Первый гелиоцентрист

В древности вопрос о том, движется ли Земля вокруг Солнца, был попросту богохульным. Как знаменитые ученые, так и простые люди, у которых картина неба не вызывала особых размышлений, были искренне убеждены, что Земля неподвижна и представляет собой центр Вселенной. Тем не менее современные историки могут назвать по меньшей мере одного ученого древности, который усомнился в общепринятом и попытался разработать теорию, согласно которой Земля движется вокруг Солнца.

Жизнь Аристарха Самосского (310—250 гг. до н.э.) была тесно связана с Александрийской библиотекой. Сведения о нем весьма скудны, а из творческого наследия осталась только книга «О размерах Солнца и Луны и расстояниях до них», написанная в 265 г. до н.э. Лишь упоминания о нем других ученых Александрийской школы, а позднее и римлян, проливают некоторый свет на его «богохульные» научные изыскания.

Аристарх задался вопросом о том, каково расстояние от Земли до небесных тел и каковы их размеры. До него на этот вопрос пытались ответить пифагорейцы, но они исходили из произвольных предположений. Так, Филолай считал, что расстояния между планетами и Землей нарастают в геометрической прогрессии и каждая следующая планета в три раза дальше от Земли, чем предыдущая.

Рис. 55. Определение расстояния от Земли до Луны и Солнца методом Аристарха.

Аристарх пошел своим путем, совершенно правильным с точки зрения современной науки. Он внимательно следил за Луной и сменой ее фаз. В момент наступления фазы первой четверти он измерил угол между Луной, Землей и Солнцем (угол ЛЗС на рис. 55). Если это сделать достаточно точно, то в задаче останутся только вычисления. В этот момент Земля, Луна и Солнце образуют прямоугольный треугольник, а как известно из геометрии, сумма углов в нем составляет 180°. В таком случае второй острый угол Земля — Солнце — Луна (угол ЗСЛ) получается равным

90° - уг. ЛЗС = уг. ЗСЛ.

Аристарх из своих измерений и вычислений получил, что этот угол равен 3° (в действительности его значение 10') и что Солнце в 19 раз дальше от Земли, чем Луна (в действительности в 400 раз). Здесь надо простить ученому значительную ошибку, ибо метод был совершенно правильным, но неточности при измерении угла оказались велики. Было трудно точно уловить момент первой четверти, да и сами измерительные инструменты древности были далеки от совершенства.

Но это был лишь первый успех замечательного астронома Аристарха Самосского. Ему выпало наблюдать полное солнечное затмение, когда диск Луны закрыл диск Солнца, т. е. видимые размеры обоих тел на небе были одинаковы. Аристарх перерыл старые архивы, где нашел много дополнительных сведений о затмениях. Оказалось, что в некоторых случаях солнечные затмения были кольцевыми, т.е. вокруг диска Луны оставался небольшой светящийся ободок от Солнца (наличие полных и кольцевых затмений связано с тем, что орбита Луны вокруг Земли является эллипсом). Но коли видимые диски Солнца и Луны на небе практически одинаковы, рассуждал Аристарх, а Солнце в 19 раз дальше от Земли, чем Луна, то и диаметр его должен быть в 19 раз больше. А как соотносятся диаметры Солнца и Земли? По многим данным о лунных затмениях Аристарх установил, что лунный диаметр составляет примерно одну треть от земного и, следовательно, последний должен быть в 6,5 раз меньше солнечного. При этом объем Солнца должен в 300 раз превышать объем Земли. Все эти рассуждения выделяют Аристарха Самосского как выдающегося ученого своего времени.

Он пошел и дальше в своих построениях, отталкиваясь от полученных результатов. Тогда было общепринятым, что вокруг неподвижной Земли (центра мира) вращаются Луна, планеты, Солнце и звезды под действием «перводвигателя» Аристотеля. Но может ли огромное Солнце вращаться вокруг маленькой Земли? Или еще более огромная Вселенная? И Аристарх сказал — нет, не может. Солнце есть центр Вселенной, вокруг него вращаются Земля и планеты, а вокруг Земли вращается только одна Луна.

А почему на Земле день сменяется ночью? И на этот вопрос Аристарх дал правильный ответ — Земля не только обращается вокруг Солнца, но и вращается вокруг своей оси.

И еще на один вопрос он ответил совершенно правильно. В нашей книге приводился уже пример с движущимся поездом, когда близкие для пассажира внешние предметы пробегают мимо окна быстрее, чем далекие. Земля движется вокруг Солнца, но почему звездный узор остается неизменным? Аристарх ответил — потому что звезды невообразимо далеки от маленькой Земли. Объем сферы неподвижных звезд во столько раз больше объема сферы с радиусом Земля — Солнце, во сколько раз объем последней больше объема земного шара.

Эта новая теория получила название гелиоцентрической, и суть ее состояла в том, что неподвижное Солнце помещалось в центр Вселенной и сфера звезд также считалась неподвижной. Архимед в своей книге «Псамит», отрывок из которой приведен в качестве эпиграфа к данной главе, точно передал все, что предложил Аристарх, но сам он предпочел снова «вернуть» Землю на ее старое место. Другие ученые полностью от-ввергли теорию Аристарха как неправдоподобную, а философ-идеалист Клеант попросту обвинил его в богохульстве. Идеи великого астронома не нашли в то время почвы для дальнейшего развития, они опередили развитие науки примерно на полторы тысячи лет и возродились затем лишь в трудах польского ученого Николая Коперника.