Гиппарх величайший наблюдатель древности

Небесная сфера — это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой в зависимости от решаемой задачи совмещается с той или иной точкой пространства.

Определения:

Ось мира — прямая, проходящая через центр небесной сферы параллельно оси вращения Земли, пересекающая небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках.

Небесный меридиан — Большой круг небесной сферы, проходящий через точки зенита, надира и полюсы мира.

Небесный экватор — большой круг, проходящий через центр небесной сферы и перпендикулярный оси мира.

Точка севера — точка пересечения истинного горизонта и небесного меридиана, ближайшая к Северному полюсу мира.

Точка юга — точка пересечения истинного горизонта и небесного меридиана, ближайшая к Южному полюсу мира.

Точка востока и точка запада — две диаметрально противоположные точки пересечения истинного горизонта с небесным экватором.

Точка зенита — верхняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой.

Точка надира — точка небесной сферы, противоположная зениту.

Что такое звездная величина?

Рубрика: Астрономия для чайников Опубликовано 17.08.2019 · Комментарии: 0 · На чтение: 4 мин · Просмотры: Post Views: 1 528

Темной ясной ночью далеко за городом на небе видны тысячи звезд. Первое, что бросается в глаза, все они различаются между собой по яркости или, как говорят астрономы, по блеску. Астрономы давно научились точно определять блеск звезд и других небесных светил. Измеряется блеск в звездных величинах. Ясно, что под «величиной» имеется в виду не размер звезд! Но все же встает вопрос: что вообще такое звездная величина и как ей пользоваться?

Звездная величина — один из самых старых стандартов измерения, которыми мы пользуемся.

Впервые этот термин употребил великий астроном античности Гиппарх (130 г. до н. э.). Гиппарх решил разделить все звезды на небе по их яркости на шесть групп или «величин». Самым ярким звездам он присвоил 1-ю величину. Они стали как бы лучшими, первыми среди остальных. Чуть менее яркие звезды получили 2-ю величину. Еще менее яркие — 3-ю. Наконец, самым тусклым звездам, видимым невооруженным глазом, Гиппарх присвоил 6-ю величину.

В соответствии с этим разделением такие звезды как Вега, Альдебаран или Сириус были отнесены к звездам первой величины, а звезды ковша Большой Медведицы — к звездам второй величины. Сегодня кажется немного странным, что звезды бо́льшего блеска имеют меньшую величину. Сегодня мы бы действовали наоборот: если звезда ярче, то и ее блеск больше!.. Но в целом логика Гиппарха понятна.

Система звездных величин была очень удобна, хотя и весьма субъективна. Шкала сильно зависела от наблюдателя. Например, если одному астроному в силу его восприятия казалось, что вот эта звезда второй величины, то другому астроному — что она первой величины. Каков же блеск звезды на самом деле? Нужен было дать какое-то строгое определение для звездной величины, чтобы перейти к объективным оценкам.

Шкала звездных величин

Такое определение дал в XIX астроном Норман Погсон. Он заметил, что разница в одну звездную величину соответствует изменению светового потока примерно в 2,5 раза. То есть звезда 0m освещает наши глаза в 2,5 раза сильнее, чем звезда 1m. Получается, что звезда 1-й величины в 100 раз ярче, чем звезда 6-й.

Для кого-то этот момент может показаться странным. Субъективное ощущение подсказывает, что звезды звезды 6-й величины всего в 6-10 раз слабее, чем звезды 1-й. Руководствуясь этим ощущением, Гиппарх, собственно, и разработал шкалу звездных величин.

Но наше зрение, как и слух, устроены по-другому. Когда сила источника света изменяется в геометрической прогрессии, мы принимаем ее за прогрессию арифметическую! Нам кажется, что две звезды 6-й величины дадут нам звезду 3m, а две звезды 3m дадут звезду 1m. Но если мы в реальности приблизим две звезды одинакового блеска друг к другу (в их роли могут выступить фонарики), то это отношение работать не будет!

Погсон предложил логарифмическую шкалу величин — разница в 5 единиц по шкале звездных величин точно соответствует 100-кратному различию светового потока. То есть звезда 1-й величины ровно в 100 раз ярче звезды 6-й величины и в 100 × 100 = 10000 раз ярче звезды 11-й величины. Это правило в точности соответствует действительности.

Осталось определить стандарт, по отношению к которому можно измерять звездные величины всех других звезд. Таким стандартом долгое время считалась звезда Вега, блеск которой был взят за нуль-пункт звездных величин (0m).

На практике блеск звезд измеряются фотоэлектрическим способом при помощи фотометров. Следовательно, звездные величины неплохо бы привязать к общепринятой физической величине потока излучения. В физике освещенность измеряется в люксах. Связь между звездной величиной (m) и люксом (J) выражается формулой: m = -14 — 2,5lgJ. Так, Солнце имеет звездную величину -26,75m или 125000 люкс. Блеск полной Луны -12,74m, что соответствует 0,3 люкса.

Ясной темной ночью в северном полушарии Земли невооруженным глазом видно около 3000 звезд. В сумме их блеск составляет -4 зв. величине, что примерно равно блеску Венеры. Фото: Mikaest

Почему звездные величины?

Итак, в физике есть аналог звездной величине — люкс. Почему же астрономы до сих пор используют шкалу звездных величин?

Ответ прост: она чрезвычайно удобна.

Посмотрите на таблицу ниже.

Объект Освещенность m (зв. вел.) Освещенность лк
Сириус -1.44 1.0E-5
Венера -4.67 0.00018
Безлунное звездное небо -5.2 0.0003
Сверхновая 1054 года -6 0.00063
Луна в фазе первой четверти -9 0.01
Вспышка Иридиума (максимум) -9.5 0.016
Полная Луна -12.74 0.31
В море на глубине 50 м -17.25 20
Пасмурный день -21.5 1000
Солнечный день в тени -25 25000
Под солнцем в тропиках в полдень -26.7 130000

Мы видим, что освещенность, создаваемая такими небесными объектами, как Солнце, Луна, планеты и звезды, различается в миллионы раз, если измерять ее в люксах. Это огромные числа, которыми довольно трудно оперировать.

