Айзек Азимов: Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна

Окружность Земли была вычислена греческим астрономом по имени Эратосфен, который жил в Александрии, в Египте, примерно в 230 г. до н. э. (С 300 г. до н. э. и до 300 г. н. э. Александрия была крупнейшим центром греческой науки.)

Он открыл, что 21 июня, в самый долгий день в году, когда полуденное солнце стояло в небе выше, чем в любой другой день, в Александрии оно все-таки не находилось прямо над головой и отбрасывало короткие тени. В то же время в городе Сиене (Асуане), тоже в Египте, которыйбыл южнее Александрии, солнце было прямо в зените и не отбрасывало тени.

Расстояние между Александрией и Сиеной в греческой системе мер составляло 5000 стадиев. Эратосфен использовал это расстояние, длину тени в Александрии и правила геометрии и показал, что все это можно объяснить, предположив, что Земля — это шар с окружностью 250 000 стадиев.

На самом деле мы точно не знаем, какова длина стадия. Мы подозреваем, что она (составляла примерно одну двадцатую километра. Если это так, то Эратосфен был очень близок к тому, что мы сегодня считаем истиной.

Некоторые греческие мыслители были даже уверены, что земной шар вращается вокруг своей оси с запада на восток, совершая полный оборот за сутки. Если бы это было так, тогда стало бы понятно, почему кажется, что звезды вращаются вокруг Земли с востока на запад в течение суток. Движение звезд будет иллюзией, которую создает наше собственное движение. Нечто подобное мы замечаем, если сидим на поезде на железнодорожной станции рядом с другим поездом на соседнем пути. Если наш поезд медленно тронется, то покажется, что мы стоим, а поезд рядом с нами медленно отъезжает назад.

В случае с поездами мы быстро узнаем истину, поскольку легкая тряска и неравномерность нашего движения говорит о том,что двигаться начали мы. Кроме того, мы можем посмотреть в другое окно и увидеть, что и станция, и земля тоже отодвигаются назад. Мы знаем, что этого не может быть, и поэтому понимаем, что это мы сами должны двигаться вперед.

Однако вращение Земли происходит совершенно ровно, так что мы движения не ощущаем. Кроме того, «другого окна» для греков не существовало, и выглянуть им было некуда. Так что грекам пришлось удовлетворяться одними только умозаключениями. Они не смогли с уверенностью сказать, вращается ли Земля среди неподвижных звезд, или это звезды вращаются, а Земля неподвижна.

Примерно к 500 г. до н. э. греки пытались объяснить движение планет, предположив для начала, что Земля является центром Вселенной. Так действительно кажется, и практически все люди до современности так и считали. Философ по имени Анаксимен примерно в 550 г. до н. э. предположил, что звезды закреплены на огромной пустотелой сфере, в которую заключены Земля, Солнце, Луна и планеты. Он был первым, кто изобразил на небе сферы.

Эта сфера могла оставаться неподвижной, тогда как Земля вращалась, либо наоборот. Позже греки выдвигали аргументы в пользу обоих вариантов. Солнце, Луна и планеты не могли быть закреплены на этой звездной сфере, потому что они не двигались вместе со звездами с той же скоростью. Следовательно, они должны были находиться в пространстве между звездной сферой и расположенной в центре Землей. Греки не могли поверить, что эти объекты парят в пространстве без всякой поддержки. Ведь если бы это было так, они упали бы! Поэтому греки решили, что каждый из этих объектов должен быть закреплен на своей собственной сфере.

Где располагались эти сферы? Которая была ближе к Земле, а которая — дальше? Греки определили это, наблюдая за тем, с какой скоростью каждая из планет движется относительно звезд. Чем быстрее они движутся, тем ближе они должны находиться к Земле.

Предположим, что вокруг здания спортивного клуба проложено несколько дорожек. Если бы вы наблюдали за ними из клуба, то при сравнении движения бегунов v деревьями на горизонте вам показалось бы, что бегун на дальней дорожке движется медленнее, чем тот, что находится на ближней.

Луна двигалась с запада на восток на фоне звезд быстрее, чем все остальные небесные тела, так что эту сферу поместили ближе всего к Земле.

Далее следовала одна из звездонодобных планет. Поскольку она двигалась быстрее, чем все остальные, ее назвали Меркурием, в честь быстрого посланника богов с крыльями на ногах. Затем следовала еще одна похожая на звезду планета, самая яркая и красивая, которую назвали Венерой в честь богини красоты.

После Венеры шло Солнце, а после Солнца шли остальные планеты, подобные звездам. Первая из них, имевшая красноватыйоттенок, была названа Марсом в честь крвавого бога войны.