Кто первый выяснил что земля круглая
Шарообразная форма Земли: история открытия
У каждого народа формировались собственные представления о том, что представляет собой наша планета. Например, вавилоняне в VI тысячелетии до н. э. были убеждены: Земля — это одна большая гора, окруженная морем, на котором лежит небесная твердь; Солнце вечером прячется под землю и за ночь проходит путь с запада на восток, а утром поднимается на небо и катится в западном направлении по островкам суши — зодиакальным созвездиям, расположенным среди небесного моря.
Между тем китайцы, у которых искусство рисовать карты возникло еще за 1000 лет до н. э., не сомневались, что Земля прямоугольная и плоская, а небо над ней похоже на купол и держится на четырех колоннах. Пятую колонну, установленную посередине, сбил свирепый дракон, поэтому земля накренилась на восток, а небесная сфера — к западу, и все небесные тела устремились именно туда.
Индусы воображали Землю в виде громадной тарелки, покоящейся на слоновьих спинах.
В VII—VI вв. до н. э. древнегреческие мыслители Фалес Милетский, Анаксимандр и Анаксагор представляли, будто все человечество обитает то ли на гигантском пеньке, то ли на доске, то ли на обрубке дерева, которые покачиваются на морских волнах либо парят на подушке из сжатого воздуха. Собственно, на мысли о плоской планете их натолкнули знаменитые классические поэмы «Одиссея» Гомера и «Теогония» Гесиода, поэтому не удивительно, что описанная там картина мира надолго укоренилась в сознании людей.
Прошло два, три, четыре столетия, а серьезные натурфилософы, которые заложили основы учения о том, что вся материя состоит из микроскопических частиц-атомов, и слышали (в частности, от Аристотеля) гипотезы о шарообразности Земли, пытались доказать обратное. Скажем, Демокрит — автор идей бесконечности Вселенной и ее возникновения вследствие столкновений атомов — уверял: будь Земля круглой, Солнце по вечерам пряталось бы за дуговой, а не ровный горизонт. А Эпикур, который экспериментально изучал природу молний, ветров, землетрясений и пр., считал, тем не менее, что атомы падают на плоскую Землю из Космоса, словно снежинки, и так же, кружась, склеиваются между собой в разные крупные тела.
Среди христиан подобные воззрения бытовали вплоть до XVI века. К примеру, византийский купец Козьма Индикоплов в своей «Христианской топографии» описал Вселенную как сундук, внутри которого прячется прямоугольник тверди с горой на севере и морем вокруг. А в сборнике славянских духовных стихов «Голубиная книга» изложена легенда о китах, на которых держится весь мир.
Впрочем, знаменитый греческий математик Пифагор, который жил в VI—V вв. до н. э., за два столетия до Аристотеля, уже догадывался, что наша планета далеко не плоская, а с ним этими знаниями поделился моряк Скилак Кариандский. Аристотель же последовательно доказал предположения Пифагора: уходя за горизонт, суда не уменьшаются постепенно, а словно «проваливаются»; во время лунных затмений Земля отбрасывает на спутник круглую тень; в разных частях света люди видят не одни и те же звезды, то есть светила заслоняются Землей.
Последователю Аристотеля, Эратосфену, даже удалось определить радиус земного шара с погрешностью всего 1 %. Используя скафис — примитивный прибор для измерения углов, состоящий из шеста-гномона и чаши с делениями, — ученый сравнил положение Солнца в одно и то же время в северном египетском городе Александрия и в южной Сиене. На юге ровно в полдень гномон не отбрасывал тени (солнце стояло в зените), а на севере тень от шеста упала на чашу, показав 7,2-градусное отклонение от зенита. Эратосфен знал, что расстояние между двумя городами составляет 800 км, и на этом основании составил формулу: приравнял отношение полного угла (360°) и полученного (7,2°) к отношению неизвестной длины земной окружности и участка в 800 км. Расчеты показали, что экватор Земли простирается на 40 000 км, и, чтобы найти радиус, ученый разделил это число на удвоенное число пи, получив в итоге 6371 км.