Звездные величины, напротив, очень удобны. Солнце всего лишь на 25 зв. величин ярче Сириуса. А сам Сириус примерно на столько же ярче самых слабых звезд, которые удается сфотографировать в телескоп им. Хаббла (их блеск около 30m). Весь диапазон блеска небесных объектов, таким образом, укладывается в 60 звездных величин. Очень удобно!

Post Views: 1 528 Метки: Практическая астрономия

История исследования космоса > Великие астрономы > Гиппарх

Биография Гиппарха (190-120 до н.э.)

Краткая биография:

Имя: Гиппарх

Дата рождения: 190 до н. э.

Дата смерти: 120 до н. э.

Место рождения: Изник

Место смерти: Родос

Гиппарх Никейский – древнегреческий астроном и математик: биография с фото, шкала звездных величин, звездный каталог, движение Солнца и Луны, прецессия оси.

Гиппарх Никейский – это древнегреческий астроном, который жил приблизительно в 190-126 годах до н.э. и был сыном Писистрата. Также считается, что он является основоположником науки астрономии. Родился астроном в городе Никее в Вифинии, но основной период жизни провел на острове Родос. Есть данные, что в определенный период времени он жил в Александрии. Он написал очень много робот, большую часть которых выполнил на о. Родос. Из работ астронома сохранилась только Комментарии к «Феноменам» Эвдокса и Арата, но она не столь важна, как другие, которые до нашего времени не дошли. Об их существовании можно узнать только из ссылок других авторов.

Гиппарх создал первые математические теории движения Солнца и Луны, а также теорию затмения. Он смог определить расстояние от Луны до Земли и размер самой Луны. Также он рассчитал продолжительность солнечного года на основе своих наблюдений и наблюдений предшественников. Ошибка при его расчете составила не более 6 минут.

Наша Земля вращается вокруг Солнца. И если наблюдать за движением планеты с Земли, то кажется, что она движется постоянно с разной скоростью, а иногда и в обратном направлении. Также может показаться, что планета не движется вовсе или описывает петли на небе.

Когда Гиппарх проводил свои наблюдения за планетой, он считал, что Земля неподвижна. Тем самым полагая, что такое движение реальное и объяснял его теорией эпициклов. Эта теория являлась формальным и геометрическим представлением о движении планет. Астроном составил таблицы положения Солнца и Луны с ошибкой в 1-2 часа.

Первым из всех ученый стал использовать методы сферической тригонометрии в астрономии. Также он применял для наведения на светило в угломерных инструментах крест нитей. При этом он повысил точность измерений.

Гиппарх составил огромный каталог положения 850 звезд, он разделил их на 6 степеней по блеску и на 28 созвездий. Также одно из его открытий – процессия земной оси.

Ученый изучал видимое движение Солнца, на основании этого выяснил все элементы его движения. Он разработал две модели движения – эксцентрическую и эпициклическую.

Он также проводил наблюдения за Луной, но впоследствии отказался от этого, так как были расхождения с теорией. Гиппарх до конца не объяснил движение планет, за него спустя годы это сделал Птолемей.

Работа астронома была стартом в развитии хордовой тригонометрии, которая выполняла важную роль в мусульманской и греческой астрономии. Эта работа была о хордах окружности. Гиппарх составил таблицы, которые предвосхитили таблицы тригонометрических функций современности.

Гиппарх критиковал географию Эратосфена. А так как он считал, что в географии нужно применять астрономическую методику, особенно при определении широты и долготы, поэтому он стал интересоваться астрономией.

Ученый также проводил исследования в области физики. Но об этих работах известно очень мало. В его трактате «О телах, движимых весом вниз» сказано о том, что тело, брошенное вверх, замедляет свое движение, так как его вес разрушает остаточную силу сопротивления. Если разобраться, то эта идея содержит в себе объяснение того, что тело при броске продолжает свое движение за счет силы, которая ему была сообщена.

Идея была антиаристотелевская, но в 6 веке ее поддержал неоплатоник Иоанн Филопоном. А после ряда концепции эта идея привела к импульсу Ньютона («количеству движения») и «импетусу» Галилея.

Гиппарх Никейский

Гиппарх Никейский (ок. 190 до н. э. — ок. 120 до н. э.), древнегреческий ученый, один из основоположников астрономии. Родился в городе Никее, жил и работал в Александрии. Гиппарх и другие астрономы древности уделяли много внимания наблюдениям за движениями планет. Гиппарх, считавший Землю неподвижной, полагал, что планеты совершают сложные движения вокруг Земли. Составленные Гиппархом таблицы положений Солнца и Луны позволили предвычислять моменты наступления затмений (с ошибкой 1—2 ч).

Гиппарх впервые стал использовать в астрономии методы сферической тригонометрии. Он повысил точность наблюдений, применив для наведения на светило крест нитей в угломерных инструментах — секстантах и квадрантах. Составил звездный каталог (– 850 звезд), разделив их по блеску на 6 степеней (звездных величин), открыл предварение равноденствия, установил длительность солнечного (тропического) года, разработал теорию движения Луны, составил таблицы движения Солнца и Луны.

Для объяснения видимого движения Солнца, Луны и планет ввел эксцентрические круги и эпициклы, таким образом, заложил основы геоцентрической системы. Теория эпициклов давала с известным приближением чисто формальное, геометрическое представление о движении планет. От многочисленных сочинений до нас дошли лишь «Комментарии к Арату». Но о его работах подробно говорится у Птоломея в «Альмагесте». Гиппарх — создатель прецизионной наблюдательной астрономии. Предполагается, что он пользовался «армиллярной сферой» — «астролабон», а круг делил на градусы, минуты и секунды. Для исключения бокового света использовал зрительную трубу с перекрестием. Для определения пунктов на земле ввел широты и долготы.

