Poczštki obserwacji nieba16 czerwca 2002
Od czasów starożytnego Babilonu obserwowano niebo nic po to, aby uzyskać obiektywnš wiedzę, lecz wierzono, iż wpływa ono na ludzkie losy. I jest tak w istocie Słońce i Księżyc powodujš zmiany pór roku oraz przypływy mórz i oceanów. Ponieważ od tych zjawisk zależy ludzkie życic, obu ciałom niebieskim oddawano boskš czeć. Inne planety i gwiazdy także były postrzegane jako bóstwa majšce władzę nad ludzkimi losami. Toteż wydawało się, że wiedza na temat gwiazd pozwoli przepowiadać przyszłoć. Mistyczne wierzenia i wiedza praktyczna rozwijały się równolegle. W wiecie starożytnym astronomia i astrologia były tym samym.
Wszystkie wielkie narody starożytnoci - Babilończycy Egipcjanie, Grecy i Chińczycy - od dawna prowadziły dokładne obserwacje nieba. Babilończycy obliczyli nawet długoć roku z dokładnociš do czterech i pół minuty Jednak dla tych kultur astronomia była rodkiem służšcym do astrologicznych przepowiedni. To Babilończycy wymylili znaki zodiaku do dzi używane przez astrologów. Stworzony przez Ptolemeusza geometryczny obraz Wszechwiata, oparty na kołowym ruchu ciał niebieskich, wszedł w skład jego astrologicznego dzieła Almagest. Ten grecki uczony utrzymywał, że z gwiazd można odczytać cechy człowieka, jego wzrost, charakter, a nawet narodowoć.
Wiara w prorocze moce gwiazd przetrwała w chrzecijaństwie, została przejęta przez wiat muzułmański, a w końcu doczekała się odrodzenia w redniowiecznej Europie. Tycho de Brahe, którego skrupulatny katalog gwiazd przyczynił się walnie do podważenia powagi astrologii, był przekonany o jej wiarygodnoci. Jego uczeń Johannes Kepler zarabiał na życie układaniem horoskopów. Jak na ironię jednak to prace de Brahe i Keplera, a tak że Galileusza dostarczyły dowodów koniecznych do uznania astronomii za naukowe studium Wszechwiata, majšce całkiem odmiennš funkcję niż astrologia.
Jak Galileusz rozpoczšł swoje badania?
Badania Galileusza zapoczštkował przypadek. Gdy był on studentem na uniwersytecie w Pizie, zaobserwował, jak kołysze się lampa zwisajšca z kocielnego sklepienia. Zauważył, że każdy cykl ruchu lampy wydaje się trwać tyle samo, choć odległoć, na jakš wychylała się lampa, stawała się coraz mniejsza. W siedem lat póniej jako wykładowca matematyki dowiódł, że czas, jakiego potrzebuje wahadło na wykonanie pełnego wahnięcia, jest w istocie taki sam bez względu na wychylenie. Czas ten jest zależny jedynie od długoci wahadła.
Co więcej, wbrew zgodnemu ze zdrowym rozsšdkiem prawu Arystotelesa, mówišcemu, że większe obiekty spadajš szybciej, Galileusz. stwierdził, że zmiana wagi wahadła nic ma wpływu na okres jego ruchu. Jeszcze póniej, eksperymentujšc z kulami staczajšcymi się po pochyłoci, odkrył, że prędkoć spadajšcych ciał wzrasta jednakowo; także i w tym wypadku ich ciężar nie miał z tym nic wspólnego.
Jakie nowe odkrycia umożliwił teleskop?
W cišgu kilkudziesięciu lat po mierci Galileusza ulepszenia, których dokonano w jego dwóch podstawowych przyrzšdach naukowych- teleskopie i zegarze wahadłowym- bardzo rozszerzyły zapoczštkowanš przez niego rewolucje. Teleskop Galileusza powiększał 32 razu. Okoła polowy XVII w. astronomowie mieli już przyrzšdy długoci 3,6 m powiększajšce 50 razy; a nawet teleskopy długie na ponad 60 m. W tym samym czasie wbudowano w teleskopy urzšdzenia pozwalajšce na okrelanie pozycji gwiazd i rozmiarów planet.
Galileusz zasugerował też, że do regulacji szybkoci zegarów można wykorzystać wahadła. Wczeniejsze zegary były urzšdzeniami prymitywnymi, napędzanymi przez obcišżniki i hamowanymi przez koło zębate. Zastosowanie wahadeł bardzo polepszyło dokładnoć zegarów. Mogły one mierzyć minuty i sekundy; a także okrelać czas ruchu ciał niebieskich.
Liczba odkryć szybko wzrastała. Gdański naukowiec Jan Heweliusz sporzšdził mapę Księżyca. W Holandii Christiaan Huygens odkrył, że zmiany wyglšdu Saturna sš wywoływane przez piercienic. Wioch Gian Domenico Cassini dostrzegł w atmosferze Jowisza ogromnš plamę, która pozwoliła mu zmierzyć czas obrotu tej planety wokół własnej osi- 9 godzin i 56 minut.
W 1670 r. w pewnym pomysłowym dowiadczeniu wykorzystano jednoczenie teleskop i wahadło. Dwóch astronomów- Cassini w Paryżu i Jean Richer w Gujanie Francuskiej - zmierzyło dokładnie w tej samej chwili pozycję Marsa. Ponieważ dzieliło ich około 6400 km, obraz tej planety na tle nieruchomych gwiazd był dla każdego z nich nieco inny. Różnica ta pozwolili Cassiniemu na obliczenie odległoci między Marsem a Ziemiš. Poznawszy ten dystans, Cassini uzyskał miarę, dzięki której mógł obliczyć odległoć do każdej z planet i Słońca. Obliczona przez niego odległoć od Słońca - 140 mln km- jest tylko o 6 procent mniejsza od rzeczywistej. Po raz pierwszy ludzkoć poznała nie tylko budowę, ale także budzšce respekt rozmiary Układu Słonecznego.
Kto zrobił następny krok?
Teleskop ukazał nowy Wszechwiat, lecz choć odpowiedział na kilka pytań, zarazem postawił wiele następnych. Najważniejsze z nich brzmiało: dlaczego Ziemia, a także inne planety i ich księżyce poruszajš się tak, jak się poruszajš? Częciš spucizny po Galileuszu było wytworzenie nowego sposobu mylenia. Kolejne ulepszone modele jego teleskopu wykazały że niebo jest pod pewnym względem podobne do Ziemi- zapełniajš je materialne obiekty rzšdzone tymi samymi prawami. Odkrycie to było podstawš wielkiej rewolucji w astronomii, której kulminacjš w kilkadziesišt lat po mierci Galileusza stały się prace Isaaca Newtona.
Klimat intelektualny w Anglii w połowic XVII w. był zupełnie inny niż we Włoszech. Angielscy naukowcy nic musieli walczyć z religijnymi dogmatami, panowała większa swoboda w eksperymentowaniu i rozwoju wiedzy teoretycznej.
W 1665 r. w swoim domu w Woolsthorpe, w hrabstwie Lincoln, Newton analizował naturę wiatła. Póniej wynalazł potężne narzędzie matematyczne - rachunek różniczkowy badajšcy własnoci pochodnych funkcji.
Newton był pierwszym, który zrozumiał siłę kontrolujšcš ruch ciał niebieskich, choć minęło jeszcze 20 lat, zanim opublikował swoje Zasady matematyczne (Principia mathematica).
Po raz pierwszy została w nich opisana siła grawitacji. Ciała oddziałujš na siebie siłš wprost proporcjonalnš do ich masy Siła ta maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległoci między ciałami. Innymi słowy; jeli odległoć wzrasta dwukrotnie, siła maleje czterokrotnie. Inspiracjš dla matematyki Newtona było zaskakujšco proste spostrzeżenie dokonane przez naukowca w ogrodzie, kiedy zobaczył spadajšce na ziemię jabłko przycišgane siłš grawitacji. Wypadek wydaje się zmylony, a jednak to prawda, nawet jeli jabłko nie spadło na głowę Newtona, jak głosi legenda. Wszystkie ciała- jabłka i księżyce, kamyki i planety- tym samym oddziaływaniom. Prawo grawitacji jest uniwersalne i może być opisane językiem- matematyki. Oto prawdziwa spucizna po Galileuszu.
Wiara w prorocze moce gwiazd przetrwała w chrzecijaństwie, została przejęta przez wiat muzułmański, a w końcu doczekała się odrodzenia w redniowiecznej Europie. Tycho de Brahe, którego skrupulatny katalog gwiazd przyczynił się walnie do podważenia powagi astrologii, był przekonany o jej wiarygodnoci. Jego uczeń Johannes Kepler zarabiał na życie układaniem horoskopów. Jak na ironię jednak to prace de Brahe i Keplera, a tak że Galileusza dostarczyły dowodów koniecznych do uznania astronomii za naukowe studium Wszechwiata, majšce całkiem odmiennš funkcję niż astrologia.
Jak Galileusz rozpoczšł swoje badania?
Badania Galileusza zapoczštkował przypadek. Gdy był on studentem na uniwersytecie w Pizie, zaobserwował, jak kołysze się lampa zwisajšca z kocielnego sklepienia. Zauważył, że każdy cykl ruchu lampy wydaje się trwać tyle samo, choć odległoć, na jakš wychylała się lampa, stawała się coraz mniejsza. W siedem lat póniej jako wykładowca matematyki dowiódł, że czas, jakiego potrzebuje wahadło na wykonanie pełnego wahnięcia, jest w istocie taki sam bez względu na wychylenie. Czas ten jest zależny jedynie od długoci wahadła.
Co więcej, wbrew zgodnemu ze zdrowym rozsšdkiem prawu Arystotelesa, mówišcemu, że większe obiekty spadajš szybciej, Galileusz. stwierdził, że zmiana wagi wahadła nic ma wpływu na okres jego ruchu. Jeszcze póniej, eksperymentujšc z kulami staczajšcymi się po pochyłoci, odkrył, że prędkoć spadajšcych ciał wzrasta jednakowo; także i w tym wypadku ich ciężar nie miał z tym nic wspólnego.
Jakie nowe odkrycia umożliwił teleskop?
W cišgu kilkudziesięciu lat po mierci Galileusza ulepszenia, których dokonano w jego dwóch podstawowych przyrzšdach naukowych- teleskopie i zegarze wahadłowym- bardzo rozszerzyły zapoczštkowanš przez niego rewolucje. Teleskop Galileusza powiększał 32 razu. Okoła polowy XVII w. astronomowie mieli już przyrzšdy długoci 3,6 m powiększajšce 50 razy; a nawet teleskopy długie na ponad 60 m. W tym samym czasie wbudowano w teleskopy urzšdzenia pozwalajšce na okrelanie pozycji gwiazd i rozmiarów planet.
Galileusz zasugerował też, że do regulacji szybkoci zegarów można wykorzystać wahadła. Wczeniejsze zegary były urzšdzeniami prymitywnymi, napędzanymi przez obcišżniki i hamowanymi przez koło zębate. Zastosowanie wahadeł bardzo polepszyło dokładnoć zegarów. Mogły one mierzyć minuty i sekundy; a także okrelać czas ruchu ciał niebieskich.
Liczba odkryć szybko wzrastała. Gdański naukowiec Jan Heweliusz sporzšdził mapę Księżyca. W Holandii Christiaan Huygens odkrył, że zmiany wyglšdu Saturna sš wywoływane przez piercienic. Wioch Gian Domenico Cassini dostrzegł w atmosferze Jowisza ogromnš plamę, która pozwoliła mu zmierzyć czas obrotu tej planety wokół własnej osi- 9 godzin i 56 minut.
W 1670 r. w pewnym pomysłowym dowiadczeniu wykorzystano jednoczenie teleskop i wahadło. Dwóch astronomów- Cassini w Paryżu i Jean Richer w Gujanie Francuskiej - zmierzyło dokładnie w tej samej chwili pozycję Marsa. Ponieważ dzieliło ich około 6400 km, obraz tej planety na tle nieruchomych gwiazd był dla każdego z nich nieco inny. Różnica ta pozwolili Cassiniemu na obliczenie odległoci między Marsem a Ziemiš. Poznawszy ten dystans, Cassini uzyskał miarę, dzięki której mógł obliczyć odległoć do każdej z planet i Słońca. Obliczona przez niego odległoć od Słońca - 140 mln km- jest tylko o 6 procent mniejsza od rzeczywistej. Po raz pierwszy ludzkoć poznała nie tylko budowę, ale także budzšce respekt rozmiary Układu Słonecznego.
Kto zrobił następny krok?
Teleskop ukazał nowy Wszechwiat, lecz choć odpowiedział na kilka pytań, zarazem postawił wiele następnych. Najważniejsze z nich brzmiało: dlaczego Ziemia, a także inne planety i ich księżyce poruszajš się tak, jak się poruszajš? Częciš spucizny po Galileuszu było wytworzenie nowego sposobu mylenia. Kolejne ulepszone modele jego teleskopu wykazały że niebo jest pod pewnym względem podobne do Ziemi- zapełniajš je materialne obiekty rzšdzone tymi samymi prawami. Odkrycie to było podstawš wielkiej rewolucji w astronomii, której kulminacjš w kilkadziesišt lat po mierci Galileusza stały się prace Isaaca Newtona.
Klimat intelektualny w Anglii w połowic XVII w. był zupełnie inny niż we Włoszech. Angielscy naukowcy nic musieli walczyć z religijnymi dogmatami, panowała większa swoboda w eksperymentowaniu i rozwoju wiedzy teoretycznej.
W 1665 r. w swoim domu w Woolsthorpe, w hrabstwie Lincoln, Newton analizował naturę wiatła. Póniej wynalazł potężne narzędzie matematyczne - rachunek różniczkowy badajšcy własnoci pochodnych funkcji.
Newton był pierwszym, który zrozumiał siłę kontrolujšcš ruch ciał niebieskich, choć minęło jeszcze 20 lat, zanim opublikował swoje Zasady matematyczne (Principia mathematica).
Po raz pierwszy została w nich opisana siła grawitacji. Ciała oddziałujš na siebie siłš wprost proporcjonalnš do ich masy Siła ta maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległoci między ciałami. Innymi słowy; jeli odległoć wzrasta dwukrotnie, siła maleje czterokrotnie. Inspiracjš dla matematyki Newtona było zaskakujšco proste spostrzeżenie dokonane przez naukowca w ogrodzie, kiedy zobaczył spadajšce na ziemię jabłko przycišgane siłš grawitacji. Wypadek wydaje się zmylony, a jednak to prawda, nawet jeli jabłko nie spadło na głowę Newtona, jak głosi legenda. Wszystkie ciała- jabłka i księżyce, kamyki i planety- tym samym oddziaływaniom. Prawo grawitacji jest uniwersalne i może być opisane językiem- matematyki. Oto prawdziwa spucizna po Galileuszu.