Примерно в то же время греческий астроном Аристарх Самосский создал модель Солнечной системы, в которой Земля вращалась вокруг неподвижного Солнца и вокруг собственной оси. Согласно с традиционными взглядами, Аристарх воображал Вселенную заключенной в сферу с прикрепленными к ней звездами, но эта сфера, по его мнению, была практически безграничной. В том, что Земля не только похожа на шар, но и вращается вокруг своей оси, в 1520-х на горьком опыте убедилась команда путешественника Фернана Магеллана. Плывя на запад, моряки за четыре года обогнули всю Землю, но домой вернулись на день позже, чем рассчитывали: из-за того что планета крутится с запада на восток, корабли Магеллана постоянно притормаживали.
В том же XVI в. идею Аристарха на научном уровне поддержал польский астроном Николай Коперник (1473—1543) — в первой версии его знаменитого труда «Об обращении небесных сфер» даже было признание в том, что автор просто развил теорию великого грека.
В XVIII в. человечество заподозрило, что Земля не идеально круглая, а сплюснутая, только вот где — на полюсах или на экваторе, — не знал никто. Чтобы выяснить это, французы отправили в Перу и в приполярную зону две научные экспедиции, которые должны были провести разнообразные измерения местности и видимого небосвода. В результате выяснилось, что 1° меридиана (1/360 линии пересечения Земли с плоскостью, проходящей через ось вращения) на полюсе меньше, чем на экваторе — 110,6 против 111,9 км. Это могло означать одно: планету словно сжали сверху и снизу гигантскими ладонями, превратив в сфероид (вращающийся эллипс).
Кстати, пока французские ученые проводили полевые исследования, английский физик Исаак Ньютон (1643—1727) поставил воображаемый опыт: мысленно «прокопал» тоннели к центру Земли от экватора и от полюса, залил туда воды и «увидел», что экваториальную воду как бы выталкивает центробежная сила, направленная от центра планеты наружу перпендикулярно оси. Значит, заключил ученый, экваториальный тоннель должен быть длиннее полярного, дабы уравновесить жидкости. И чем быстрее крутится какое-либо тело, тем сильнее его сожмет. Впрочем, позже астрофизики выяснили, что всяческие перепады высот грунта и океанического дна делают Землю не идеально эллиптической, а несколько неровной. Эта форма была названа геоидом.
Что интересно, представители разных религий долгое время не могли смириться с идеей неплоской Земли (хотя, вопреки расхожему мнению, и не преследовали адептов «объемной» теории). В конце XIX в. в Англии даже было основано Общество плоской Земли, которое существовало вплоть до начала нашего столетия и с середины ХХ в. включало около 3000 членов. Все они свято верили в то, что астрономические наблюдения — ложь, для чего-то необходимая властям, а фотографии из космоса — наглая подделка.
Как и когда люди узнали, что Земля имеет шарообразную форму
В древности народы мира по-разному представляли то, как выглядит Земля:
индусы изображали ее в виде полусферы, которая покоится на четырех слонах, стоящих на черепахе. Животных обвивает кольцами черная тысячеголовая кобра Шеша, головы змеи подпирают Вселенную;
египтяне считали, что Земля — протяженная долина, вытянутая с севера на юг, которую с четырех сторон окружают горы. В представлении древних египтян ось Земли — гигантское золотое дерево, вершина которого упирается в небо;
вавилоняне верили, что наш дом — круглый остров, плавающий в воде. На Западе острова стоит Вавилон, на Востоке возвышаются горы, перебраться через них невозможно;
китайцы думали, что наша планета — плоский прямоугольник, над которым простирается выпуклое небо;
греки описывали Землю как диск, напоминающий щит воина. В центре диска — суша, омываемая океанами.
Однако некоторые явления, которые замечали наши предки в море и на небе, противоречили древним убеждениям о форме Земли:
когда люди смотрели на приближающиеся к берегу корабли, то замечали, что сперва на горизонте появляются верхушки мачт, затем полностью мачты и только потом корпус корабля. Казалось, что корабли выплывают из-за холма, а это шло вразрез с представлениями о форме Земли;
во время лунных затмений люди видели на поверхности Луны круглую тень от Земли. Это указывало на шарообразность планеты, но в те времена правильно объяснить это явление могли лишь ученые мужи, которых было не так много.
Древнегреческий ученый Эратосфен (276 год до н. э.—194 год до н. э) был одним из первых, кто догадался, что Земля шарообразной формы, и подтвердил свою догадку фактами. Географ вычислил окружность и радиус Земли с помощью эксперимента в конце III века до н.