Ученый составил огромный по тем временам каталог положений 850 звезд, разделив их по блеску на 6 степеней (звездных величин). I Гиппарх ввел географические координаты — широту и долготу, и его можно считать основателем математической географии. О вкладе Гиппарха в географию сообщает Страбон. Гиппарх определил географические координаты ряда пунктов.

В честь Гиппарха назван лунный кратер, астероид и орбитальный телескоп Европейского космического агентства, предназначенный для астрометрических измерений.

О сайте

ИГ

Related posts Ященко, Виктор Романович
26.11.2014 Яшкин, Станислав Николаевич
26.11.2014 Ямбаев, Харьес Каюмович
26.11.2014 Якушенков, Юрий Григорьевич
26.11.2014 Яковлев, Николай Васильевич
26.11.2014 Язев, Иван Наумович

Гиппарх

Гиппарх

Имя при рождении

др.-греч. Ἳππαρχος

Дата рождения

190 до н. э.

Место рождения

  • Изник или
  • Никея, Изник

Дата смерти

120 до н. э.

Место смерти

  • Родос, Греция или
  • Римская республика

Научная сфера

астрономия

Медиафайлы на Викискладе

Экваториальное кольцо — инструмент, использовавшийся Гиппархом для наблюдения равноденствий. Тень от кольца падает на сам прибор только тогда, когда Солнце находится на экваторе (то есть в точках равноденствий). Таким образом, с помощью этого инструмента можно с довольно высокой точностью определять моменты равноденствий. У этого термина существуют и другие значения, см. Гиппарх (значения).

Гиппа́рх Нике́йский (ок. 190 до н. э. — ок. 120 до н. э.; др.-греч. Ἳππαρχος) — древнегреческий астроном, механик, географ и математик II века до н. э., часто называемый величайшим астрономом античности. Главной заслугой Гиппарха считается то, что он привнёс в греческие геометрические модели движения небесных тел предсказательную точность астрономии Древнего Вавилона.

Биография

Гиппарх родился в Никее (в настоящее время Изник, Турция). Большую часть жизни проработал на острове Родос, где он, вероятно, и скончался. Его первое и последнее астрономические наблюдения датируются, соответственно, 162 и 127 гг. до н. э. Предполагается, что он был в контакте с астрономами Александрии и Вавилона, но неизвестно, посещал ли он эти научные центры лично. Основными источниками информации о его трудах являются «Математическое собрание» Паппа, «География» Страбона и «Альмагест» Птолемея; последний оставил следующую характеристику Гиппарха: «муж трудолюбец и поклонник истины». Из собственных сочинений Гиппарха до нас дошло только одно — «Комментарий к феноменам Евдокса и Арата» («Περὶ τῶν Ἀράτου καὶ Εὐδόξου φαινομένων») в трёх книгах. В трактате содержится критический комментарий к описаниям положений звёзд и созвездий на небе в популярной астрономической поэме Арата, основанной на наблюдениях Евдокса. Кроме того, в сочинении приводится множество численных данных о восходах и заходах многих звёзд и отдельные их координаты. Исследование этих сведений показывает их тесную связь со звёздным каталогом в «Альмагесте» Птолемея. Возможно участвовал в создании Антикитерского механизма, построенного на Родосе во II веке до н. э.

Прецессия

Наиболее важным достижением Гиппарха считается открытие предварения равноденствий, или астрономической прецессии, заключающееся в том, что точки равноденствий постепенно перемещаются среди звёзд, благодаря чему каждый год равноденствия наступают раньше, чем в предшествующие годы. По Птолемею, Гиппарх сделал это открытие, сопоставляя определённые им самим координаты Спики с измерениями александрийского астронома Тимохариса. Более подробное исследование позволило Гиппарху отвергнуть предположение, что это изменение координат вызывается собственными движениями звёзд, так как менялись только долготы звёзд (их угловые расстояния от точки весеннего равноденствия, отсчитываемые вдоль эклиптики), но не их широты (угловые расстояния от эклиптики). По Гиппарху, скорость прецессии составляет 1˚ в столетие (на самом деле, 1˚ за 72 года).

По мнению американского историка науки Ноула Свердлова, измерения звёздных координат, бывших в распоряжении Гиппарха, являются недостаточно точными, чтобы судить о скорости прецессии. Свердлов предполагает, что Гиппарх измерил скорость прецессии на основании разности между тропическим и сидерическим (звёздным) годами. В последнее время появились основания полагать, что разность между этими двумя видами года была известна ещё Аристарху Самосскому, жившему за полтора столетия до Гиппарха. Если это так, то заслуга Гиппарха заключается не столько в открытии прецессии, сколько в подробном исследовании этого феномена на основе данных о координатах звёзд.

Звёздный каталог

Гиппарх составил первый в Европе звёздный каталог, включивший точные значения координат около тысячи звёзд (работу по определению звёздных координат начали ещё в первой половине III века до н. э. Тимохарис и Аристилл в Александрии). Плиний Старший писал, что непосредственным поводом к составлению каталога явилась новая звезда в Скорпионe, вспыхнувшая в 134 г. до н. э., натолкнувшая Гиппарха на мысль, что «надлунный мир» также подвержен изменениям, как и мир земной: «Он определил места и яркость многих звёзд, чтобы можно было разобрать, не исчезают ли они, не появляются ли вновь, не движутся ли они, меняются ли в яркости. Он оставил потомкам небо в наследство, если найдётся тот, кто примет это наследство». Отсюда видно, что сам Гиппарх, по меньшей мере, допускал возможность собственных движений звёзд. Имея в виду оставить позднейшим наблюдателям данные для наиболее лёгкого определения изменения положений звёзд, он записал несколько случаев, когда три или более звезды лежат примерно на одной линии (большом круге небесной сферы). Заметим, что наличие собственных движений несовместимо с представлением о звёздах как о телах, закреплённых на одной сфере; представление о неподвижности Земли требует, чтобы звёзды были жёстко закреплены на небесной сфере, поскольку в этом случае суточное вращение неба считается реальным, а не кажущимся, как в случае вращающейся Земли. Хотя большинство астрономов считают Гиппарха сторонником мнения о неподвижности Земли, можно допустить, что он, по крайней мере, не исключал возможность вращения Земли.

