Евгений Гусев - Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах

1.8. Гиппарх открыл прецессию (предварение равноденствий) — смещение точки весеннего равноденствия по эклиптике навстречу годовому движению Солнца. Это происходит вследствие перемещения небесного экватора относительно эклиптики. Физический механизм годичной прецессии был понят только после создания механики.

1.9. Упомянутые явления совпадали в 3100 г. до н. э. В настоящее время из‑за прецессии они разошлись на 43 дня.

1.10. Промежуток времени между сближениями Солнца с Сириусом на небесной сфере равен тропическому году, продолжительность которого была установлена древними египтянами в 365,25 d. Высокая точность достигалась путём многолетних наблюдений: если одно сближение определялось с ошибкой в неделю, то через 300 лет наблюдений ошибка в определении периода этого явления составляла всего 0,02 d.

1.11. Наблюдения показали, что одинаковые длины тени от гномона, измеренные в полдень дня зимнего солнцестояния, повторяются через 1461 сутки. За это время происходит четыре смены полных циклов природных сезонов. Отсюда древние китайцы поняли, что год не кратен суткам, и смогли достаточно точно определить продолжительность года в 365,25 суток.

1.12. Несомненно, начало календарного года имеет косвенную связь с астрономическими и погодными явлениями. В марте происходит переход Солнца из южного небесного полушария в северное, и день становится длиннее ночи. В сентябре происходит обратное явление, к тому же в это время заканчивается сельскохозяйственный год. В конце декабря наступает день зимнего солнцестояния, а 5–6 января Земля проходит перигелий своей орбиты.

1.13. В Древнем Китае с XXVI в. до н. э. существовал счёт времени по циклам, которые использовались вначале для счёта суток, а потом и лет. У древних китайцев исходными были представления о пяти первоэлементах (вода, огонь, металл, дерево, земля) и о 12–летнем цикле земных лет, носящих имена животных. Возможно, 12–летний цикл был как‑то связан с цикличностью природных явлений, обусловленной активностью Солнца. Оба эти счёта составляли шестидесятилетний цикл. Шестидесятилетняя система счёта времени из Китая распространилась и в близлежащие азиатские страны. Существует также предположение, что в основе шестидесятеричной системы счисления лежит периодичность в движении Юпитера и Сатурна. За 60 лет Юпитер и Сатурн совершают почти целое число оборотов вокруг Солнца: Юпитер 5 раз (× 11,86 лет), Сатурн 2 раза (× 29,457 лет).

1.14. Самые первые измерения продолжительности земного года (Шумер и Древний Египет) дали результат 360 суток. Один градус, по мнению древних наблюдателей, — это путь, проходимый Солнцем по эклиптике за одни сутки.

1.15. Обычай измерять время семидневной неделей возник в Древнем Вавилоне. Неделя соответствует четверти синодического месяца и хорошо фиксируется по лунным фазам. Вавилонские астрономы обнаружили также, что число перемещающихся относительно звёзд ярких небесных объектов тоже семь: Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. Названия дней недели у некоторых европейских народов и в настоящее время основаны на именах упомянутых космических тел. Месяц как единица измерения времени первоначально связывался с периодом изменения лунных фаз (синодическим месяцем). Но следует заметить, что не у всех народов неделя содержала семь дней: например, у египтян она состояла из 10 дней, у майя и ацтеков — из 13.

1.16. Названия месяцев сохранились от старого римского календаря, в котором счёт месяцев начинался с марта. В этом календаре январь 11–й месяц, февраль—12–й.

1.17. При установлении продолжительности суток в 24 часа использовалась десятичная система счисления, которая была изобретена в Египте раньше, чем в Индии. День делили на 10 часов и по одному часу добавляли на вечерние и утренние сумерки. Позднее на 12 часов была разделена и ночная часть суток, при этом ночные и дневные часы не были равными. Только с IV в. до н. э. был введён одинаковый час для любого времени суток.

1.18. С появлением железных дорог и телеграфно — телефонной связи возникла потребность в едином времени на больших территориях при сохранении преимуществ местного (среднего солнечного) времени. Такой вид счисления времени и получил название поясного времени .

1.19. Недоразумение с Гомером не имело бы места, если бы наша планета, перемещаясь в пространстве, выполняла только два рода движения — вокруг Солнца и вокруг собственной оси. Тогда на протяжении миллиардов лет над северным полюсом Земли красовалась бы одна и та же «Полярная звезда», например, привычная нам а Малой Медведицы. Незаходящие звёзды для каждой данной широты земного шара всегда оставались бы незаходящими, а заходящие — вечно «купались бы в морских волнах».

Но это не так. Земля совершает не два, а значительно больше различных движений. В частности, она не только крутится вокруг оси, но и разворачивает свою ось, как запущенный на столе волчок. Существует два типа таких движений: небольшое раскачивание — нутация, — каждое колебание которого длится около 19 лет, и медленное широкое качание — прецессия, — заставляющее воображаемую ось Земли описывать довольно широкий конус: за 26 тыс. лет конец земной оси проходит на звёздном небе круг радиусом 23,5°.

Поэтому в разные времена земная ось бывает направлена на разные звёзды: сегодня роль «Полярной звезды» играет а Малой Медведицы, а, скажем, 5000 лет назад эту роль исполняла а Дракона, а через 12 000 лет Полярной звездой станет Вега — а Лиры. При этом с течением времени одно и то же созвездие оказывается на разном удалении от полюса. Созвездие, которое раньше представлялось незаходящим для данной местности, удалившись от полюса, может перейти в разряд заходящих. Именно это произошло с Ковшом Большой Медведицы в Греции.

Вычисления показали, что 3000 лет назад, во времена Гомера, звёзды Ковша не приближались в Греции к горизонту ближе чем на 11°, так что действительно Медведица не «окунала своих звёзд в волны моря». Таким образом, стихи Гомера не только не дают права сомневаться в месте рождения великого поэта, но и, наоборот, подтверждают греческое происхождение поэмы.

1.20. Основное достоинство системы мира Птолемея — довольно точное описание видимых перемещений небесных тел.

1.21. Основной недостаток системы мира Птолемея — описание только видимых угловых перемещений небесных тел, что позволяло вычислять лишь направления на небесные тела. В модели Птолемея не делалось даже попыток определения структуры Солнечной системы.

1.22. Неподвижность Земли и круговой характер движения небесных тел.

1.23. Пространственное расположение небесных тел, признание их движения, обращение Луны вокруг Земли, возможность расчёта видимых положений светил.