Как доказать, что Земля движется вокруг Солнца? Как узнать, что Земля вращается.

Небо и звезды издавна привлекали внимание людей. За ними наблюдали, ими любовались, а ученые строили различные гипотезы. И однажды было замечено, что каждая звезда на небе время от времени меняет свое положение, то есть движется. Этот немаловажный факт заставил ученых задуматься о том, что Земля или небо каким-то образом движутся, «вращаются».

Кто открыл, что Земля вращается вокруг Солнца?

• Античные ученые робко предполагали, что Земля и некоторые другие планеты вращаются вокруг Солнца. Примерно во втором веке нашей эры ученый Клавдий Птолемей высказал точку зрения, что Земля не вращается вокруг Солнца. Она, якобы, остается на месте, а вот светило и небо – подвижны. Мнение ученого надолго засело в умы народа. Кстати, теория ученого о так называемом геоцентризме (центральном и главенствующем положении Земли) перекликалась с идеями знаменитого Аристотеля. Но не будем совершенно осуждать Птолемея, ведь он один из немногих, кто считал, что планета Земля имеет форму шара. Также существовали предположения, что не Земля вращается вокруг Солнца, а Меркурий и Венера.
• Время шло. Аристарх, живший в третьем веке нашей эры, говорил о движении Земли относительно Солнца. В пятом веке ученый Ариабхаты придерживался гелиоцентрической теории (в противоположность геоцентрической), он даже приводил свои аргументы. Но также не было четко доказано, что именно Земля вращается вокруг Солнца.
• В Эпоху Возрождения также высказывались светлые мысли о движении Земли относительно Солнца (Николай Кузанский, Леонардо да Винчи).

Однако твердо гелиоцентризм основался лишь в шестнадцатом веке. Произошло это благодаря польскому ученому-астроному Николаю Копернику, кто доказал, что Земля вращается вокруг Солнца. В середине века он издает книгу, где отвергает геоцентрические теории. Коперник четко говорит о следующих движениях планеты Земля:

• Движение вокруг своей оси (один оборот происходит за одни сутки).
• Движение Земли вокруг Солнца (такой оборот длится ровно год).
• Движение Земли деклинационно (также за один год).

Но все же в теории Николая Коперника были промахи, и ее нельзя назвать с точной уверенностью гелиоцентрической. Ученый считал центром системы планет не Солнце, а орбиту Земли. Но все равно вклад Коперника был очень важен для развития дальнейших представлений о Солнечной системе .

Развитие теории после Коперника

Интерес и внимание к наблюдениям и умозаключениям Коперника стали проявлять лишь к концу шестнадцатого века. Одним из выдающихся сторонников теории гелиоцентризма стал Джордано Бруно. Он, кстати, был казнен (сожжен на костре инквизиции) за свои взгляды. Но там, где есть сторонники теории, есть и противники. Оппоненты теории Коперника приводили доводы и опровержения. Но эти аргументы легко были разрушены открытиями Ньютона о земном притяжения и некоторыми другими.

Яркими последователями гелиоцентризма был Иоганн Кеплер (Германия) и Галилео Галилей (Италия). Первый четко установил, что центр планетной системы – Солнце. След в истории ученый оставил в виде законов и таблиц. Галилей же подтверждал теорию Коперника и опровергал мнения его оппонентов. Известно, что итальянского ученого хотели казнить, но Галилей отрекся от своих слов. Есть легенда, что после слов отречения ученый произнес знаменитую фразу: «И все-таки она вертится!»

Несмотря на то, что Коперник доказал, что Земля вращается вокруг Солнца, некоторые ученые продолжали настаивать на своем. Появилась еще и гео-гелиоцентрическая теория. Согласно ей, вокруг Солнца вращались многие планеты, но в совокупности все небесные тела все же двигались вокруг Земли. И все же справедливость и истина восторжествовали. Это произошло в конце семнадцатого века, благодаря упорству и пытливому уму выдающихся ученых. Теперь Солнце бесспорно начали считать центром системы планет. И система теперь зовется Солнечной.

Необходимо также отметить, что Земля вращается вокруг Солнца против часовой стрелки. Это проявляется для нас как смена времен года. То есть полный оборот вокруг Солнца наша планета делает за один год.

Та теория, которую мы знаем и имеем сейчас, была доказана с большим трудом. Немало препятствий она «натерпелась» из-за религиозных взглядов. Были казнены многие ученые, твердо отстаивавшие истину. Нам же остается лишь удивляться их смелости и глубокой любви к науке.

Теория о планетарной системе Николая Коперника.Жизнь замечательных людей.

Еще древнегреческий астроном Аристарх Самосский , живший в 3 веке до н. э., пришел к выводу, что Земля вращается вокруг своей оси и движется вокруг Солнца. Более того, он предположил, что все планеты также обращаются вокруг Солнца (гелиоцентрическая система мира, от греч. Helium - солнечный ).

К сожалению, труды Аристарха на тему гелиоцентрической модели мира не сохранились (единственное его сочинение, которое дошло до нас - «О величинах и расстояниях Солнца и Луны»). О гелиоцентрической теории Аристарха мы знаем лишь из упоминаний в трудах других знаменитых ученых той эпохи: Аэция, Плутарха, Секста Эмпирика и Архимеда. Плутарх в своём сочинении «О лике видимом на диске Луны» пишет, что Аристарх Самосский «пытался объяснять небесные явления предположением, что небо неподвижно, а земля движется по наклонной окружности, вращаясь вместе с тем вокруг своей оси» . А Архимед писал в своём сочинении «Исчисление песчинок» («Псаммит»): «Аристарх Самосский в своих „Предположениях“… полагает, что неподвижные звёзды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности вокруг Солнца, находящегося в её центре, и что центр сферы неподвижных звёзд совпадает с центром Солнца» . Благодаря Архимеду, мы знаем еще об одном важнейшем выводе Аристарха: «размер этой сферы [сферы неподвижных звёзд] таков, что окружность, описываемая, по его предположению, Землёй, находится к расстоянию неподвижных звёзд в таком же отношении, в каком центр шара находится к его поверхности» . Таким образом, Аристарх сделал вывод об огромной удалённости звёзд; что небо не сфера, а целая Вселенная практически бесконечных размеров.

Мы не знаем, какие умозаключения привели Аристарха к гелиоцентрической системе мира. Не знаем мы и того, почему его идеи не получили распространения в Древней Греции. Возможно, причина в том, что Аристарх не представил убедительных доказательств своей теории. Во всяком случае, есть свидетельства того, что гелиоцентрическая картина мира в те времена считалась кощунственной, и философы, придерживающиеся ее, могли подвергаться преследованиям.

Спустя 1800 лет Николай Коперник отдал должное трудам своего предшественника в разработке гелиоцентрической модели мира: в своём эпохальном сочинении «Об обращениях небесных сфер» он упомянул Аристарха как сторонника «подвижности Земли». Однако, когда в 1514-м книга была напечатана, все упоминания о дальновидном греке были тщательно вычищены из текста. Возможно, издатель просто побоялся, что они могут подорвать претензии книги на оригинальность...

Первенство Аристарха в создании гелиоцентрической системы признавали великие астрономы Галилей и Кеплер.

На вопрос какой учёный доказал что земля вращается вокруг солнца заданный автором Нина Тарасова лучший ответ это Если по нашим хрестоматиям, то Коперник. Но в действительности это было известно задолго до него.
В XVI в. великий польский ученый Коперник опроверг ложное мнение о неподвижности Земли и ее центральном положении во Вселенной. Он доказал, что Земля - одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Одновременно она вращается вокруг своей оси. В основе открытия Коперника было правильное убеждение, что не всегда видимые движения тел являются их действительным движением. Когда, например, корабль плавно отходит от берега, то тем, кто находится на нем, кажется, что движется не судно, а берег.
Так же всем нам на Земле кажется, что Земля неподвижна, а Солнце и весь небесный свод движутся вокруг Земли. Но когда было установлено, что Земля движется вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси, то на-блюдаемые движения небесных светил получили правильное объяснение. Ежедневный восход Солнца на востоке и заход его на западе объясняются тем, что сама Земля вместе с нами ежесуточно вращается с запада на восток навстречу Солнцу. Годичное движение Солнца по небу - это отражение движения Земли вокруг Солнца
Источник:

Ответ от Простить [новичек]
Галиллео Галилей

Ответ от Centurion [новичек]
Люди, читайте вопрос полностью, прежде чем что-то писать! Здесь написано: ДОКАЗАЛ, а не предположил. Стоит упомянуть датского астронома Тихо Браге, который собрал очень много данных о планетах и их движении, но описать движение планет полностью смог только Иоганн Кеплер. Он использовал свои незаурядные математические способности и данные, собранный Тихо Браге. Можно сказать, что он составил первое самое близкое к правильному представление солнечной системы, которое и по сей день является верным.

Ответ от Невроз [гуру]
Платон.
Еще греческий философ Платон (427-347 гг. до н. э.) утверждал, что помещать Зем­лю в центр Вселен­ной неверно, а астроном Аристарх из Самоса (310-230 гг. до н. э.) счи­тал, что не звезды движутся вокруг Земли, а она вращается вокруг своей оси.
К тому же Аристарх был убеж­ден, что Земля описывает путь вокруг Солнца. Однако современники не разделялиего точку зрения. Человечество еще не знало о силе тяготения и не могло себе представить, чтобы люди вместе с Землей вверх тормашками неслись в космическом пространстве.
Даже математик и астроном Николай Коперник, который в 1543 году в своей книге «О вращении небесных сфер» первым описал то, о чем оба грека могли лишь догадываться, позднее отрекся от своего учения. На протяжении многих лет Коперник на­блюдал планеты и звезды и изучал старинные рукописи. Он пришел к вы­воду, что Земля - это планета, кото­рая обращается вокруг Солнца. Он даже определил расположение пла­нет и их удаление от Солнца. Но по­чти никто не верил в его теорию.
Спустя шестьдесят шесть лет великий итальянский ученый-астроном Гали-лео Галилей подтвердил правильность выводов Коперника. С помощью недавно изобретенного телескопа он открыл четыре спутника планеты Юпитер, а также обнаружил, что Ве­нера, как и Луна, имеет фазы.
Эти факты можно было объяснить только с помощью учения Коперника, и Галилео Галилей стал его твердым и принципиальным последователем.

8 января 1851 года было доказано, что наша Земля вертится. Это сделал Жан Бернар Леон Фуко благодаря сконструированному им прибору. Впоследствии он был назван маятником Фуко. Более подробно об этом событии вы узнаете из нашей статьи

Понять эксперимент не так-то просто, но попытаемся всё же проникнуть в его суть. Фуко подвесил пятикилограммовый шар из латуни на стальной двухметровой проволоке к потолку. Затем он его раскачал. Что же он смог заметить?

Исследователь зафиксировал поворот плоскости раскачивания на несколько градусов. Какой вывод можно было сделать из этого наблюдения? Только один – Земля вращается!

Демонстрация в Пантеоне

Поздно ночью Фуко записал это гениальное открытие, а месяцем позже собрал академиков в Парижскую обсерваторию. Президент Второй Республики Луи Бонапарт (будущий Наполеон III) потребовал провести опыты Фуко в Пантеоне – архитектурно-историческом памятнике Парижа. Его очень заинтересовало данное открытие.

Исследователь продемонстрировал свой прибор общественности, а также вновь провёл эксперимент. Только шар, подвешенный под самым куполом, уже весил 28 килограмм, а стальная проволока была длиной в 67 метров. Естественно, это делалось для большей наглядности. Крепление маятника было таково, что позволяло производить колебания во всех направлениях. Под креплением было сооружено шестиметровое круговое ограждение , вокруг которого находилась песчаная дорожка. Это было сделано для того, чтобы маятник при её пересечении оставлял отметки.

Период колебаний был 16, 4 секунды. При каждом новом колебании отклонение от пересечения дорожки было приблизительно 3 мм. А за целый час плоскость колебания изменилась практически на 11 градусов! Примерно за 32 часа был совершён её полный оборот.

Немного интересных фактов о маятнике Фуко

Безусловно, данный эксперимент подтвердил, что наша Земля вращается. В ночь с 11-го на 12-е апреля 1931 года маятник был запущен в Исаакиевском соборе. Это было названо триумфом науки над религией. Однако сами представители церкви не усматривали в этом действии опровержения существования Бога. В 1986 году маятник всё же был снят, и до сих пор хранится в подвалах собора.

Действующие модели маятника Фуко есть в Красноярске, Новосибирске, Волгограде, Харькове, Казани и многих других городах. В 2011 в Киевском политехническом институте появился самый большой маятник в СНГ весом в 43 кг. А в 2013 году в Фундаментальной библиотеке МГУ запустили маятник весом в 18 кг.

Маятник Фуко помог решить замысловатую задачу П.Л. Капицы. Прибор был использован для измерения длины суток на Венере, где абсолютная облачность лишает возможности наблюдать небесные светила.

Вернемся теперь к вопросу о том, является ли Земля инерциальной системой отсчета или нет. Для того чтобы выяснить, является ли та или иная система отсчета инерциальной, достаточно сопоставить ускорения тел относительно этой системы отсчета с силами, действующими на эти тела со стороны других тел. Если эти силы объясняют наблюдаемые движения тел, т. е. силы и ускорения во всех случаях удовлетворяют второму закону Ньютона, то система инерциальна. Если же оказывается, что имеются ускорения, которые нельзя объяснить действием других тел, это значит, что система неинерциальна, а ускорения вызываются соответственными силами инерции.

Опыт, доказывающий таким способом неинерциальность Земли (а именно - ее вращение относительно инерциальных систем отсчета), произвел в 1851 г. в Париже французский физик Жан Бернар Леон Фуко (1819-1868). В опыте Фуко производились наблюдения за качаниями маятника, запущенного в определенной плоскости (маятник Фуко). Для того, чтобы можно было в течение достаточно долгого времени наблюдать качания, Фуко применил в качестве маятника груз, подвешенный на очень длинной (67) тонкой проволоке. Период маятника составлял 16с. Чтобы проволока не могла закручиваться, ее верхний конец был укреплен в подшипнике, который мог свободно вращаться вокруг вертикальной оси. На груз маятника действовали только две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила натяжения проволоки, направленная вдоль проволоки вверх. Таким образом, результирующая сил, действующих на маятник, лежала в вертикальной плоскости, проходящей через проволоку, т. е. в плоскости качаний маятника. При запуске маятника принимались меры для устранения толчков в направлении, перпендикулярном к начальной плоскости качаний: для запуска груз оттягивался в сторону от положения равновесия нитью, которая затем пережигалась. В результате маятник начинал двигаться в той вертикальной плоскости, в которой лежала проволока до пережигания нити.

Если бы Земля была инерциальной системой отсчета, то при таком способе запуска маятник и при последующих колебаниях оставался бы в той же самой вертикальной плоскости. Оказалось, однако, что плоскость качаний маятника не оставалась неподвижной по отношению к Земле, а поворачивалась по часовой стрелке (если смотреть на маятник сверху). Траектория движения груза маятника относительно Земли показана на рис. 210. На рисунке для наглядности сильно преувеличен угол поворота плоскости качаний при каждом колебании маятника.

Рис. 210. Траектория груза маятника Фуко (в северном полушарии)

Опыт Фуко производился и в других местах земного шара (в том числе и в южном полушарии, где плоскость качаний поворачивалась против часовой стрелки). Выяснилось, что при приближении к полюсу - северному или южному- угловая скорость поворота плоскости качаний увеличивается и на самом полюсе достигает . Значит, плоскость качаний маятника на полюсе поворачивается относительно Земли с той же скоростью, что и Земля относительно системы отсчета Солнце - звезды, но в обратном направлении. Следовательно, плоскость качаний маятника неизменна в системе отсчета Солнце - звезды. Таким образом, в системе отсчета Солнце - звезды мы наблюдаем только такие ускорения груза маятника, которые сообщают ему другие тела. Это доказывает, что система отсчета Солнце - звезды является инерциальной. Одновременно это доказывает, что Земля- не инерциальная система отсчета, а система, вращающаяся относительно инерциальной с угловой скоростью .

Теперь, исходя из того, что Земля - вращающаяся система отсчета, мы можем объяснить движение маятника Фуко и с точки зрения земного наблюдателя. Так как траектория груза маятника криволинейна, то на него должны действовать силы, перпендикулярные к траектории. Кривизна траектории направлена то в одну, то в другую сторону в зависимости от того, куда движется маятник, вперед или назад. Значит, сила должна менять направление на противоположное при перемене направления движения груза. Эта сила - сила инерции Кориолиса. Действительно, как мы видели в предыдущем параграфе, она направлена перпендикулярно к скорости движущегося тела и при перемене направления движения (качание вперед и назад) направление ее меняется на обратное. Под действием силы Кориолиса траектория груза и оказывается «звездочкой», показанной на рисунке.

Кроме опыта с маятником Фуко, на Земле наблюдаются еще и другие явления, также связанные с силой Кориолиса. На тела, движущиеся в северном полушарии с юга на север, действует сила Кориолиса, направленная на восток, т. е. вправо от направления движения, а на тела, движущиеся с севера на юг,- сила Кориолиса, направленная на запад, т. е. снова вправо от направления движения. Такая сила действует, например, на воду в реках, текущих в северном полушарии. Под действием этой силы вода в реках подмывает правый берег, который поэтому бывает более крутым и обрывистым, чем левый берег. Эту закономерность называют законом Бэра по имени обратившего на нее внимание русского ученого Карла Максимовича Бэра (1792- 1876). По той же причине правые рельсы двухпутных железных дорог на каждой колее изнашиваются немного сильнее левых. В южном полушарии, наоборот, более круты левые берега и быстрее изнашиваются левые рельсы.

Силой Кориолиса объясняется также то, что ветры на Земле образуют огромные вихри - циклоны и антициклоны. Более подробно об этом сказано в § 312.