Другим новшеством Гиппарха при составлении каталога явилась система звёздных величин: звёзды первой величины самые яркие и шестой — самый слабые, видимые невооружённым взглядом. Эта система в усовершенствованном виде используется в настоящее время.

Гиппарх (слева, держит звёздный глобус) и Птолемей. Деталь «Афинской школы» Рафаэля

Сам по себе каталог Гиппарха до нас не дошёл. Многие астрономы (начиная с Тихо Браге) однако полагают, что звёздный каталог, приведённый в «Альмагесте» Птолемея, в действительности является переделанным каталогом Гиппарха, вопреки высказыванию Птолемея, что все звёзды его каталога наблюдались им самим. По этому вопросу ведётся очень напряжённая дискуссия, но в последнее время начинает преобладать мнение об авторстве Гиппарха. В частности, к такому выводу пришли в 2000 году А. К. Дамбис и Ю. Н. Ефремов, определив эпоху составления каталога по данным о собственных движениях звёзд.

В 1898 году Георг Тиле предположил, что звёздный глобус, являющийся деталью эллинистической скульптуры «Атлант Фарнезе» (иногда — «Атлас Фарнезе»), изготовлен на основе каталога Гиппарха. В 2005 году эта гипотеза была снова предложена Б. Шафером. Специалисты отмечают, что при ближайшем рассмотрении изображения на глобусе Фарнезе имеют гораздо больше отличий, чем сходств с данными Гиппарха, что не позволяет принять эту гипотезу.

Календарные периоды

Гиппарх внёс существенный вклад в усовершенствование календаря. Он определил продолжительность тропического года 365+(1/4)-(1/300) дней (на 6 минут длиннее правильного значения во II в. до н. э.) Традиционно считается, что он получил это значение исходя из промежутка времени между летними солнцестояниями, наблюдавшимися в 280 г. до н. э. Аристархом и/или его школой в Александрии и самим Гиппархом в 135 г. до н. э. на Родосе, но по мнению, высказанному Тобиасом Майером в конце XVIII века и поддержанному Н. Свердловым и Д. Роулинзом, Гиппарх получил это значение исходя из продолжительности метонова цикла (19 лет, или 235 синодических месяцев), или его модификации по Каллиппу (4 метоновых цикла минус 1 день) и продолжительности синодического месяца M = 29 {\displaystyle M=29} дней 31 ′ 50 ″ 08 ‴ 20 ⁗ {\displaystyle 31’50»08»’20»»} (в шестидесятеричной системе счисления, использовавшейся вавилонскими и греческими астрономами), которое Гиппарх мог заимствовать у вавилонских астрономов (по Свердлову) или у Аристарха (по Роулинзу).

Разность между тропическим и сидерическим годами определяется прецессией; по Галену, гиппархово значение сидерического года составляет 365+(1/4)+(1/144) дней.

На основании своего определения длины тропического года, Гиппарх внёс очередное усовершенствование в лунно-солнечный календарный цикл: 1 цикл Гиппарха составляет 4 цикла Каллиппа (304 года) без одного дня, то есть 111 035 дней, или 3760 синодических месяцев.

С Гиппархом может быть связано ещё одно определение длины тропического года, 365,24579 дней, или 365+(1/4)-(5/1188) дней. Это значение встречается в вавилонских глиняных таблицах. Как показал Деннис Роулинз, оно почти наверняка получено исходя из промежутка времени между летним солнцестоянием Гиппарха (упомянутым выше) и солнцестоянием, наблюдавшимся в 432 г. до н. э. Метоном и Евктемоном в Афинах. Эта оценка могла быть получена самим Гиппархом или, скорее, кем-то из его учеников и затем попасть на Восток, где была положена в основу одной из вавилонских теорий движения Солнца по небу (вопреки традиционному мнению, предполагающему поток информации из Вавилона в Грецию; в связи с этим отметим аргументированное мнение Роулинза, что значение длины синодического месяца M = 29 {\displaystyle M=29} дней 31 ′ 50 ″ 08 ‴ 20 ⁗ {\displaystyle 31’50»08»’20»»} , также встречающееся в вавилонских таблицах, было впервые получено Аристархом Самосским).

Птолемей сообщает также, что Гиппарх установил связь между различными видами месяца:

4267 синодических месяцев = 4573 аномалистическим месяцам = 4612 сидерическим месяцам = 126007 дней + 1 час = 345 лет — 7˚30′.

Кроме того, по Гиппарху, 5458 синодических месяцев соответствуют 5923 драконическим месяцам.

Орбиты Солнца и Луны

Эквивалентность эпицикла и эксцентра в солнечной теории Гиппарха. T — Земля (центр деферента), S — Солнце, P — центр эпицикла, O — центр эксцентра (результирующей орбиты Солнца). По Гиппарху, OT=1/24 TP. При движении Солнца отрезки SP и OT всегда параллельны.

Все теории движения небесных тел, созданные вавилонскими астрономами, рассматривали только их движения по небу, к тому же только в проекции на эклиптику (что было вполне достаточно, с точки зрения астрологии, для нужд которой эти теории создавались). Наоборот, астрономы Древней Греции стремились установить орбиты небесных тел в пространстве. Начиная с Аполлония Пергского, III век до н. э. (а по мнению выдающегося математика и историка науки Бартела ван дер Вардена, ещё с пифагорейцев в доплатонову эпоху), они строили орбиты на основе сочетания больших и малых кругов — деферентов и эпициклов. Именно на основе этого принципа Гиппарх создал первые дошедшие до нас теории движения Солнца и Луны.