Эратосфен заметил одну странность: в день летнего солнцестояния в одно и то же время в городах, лежащих на одном меридиане — Александрии (север Египта) и Сиене (сейчас Асуан, юг Египта), Солнце находится в разном положении. В полдень в Сиене светило освещает дно колодца, а значит, “висит” прямо над головой, а в Александрии Солнце не в зените.
Эратосфену пришла в голову идея сравнить высоту светила, или угловое расстояние между зенитом и Солнцем, в этих городах.
Для измерений ученый использовал угломерный инструмент — скафис (древнейшие солнечные часы в виде чаши) и шест — гномон, который установили на дно чаши в вертикальном положении, чтобы он “смотрел в зенит”. Освещенный солнцем шест отбрасывал тень на внутреннюю поверхность скафиса, которую разделили на градусы.
В Сиене в полдень зенитное расстояние светила равнялось 0°. В это же время в Александрии гномон отбрасывал тень, которая падала на деление 7,2°.
Если бы Земля была плоской, то длина теней была бы одинаковой, так как солнечные лучи падали бы на поверхность под одним углом.
Так Эратосфен понял, что поверхность искривлена.
В годы жизни древнегреческого ученого Александрию и Сиену разделяло 5000 стадиев (неизвестно, каким стадием пользовался Эратосфен: греческим, египетским, или другим. Специалисты предполагают, что стадий, который использовал ученый в расчетах, равен 152-179 метрам). Географ сопоставил величину дуги в 7,2° с окружностью в 360° градусов, а расстояние в 5000 стадиев — с длиной окружности земного шара (обозначим X). Уравнение выглядело так:
Эратосфен выяснил, что длина окружности Земли равна 250 000 стадиев, или 40 000 — 50 000 км. Это довольно точное вычисление: спустя десятки веков специалисты узнали, что длина окружности Земли — 40 075 км.
На этом ученый не остановился: географ знал длину окружности планеты и математическую константу, которая выражает отношение длины окружности к ее диаметру — число Пи (3,14), поэтому рассчитал радиус Земли по формуле:
Ученый получил цифру — 39 808 стадиев. Если принять, что Эратосфен использовал стадий, который равнялся 157,2 метрам, то вычисленный радиус составит 6302 км. Эти данные практически совпадают с современными измерениями — 6371 км.
Примитивные технологии помогли Эратосфену провести достаточно точные расчеты размеров нашей планеты, погрешность составила 1-2%. Эксперимент древнегреческого ученого доказал, что земля имеет шарообразную форму, и вошел в историю как важное научное достижение своего времени.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Новое в блогах
Как древний учёный ещё 2260 лет назад смог доказать, что Земля имеет форму шара и назвал её размеры
Как древний учёный ещё 2260 лет назад смог доказать, что Земля имеет форму шара и назвал её размеры
С железобетонной уверенностью можно утверждать, что экспедиция под управлением Фернана Магеллана, совершив кругосветное плавание, абсолютно точно доказала, что наша планета имеет форму схожую с шаром. Увы, сам великий мореплаватель не дожил до возвращения в Европу. Однако и до этого плавания еще в античном мире была доказана шарообразность нашей планеты, причем шли ученые к этому поступательно.
В том что Земля имеет шарообразную форму был убежден величайший философ Древней Греции Платон (поскольку шар это идеальная форма), но доказать свои взгляды он так и не смог. А вот его ученик Аристотель пытался это сделать и достиг определенного успеха. Основных доказательств Аристотель приводил три, но, все они были скорее логическими, нежели строго научными.
Сами доказательства Аристотеля следующие:
1. С перемещением на север Полярная звезда становится все выше над горизонтом. Причем на юге можно увидеть звезды, которые никогда не видны на севере. Это возможно только в случае шарообразности Земли, если бы она была плоская, то все светила были бы видны везде одновременно на одной и той же высоте;
2. Созвездия на экваторе находятся высоко;
3. Если посмотреть на Луну во время ее затмения, то тень отбрасываемая Землей на это небесное тело всегда имеет круглую форму.
Полностью научно обоснованное доказательство шарообразности Земли с конкретными расчетами параметров произвел ученый из Александрии Эратосфен примерно в 240 году до Рождества Христова. Ему рассказывали, что в городе Сиена, расположенном на 5 000 стадий южнее на том же меридиане что и Александрия, в день летнего солнцестояния тень человека смотрящего в глубокий колодец закрывает в нем солнечное отражение. Проще говоря, в этот день предметы не отбрасывают тени, когда Солнце находится в зените.
А дальше в дело вступили простейшие измерения и законы геометрии. Фактически, единственным, что нужно было узнать Эратосфену, так это длину тени от некоего единичного измерительного шеста отбрасываемую им в день летнего солнцестояния в момент нахождения Солнца в зените. Вполне схожий эксперимент поставил дворецкий Брайтон в рассказе сэра Артура Конан Дойла «Обряд дома Месгрейвов».
Это измерение было проведено с помощью скафиса (чашеобразных солнечных часов, разделенных ученым на градусы) и мерного шеста гномона, с отверстием на конце, чтобы по яркой точке точнее проводить измерения тени.
Оказалось, что угол между Солнцем в зените в день летнего солнцестояния в Александрии составляет примерно 7,2 градуса или 1/50 часть круга. А вот в Сиене он в это время равен 0! Теперь можно было вычислить чему равна окружность земного шара.
Оставалось посчитать несложную пропорцию:
7,2/360 = 5 000/ х
Отсюда следует, х = 360*5 000/7,2 = 50*5000 =250 000 стадий.
Это и есть окружность нашей планеты. К сожалению, перевести используемые Эратосфеном стадии в привычные нам километры сейчас практически невозможно, поскольку неизвестно, каким именно стадием пользовался в своих расчетах древнегреческий ученый. В то время использовались стадии, которые нынче составляют 157,2 м, 172,5 м (египетский), 178 м (греческий) и 209,4 м (системы фараонов) соответственно. Были и другие стадии, в том числе олимпийский равный 192,27 м. Так что длина земной окружности по Эратосфену находится в рамках 40 000- 50 000 км.
Согласно нынешним данным длина земной окружности по меридиану (именно ее измерял Эратосфен) равна примерно 40 008, а по экватору около 40 075 км.
На этом древнегреческий ученый не остановился. Он знал формулу связи радиуса окружности с ее длиной:
L = 2 π*R где π= 3,14, а потому смог рассчитать радиус нашей планеты.
R = L/2π = 250 000/2*3,14 = 39 808 стадий.
При использовании стадия в 157,2 м получается 6302 км, при том что усредненный радиус Земли равен 6371 км.
Прошло еще примерно лет 200 и Страбон привел свое логическое доказательство шарообразности Земли — он первый обратил внимание на то, что нижняя часть корабля находящегося на линии горизонта не видна. А это возможно только из-за кривизны поверхности нашей планеты. Кстати, именно кривизна Земли ограничивает расстояние артиллерийского боя кораблей цифрой около 20 км при прямой видимости (немногим больше 100 кабельтовых).
Опубликовано 16 октября 2020 Комментариев 0 | Прочтений 496
Мы привыкли считать, что именно с путешествием Колумба связано открытие шарообразной формы Земли, но это вовсе не так. Дело в том, что Колумб открыл новый континент, но он не был в Азии. Если бы мореплаватель оказался у берегов Индии, он бы понял, что только что доказал шарообразность Земли. Так вот, еще до Колумба были люди, которые стали сильно сомневаться в плоской форме нашей планеты. Например, таковых было много среди античных мыслителей, вполне возможно, что именно их труды и изучал Колумб.
А если взять то, что предмет, который удаляется при своем движении, оставляет видимой только верхнюю свою часть, то логично, что планета имеет форму шара. Именно так мыслили Аристотель и Эратосфен, а Платон считал, что шар- идеальная форма, так что, если Земля и имеет какую-то форму, то идеальную. Такие вот дела.
В 21 веке мы можем свободно наблюдать за небесными телами с поверхности Земли, можем отправиться к ним поближе. Мы можем посмотреть на планету со стороны, разве это не прекрасно? Дабы еще раз доказать, что Земля имеет форму шара можно сказать, что тень Луны круглая, когда планета закрывает Луну собой. Также стоит сказать о том, что массы, из которых состоит планеты стремятся вниз, они придают ей сферическую форму, это понятно.
Кстати, Ватикан не так давно признал, что Земля имеет форму шара, ранее отрицали все, что противоречило хоть как-то Священному Писанию, хотя это и было очевидной истиной. Ученых и вовсе раньше считали еретиками, их подвергали гонениям, как и представителей языческой культуры. Святые отцы сделали вывод, что наука никому не нужна, ведь есть религия, к счастью, они не смогли победить.
И все-таки первым Эратосфен высказался о том, что наша планета имеет форму шара, сделал он это еще в четвертом веке до нашей эры, древнегреческий ученый измерил радиус планеты. Фернан Магеллан в шестнадцатом столетии стал проверять цифры античного гения и сделал вывод, что Эратосфен ошибся всего на 1 процент, вот такое удивление. Но, если говорить об официальном открытии, то именно Галилео Галилей, доказал, что Земля крутится вокруг Солнца, а не наоброт.
Кто первый открыл, что Земля круглая
Сегодня хорошо известно, что планета Земля – шар или очень близко к этому (на экваторе выпуклость из-за вращения Земли).
Когда Христофор Колумб предложил достичь Индии, плывя запад от Испании, он предполагал, что Земля круглая. Индия была источником драгоценных специй и других редких товаров, но доплыть до неё, плывя на Восток было трудно, потому что Африка преграждала путешествие. Догадываясь, что Земля круглая, Колумб хотел достичь Индии.
Даже в древние времена матросы знали, что Земля круглая и древние не только подозревали про сферу, но даже оценивали её размер.
Если вы стоите на берегу и смотрите на корабль, он будет постепенно исчезать из видимости. Но причина не в расстоянии: если есть холм или башня неподалеку, и подняться на вершину после того, как корабль полностью исчезнет, он снова становится видимым. Кроме того если на берегу смотреть внимательно как корабль исчезает из видимости, то замечено, что корпус исчезает первым, в то время как мачты и паруса (дымовая труба) исчезнут последними.
Древние философы о форме и размерах Земли
Греческий философ Аристотель (384-322 до н.э.) утверждал в своих трудах, что земля была сферической. Это он предположил благодаря круговой тени на Луне, во время лунного затмения. Другой причиной было то, что некоторые звезды видны из Египта и не видны севернее.
Александрийский философ Эратосфен пошел один шаг дальше и на самом деле определил размеры земли. В день летнего солнцестояния (21 июня) в городе Сиене в южном Египте (ныне Асуан, возле огромной плотины на реке Нил) в полдень солнце проходило в глубокий колодец. Эратосфен, сам жил в Александрии, возле устья реки, к северу от Сиене, около 5000 стадионов к северу от Сиене (стадион (стадий), размер спортивной арены, была единица расстояния, используемая греками – порядка 180 м). В Александрии солнце на соответствующую дату совсем не достигало зенита, и вертикальные объекты по-прежнему бросали короткие тени. Эратосфен установил, что направление зенита солнца отличается от Зенита на угол, который был равен 1/50 круга, 7,2 градуса, и он оценил окружность Земли, размером 250 000 стадионов (стадий).
Эратосфен также возглавлял Королевскую библиотеку в Александрии, величайшая и наиболее известная библиотека в классической античности. Официально она называлась «храм муз» или «museion», производная от которого является наш современный «музей».
Греческий Посидоний получил аналогичные значение, немного меньше. Араб халиф-Эль-Мамун, правивший в Багдаде с 813 до 833, разослал две команды геодезистов для измерения и от них также получил радиус Земли. По сравнению со значением известным сегодня, эти оценки были очень близки.
Все эти результаты были известны команде Колумба, которых король Фердинанд послал для изучения с Колумбом.
Мы никогда не узнаем Колумб сознательно оправдывал экспедицию для изучения неизвестного или на самом деле считалось, что Индия была не слишком далеко к западу от Испании.
Одно из определений метра
Что касается размера земли, то оно было точно измерено много раз с тех пор и много фото с космоса.
Наиболее заметно: французская академия наук в конце XVIII века. Их целью было разработать новую единицу расстояния, равную одной части в 10 000 000 расстояния от полюса до экватора (Парижский меридиан). В настоящее время это расстояние известно даже более точно, но единица, представленная французской академией по-прежнему используется в качестве стандарта во всех измерениях расстояния. Эта единица измерения называется метр.