Верна ли гелиоцентрическая система мира?
Автор: Берт ВинтерМногие считают, что со времен Коперника в центре Солнечной системы находится Солнце (гелиоцентрическая система мира). Это не совсем так. Уже в системе Коперника Земля вращается не вокруг Солнца, а вокруг центра орбиты, который не совпадает с Солнцем. Но это был шаг вперед по сравнению с господствующей тогда геоцентрической системой. Возражения против гелиоцентрической системы сводились к следующему:
1) Если бы Земля вращалась вокруг своей оси, то ее бы разорвало на части центробежными силами, а все предметы с поверхности Земли разлетелись бы в разные стороны; при этом облака на небе вращались бы вместе с Солнцем, а они (по большому счету) неподвижны относительно Земли.
2) Если бы Земля вращалась вокруг Солнца, то наблюдались бы годичные параллаксы звезд, чего не наблюдается.
Возражения довольно серьезные, для того времени, так что не нужно считать всех геоцентристов консервативными идиотами.
Тихо Браге предложил компромиссную гео-гелиоцентрическую систему мира, в которой в центре мира находится неподвижная Земля, вокруг него вращаются Солнце, Луна и звёзды, однако планеты вращаются вокруг Солнца. Начиная с конца XVI века именно эта комбинированная система мира становится главным конкурентом гелиоцентризма. Полностью отказаться от геоцентризма Тихо Браге не смог, ввиду отсутствия наблюдаемого годичного параллакса звезд. Можно было, конечно, предположить, что звезды просто находятся слишком далеко, чтобы их годичный параллакс был заметен, но тогда пришлось бы признать, что звезды имеют чудовищные размеры. Исходя из своих оценок угловых размеров звёзд, Тихо Браге рассчитал, что звезды первой величины должны иметь размеры, больше, чем орбита Сатурна, чтобы их годичный параллакс не был ощутимо заметен. Вот почему он не принял гелиоцентрическую систему мира.
И только после открытия закона всемирного тяготения геоцентрическая система мира была повержена, но отнюдь не гелиоцентрической системой. В рамках новой механики, Земля вращается не вокруг Солнца. Если рассматривать взаимное движение Земли и Солнца (задача двух тел), то решение этой задачи будет довольно простым, если принять, что и Земля, и Солнце вращаются вокруг общего центра масс (барицентра); надо лишь заменить их собственные массы на приведенные. И тогда возникает вопрос: а где находится центр масс? Для пары Земля-Солнце барицентр находится в пределах Солнца, так что можно считать, что Земля вращается вокруг Солнца, но Солнце не стоит на месте, а немного кружится. И это верно для всех планет Солнечной системы, кроме Юпитера. Он обладает громадной массой, и для пары Юпитер-Солнце барицентр находится за пределами Солнца! Таким образом, Солнце реально вращается вокруг центра Солнечной системы!
Однако наличие других планет делает задачу неизмеримо более сложной. Даже задача трех тел не имеет вразумительного решения. Так где же установить центр Солнечной системы? В барицентре?
Ниже на картинке представлен численный расчет движения Солнца (или, точнее, движение барицентра Солнечной системы относительно центра Солнца). Как видно, основную часть своего времени барицентр находится за пределами Солнца, но иногда оказывается внутри Солнца.