Если бы Солнце (в геоцентрической системе) равномерно двигалось по окружности с центром в центре Земли, то угловая скорость его перемещения по небу была бы постоянной и астрономические времена года имели бы равную продолжительность. Однако ещё Евктемон и позднее Каллипп установили, что продолжительность сезонов не одинакова: по собственным измерениям Гиппарха, более точным, чем у его предшественников, интервал между весенним равноденствием и летним солнцестоянием составил 94,5 дней, между летним солнцестоянием и осенним равноденствием — 92,5 дней. Поэтому согласно теории Гиппарха дневное светило равномерно движется по эпициклу, центр которого в свою очередь равномерно вращается по деференту. Периоды обоих вращений одинаковы и равны одному году, их направления противоположны, в результате чего Солнце равномерно описывает в пространстве окружность (эксцентр), центр которой не совпадает с центром Земли. Ван дер Варден считает, что аналогичные теории Солнца создавались ещё раньше, в частности, Каллиппом в IV веке до н. э.

Движение Солнца в теории Гиппарха (модель эксцентра). O — центр орбиты Солнца, T — Земля. Через равные промежутки времени Солнце последовательно проходит через точки S1, S2 и т. д. таким образом, что углы S1OS2, S2OS3 и т. д. равны. Однако ввиду эксцентрического положения Земли углы S1TS2, S2TS3 и т. д. оказываются разными, что приводит к неравномерности движения Солнца по эклиптике и неравенству времён года.

Из наблюдений требовалось определить эксцентриситет орбиты (то есть отношение расстояний между центрами Земли и эксцентра) и направление линии апсид (линии, проходящей через центры Земли и эксцентра). Зная продолжительность времён года, Гиппарх решил эту задачу: эксцентриситет орбиты Солнца составляет 1/24, апогей орбиты расположен на угловом расстоянии 64,5° от точки весеннего равноденствия. Теория Гиппарха описывает положение Солнца на небе с очень высокой точностью. Точность определения расстояния Солнца от Земли оказывалась существенно ниже (из-за того, что реальная орбита Земли — эллипс, а не окружность), но соответствующая вариация видимого радиуса Солнца не была доступна для измерения древним астрономам. По мнению Роулинза, Гиппарх создал несколько таких теорий, каждая последующая из которых была точнее предыдущей, причём до нас дошла (благодаря «Альмагесту») только одна из них, притом не самая последняя.

Поскольку, в отличие от Солнца, периоды наиболее быстрого или медленного движения Луны по небу каждый месяц приходятся на новое созвездие, для создания теории движения Луны Гиппарху пришлось предположить, что скорости движения Луны по деференту и эпициклу не совпадают. Для получения орбитальных параметров Гиппарх использовал красивый метод, основанный на использовании трёх лунных затмений, созданной ранее им же теории Солнца и данных более ранних древнегреческих астрономов. Гиппарх создал две теории с несколько различными параметрами. Ввиду сложности движения нашего естественного спутника, лунная теория Гиппарха оказалась не столь успешной, как его теория Солнца, но тем не менее позволила осуществлять предсказания затмений с точностью, недоступной более ранним астрономам, в том числе вавилонским.

Интересно, что по одной из гиппарховых лунных теорий отношение радиусов эпицикла и деферента составляет 327+2/3 к 3144, по второй — 247+1/2 к 3122+1/2. Отношения чисел однозначно определяются из наблюдений, но откуда взялись эти странные единицы? Вопрос оставался неясным до 1991 года, когда Роулинз обнаружил, что при определении радиуса деферента использовались тысячные доли расстояния от Земли до Солнца (астрономической единицы), принятого в древности после Аристарха. Далее, Роулинз утверждает, что астрономическая единица является естественной мерой расстояний для гелиоцентристов, в то время как геоцентристы использовали для этой цели радиус Земли. Действительно, гелиоцентрист Коперник использовал астрономическую единицу, геоцентрист Птолемей — радиус Земли. Отсюда Роулинз делает вывод, что сотрудниками Гиппарха, непосредственными вычислителями, были астрономы, являвшиеся сторонниками гелиоцентризма.

Птолемей сообщает, что Гиппарх не занимался разработкой аналогичных теорий движений планет, ограничившись критикой существовавших в его время теорий. Главный дефект, который выявил Гиппарх в этих теориях, заключался в том, что даваемые ими попятные движения планет всегда имели одни и те же продолжительность и длину.

Вычисление расстояний до Луны и Солнца и их размеров

Геометрическая конструкция, используемая Гиппархом в его определении расстояний до Солнца и Луны.

Первым, кто попытался измерить эти величины, был Аристарх Самосский. По его оценкам, Луна примерно в 3 раза меньше Земли по диаметру, а Солнце в 6,5 раз больше; Солнце в 19 раз дальше от нас, чем Луна. В книге, посвящённой этому вопросу, Аристарх не приводит значение расстояния до Луны, но его можно реконструировать: получается 80 радиусов Земли. По мнению С. В. Житомирского, этим занимался также Архимед, получивший расстояние до Луны около 62 радиусов Земли.

Как сообщают Птолемей и математик Папп Александрийский, Гиппарх написал две книги «О размерах и расстояниях» (περὶ μεγεθῶν καὶ ἀποστημάτων), посвящённые измерению расстояний до Луны и Солнца. Реконструкции попыток Гиппарха определить эти параметры предпринимали Ф. Хюлч (Hultsch), Н. Свердлов, Г. Тумер, Д. Роулинз.

