Heliocentriskā teorija: Heliocentriskā teorija radīja apvērsumu ne tikai astronomijā, bet arī cilvēku domāšanā.
Pirmie teleskopi: Itāļu zinātnieks Galileo Galilejs pavērsa pret debesīm pirmo teleskopu.
Atklājumu laiks: Izrādījās, ka planētas nav spīdoši punkti, bet debess ķermeņi ar kalniem un lejām, pavadoņiem un daudz ko citu.
Viss balstās uz likumiem: Planētu kustība un savstarpējā iedarbība notiek saskaņā ar vispasaules gravitācijas likumu.
Astronomijas hronoloģija (ATSEVIŠĶA LAPA): Nozīmīgākie notikumi astronomijā no pirmsākumiem līdz pat mūsdienām.
Heliocentriskā teorija
16. gadsimts Eiropā bija laiks, kad astronomijā notika būtiskas, revolucionāras izmaiņas priekšstatos par pasaules uzbūvi. Šo revolūciju ievadīja poļu astronoms Nikolajs Koperniks. Viņam likās, ka Ptolemaja planētu kustības teorija ir pārāk sarežģīta. Vēlēdamies atjaunot priekšstatus par planētu kustības vienkāršību un harmoniju, N. Koperniks postulēja heliocentrisko principu – Saule atrodas planētu sistēmas centrā, bet Zeme griežas ap to. Tādā gadījumā debess sfēras redzamās griešanās cēlonis ir Zemes griešanās ap asi, bet gadalaiku maiņas cēlonis ir Zemes riņķošana ap Sauli. Kļuva iespējams izskaidrot arī planētu cilpveida kustību. Heliocentriskā teorija bija aprēķinos vienkāršāka, ko nekavējoties izmantoja astronomi jaunu planētu tabulu sastādīšanai.
Saskaņā ar Kopernika teoriju Saules sistēmas centrā atrodas Saule (Sol), bet planētas riņķo ap to. Zīmējums no N. Kopernika grāmatas “Par debess sfēru griešanos”. 6,1 kb
Patiesības meklējumi bija sākušies, taču tie nebija viegli. Ne visi astronomi atzina Kopernika teoriju. Svarīgs arguments, ko izvirzīja N. Kopernika pretinieki, bija tas, ka Zemes orbitālās kustības gaitā netika novērota zvaigžņu pārvietošanās pie debess sfēras – paralakse. Zvaigžņu milzīgās attālinātības dēļ šo nobīdi izdevās konstatēt tikai četrus gadsimtus vēlāk. Savukārt vienkāršajiem cilvēkiem nenācās viegli samierināties ar domu, ka Zeme nav Visuma centrs, bet tikai viens no daudziem debess ķemeņiem. Pēc neilga laika baznīca aizliedza Kopernika mācību kā ķecerīgu un Aristoteļa principiem neatbilstošu.
Kopernika teorijā ietvertās idejas tālāk attīstīja itāļu filozofs Džordāno Bruno. Viņš uzskatīja, ka Visumā ir bezgalīgi daudz zvaigžņu, ap kurām riņķo apdzīvotas planētas. Dž. Bruno idejas, kuras viņš dedzīgi aizstāvēja, bija tik krasā pretrunā ar baznīcas mācību, ka viņš tika apcietināts un ar inkvizīcijas tiesas spriedumu sadedzināts kā ķeceris. Daudzas šī itāļu filozofa idejas palika nesaprastas, jo nepamatojās uz faktiem, kādus tolaik novēroja. Tomēr viena no tām iegūlās laikabiedru prātos. Tā bija ideja par pasaules daudzveidību.
