Система Тихона (или система Тихона ) — это модель Вселенной , опубликованная Тихо Браге в 1588 году [1] , которая объединяет то, что он считал математическими преимуществами системы Коперника, с философскими и «физическими» преимуществами системы Птолемея . Модель, возможно, была вдохновлена Валентином Наботом [2] и Полом Виттихом , силезским математиком и астрономом. [3] Похожая космологическая модель была независимо предложена в индуистском астрономическом трактате Тантрасамграха ( ок. 1500 г. н. э. ) Нилакантой Сомаяджи из школы астрономии и математики Кералы . [4]
Это концептуально геоцентрическая модель , или, точнее, геогелиоцентрическая: Земля находится в центре Вселенной, Солнце , Луна и звезды вращаются вокруг Земли, а остальные пять планет вращаются вокруг Солнца. В то же время движения планет математически эквивалентны движениям в гелиоцентрической системе Коперника при простом преобразовании координат , так что, пока не постулируется закон силы, объясняющий, почему планеты движутся так, как описано, нет математических оснований предпочитать либо систему Тихона, либо систему Коперника. [5]
Тихо восхищался аспектами гелиоцентрической модели Коперника , но чувствовал, что она имеет проблемы, касающиеся физики, астрономических наблюдений звезд и религии. Относительно системы Коперника Тихо писал:
Это нововведение искусно и полностью обходит все лишнее или нестройное в системе Птолемея. Ни в одном пункте оно не нарушает принцип математики. Однако оно приписывает Земле, этому неповоротливому, ленивому телу, неспособному к движению, движение столь же быстрое, как движение эфирных факелов, и притом тройное движение. [6]
Что касается физики, Тихо считал, что Земля была слишком вялой и тяжелой, чтобы находиться в непрерывном движении. Согласно принятой аристотелевской физике того времени, небеса (движения и циклы которых были непрерывными и бесконечными) были сделаны из «эфира» или «квинтэссенции» ; эта субстанция, не обнаруженная на Земле, была легкой, прочной и неизменной, и ее естественным состоянием было круговое движение. Напротив, Земля (где объекты, по-видимому, имеют движение только при движении) и вещи на ней состояли из веществ, которые были тяжелыми и чьим естественным состоянием был покой. Следовательно, Земля считалась «ленивым» телом, которое нелегко было перемещать. [7] Таким образом, хотя Тихо признавал, что ежедневный восход и заход Солнца и звезд можно объяснить вращением Земли, как сказал Коперник, все же
Такое быстрое движение не могло принадлежать земле, телу очень тяжелому, плотному и непрозрачному, а скорее принадлежит самому небу, форма которого, а также тонкая и постоянная материя лучше подходят для вечного движения, каким бы быстрым оно ни было. [8]
Что касается звезд, Тихо также считал, что если Земля ежегодно вращается вокруг Солнца, то должен быть наблюдаемый звездный параллакс в течение любого периода в шесть месяцев, в течение которого угловая ориентация данной звезды будет меняться из-за изменения положения Земли (этот параллакс существует, но он настолько мал, что был обнаружен только в 1838 году, когда Фридрих Бессель обнаружил параллакс в 0,314 угловых секунд звезды 61 Лебедя [9] ). Коперниканское объяснение этого отсутствия параллакса состояло в том, что звезды находятся на таком большом расстоянии от Земли, что орбита Земли была почти незначительной по сравнению с ними. Однако Тихо заметил, что это объяснение создает другую проблему: звезды, видимые невооруженным глазом, кажутся маленькими, но определенного размера, причем более заметные звезды, такие как Вега, кажутся больше, чем меньшие звезды, такие как Полярная звезда, которые, в свою очередь, кажутся больше, чем многие другие. Тихо определил, что типичная звезда имеет размер приблизительно в минуту дуги, а более заметные — в два или три раза больше. [10] В письме Кристофу Ротманну , астроному-коперниканцу, Тихо использовал базовую геометрию, чтобы показать, что, предполагая небольшой параллакс, который просто ускользнул от обнаружения, расстояние до звезд в системе Коперника должно быть в 700 раз больше, чем расстояние от Солнца до Сатурна. Более того, единственный способ, которым звезды могли бы быть настолько далекими и при этом выглядеть такими, какими они являются на небе, был бы в том случае, если бы даже средние звезды были гигантскими — по крайней мере такими же большими, как орбита Земли, и, конечно, намного больше Солнца (большинство звезд, видимых невооруженным глазом, являются гигантами , сверхгигантами или большими яркими звездами главной последовательности ). И, сказал Тихо, более заметные звезды должны были бы быть еще больше. А что, если бы параллакс был еще меньше, чем кто-либо думал, поэтому звезды были бы еще дальше? Тогда они все должны были бы быть еще больше. [11] Тихо сказал
Выведите эти вещи геометрически, если хотите, и вы увидите, сколько нелепостей (не говоря уже о других) сопровождают это предположение [о движении Земли] путем вывода. [12]
Коперниканцы предложили религиозный ответ на геометрию Тихо: титанические, далекие звезды могли показаться неразумными, но это не так, поскольку Создатель мог бы сделать свои творения такими большими, если бы захотел. [13] Фактически, Ротман ответил на этот аргумент Тихо, сказав:
[Что] такого абсурдного в том, что [средняя звезда] имеет размер, равный всей [орбите Земли]? Что из этого противоречит божественной воле, или невозможно божественной Природой, или недопустимо бесконечной Природой? Эти вещи должны быть полностью продемонстрированы вами, если вы хотите вывести отсюда что-либо абсурдное. Эти вещи, которые вульгарные люди считают абсурдными на первый взгляд, нелегко обвинить в абсурде, поскольку на самом деле божественная Мудрость и Величие намного больше, чем они понимают. Предоставьте необъятность Вселенной и размеры звезд такими большими, какими вы хотите, — они все равно не будут иметь никакого отношения к бесконечному Создателю. Он считает, что чем больше царь, тем больше и больше дворец, подобающий его величию. Так какой же большой дворец, по-вашему, подобает БОГУ? [14]
Религия также сыграла свою роль в геоцентризме Тихо — он ссылался на авторитет писания, изображая Землю как находящуюся в покое. Он редко использовал одни только библейские аргументы (для него они были вторичным возражением против идеи движения Земли), и со временем он сосредоточился на научных аргументах, но он действительно воспринимал библейские аргументы серьезно. [15]
Тихо выступал в качестве альтернативы геоцентрической системе Птолемея «геогелиоцентрической» системы (теперь известной как система Тихо), которую он разработал в конце 1570-х годов. В такой системе Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг центральной Земли, в то время как пять планет вращаются вокруг Солнца. [16] Существенное различие между небесами (включая планеты) и Землей оставалось: движение оставалось в эфирных небесах; неподвижность оставалась с тяжелой инертной Землей. Это была система, которая, по словам Тихо, не нарушала ни законов физики, ни священного писания — со звездами, расположенными сразу за Сатурном и разумного размера. [17] [18]
Тихо не был первым, кто предложил геогелиоцентрическую систему. Раньше считалось, что Гераклид в 4 веке до н. э. предположил, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, которое в свою очередь (вместе с другими планетами) вращается вокруг Земли. [19] Макробий Амвросий Феодосий (395–423 гг. н. э.) позже описал это как «египетскую систему», заявив, что «она не ускользнула от мастерства египтян » , хотя нет никаких других свидетельств того, что она была известна в Древнем Египте . [20] [21] Разница заключалась в том, что в системе Тихо все планеты (за исключением Земли) вращались вокруг Солнца, а не только внутренние планеты Меркурия и Венеры. В этом отношении его предвосхитил в 15 веке астроном керальской школы Нилаканта Сомаяджи , чья геогелиоцентрическая система также имела все планеты, вращающиеся вокруг Солнца. [22] [23] [24] Разница между этими двумя системами заключалась в том, что модель Земли Тихо не вращается ежедневно, как утверждали Гераклид и Нилаканта, а является статичной. Его также предвосхищала космология, изображенная в Лейденской Аратее , каролингской рукописи, созданной в начале IX века для каролингского двора. [25]
Система Тихо была частично предвосхищена системой Марциана Капеллы , который описал систему, в которой Меркурий и Венера размещены на эпициклах вокруг Солнца, которое вращается вокруг Земли. Коперник , который цитировал теорию Капеллы, даже упомянул возможность расширения, в котором другие три из шести известных планет также вращались бы вокруг Солнца. [26] Это было предвосхищено ирландским ученым эпохи Каролингов Иоганном Скотом Эриугеной в IX веке, который пошел на шаг дальше Капеллы, предположив, что и Марс, и Юпитер также вращаются вокруг Солнца. [27] В XV веке Нилаканта Сомаяджи , индийский астроном керальской школы астрономии и математики , представил геогелиоцентрическую систему, в которой все планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) вращаются вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли. [28] [24] [29]
Система Тихона, которая была объявлена в 1588 году, [30] стала основным конкурентом системы Коперника в качестве альтернативы системе Птолемея. После наблюдения Галилеем фаз Венеры в 1610 году большинство космологических споров затем остановились на вариациях систем Тихона и Коперника. Во многих отношениях система Тихона оказалась философски более интуитивной, чем система Коперника, поскольку она подкрепляла здравые представления о том, что Солнце и планеты подвижны, а Земля — нет. Кроме того, система Коперника предполагала возможность наблюдать звездный параллакс , который не мог наблюдаться до 19 века. С другой стороны, из-за пересекающихся деферентов Марса и Солнца (см. диаграмму), она противоречила идее Птолемея и Аристотеля о том, что планеты были помещены во вложенные сферы. Вместо этого Тихо и его последователи возродили древнюю философию стоиков , поскольку она использовала текучие небеса, которые могли вмещать пересекающиеся круги. [ необходима цитата ]
После смерти Тихо Иоганн Кеплер использовал наблюдения самого Тихо, чтобы продемонстрировать, что орбиты планет являются эллипсами , а не окружностями , создав модифицированную систему Коперника , которая в конечном итоге вытеснила как системы Тихо, так и Птолемея. Однако система Тихо была очень влиятельной в конце 16-го и 17-го веков. В 1616 году, во время дела Галилея , папская Конгрегация Индекса запретила все книги, пропагандирующие систему Коперника, включая работы Коперника, Галилея, Кеплера и других авторов до 1758 года. [1] [31] Система Тихо была приемлемой альтернативой, поскольку она объясняла наблюдаемые фазы Венеры при статичной Земле. Ею пользовались иезуитские астрономы в Китае, а также ряд европейских ученых. Иезуиты (такие как Клавий , Кристоф Гринбергер , Кристоф Шайнер , Одо ван Малькот ) поддерживали систему Тихона. [32]
Открытие звездной аберрации в начале XVIII века Джеймсом Брэдли доказало, что Земля действительно вращается вокруг Солнца, и система Тихо вышла из употребления среди ученых. [33] [34] В современную эпоху некоторые современные геоцентристы используют модифицированную систему Тихо с эллиптическими орбитами, отвергая при этом концепцию относительности. [35] [36]