди (1952). Космология. Издательство Кембриджского университета. п. 13.
  24. ^ Ливио, Марио (2001). Ускоряющаяся Вселенная: бесконечное расширение, космологическая постоянная и красота космоса. Джон Уайли и сыновья. п. 53. ISBN  9780471437147. Получено 31 марта 2012.