Pirmie teleskopi
Pirmais, kurš pavērsa teleskopu pret debesjumu, bija itāļu astronoms un fiziķis Galileo Galilejs. Tas notika 1610. gadā un ar šo brīdi astronomijā sākās teleskopu ēra. Uz Mēness G. Galilejs ieraudzīja krāterus, kalnus un ielejas. Tātad varēja pieņemt, ka Mēness nav lode ar gludu virsmu, bet daudzējādā ziņā ir līdzīgs Zemei. G. Galilejs bija ļoti pārsteigts, kad atklāja četrus Jupitera pavadoņus. Abpus Jupiteram viņš ieraudzīja četras mazas zvaigznes, kas mainīja savstarpējo stāvokli, riņķojot ap planētu. Šī “Saules sistēma miniatūrā” netieši apstiprināja Kopernika teoriju, jo nu kļuva zināms, ka pavadoņi ir arī citām planētām, ne tikai Zemei. G. Galilejs sniedza arī tiešu apstiprinājumu Kopernika teorijai. Savā teleskopā viņš novēroja Venērai tādas pašas fāzes kā Mēnesim, to skaitā arī pilno fāzi. Pēc Ptolemaja teorijas Venērai pilna fāze nebija iespējama.
G. Galilejs veic novērojumus ar teleskopu. Vaska figūra Londonas planetārijā. I. Vilka foto. 53,3 kb
Pagriežot teleskopu pret Piena Ceļu un dažiem citiem miglainajiem plankumiem pie debess, G. Galilejs ieraudzīja, ka tie sastāv no milzīga daudzuma vāju zvaigžņu. Tas nozīmēja, ka Visumu veido ļoti daudz zvaigžņu un pasaules robežas ir daudz plašākas nekā uzskatīja līdz tam. Itāļu zinātniekam bija jāpieliek lielas pūles, lai par savu atklājumu patiesumu pārliecinātu laikabiedrus. Tā kā G. Galileja novērojumu rezultāti bija krasā pretrunā ar baznīcas mācību, viņam nācās stāties baznīcas tiesas priekšā un atsacīties no saviem “maldiem”. Taču zinātnieka gars acīmredzot palika nesalauzts, jo leģenda viņam piedēvē vārdus, ko viņš esot teicis pēc tiesas: “Un tomēr tā griežas!”
Teleskopu būve strauji attīstījās. 17. gadsimtā astronomiskajiem pētījumiem izmantoja milzīgi garus teleskopus, kuru garums pārsniedza pat 50 metrus. Tik gari teleskopi bija vajadzīgi, lai novērstu vienlēcas objektīvam piemītošās optiskās nepilnības, kas attēla malas padara krāsainas un pašu attēlu neasu. Lai novērotu ar šādu teleskopu, bija vajadzīga liela prasme. Pirmie teleskopi bija lēcu teleskopi – refraktori, bet 17. gadsimtā radās arī jauna tipa teleskopi. Angļu dabaszinātnieks Īzaks Ņūtons izgatavoja pirmo spoguļteleskopu, kura objektīva diametrs bija tikai 3 cm. Taču tas bija sākums reflektoru “uzvaras gājienam” nākamajos gadsimtos.
Atklājumu laiks
Iepriekšējo gadsimtu laikā astronomi galvenokārt nodarbojās ar debess spīdekļu stāvokļa noteikšanu, turpretī 17. un 18. gadsimtā sākās spīdekļu fizikālās dabas izpēte. Poļu astronoms Jans Hevēlijs sastādīja pirmo precīzo Mēness karti un detalizētas zvaigžņu kartes, kurās ievietoja vairākus jaunus zvaigznājus – Medību Suņus, Žirafi, Ķirzaku, Mazo Lauvu, Sekstantu, Vienradzi, Lapsiņu un Vairogu. Nīderlandiešu zinātnieks Kristians Heigenss atklāja mākoņu svītras uz Jupitera, Marsa polāro cepuri un Saturna gredzenu. Labs debess novērotājs bija franču astronoms Džovanni Kasīni, kurš atklāja vairākus pavadoņus un noteica planētu rotācijas periodus. Angļu astronoms Edmunds Halejs konstatēja, ka vairāku komētu orbītas ir ļoti līdzīgas. Viņš izteica domu, ka tā ir viena un tā pati komēta, un aprēķināja, ka tā atkal parādīsies 1758. gadā. Kaut arī E. Halejs pats šo mirkli nepiedzīvoja, viņa paredzējums apstiprinājās, un kopš tā laika komētu sauc Haleja vārdā.
Viena no pirmajām observatorijām Eiropā bija Griničas observatorija Anglijā, kas dibināta 1675. gadā. I. Vilka foto. 90,6 kb
Astronomi pievērsās arī debess dienvidu puslodes izpētei. E. Halejs sastādīja vienu no pirmajiem dienvidu puslodes zvaigžņu katalogiem. Salīdzinot Ptolemaja veiktos zvaigžņu novērojumus ar 18. gadsimtā veiktajiem novērojumiem viņš atklāja zvaigžņu īpatnējo kustību – to reālo kustību kosmiskajā telpā. Kad zvaigžņu koordinātas sāka mērīt ar precizitāti līdz dažām loka sekundēm, atklājās jauni, līdz šim nezināmi efekti. Angļu astronoms Džeimss Bredlijs konstatēja, ka visas zvaigznes viena gada laikā pie debess sfēras veido nelielas elipses. Šo parādību sauc par aberāciju un tās cēlonis ir Zemes kustība pa orbītu. Ja novērotājs atrodas kustībā, no zvaigznēm nākošā gaisma it kā “nokavējas” un novērotājs redz spīdekli nedaudz nobīdītu. Līdzīgi, ātri ejot lietū lietussargs ir nedaudz jāsašķiebj kustības virzienā. Aberācija ir pierādījums Zemes kustībai ap Sauli.
Viss balstās uz likumiem
Astronomijā visgrūtāk bija atkāpties no Aristoteļa principa par debess ķermeņu kustību pa ideāliem riņķiem. To izdarīja vācu astronoms Johanness Keplers, kurš atklāja, ka planētas kustas pa elipsēm. Viņš formulēja trīs planētu kustības likumus, uz kuru bāzes vēlāk izveidojās jauna astronomijas nozare – debess mehānika. Balstoties uz Keplera likumiem bija iespējams sastādīt precīzas planētu kustības tabulas.
Slavenais dabaszinātnieks Ī. Ņūtons ar prizmu rokās. Vaska figūra Londonas planetārijā. I. Vilka foto. 38,4 kb
Nozīmīgu ieguldījumu astronomijā devis angļu dabaszinātnieks Īzaks Ņūtons. Astronomijas attīstībā ļoti svarīgs bija vispasaules gravitācijas likums. No tā izrietēja vairāki būtiski secinājumi:
- Ķermenis ar mazu masu kustas ap lielu ķermeni pa elipsi. Tādējādi novērojumu rezultātā atklātie Keplera likumi ieguva pamatojumu. Vēl vairāk – kļuva skaidrs, ka kustība pa elipsi ir tikai viens no iespējamiem kustības veidiem. Riņķojošais ķermenis varēja kustēties ap centrālo ķermeni arī pa parabolu vai hiperbolu. Saules sistēmā šādas orbītas ir raksturīgas daudzām komētām.
- I. Ņūtons aprēķināja, ka rotējošai Zemei jābūt saplacinātai pie poliem. Vēlāk veiktie Zemes virsmas mērījumi apstiprināja, ka I. Ņūtonam ir taisnība.
- Zemes formas atšķirība no lodes formas izraisa Zemes ass pārvietošanos telpā – precesiju. I. Ņūtons aprēķināja precesijas konstanti, kuras vērtība labi sakrita ar novērojumos iegūto rezultātu.
- Ar Zemes, Saules un Mēness savstarpējo pievilkšanos I. Ņūtons izskaidroja plūdmaiņas – paisumu un bēgumu.
- No ķermeņu savstarpējās pievilkšanās izriet, ka arī planētas iedarbojas cita uz citu, radot neregularitātes (perturbācijas) savstarpējā kustībā. Ievērojot šīs perturbācijas, ar laiku izdevās izveidot ļoti precīzu planētu kustības teoriju.
