Гиппарх фото: Биография Гиппарха Никейского

Содержание

Биография Гиппарха Никейского

Великий древнегреческий ученый и естествоиспытатель Гиппарх (Hipparcos) Никейский появился на свет около 190 года до н.э. в местечке Никея (ныне город Изнея на территории современной Турции). Биографы Гиппарха и историки более поздних времен в своих трудах указывали, что почти всю жизнь знаменитый грек жил и работал на острове Родос. Его первые научные наблюдения датируются 162-м годом до н.э., последние – 127-м. Ушел из жизни Гиппарх там же, где провел всю свою яркую, наполненную великими научными открытиями жизнь, — на Родосе около 120 года до наступления новой эры.

Величайшим достижением Гиппарха научный мир признал открытие и исследование астрономической прецессии – явления, первоначально названного предварением равноденствий. Наблюдая с помощью экваториального кольца за звёздным небом, он заметил перемещения точек равноденствия, и сделал вывод, что в каждом следующем году равноденствие наступает раньше, нежели в предыдущем. Сравнивая самостоятельно выведенные астрономические координаты α Девы/Спика и измерения астронома из древнеегипетской Александрии Тимохариса, Гиппарх определил примерную скорость прецессии – около 1о за сто лет.

Звёздный наблюдатель

Гиппарх в своей обсерватории в Александрии

Наш современник, американский историк астрономии Ноул Свердлов, оценивая неоспоримые заслуги Гиппарха, тем не менее, утверждал, что каталог звёздных координат, которым пользовался грек, был не совсем точным. Современные данные о скорости прецессии составляют 1о за 72 года. Гиппарху для проведения измерений понадобилось вычислить разность между сидерическим и тропическим периодами обращения Земли. Как предположил Свердлов, такие измерения первым провел за сто пятьдесят лет до описываемых событий Аристарх Самосский. В таком случае, основная заслуга грека – в подробнейшем исследовании уникального астрономического явления прецессии, а не в его открытии.

Другим неоспоримым достижением древнегреческого астронома является каталог звезд, который он составил первым из европейских ученых древнего мира. Гиппарх продолжил работу, начатую в III веке до н.э. Тимохарисом, позже – Аристилом Александрийским и Плинием Старшим. В каталог вошли координаты свыше одной тысячи звезд. Идея составления подробного перечня небесных светил из «надлунного мира» появилась у Гиппарха после наблюдения редчайшего астрономического явления – появления в 134 году на небосводе сверхновой в созвездии Скорпиона.

Гиппарх Никейский

Кроме координат в каталог вошли данные о яркости звёзд и предположения об их возможном появлении и исчезновении с небосвода. Гиппарх мог выдвигать гипотезу о том, что звезды на небе не неподвижны. Об этом свидетельствуют потомки: «Места и яркость звезд по Гиппарху, их появление и исчезновение – не движение ли это?». Тем не менее, астрономическая наука считает грека сторонником учения о неподвижности звёздных светил.

Дискутируя о научной составляющей труда Птолемея «Альмагест», российские астрономы Андрей Дамбис и Юрий Ефремов выдвинули предположение о том, что вопреки утверждениям Птолемея о личном наблюдении за звёздами из каталога, его автором является именно Гиппарх. Гипотеза Ефремова и Дамбиса имеет право на существование, так как им удалось определить примерную эпоху составления каталога путём сравнения древних данных о местоположении светил с современными расчётами.

Жизненный календарь

Как и многие другие естествоиспытатели древности, Гиппарх внёс свою лепту в работу над календарём, рассчитав сколько длится тропический год по промежутку между летними солнцестояниями. Их наблюдали Аристарх в 280 году до н.э., и Гиппарх в 135 году до н.э. Современная теория зиждется на расчетах Гиппархом и другими учёными продолжительности метонова цикла (6939 дней 14 часов 15 минут) – теоретической основы определения ежегодных дат Пасхи по ортодоксальному (православному) христианскому календарю.

Тематика трудов Гиппарха обширна, а результаты и до сегодняшнего времени во многом спорны. Не в последнюю очередь благодаря тому, что потомки грека на Олимпе астрономической науки пошли в своих рассуждениях, предположениях и расчётах дальше. Гиппарх — основоположник сложнейших расчетов, краеугольного камня современной астрономии и астрофизики — расстояния от Земли до Луны и Солнца, размеров и параметров орбит обоих светил.

В 1870 году Эрнст Шредер раскрыл концепцию чисел Шредера – свое последнее открытие. Никто не догадывался, что двумя тысячами лет назад величайший астроном древности Гиппарх уже использовал эти числа.

 

Жизнь избранных древнегреческих ученых

У рек Вавилона

Считается, что первые греческие ученые, такие как Фалес и Пифагор, находились под влиянием работ из Египта и Вавилона. Александр Македонский завоевал Египет в 332 г. до н.э. и Вавилон в 331 г. до н.э. После завоеваний произошло еще большее смешение греческой, египетской и вавилонской культур.

Гиппарх принял вавилонскую систему деления окружности на 360 градусов и деления каждого градуса на 60 угловых минут. Система настолько удобна, что мы используем ее до сих пор!

Тригонометрия

Тригонометрия упрощает математику треугольников, облегчая астрономические расчеты. Тригонометрия, вероятно, была изобретена Гиппархом, который составил таблицу хорд углов и сделал ее доступной для других ученых. Аккорды тесно связаны с синусами.

Расстояние от Земли до Луны

Луна показывает значительное количество параллакса, если смотреть из разных мест на Земле, таких как Египет или Греция.

Пример параллакса

Когда вы смотрите на что-то из другого места, оно появляется в другом месте на фоне. В этом примере вы держите палец неподвижно, а разные места — это ваш левый глаз и ваш правый глаз. Фиксированный фон пальца — деревья. Для Гиппарха разными местами были Греция и Египет, а звезды обеспечивали фиксированный фон Луны.

Когда небесное тело демонстрирует значительный параллакс, астрономы могут использовать геометрию для расчета его расстояния от Земли.

Гиппарх использовал параллакс для измерения расстояния Земля-Луна как минимум дважды. Об измерениях сообщил Папп Александрийский:

Измерение 1

Гиппарх обнаружил, что расстояние от Земли до Луны составляет 77 земных радиусов. В стиле современного физика он дал оценки своему результату – минимум 71, максимум 83.

Измерение 2

Гиппарх обнаружил, что расстояние от Земли до Луны составляет 67 1 3 земного радиуса. Его границы были: минимум 62, максимум 72 2 3 .

Замечательный результат

Гиппарх знал, что эти измерения противоречат друг другу, но тем не менее сообщил о них честно. Согласно Теону Смирнскому и Клеомеду, Гиппарх позже уточнил некоторые из своих данных, в том числе поместил солнце значительно дальше от Земли, чем он предполагал вначале. Используя эти новые цифры, Гиппарх нашел расстояние от Земли до Луны, равное 60 1 2 или 61 земной радиус.

Современное значение 60 земных радиусов.

Эратосфен уже точно вычислил радиус Земли, поэтому более 2000 лет назад, во время впечатляющего триумфа человеческого интеллекта, греческие астрономы довольно точно узнали размер нашей планеты и расстояние от нас до Луны.

Сколько длится год?

Чтобы составить точный и последовательный календарь, нам нужно знать, какова продолжительность тропического года — точное количество времени между одним летним солнцестоянием и следующим. Это трудно точно измерить.

Гиппарх провел тщательные наблюдения и получил лучшее значение, чем кто-либо до него. Его окончательная цифра была всего на 6 минут больше.

«Я написал книгу о продолжительности года, в которой показываю, что тропический год содержит 365 дней плюс часть дня, которая не равна точно 1 4 дня, как предполагают математики-астрономы, но который меньше 1 4 примерно на 1 300 ».

Гиппарх

Птолемей, Альмагест

 

Комбинаторика. Затерянный мир

Комбинаторика — важный раздел математики; он имеет дело с тем, сколько существует способов упорядочивания вещей. Он необходим во многих областях, включая информатику, статистическую физику, вероятность и чистую математику.

Гиппарх, кажется, был мастером комбинаторики. Греческий историк первого века нашей эры Плутарх писал в Table Talk :

Хрисипп сказал, что количество составных утверждений, получаемых из десяти простых утверждений, превышает один миллион. Гиппарх возражал ему, показывая, что утвердительно существует 103 049составные операторы…

В 1994 году Дэвид Хаф из Университета Джорджа Вашингтона понял, что 103 049 — это десятое число Шредера. Оно равно количеству способов, которыми 10 разных вещей можно поместить в круглые скобки. Например, 4 оператора можно расположить 11 способами:

xxxx, (xx)xx, x(xx)x, xx(xx), (xxx)x, x(xxx), ((xx)x)x, x(x(xx)),(x(xx))x, x((xx)x), (xx)(xx)

В качестве альтернативы вы можете использовать подход ветвящегося дерева к той же задаче, показанной здесь для 4 заявления.

Есть 11 способов упорядочить 4 утверждения.

5 утверждений можно расположить 45 способами и так далее, пока не будет 10 утверждений, а их можно расположить 103 049 способами. Расчеты Гиппарха были очень продвинутыми. Только в 1870 году Эрнст Шредер заново открыл числа.

Мы узнали о передовых работах Гиппарха в области комбинаторики только из комментария, сделанного Плутархом в книге три века спустя, за которым последовали более поздние открытия современных ученых.

Можно только догадываться, сколько еще древнегреческих достижений нам неизвестны.

Земная прецессия

Наша планета качается во время вращения, как угасающий волчок. Это называется прецессией.

Прецессия Земли

Вы можете увидеть эффект прецессии Земли на изображении слева.

Через какое-то время наш географический Северный полюс (и любое другое место на Земле, откуда вы смотрите вверх) указывает на другое место в космосе.

Чтобы завершить цикл прецессии, чтобы Северный полюс снова указывал на то же место в пространстве, требуется около 26 000 лет. Это означает, что скорость прецессии Земли составляет около 1 градуса каждые 72 года или 1,4 градуса за столетие.

Гиппарх был первым, кто зафиксировал прецессию Земли. Он сделал это, отметив точные места восхода и захода звезд во время равноденствий — два раза в год даты, когда длина ночи и дня равны ровно 12 часам. Он сравнил свои данные с наблюдениями, сделанными более ранним греческим астрономом Тимоархом около 160 лет назад.

Он заметил, что с годами звезды восходят и заходят в несколько разных местах.

Он сказал, что скорость прецессии составляет по крайней мере 1 градус за столетие — довольно хорошее первое приближение.

Учитывая, что большинство греков думали, что Земля не движется, Гиппарх, вероятно, не верил, что ориентация Земли в пространстве меняется: он думал, что небеса медленно перестраиваются.

Открытие Новой

В 134 г. до н.э., наблюдая за ночным небом с острова Родос, Гиппарх открыл новую звезду. Он хорошо знал ночное небо, поэтому мог быть уверен, что эту звезду никогда раньше не видели.

Звездный каталог

Гиппарх завершил звездный каталог примерно из 850 звезд в 130 г. до н.э. Он также построил небесный глобус, показав созвездия и звезды, расположенные на сфере.

В своем каталоге он указал положение звезд и записал их относительную яркость (величину) по шкале от 1 до 6, где 6 едва видно, а 1 очень ярко. Сегодня астрономы продолжают использовать аналогичную систему для звездных величин.

Первоначальный каталог Гиппарха больше не существует. Птолемей сильно полагался на него, когда составлял более крупный каталог в своем Альмагест 300 лет спустя. Птолемей, вероятно, скопировал большую часть своего каталога из каталога Гиппарха, обновив его с учетом прецессии.

Наследие астрономам будущего

Плиний Старший писал в 79 году нашей эры, что Гиппарх подозревал, что неподвижные звезды не так неподвижны, как думали другие люди. В конце концов, Гиппарх видел, как из ниоткуда появилась новая звезда. Он также обнаружил прецессию примерно на 1 градус в столетие.

Гиппарх начал задаваться вопросом, могут ли «неподвижные» звезды двигаться относительно друг друга. Если бы они это делали, созвездия медленно меняли бы свою форму. Он надеялся, что его звездный каталог поможет будущим астрономам выяснить, правда ли это.

Сегодня мы, конечно, знаем, что это правда — это называется собственным движением звезд. Собственное движение было открыто Эдмундом Галлеем в 1718 году, когда он заметил, что звезды Сириус, Арктур ​​и Альдебаран сместились по сравнению с их положением в каталоге Птолемея. Движение не зависит от прецессии.

Эволюция созвездия Большой Медведицы, вызванная собственным движением звезд.

Круг, Сфера, Луна и Солнце

Древние греки твердо верили в совершенство небес, совершенство круга и совершенство сферы.

Рассматривая движения небесных тел, таких как луна и солнце, они думали только о круговом движении.

Их система убеждений, вероятно, была подкреплена их методом расчета. Они использовали инструменты Евклида циркуль и линейку в качестве инструментов для вычислений. Это идеально подходит для решения задач, основанных на окружностях, но не для других кривых.

Впереди могут быть неприятности, Но пока лунный свет…

Сегодня, благодаря Иоганну Кеплеру, мы знаем, что орбиты планет и лун не круги, а эллипсы, скорее похожие на сплющенные круги.

Некоторые эллиптические орбиты имеют очень низкий эксцентриситет, то есть они почти круглые. Другие имеют гораздо более высокий эксцентриситет, что означает, что они сильно раздавлены.

Комета на очень эксцентричной эллиптической орбите вокруг Солнца. Орбита Земли имеет меньший эксцентриситет.

Гиппарх пытался математически объяснить движение солнца и луны, используя только круги. Орбита Луны особенно эксцентрична, поэтому у Гиппарха всегда были проблемы!

На плечах гигантов

Когда мы наблюдаем за Луной в течение года, мы замечаем, что ее размер меняется, указывая на то, что ее расстояние от Земли меняется. Кроме того, меняется скорость, с которой Луна обращается вокруг Земли. Было невозможно согласовать эти наблюдения с луной, которая движется по устойчивой круговой орбите с центром на Земле.

Как и любой современный ученый, Гиппарх начал с проверки литературы. Он обнаружил, что Аполлоний Пергский, математик с высокой репутацией, выдвинул две разные идеи для решения проблемных орбит.

Идея 1: Эксцентрик

Аполлоний предложил воображаемую точку рядом с Землей для движения тела по орбите. Эта точка называется эксцентриком . Тело вращается вокруг эксцентрика, а не вокруг Земли.

Следствием этого является то, что:

  • расстояние тела от земли различно – иногда близко, иногда дальше
  • видно с земли, орбитальная скорость тела меняется

Приятный результат.

Идея 2: Деферент и эпицикл

Аполлоний также предложил деферент и эпицикл.

Круг, называемый деферентом (белые штрихи на изображении), расположен в центре Земли. Воображаемая точка (маленькая белая точка) движется по семявыносящим путям.

Тело вращается вокруг воображаемой точки по небольшой орбите, называемой эпициклом (желтые штрихи на изображении).

Модели Гиппарха Орбиты

Хотя Аполлоний задумал эксцентрик, деферент и эпицикл как теоретические модели, он никогда не применял их на практике.

Гиппарх сделал. Он рассматривал обе модели. Выбрав подходящие значения, он довольно успешно сопоставил модели с реальными движениями солнца и луны и дал отличные предсказания будущих затмений.

Он также создал сцену для знаменитой планетарной модели Птолемея, описанной в Альмагесте 300 лет спустя.

Некоторые личные данные и конец

Очень мало известно о жизни Гиппарха, кроме его работ. Мы не знаем, был ли он когда-либо женат и имел ли детей.

Из сделанных им наблюдений мы можем сделать вывод, что он был в Александрии в 146 г. до н.э. и на Родосе в 127 и 126 г. до н.э.

Мы не знаем, когда он умер, кроме того, что это было после 126 г. до н.э. Если бы он дожил до 70 лет, то умер бы примерно в 120 году до нашей эры, возможно, на греческом острове Родос.

Объявления

Автор этой страницы: The Doc
© Все права защищены.

Информация для цитирования

Автор: Дуглас Стюарт
Название страницы: Hipparchus
Дата публикации: 26 августа 2016 г.
Издатель: FamousScientists.org
Доступно по адресу: https://www.famousscientists.org/hipparchus/

Дополнительная литература
Плиний Старший 17 Естественная история . 79 н.0017 История звездного каталога Птолемея – Исследования по истории математики и физических наук 14
Springer-Verlag, 1990

Оуэн Джинджерих
Небесное око: Птолемей, Коперник, Кеплер
Американский институт физики, 1993

Люсио Руссо
Забытая революция: как наука родилась в 300 г. до н.э. и почему она должна была возродиться
Springer, 2004 г.

Отто Нойгебауэр
История древней математической астрономии
Springer Science & Business Media, 2004 г.

Первая известная карта ночного неба, спрятанная в средневековом пергаменте

В библиотеке монастыря Святой Екатерины на Синайском полуострове в Египте обнаружен палимпсест, содержащий звездные координаты Гиппарха. Фото: Аманда Ан/Алами

Средневековый пергамент из монастыря в Египте оказался удивительным сокровищем. Спрятанное под христианскими текстами, ученые обнаружили то, что, по-видимому, является частью давно утерянного звездного каталога астронома Гиппарха — считается, что это была самая ранняя известная попытка нанести на карту все небо.

Ученые веками искали каталог Гиппарха. Джеймс Эванс, историк астрономии из Университета Пьюджет-Саунд в Такоме, штат Вашингтон, описывает находку как «редкую» и «замечательную». Выдержка опубликована онлайн на этой неделе в Журнале истории астрономии 1 . Эванс говорит, что это доказывает, что Гиппарх, которого часто считают величайшим астрономом Древней Греции, действительно составил карту неба за столетия до других известных попыток. Это также освещает решающий момент в зарождении науки, когда астрономы перешли от простого описания закономерностей, которые они видели в небе, к их измерению и предсказанию.

Рукопись поступила из греческого православного монастыря Святой Екатерины на Синайском полуострове в Египте, но большая часть ее 146 листов сейчас принадлежит Музею Библии в Вашингтоне, округ Колумбия. Страницы содержат Codex Climaci Rescriptus , собрание сирийских текстов, написанных в десятом или одиннадцатом веках. Но кодекс — это палимпсест: пергамент, с которого писец соскоблил старый текст, чтобы его можно было использовать повторно.

Считалось, что более раннее письмо содержит другие христианские тексты, и в 2012 году библеист Питер Уильямс из Кембриджского университета, Великобритания, попросил своих студентов изучить страницы в качестве летнего проекта. Один из них, Джейми Клэр, неожиданно заметил отрывок на греческом языке, который часто приписывают астроному Эратосфену. В 2017 году страницы были повторно проанализированы с использованием современной мультиспектральной визуализации. Исследователи из Электронной библиотеки ранних рукописей в Роллинг-Хиллз-Эстейтс, штат Калифорния, и Университета Рочестера в Нью-Йорке сделали 42 фотографии каждой страницы в различных длинах волн света и использовали компьютерные алгоритмы для поиска комбинаций частот, которые улучшали скрытый текст.

Знаки зодиака

На девяти листах обнаружены астрономические материалы, которые (согласно радиоуглеродному датированию и стилю написания), вероятно, были записаны в пятом или шестом веках. Он включает в себя мифы о звездном происхождении Эратосфена и части известной поэмы третьего века до нашей эры под названием Феномены , в которой описываются созвездия. Затем, просматривая изображения во время изоляции от коронавируса, Уильямс заметил нечто гораздо более необычное. Он предупредил историка науки Виктора Гиземберга во французском национальном научно-исследовательском центре CNRS в Париже. «Я был очень взволнован с самого начала, — говорит Гиземберг. «Сразу стало ясно, что у нас есть звездные координаты».

Этот монтаж с плавным переходом показывает деталь палимпсеста при обычном освещении; при мультиспектральном анализе; и с реконструкцией скрытого текста. Предоставлено: Музей Библии (CC BY-SA 4.0). Фото: Электронная библиотека ранних рукописей/Проект Лазарь, Рочестерский университет; мультиспектральная обработка Кейта Т. Нокса; наброски Эмануэля Зингга.

Сохранившийся отрывок, расшифрованный Гизембергом и его коллегой Эммануэлем Зинггом из Сорбоннского университета в Париже, занимает около страницы. В нем указаны длина и ширина в градусах созвездия Северная Корона, северной короны, и даны координаты звезд на крайнем севере, юге, востоке и западе.

Несколько свидетельств указывают на Гиппарха как на источник, начиная с идиосинкразического способа выражения некоторых данных. И, что особенно важно, точность измерений древнего астронома позволила команде датировать наблюдения. Явление прецессии, при котором Земля медленно качается вокруг своей оси примерно на один градус каждые 72 года, означает, что положение «неподвижных» звезд на небе медленно меняется. Исследователи смогли использовать это, чтобы проверить, когда древний астроном должен был делать свои наблюдения, и обнаружили, что координаты соответствуют примерно 129°.до н.э. — во времена работы Гиппарха.

До сих пор, говорит Эванс, единственным сохранившимся от древности звездным каталогом был каталог, составленный астрономом Клавдием Птолемеем в Александрии, Египет, во втором веке нашей эры. Его трактат Альмагест , один из самых влиятельных научных текстов в истории, изложил математическую модель космоса с Землей в центре, которая была принята более 1200 лет. Он также дал координаты и величины более 1000 звезд. Однако в древних источниках несколько раз упоминается, что человеком, впервые измерившим звезды, был Гиппарх, работавший на греческом острове Родос за три века до этого, примерно между 190 и  120 г. до н.э.

Местоположение, местоположение, местоположение

Вавилонские астрономы ранее измерили положения некоторых звезд вокруг зодиака, созвездий, лежащих вдоль эклиптики — годового пути Солнца относительно неподвижных звезд, как видно с Земли. Но Гиппарх был первым, кто определил положение звезд, используя две координаты, и составил карту звезд по всему небу. Среди прочего, именно Гиппарх первым обнаружил прецессию Земли и смоделировал видимое движение Солнца и Луны.

Гиземберг и его коллеги использовали данные, которые они обнаружили, чтобы подтвердить, что координаты трех других звездных созвездий (Большая Медведица, Малая Медведица и Дракон) в отдельной средневековой латинской рукописи, известной как Aratus Latinus , также должны быть получены непосредственно от Гиппарха. . «Новый фрагмент делает это намного яснее», — говорит Матье Оссендривер, историк астрономии из Свободного университета Берлина. «Этот звездный каталог, который витал в литературе как нечто почти гипотетическое, стал очень конкретным».

Лучшая карта Млечного Пути показывает миллиард движущихся звезд

Исследователи считают, что первоначальный список Гиппарха, как и у Птолемея, включал наблюдения почти за каждой видимой звездой на небе. Без телескопа, говорит Гиземберг, он должен был использовать визирную трубу, известную как диоптра, или механизм, называемый армиллярной сферой. «Это представляет собой бесчисленное количество часов работы».

Отношения между Гиппархом и Птолемеем всегда были туманными. Некоторые ученые предполагают, что каталога Гиппарха никогда не существовало. Другие (начиная с астронома шестнадцатого века Тихо Браге) утверждали, что Птолемей украл данные Гиппарха и объявил их своими. «Многие люди думают, что Гиппарх был поистине великим первооткрывателем», — говорит Гиземберг, тогда как Птолемей был «потрясающим учителем», составившим работы своих предшественников.

Из данных во фрагментах команда делает вывод, что Птолемей не просто скопировал числа Гиппарха. Но, возможно, ему следовало бы: наблюдения Гиппарха кажутся заметно более точными, а координаты, считанные до сих пор, точны с точностью до одного градуса. И тогда как Птолемей основывал свою систему координат на эклиптике, Гиппарх использовал небесный экватор, систему, более распространенную на современных звездных картах.

Рождение поля

Открытие «обогатило наше представление» о Гиппархе, говорит Эванс. «Это дает нам захватывающее представление о том, что он на самом деле сделал». При этом он проливает свет на ключевое развитие западной цивилизации — «математизацию природы», когда ученые, стремящиеся понять Вселенную, перешли от простого описания увиденных закономерностей к стремлению измерять, вычислять и предсказывать.

Гиппарх был ключевой фигурой, ответственной за «превращение астрономии в предсказательную науку», соглашается Оссендрийвер. В своей единственной сохранившейся работе Гиппарх критиковал более ранних авторов-астрономов за то, что они не заботились о численной точности в своих представлениях об орбитах и ​​небесных сферах.

Считается, что он был вдохновлен своим контактом с вавилонскими астрономами и имел доступ к многовековым их точным наблюдениям. Вавилоняне не интересовались моделированием того, как Солнечная система устроена в трех измерениях, но из-за своей веры в небесные предзнаменования они проводили точные наблюдения и разработали математические методы для моделирования и предсказания времени таких событий, как лунные затмения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *