Гиппарх. Основные открытия. Механизм наблюдаемых движений светил. Длина тропического года

Гиппарх. Основные открытия.

Гиппарх - это древнегреческий ученый, один из основоположников астрономии.

Родился он в Нике во втором веке до н. э., но жил на острове Родосе и частью в Александрии. Биографических сведений о Гиппархе почти не имеется.(3)

«Этот Гиппарх, который не может не заслужить достаточной похвалы… более чем кто – либо доказал родство человека со звездами и то, что наши души являются частью неба…Он решился на дело, смелое даже для Богов, - переписать для потомства звезды и пересчитать светила …Он  определил места и яркость многих звезд, чтобы можно было разобрать, не движутся ли они, меняются ли в яркости. Он оставил потомкам  небо в наследство, если найдется тот, кто примет это наследство» – так писал римский историк и естествоиспытатель Плихий Старший о величайшем астрономе Древней Греции.

Из трудов Гиппарха почти ничего не сохранилось. До нас дошло лишь одно его сочинение «Комментарии к Арату и Евдоксу». Другие погибли вмести с Александрийской библиотекой.(4)

Гиппарх первый попытался раскрыть механизм наблюдаемых движений светил. С этой целью он впервые использовал в астрономии предложенный за сто лет до него знаменитым математиком Апполонием Пергским геометрический метод описания неравномерных периодических движений как результат сложения более простых – равномерных круговых. Между тем именно к раскрытию простой сущности наблюдаемых сложенных  астрономических явлений призывал его Платон. Неравномерное периодическое движение можно описать с помощью кругового двумя способами: либо вводя понятие эксценрика-окружности, по которой тело движется равномерно, но центр которой смещен относительно наблюдателя, либо разлагая наблюдаемое движение на два равномерных круговых, с наблюдателем в центре кругового движения. В этой модели по окружности вокруг наблюдателя движется не само тело, а центр вторичной окружности (эпицикла), по которой и движется тело. Первая окружность называется деферентом (несущей). В дальнейшем в древнегреческой астрономии использовались две модели. Гиппарх же использовал первую для описания движения Солнца и Луны.(1)

Для Солнца и Луны он определил положение центров их эксцентриков, и впервые в истории астрономии разработал метод и составил таблицы для предвычисления моментов затмений Составленные Гиппархам таблицы солнечных и лунных затмений  позволяли предсказывать точность - в пределах 1-2 часов. По наблюдениям солнечных и лунных затмений он оценил параллакс Луны и относительные расстояния Луны и Солнца в радиусах земли. Он усовершенствовал цикл повторения лунных фаз и дней солнечного года: ввел учетверенный без одного дня цикл Каллиппа, что однако, не нашло практического применения. Гиппарху также принадлежит введение географической широты и долготы.(2)

По собственным и некоторым тщательно проверенным вавилонским наблюдениям лунных затмений Гиппарх построил теорию движения Луны, также использовал образ эксцентрика, и существенно уточнил различные периоды его (месяцы-апоталистический и т. д.). Вместо сароса он ввел более большой цикл почти в 345 лет(126007 дней + 1 час), который охватывал огромные целые числа различных месяцев (от 4267 до 4612). Это позволило ему уточнить, например, синодический и сидерический месяцы, получив величины, отличающиеся от современных нам данных всего на 0,4 с и 1,7с соответственно.(2)

Появившаяся в 134 году до н. э. новая звезда в созвездии Скорпиона, навела Гиппарха на мысль, что изменения происходят и в мире звезд. Чтобы в будущем легче было замечать подобные изменения, Гиппарх составил, все звезды на шесть классов и назвав самые яркие звездами первой величины.(1)

Сравнивая свои результаты с измерениями координат звезд, проделанными за полтора века до него в Александрии Аристотелем и Гимохирисом, он обнаружил, что все звезды его каталога как бы сместились по долготе, то есть вдоль эклиптики, к востоку от начала отсчета долгот - точки весеннего равноденствия. Иначе говоря, долготы звезд возрастали. Гиппарх нашел  этому явлению простое объяснение. Учтя кинематический принцип относительности движения, он заключил, что сама точка весеннего равноденствия отступает в обратном направлении. Таким образом, экватор как бы перемещается вдоль эклиптики, не меняя своего наклона к ней. В результате Солнце в своем годовом движении с Запада на Восток каждый раз встречает точку весеннего равнодействия немного раньше, не доходя до того места, откуда оно год назад начинало свой путь по эклиптике. Отсюда произошло наименование явления – предварение равнодействия, или, по латыни, прецессия. Гиппарх весьма точно оценил ее величину. Открытие прецессии показало сложность понятия «год» и позволило Гиппарху найти, что солнечный и звездный годы различаются на 15 минут (по современным данным около 20 минут).

Открытие Гиппарха впервые продемонстрировало качественно новую черту Вселенной. Объяснил ее лишь Ньютон.(1)

Гиппарх уточнил длину тропического года, уменьшив предшествующий ему результат Каллиппа (3651/4) на 1/300 дня. Он уточнил также данные Каллиппа о продолжительности сезонов, получил параметры эксцентрической отбиты видимого движения Солнца.(2)

Гиппарх предложил, что солнце обращается вокруг земли равномерно