В первой книге Гиппарх использовал наблюдения солнечного затмения, которое в Геллеспонте наблюдалось в полной фазе, а в Александрии в фазе 4/5. Предполагая, что Солнце гораздо дальше от нас, чем Луна, то есть солнечный параллакс пренебрежимо мал, Гиппарх получил минимальное расстояние до Луны 71 и максимальное 83 радиусов Земли. Во второй книге Гиппарх использует метод определения расстояния до Луны, основанный на анализе лунных затмений (в принципе аналогичный использованному ранее Аристархом), и предполагает, что суточный параллакс Солнца составляет 7′ — максимальная величина, при которой он неразличим невооруженным взглядом. В результате получается, что минимальное расстояние до Луны составляет 67 1/3, максимальное 72 2/3 радиусов Земли; расстояние до Солнца, соответствующее суточному параллаксу 7′, составляет 490 радиусов Земли.

По всей видимости, Гиппарх неоднократно возвращался к этой теме. Теон Смирнский и Халкидий утверждают, что он получил объём Солнца в 1880 раз превосходящим объём Земли, и объём Луны — в 27 раз меньшим объёма Земли. Эти числа не совпадают с приводимыми Паппом Александрийским. Зная угловой радиус Луны (1/1300 полного круга по Гиппарху), отсюда можно получить и расстояние до Луны: примерно 69 радиусов Земли, довольно близкое ко второй оценке Гиппарха, согласно Паппу (а если округлить видимый радиус Луны до ближайшей минуты, то есть принять его равным 17′, то мы получим как раз 67 1/3). Наконец, по свидетельству Клеомеда, отношение объёмов Солнца и Земли по Гиппарху равно 1050.

Механика

Гиппарх написал книгу «О телах, движущихся вниз под действием их тяжести», с основными идеями которой мы знакомы в пересказе Симпликия. Гиппарх не разделял концепцию естественных и насильственных движений Аристотеля, согласно которой «тяжёлым» земным телам свойственно движение вниз, к центру мира, а «лёгким» (например, огню) — вверх, от центра. Согласно Симпликию, «Гиппарх пишет, что если бросить кусок земли прямо вверх, причиной движения вверх будет бросившая сила, пока она превосходит тяжесть брошенного тела; при этом, чем больше бросившая сила, тем быстрее предмет движется вверх. Затем, по мере уменьшения силы, движение вверх будет происходить со всё убывающей скоростью, пока, наконец, тело не начнёт двигаться вниз под действием своего собственного влечения — хотя в какой-то мере бросившая сила ещё будет в нём присутствовать; по мере того, как она иссякает, тело будет двигаться вниз всё быстрее и быстрее, достигнув своей максимальной скорости, когда эта сила окончательно исчезнет». По сути дела, здесь перед нами — первая формулировка концепции импетуса, широко распространённой среди средневековых учёных (например, у Иоанна Филопона, Жана Буридана). Симпликий продолжает: Гиппарх «приписывает ту же причину и телам, падающим с высоты. А именно в этих телах также имеется сила, которая удерживала их на высоте, и действием этой силы объясняется более медленное движение тела в начале его падения». Эта концепция Гиппарха напоминает современное понятие потенциальной энергии. К сожалению, перечисленные идеи Гиппарха не получили развития в античности.

Математик и историк науки Лучио Руссо (Russo) полагает, что Гиппарх был знаком с понятием инерции и дал качественное описание действия тяготения. Таким образом он интерпретирует некоторые пассажи в сочинении Плутарха «О лике, видимом на диске Луны». По мнению Руссо, Гиппарх в действительности был гелиоцентристом, но его соответствующие труды не дошли до Птолемея.

Другие работы

Математика. При разработке теорий Луны и Солнца Гиппарх использовал античный вариант тригонометрии. Возможно, он первым составил таблицу хорд, аналог современных таблиц тригонометрических функций.

География. Трактат Гиппарха «Против географии Эратосфена» в трёх книгах до нас не дошёл. Его содержание известно, главным образом, из сообщений Страбона. Гиппарх подверг труд Эратосфена детальной и отчасти несправедливой критике, порицая его преимущественно за внутренние противоречия и недостаточную строгость при определении положения географических пунктов. По мнению Гиппарха, основой для построения географической карты должны служить только точные астрономические измерения широт и долгот и триангуляция для расчёта неизвестных расстояний. Соответствовать этим строгим требованиям Гиппарх и сам был не в силах, а реальные возможности для их выполнения появились не ранее XV—XVI вв.

В области географической теории Гиппарху принадлежат три важных нововведения. Он впервые стал использовать градусную сетку, первый предложил определять широту не только по Солнцу, как это делали уже задолго до него, но и по звёздам, а для определения долготы предложил использовать наблюдения за лунными затмениями. В практической части своей работы, так называемой «таблице климатов», Гиппарх указал широты нескольких десятков городов и местностей. В частности, он дал более точные по сравнению с данными Эратосфена оценки широт Афин, Сицилии и южной оконечности Индии. При вычислении географических широт на основе продолжительности самого долгого светового дня Гиппарх использовал уточнённое значение угла наклона эклиптики — 23°40′ (истинное значение во второй половине II в. до н. э. составляло около 23°43′.), тогда как другим античным авторам было известно только округлённое значение 24°, а Клавдий Птолемей использовал менее точное значение 23°51′. Кроме того, Гиппарх выступал против принятого в его эпоху мнения, что Атлантический и Индийский океаны, а также Каспийское море являются частями единого мирового океана, и предполагал, что ойкумена, то есть обитаемая часть суши, занимает всё пространство от экватора до северного полярного круга. Эта идея Гиппарха нашла своё отражение в «Географии» Птолемея. По сути, весь труд Птолемея представляет собой попытку реализовать идеи Гиппарха о том, какой должна быть география.

Астрология. Возможно, великий астроном не был чужд и астрологии, проникшей в эллинистический мир из Вавилона. Как пишет Плиний Старший, «этот Гиппарх, который не может не заслужить достаточной похвалы… более чем кто-либо доказал родство человека со звёздами и то, что наши души являются частью неба». Гиппарх оказался одним из первых астрономов древности, занявшихся астрологией, и иногда упоминался в древних списках знаменитых астрологов.

Память

В честь Гиппарха назван лунный кратер, астероид (4000) Гиппарх и орбитальный телескоп Европейского космического агентства Hipparcos, предназначенный для астрометрических измерений.

Издания и переводы

  • Клавдий Птолемей. Альмагест / перевод с древнегреческого И. Н. Веселовского. — М.: Наука-Физматлит, 1998.
  • Berger H. Die geographischen Fragmente des Hipparch. — Leipzig: B. G. Teubner, 1869.
  • Dicks D.R. The Geographical Fragments of Hipparchus. — London: Athlon Press, 1960.
  • Manitius K. In Arati et Eudoxi Phaenomena commentariorum libri tres. — Leipzig: B. G. Teubner, 1894. — 376 S.

Примечания

  1. Graßhoff G. The History of Ptolemy’s Star Catalogue. — Springer Verlag, 1990. — ISBN 0-387-97181-5.
  2. Duke D. W. (2002). «Associations between the ancient star catalogs». Archive for the History of Exact Sciences 56 (5): 435—450.
  3. Ксенофон Мусас. Древнегреческий компьютер. «Редкие земли» № 1 (8), 2017, стр.112-117.
  4. Swerdlow N. M. Hipparchus’s determination of the length of the tropical year and the rate of precession, Arch. Hist. Exact Sci., V. 21(4), pp. 291—309, 1979/80. Online
  5. Rawlins D. DIO: The International Journal of Scientific History, V. 9.1, pp. 31-38, 1999. Сайт журнала Архивная копия от 9 февраля 2005 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 23-05-2013 — история, копия)
  6. Псковский Ю. П. Глава I. Астрономы исследуют звезды // Новые и сверхновые звезды. — 2-е изд. — М.: Наука, 1985.
  7. Дамбис А. К., Ефремов Ю. Н. Датировка звёздного каталога Птолемея по собственным движениям, Историко-астрономические исследования, вып. XXVI, сс. 7-25. — M.: Наука, 2001.Online Архивная копия от 22 августа 2006 на Wayback Machine, см. также на Астронете
  8. Georg Thiele, Antike Himmelsbilder: Mit Forschungen Zu Hipparchos, Aratos und Seinen Fortsetzern und Beitragen Zur Kunstgeschichte Des Sternhimmels (1898), английский перевод фрагмента о глобусе Фарнезе
  9. Schaefer B. Discovery of the lost star catalog of Hipparchus on the Farnese Atlas
  10. Duke D. The Farnese Globe Архивная копия от 7 декабря 2006 на Wayback Machine
  11. Rawlins D. Farnese Atlas Celestial Globe: Proposed Astronomical Origins
  12. Swerdlow N. M. Op. cit., 1979/80.
  13. Rawlins D. Op. cit., 1999.
  14. Rawlins D. DIO: The International Journal of Scientific History, V. 1.1, pp. 49-66, 1991. Сайт журнала Архивная копия от 9 февраля 2005 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 23-05-2013 — история, копия)
  15. Rawlins D. DIO: The International Journal of Scientific History, V. 11.1, pp. 5-9, 2002. Сайт журнала Архивная копия от 9 февраля 2005 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 23-05-2013 — история, копия)
  16. Van der Waerden B. L. The Earliest Form of the Epicycle Theory, Journal of the History of Astronomy, Vol. 5, p.175, 1974. Online
  17. Van der Waerden B. L. The Motion of Venus, Mercury and the Sun in Early Greek Astronomy, Archive for History of Exact Sciences, Volume 26, Number 2, 99 — 113, 1982. Online (недоступная ссылка)
  18. Rawlins D. Op. cit., 1991.
  19. Rawlins D. DIO: The International Journal of Scientific History, V. 1.3, pp. 159—162, 1991. Сайт журнала Архивная копия от 9 февраля 2005 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 23-05-2013 — история, копия)
  20. Житомирский С. В. Античная астрономия и орфизм. — М.: Янус-К, 2001.
  21. Swerdlow N. M. Hipparchus on the distance of the sun, Centaurus, V. 14, pp.287-305, 1969.
  22. Toomer G. J. Hipparchus on the Distances of the Sun and Moon, Arch. Hist. Exact Sci. 14, pp.126-142, 1974. Online
  23. Rawlins D. DIO: The International Journal of Scientific History, V. 1.3, pp.168-172, 1991. Сайт журнала Архивная копия от 9 февраля 2005 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 23-05-2013 — история, копия)
  24. Russo L. The astronomy of Hipparchus and his time: A study based on pre-ptolemaic sources, Vistas in Astronomy, V. 38, Pt 2, pp. 207—248, 1994. Сайт журнала
  25. Toomer, 1973.
  26. Издания его фрагментов: Berger H. Die geographischen Fragmente des Hipparch. — Leipzig: B. G. Teubner, 1869.; Dicks D.R. The Geographical Fragments of Hipparchus. — London: Athlon Press, 1960.
  27. Основополагающие работы о географии Гиппарха: Berger H. Die geographischen Fragmente des Hipparch. — Leipzig: B. G. Teubner, 1869.; Dicks D.R. The Geographical Fragments of Hipparchus. — London: Athlon Press, 1960; Neugebauer O. A History of Ancient Mathematical Astronomy. — Pt. 1-3. — Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1975. P. 332—338; Shcheglov D.A. Hipparchus’ Table of Climata and Ptolemy’s Geography // Orbis Terrarum. Bd. 9. 2003—2007. P. 159—192.
  28. Энциклопедический словарь юного географа-краеведа/ Ред. коллегия, Карпов Г.В. (сост.) и др. — М.: Педагогика, 1981. — С. 180—181 — 384 с.
  29. Shcheglov D.A. Hipparchus on the Latitude of Southern India // Greek, Roman, and Byzantine Studies. Vol. 45. 2005. P. 359—380; idem. Eratosthenes’ Parallel of Rhodes and the History of the System of Climata // Klio. Bd. 88. Heft. 2. 2006. P. 351—359; idem. Hipparchus’ Table of Climata and Ptolemy’s Geography // Orbis Terrarum. Bd. 9. 2003—2007. P. 159—192.
  30. Впервые это было показано в работе Diller A. Geographical Latitudes in Eratosthenes, Hipparchus and Posidonius // Klio. 1934. Bd. 27. Heft 3. S. 258—269; см. также Shcheglov D.A. Hipparchus’ Table of Climata and Ptolemy’s Geography. P. 177—180; Rawlins D. Aubrey Diller Legacies
  31. Shcheglov D.A. Ptolemy’s Latitude of Thule and the Map Projection in the Pre-Ptolemaic Geography // Antike Naturwissenschaft und ihre Rezeption (AKAN). Bd. 17. 2007. S. 132—139.

> Литература

Ссылки

  • Бронштэн В. А. Астрономические исследования Гиппарха
  • Идельсон Н. И. Этюды по истории небесной механики (главы «Этюды по истории планетных теорий», «Закон всемирного тяготения и теория движения Луны»)
  • Hipparchus of Rhodes (The MacTutor History of Mathematics archive)
  • Stern D. P. The Moon’s Distance by Hipparchus
  • Биография Гиппарха на сайте Кембриджского университета (англ.)
  • Duke D. Articles on the history of ancient astronomy
  • Rawlins D. Ancient Star Catalog
  • Ulansey D. Hipparchus’s understanding of the precession
  • Josée Sert Hipparchus and the precession of the equinoxes

Механики 1-го тысячелетия до н. э.

Архит (IV век до н. э.) • Евдокс (IV век до н. э.) • Гераклид (IV век до н. э.) • Аристотель (IV век до н. э.) • Архимед (III век до н. э.) • Ктесибий (III век до н. э.) • Филон (III век до н. э.) • Гиппарх (II век до н. э.) • Витрувий (I век до н. э.)

Никто боль­ше Гип­пар­ха — и ника­кая похва­ла за это не будет доста­точ­на ему — не сде­лал для дока­за­тель­ства, что чело­век срод­ни звездам и что наши души — часть неба.

Плиний Старший, «Естественная история», II-26

Гиппарх Никейский — величайший древнегреческий астроном. Родился около 190 г. до н.э. в Никее (ныне город Изник, Турция), жил и работал на Родосе, проводил наблюдения в период 162-127 гг. до н.э. умер приблизительно в 120 г. до н.э.

По словам Бронштэна, в своих трудах Гиппарх разработал шесть тем: это

  1. проблемы календаря,
  2. исследования прецессии,
  3. составление звездного каталога,
  4. изучение движений планет,
  5. Солнца и
  6. Луны.

Обсуждать их все здесь не место, скажу лишь, что, безусловно, важнейшим вкладом ученого было открытие прецессии.

Гиппарху приписывают введение созвездия Малый Конь, вероятно, в его знаменитом каталоге. Возможно, он ввел это созвездие, отобрав некоторые звезды у Дельфина. Дельфин сам-то не сказать какой большой, а уж Малый Конь оказался самым миниатюрным созвездием на греческом небе. (Теперь-то есть поменьше — Южный Крест.)

Работы Гиппарха не сохранились, за исключением «Комментариев» к Арату. Нас же в основном интересует звездный каталог Гиппарха.

Звездный каталог

…он отва­жил­ся на дело, которое было бы дерзким даже для божества: исчислить звезды для сведения потомков…

Плиний Старший, «Естественная история», II-26 Автор Гиппарх Место Родос, Греция Датировка 129 до н.э. Состав 42 созвездия, 850 звезд Статус Не сохранился

Звездный каталог был составлен Гиппархом, ориентировочно, в 129 г. до н.э. Это первый в греческой Ойкумене каталог в современном понимании слова. На данные этого каталога астрономы так или иначе опирались многие-многие столетия — вплоть до появления оптических инструментов.

К сожалению, каталог Гиппарха был утерян и содержание его с трудом поддается реконструкции. Предполагают, что он содержал описание 42 созвездий и включал координаты 850 звезд. Другие исследователи называют отличные цифры. Так, некоторые критики Птолемея утверждают, что каталог его «Альмагеста» один в один скопирован с каталога Гиппарха, и потому, считают они, последний насчитывал более тысячи звезд.

Не так давно появилась версия, что каталог Гиппарха найден. Найден в необычном виде. Профессор астрономии Университета штата Луизиана Брэдли Шефер предположил, что так называемый Атлант Фарнезе содержит информацию о каталоге. (Впрочем, с аналогичной идеей еще 1898 году выступал некий Георг Тиле; я не читал его работы.) Атлант Фарнезе — римская копия II века греческой скульптуры, представляющая собой титана Атланта, держащего на плечах небесную сферу с изображением созвездий. Ныне статуя находится на вилле кардинала Алессандро Фарнезе (внука папы Павла III) в Капрароле в 56 км к северо-западу от Рима.

Число созвездий Атланта — 41. Исследователь утверждает, что изображения созвездий с высокой степенью точности соответствуют эпохе Гиппарха и его описаниям в «Комментариях» к Арату, что Гиппарх, возможно, занимался также и изготовлением небесных глобусов, а потому, де, «каталог» найден. Впрочем, историки науки незамедлительно подвергли теорию лиузианца жесткой критике.

Возвращаясь к реальности, добавлю, что Гиппарх впервые предложил градацию звезд по яркости от 0-ой звездной величины для самых ярких звезд неба до 6-ой для едва различимых глазом. Эта шкала используется до сих пор.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *