Система Тихона (или система Тихона ) — модель Вселенной, опубликованная Тихо Браге в конце 16 века , которая сочетает в себе то, что он считал математическими преимуществами системы Коперника , с философскими и «физическими» преимуществами системы Птолемея . Модель, возможно, была вдохновлена Валентином Наботом [1] и Паулем Виттихом , силезским математиком и астрономом. [2] Эта космологическая модель аналогична модели, предложенной в индуистском астрономическом трактате « Тантрасамграха» ( ок. 1500 г. н.э. ) Нилакантхой Сомаяджи из Керальской школы астрономии и математики . [3]
Концептуально это геоцентрическая модель , или, точнее, геогелиоцентрическая: Земля находится в центре Вселенной, Солнце и 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, не существует и никакого объяснения. математическая причина предпочесть либо систему Тихона, либо систему Коперника. [4]
Тихо восхищался аспектами гелиоцентрической модели Коперника , но чувствовал, что у нее есть проблемы в том, что касается физики, астрономических наблюдений звезд и религии. Что касается системы Коперника, Тихо писал:
Это нововведение умело и совершенно обходит все лишнее и несогласное в системе Птолемея. Ни в коем случае это не противоречит принципам математики. Однако оно приписывает Земле, этому неповоротливому, ленивому телу, непригодному для движения, движение столь же быстрое, как движение эфирных факелов, и притом тройное движение. [5]
Что касается физики, Тихо считал, что Земля слишком медлительна и тяжела, чтобы постоянно находиться в движении. Согласно принятой в то время физике Аристотеля, небеса (чьи движения и циклы были непрерывными и бесконечными) были созданы из «Эфира» или «Квинтэссенции» ; это вещество, не найденное на Земле, было легким, прочным и неизменным, а его естественным состоянием было круговое движение. Напротив, Земля (где объекты кажутся движущимися только при движении) и все на ней состояло из тяжелых веществ, естественным состоянием которых был покой. Следовательно, Земля считалась «ленивым» телом, которое нелегко перемещать. [6] Таким образом, хотя Тихо и признавал, что ежедневный восход и заход Солнца и звезд можно объяснить вращением Земли, как сказал Коперник, тем не менее
такое быстрое движение не могло принадлежать земле, телу очень тяжелому, плотному и непрозрачному, а скорее принадлежало самому небу, чья форма, тонкая и постоянная материя лучше подходят для вечного движения, каким бы быстрым оно ни было. [7]
Что касается звезд, Тихо также считал, что если бы Земля вращалась вокруг Солнца ежегодно, то в течение любого периода в шесть месяцев должен был бы наблюдаться звездный параллакс , в течение которого угловая ориентация данной звезды менялась бы благодаря изменению положения Земли (этот параллакс существует, но настолько мал, что не был обнаружен до 1838 года, когда Фридрих Бессель обнаружил параллакс 0,314 угловых секунд звезды 61 Лебедя [8] ). Коперниканское объяснение отсутствия параллакса заключалось в том, что звезды находились на таком большом расстоянии от Земли, что орбита Земли была почти незначительной по сравнению с ней. Однако Тихо отметил, что это объяснение создает еще одну проблему: звезды, видимые невооруженным глазом, кажутся маленькими, но определенного размера, при этом более крупные 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 размер типичной звезды составляет примерно минуту дуги, а более заметные — в два или три раза больше. [9] В письме Кристофу Ротману , коперниканскому астроному, Тихо использовал базовую геометрию, чтобы показать, что, предполагая небольшой параллакс, который только что ускользнул от обнаружения, расстояние до звезд в системе Коперника должно было бы быть в 700 раз больше, чем расстояние от Солнце к Сатурну. Более того, единственный способ, которым звезды могли бы быть такими далекими и при этом казаться такими же размерами, как на небе, — это если бы даже средние звезды были гигантскими — по крайней мере такими же большими, как орбита Земли, и, конечно, намного больше Солнца. (На самом деле, большинство звезд, видимых невооруженным глазом, являются гигантами , сверхгигантами или большими яркими звездами главной последовательности .) И, по словам Тихо, более заметные звезды должны быть еще больше. А что, если параллакс оказался даже меньше, чем кто-либо думал, и звезды оказались еще дальше? Тогда все они должны были бы стать еще больше. [10] Тихо сказал
Если хотите, выведите эти вещи геометрически, и вы увидите, сколько нелепостей (не говоря уже о других) сопровождает это предположение [о движении Земли] путем умозаключения. [11]
Коперниканцы предложили религиозный ответ на геометрию Тихо: титанические далекие звезды могли показаться неразумными, но это не так, поскольку Создатель мог сделать свои творения такими большими, если бы захотел. [12] Фактически, Ротманн 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-нибудь абсурдное. Эти вещи, которые простые люди на первый взгляд считают абсурдными, нелегко обвинить в абсурдности, поскольку на самом деле божественная мудрость и величие гораздо больше, чем они понимают. Дайте необъятности Вселенной и размерам звезд быть сколь угодно великими — они все равно не будут иметь никакого отношения к бесконечному Творцу. Считается, что чем величественнее король, тем больше и больше дворец, подобающий его величеству. Итак, насколько великий дворец, по вашему мнению, подходит БОГУ? [13]
Религия также сыграла роль в геоцентризме Тихо — он ссылался на авторитет Священных Писаний, изображая Землю покоящейся. Он редко использовал только библейские аргументы (для него они были второстепенным возражением против идеи движения Земли), и со временем он сосредоточился на научных аргументах, но он серьезно относился к библейским аргументам. [14]
Тихо выступал в качестве альтернативы геоцентрической системе Птолемея «геогелиоцентрической» системы (ныне известной как система Тихона), которую он разработал в конце 1570-х годов. В такой системе Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг центральной Земли, а пять планет вращаются вокруг Солнца. [15] Существенная разница между небом (включая планеты) и Землей осталась: движение оставалось в эфирных небесах; неподвижность осталась с тяжелой и медлительной Землей. По словам Тихо, это была система, которая не нарушала ни законов физики, ни священных писаний: звезды располагались сразу за Сатурном и имели разумные размеры. [16] [17]
Тихо был не первым, кто предложил геогелиоцентрическую систему. Раньше считалось, что Гераклид в IV веке до нашей эры предположил, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, которое в свою очередь (вместе с другими планетами) вращается вокруг Земли. [18] Макробий Амброзиус Феодосий (395–423 гг. н. э.) позже описал это как «египетскую систему», заявив, что «она не ускользнула от умения египтян » , хотя других свидетельств того, что она была известна в Древнем Египте , нет . [19] [20] 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 , в геогелиоцентрической системе которого также были все планеты, вращающиеся вокруг Солнца. [21] [22] [23] Разница между обеими этими системами заключалась в том, что модель Земли Тихо не вращается ежедневно, как утверждали Гераклид и Нилаканта, а является статичной. Его также предвосхитила космология, изображенная в Лейденской Аратее , Каролингской рукописи, созданной в начале 9 века для Каролингского двора. [24]
Система Тихо была частично предвосхищена системой Марсиана Капеллы , который описал систему, в которой Меркурий и Венера расположены на эпициклах вокруг Солнца, вращающегося вокруг Земли. Коперник , цитировавший теорию Капеллы, даже упомянул о возможности расширения, при котором три другие из шести известных планет также будут вращаться вокруг Солнца. [25] Это было предвосхищено ирландским каролингским ученым Иоганном Скотом Эриугеной в 9 веке, который пошел на шаг дальше Капеллы, предположив, что Марс и Юпитер также вращаются вокруг Солнца. [26] В 15 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 Солнца. Земля. [27] [23] [28]
Система Тихона, о которой было объявлено в 1588 году, [29] стала основным конкурентом системы Коперника как альтернатива системе Птолемея. После наблюдения Галилеем фаз Венеры в 1610 году большинство космологических споров сосредоточилось на вариациях систем Тихона и Коперника. Во многих отношениях система Тихона оказалась с философской точки зрения более интуитивной, чем система Коперника, поскольку она подкрепила здравые представления о том, что Солнце и планеты подвижны, а Земля — нет. Кроме того, система Коперника предполагает возможность наблюдать звездный параллакс , который нельзя было наблюдать до 19 века. С другой стороны, из-за пересекающихся деферентов Марса и Солнца (см. диаграмму) это противоречило представлениям Птолемея и Аристотеля о том, что планеты расположены внутри вложенных сфер. Вместо этого Тихо и его последователи возродили древнюю философию стоиков , поскольку она использовала текучие небеса, в которых могли разместиться пересекающиеся круги. [ нужна цитата ]
После смерти Тихо Иоганн Кеплер использовал наблюдения самого Тихо, чтобы продемонстрировать, что орбиты планет представляют собой эллипсы , а не круги , создав модифицированную систему Коперника , которая в конечном итоге вытеснила системы Тихона и Птолемея. Однако система Тихона имела большое влияние в конце 16-17 веков. В 1616 году, во время дела Галилея , папская Конгрегация Индекса запретила все книги, защищающие систему Коперника, включая работы Коперника, Галилея, Кеплера и других авторов до 1758 года. [30] [31] Система Тихона была приемлемой альтернативой, поскольку это объяснило наблюдаемые фазы Венеры статичной Землей. Его использовали астрономы -иезуиты в Китае, а также ряд европейских ученых. Иезуиты (такие как Клавиус , Кристоф Гринбергер , Кристоф Шайнер , Одо Ван Малькоте ) поддерживали систему Тихона. [32]
Открытие звездной аберрации в начале 18 века Джеймсом Брэдли доказало, что Земля действительно вращалась вокруг Солнца, и система Тихо вышла из употребления среди ученых. [33] [34] В современную эпоху некоторые современные геоцентристы используют модифицированную систему Тихона с эллиптическими орбитами, отвергая при этом концепцию относительности. [35] [36]