หลักฐานการทดลองง่ายๆที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์


24

การทดลองหรือการคำนวณที่ง่ายที่สุดคืออะไรที่ให้หลักฐานว่าโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์? คุณช่วยอธิบายพวกเขาและอ้างอิงประวัติศาสตร์ได้ไหม? คำอธิบายง่ายๆหลายอย่างเช่นการสังเกตที่กล่าวถึงเช่นตำแหน่งสัมพัทธ์ของดาวสองดวงนั้นถูกสังเกตจากโลกแตกต่างกันไปในแต่ละคืนซึ่งจะไม่เป็นจริงหากดาวฤกษ์โคจรรอบโลก แต่การสังเกตการณ์ไม่สอดคล้องกับแบบจำลองที่ดาวฤกษ์โคจรรอบโลกด้วยความเร็วต่างกันในขณะที่โลกยังคงโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ คำอธิบายง่ายๆจะเป็นประโยชน์


13
จริงๆแล้วตามที่ @MarkOlson มีการบันทึกมุมมองทางโลกซึ่งค่อนข้างถูกต้องสำหรับดวงอาทิตย์ / ดวงจันทร์ / ดวงดาวเนื่องจากเราสามารถดูการเคลื่อนไหวทั้งหมดเป็นแบบสัมพัทธ์ ปัญหาเกิดขึ้นกับดาวเคราะห์: พวกมันไม่ได้โคจรรอบโลกเป็นวงกลมอย่างง่าย ๆ หรือแม้กระทั่งวงรี คุณสามารถชดเชยได้โดยใช้ epicycles แต่การมีดาวเคราะห์หมุนรอบดวงอาทิตย์นั้นต้องใช้โครงสร้างที่ประดิษฐ์น้อยกว่า จากตรงนั้นมันเป็นก้าวกระโดดเล็ก ๆ เพื่อรักษาระบบสุริยะของเราในฐานะเป็น heliocentric แทนที่จะให้ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์โคจรรอบโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ โคจรรอบดวงอาทิตย์
barrycarter

6
มันไม่ได้หากโลกพยายามที่จะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วเต่าที่ถือมันจะพังทลาย
Carl Witthoft

4
@barrycarter นั่นคือมีดโกนของ Occam ซึ่งมีประโยชน์ในฐานะที่เป็นหลักการชี้นำ แต่ไม่ใช่ข้อพิสูจน์
Barmar

1
"ธรรมดา" รวมถึงการยอมรับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสมัยใหม่หรือไม่? เพราะถ้าคุณเริ่มยอมรับมวลสัมพัทธ์ของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ "ทุกสิ่งที่โคจรรอบโลก" ไม่สามารถทำงานได้
swbarnes2

2
ดวงอาทิตย์และดาวทำโคจรไปรอบโลก - แต่คณิตศาสตร์มีความซับซ้อนมาก ทางเลือกของกรอบอ้างอิง (โลกนิ่ง, ดวงอาทิตย์นิ่ง, มวลศูนย์กลางของระบบสุริยจักรวาลคือนิ่ง) เลือกเพื่อความสะดวกและ "โลกเป็นนิ่ง" ทำให้คณิตศาสตร์ยากจริงๆ
chrylis -on strike-

คำตอบ:


41

คำตอบเป็นเรื่องน่าขัน: โดยไม่ต้องเครื่องมือที่ดีไม่มีหลักฐาน ผู้คนที่คิดว่าดวงอาทิตย์ไปรอบ ๆ โลกนั้นถูกต้องสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่หลักฐานที่เกิดขึ้นจริงจนถึงต้นปี 1700 และกลางปี ​​1800 เมื่อหลักฐานสองบรรทัดเปิดขึ้นซึ่งแสดงให้เห็นว่าโลกเคลื่อนไหว

ความผิดปกติของแสงดาว

Wikipedia มีคำอธิบายที่ถูกต้อง แต่ซับซ้อนเกินไป วิธีที่ง่ายที่สุดในการคิดเกี่ยวกับมันคือการนึกภาพตัวคุณเองที่ป้ายรถในสายฝนและฝนก็ตกลงมา เมื่อคุณเริ่มเคลื่อนไหวทิศทางของการตกของฝนจะเปลี่ยนไปอย่างชัดเจนเพื่อที่ว่ามันจะตกลงมาจากเบื้องหน้าของคุณและเอียงลงมาหาคุณ นั่นคือความผิดปกติ

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1700 ดาวฤกษ์ถูกค้นพบว่าอยู่ในตำแหน่งขยับและในปี ค.ศ. 1727 เจมส์แบรดลีย์ระบุอย่างถูกต้องว่ามันเป็นแสงดาวเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์ (สำหรับดาวฤกษ์ใด ๆ ในสุริยุปราคาโลกกำลังเคลื่อนเข้าหามันในบางช่วงเวลาของปีและอยู่ห่างจากมันหกเดือนต่อมา)

Parallax

บทความของ Wikipedia เกี่ยวกับ parallaxนั้นดีกว่าและฉันขอแนะนำให้คุณอ่านรายละเอียด โดยทั่วไปถ้าคุณชูนิ้วก่อนที่คุณจะมองด้วยตาซ้ายของคุณและจากนั้นเมื่อตาขวาของคุณปิดมันก็ดูเหมือนจะกระโดดด้วยความเคารพต่อพื้นหลัง - ผนังด้านนอกหรือต้นไม้ด้านนอกหรืออะไรก็ตาม สลับไปมาระหว่างดวงตาของคุณอย่างรวดเร็วเพื่อมองเห็นได้ชัดเจน

ในขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ดาวฤกษ์ใกล้เคียงก็ดูเหมือนจะเปลี่ยนตำแหน่งเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ไกลโพ้นมากขึ้น ประเด็นสำคัญในที่นี้คือมีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่จะสมมติว่าดาวดวงนั้นเล็กกว่าดวงอาทิตย์มาก เมื่อมองผ่านกล้องโทรทรรศน์ดาวฤกษ์จะแสดงดิสก์และถ้ามันเป็นเหมือนดวงอาทิตย์ระยะทางของพวกมันก็อาจถูกอนุมานได้จากดิสก์เหล่านั้น และพวกเขาอยู่ใกล้พอที่ว่าถ้าโลกหมุนไปรอบดวงอาทิตย์จริงๆ แต่มันก็ไม่ได้และการขาดพารัลแลกซ์ที่เห็นได้ชัดเจนนั้นเป็นข้อโต้แย้งเชิงประจักษ์ต่อทฤษฎี Heliocentric

ในความเป็นจริงแน่นอนว่ามีพารัลแลกซ์อยู่ แต่ดาวพารัลแลกซ์ของดาวทุกดวงมีขนาดเล็กมากเพราะมันอยู่ไกลเกินกว่าที่ประมาณไว้จากดิสก์ (ดิสก์ที่มองเห็นได้จริงคือดิสก์ที่เลี้ยวเบนและไม่ใช่ดิสก์ที่แท้จริง แต่มันก็ไม่เป็นเช่นนั้นจนกระทั่งเกือบศตวรรษต่อมาที่การเลี้ยวเบนเริ่มเข้าใจได้) Friedrich Bessel ได้ทำการตรวจสอบพารารัลแลกที่แท้จริงของดาวในปี 1838


9
การเปลี่ยนแปลงในสุดยอดแสงอาทิตย์เป็นที่รู้จักกันตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์และไม่มีใครเชื่อว่าเป็นหนึ่งในโลก heliocentric ดังนั้นไม่ไม่แนะนำอะไรเลยจนกว่าคุณจะทำการตั้งสมมติฐานอื่น ๆ (เช่นว่าดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่ / เคารพโลกหรือ สิ่งที่ชอบความโน้มถ่วงก่อให้เกิดการเคลื่อนไหวของวัตถุสวรรค์) ที่ไม่สอดคล้องกับความไร้เดียงสา มันไม่ได้เป็นหลักฐานโดยตรงของการ heliocentrism (มันควรค่าแก่การจดจำว่าการขาดพารัลแลกซ์ที่มองเห็นได้เกิดขึ้นแล้วในสมัยโบราณหนึ่งในข้อโต้แย้งที่ใช้ต่อต้านการ heliocentrism)
Mark Olson

9
ส่วนที่ 9ของ TheOFloinn ของ"The Great Ptlemaic Smackdown"รายละเอียดเพิ่มทางประวัติศาสตร์ของหลักฐานที่คุณพูดถึงเช่นเดียวกับ Guglielmi ของ 1791 วัดจากด้านข้างแรง Coriolis แสดงการหมุน แปดส่วนก่อนหน้านี้ยังเป็นที่อ่านสนุกของการแทนที่รายละเอียดของ geocentric ด้วยแบบจำลอง heliocentric และหลักฐานที่เป็นไปได้ที่จะเข้าไปยุ่งกับกาลิเลโอ (โดยสถาบันการเมืองขนาดใหญ่ที่โกรธเคืองอย่างสมเหตุสมผล)
Eric Towers

6
คำตอบที่ดี. เรามักจะนึกถึงนักจักรวาลวิทยายุคต้นว่าเป็นคนเรียบง่าย แต่ปฏิเสธความจริงที่ชัดเจน ในความเป็นจริงพวกเขามีข้อโต้แย้งทางเทคนิคที่ดีสำหรับการเชื่อในสิ่งต่าง ๆ เช่น 'โดมคงที่ของดวงดาว' หากไม่มีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับทัศนศาสตร์แหล่งที่มาของจุดที่สามารถปรากฏใหญ่กว่าที่พวกเขาเป็นจริงพวกเขาคิดว่าดาวที่อยู่ห่างไกลจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราอย่างมาก
MichaelB76

6
นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าการสังเกตเฟสของดาวศุกร์ ( en.wikipedia.org/wiki/Phases_of_Venus ) ในปี 1610 ซึ่งตัดความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์โคจรรอบโลกแม้ว่ามันจะสอดคล้องกับทั้งโลกที่โคจรรอบดวงอาทิตย์และดวงอาทิตย์โคจรรอบโลกในขณะที่คนอื่น ๆ ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์
Martin Modrák

2
@littleO: ไม่ใช่การแทงในความมืดจริง ๆ แต่ดูเหมือนว่าจะเป็นการรวมกันของเขาคิดว่า heliocentric สมมติฐานเป็นสง่า - ซึ่งมัน - และธรรมชาติของเขาเอง (แม้จะไม่มีความรอบรู้ในเวลาต่อมาผู้สร้างตำนานให้เขาเขาก็เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ดีมากสำหรับอายุของเขา แต่เขาก็เป็นหนึ่งในคนที่ไม่พึงประสงค์มากขึ้นและชอบขับรถออกจากเพื่อนและผู้มีพระคุณเขาอาจชอบเพราะมัน รบกวนผู้คน.) อ่านหนังสือของโอเว่น Gingerich เกี่ยวกับเขา - หรืออ่าน "The Great Ptlemaic Smackdown" แนะนำความคิดเห็นโหลด้านบน
Mark Olson

19

คุณไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์มากกว่าในทางกลับกันเพราะสิ่งนี้เทียบกับกรอบการอ้างอิงทั้งหมดที่มีความถูกต้องเท่ากัน (แต่บางอันก็สมเหตุสมผลมากกว่าคนอื่น ๆ ) ตัวอย่างเช่นมันเหมาะสมกว่าที่จะใช้มุมมองที่ยึดศูนย์กลางของโลกเป็นมุมมองโลกที่คงที่แทนที่จะเป็นมุมมองทางภูมิศาสตร์ที่ไม่หมุน, heliocentric, barycentric หรือ galactocentric เมื่อสร้างแบบจำลองสภาพอากาศหรือกระแสน้ำ ยกตัวอย่างเช่นมีใครสามารถใช้มุมมองเฮลิเซนทริคหรือแม้แต่กาแลคเซนเซนทริคเพื่อสร้างแบบจำลองสภาพอากาศของโลก แต่การทำเช่นนั้นจะเกินความโง่

ในทางกลับกันเมื่อสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของระบบสุริยะมันสมเหตุสมผลมากกว่าที่จะใช้ heliocentric หรือดีกว่าระบบสุริยะ barycentric มุมมอง อย่างไรก็ตามหนึ่งสามารถใช้มุมมอง Earth-centered, Earth-fixed เพราะเฟรมของการอ้างอิงทั้งหมดมีความถูกต้องเท่ากัน (ในทางทฤษฎี) แน่นอนว่าการทำเช่นนั้นจะทำให้สมการการเคลื่อนที่ค่อนข้างน่าเกลียดและเมื่อก่อนหน้านี้ยังพยายามทำให้สมการการเคลื่อนที่นั้นสัมพันธ์กันอย่างถูกต้อง มุมมองทางโลกศาตร์ยังคงใช้ได้ แต่ในทางทฤษฎี - แม้สำหรับการสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของทางช้างเผือก

ปัญหาเกี่ยวกับมุมมองทางภูมิศาสตร์ไม่ใช่ว่ามันไม่ถูกต้อง (ซึ่งไม่ใช่) ปัญหาคือผู้ให้การสนับสนุนของการตั้งอกตั้งใจ geocentricism (และน่าเศร้ายังคงเถียง) ว่านี่เป็นเพียงมุมมองที่ถูกต้องเท่านั้น อาร์กิวเมนต์นี้ไม่ถูกต้องเนื่องจากกรอบอ้างอิงทั้งหมดอีกครั้งมีความถูกต้องเท่ากัน

หมายเหตุ: เนื่องจากกรอบเฉื่อยนั้นมีความพิเศษในบางกรณีไม่ได้หมายความว่ากรอบเฉื่อยนั้นไม่ถูกต้อง


6
นอกเหนือจากหนึ่งในการทดสอบที่ฉันชื่นชอบเกี่ยวกับกรอบการเคลื่อนที่ของวงโคจรที่ฉันพัฒนาขึ้นสำหรับศูนย์อวกาศจอห์นสันของนาซ่าคือการวางวัตถุในวงโคจรรอบดวงจันทร์ของโลก แต่เพื่อทำแบบจำลองวิวัฒนาการเวลาของวัตถุนั้นจากมุมมอง มุมมอง. มันทำงานได้อย่างน้อยในช่วงเวลาสั้น ๆ ในขณะที่กรอบการอ้างอิงทั้งหมดมีความถูกต้องในทางทฤษฎีเท่ากันตัวเลือกบางตัวจะค่อนข้างหรี่ลงเมื่อเปรียบเทียบกับตัวอื่นเนื่องจากข้อกังวลเกี่ยวกับความแม่นยำเชิงตัวเลข ตัวเลือกของฉันเกี่ยวกับความเฉื่อยที่เป็นศูนย์กลางของดาวเนปจูนนั้นถูกทำให้ลดน้อยลงโดยเจตนา
David Hammen

4
ไม่ได้คุณต้องการความแม่นยำเชิงตัวเลขมากขึ้น! :-)
อุโมงค์

1
กรอบการอ้างอิงทั้งหมดมีความถูกต้องเท่าเทียมกันไม่เป็นความจริง ทั้งกลศาสตร์ของนิวตันและสัมพัทธภาพทั่วไปแยกความแตกต่างระหว่างกรอบอ้างอิงเฉื่อยและไม่มีแรงเฉื่อย (ใน GR เฟรมเฉื่อยเป็นเฟรมที่ตกลงมาได้ฟรี)
Ben Crowell

7
@ BenCrowell ในขณะที่สมการการเคลื่อนที่ในเฟรมเฉื่อยโดยทั่วไปจะดีกว่านี่ไม่ได้ทำให้เฟรมที่ไม่ใช่แรงเฉื่อยไม่ถูกต้อง - เพียงแค่แนะนำกองกำลังสมมติ
Ruslan

1
นอกจากนี้สัมพัทธภาพทั่วไปของสัมพัทธภาพทั่วไปยังนำไปใช้ในลักษณะเดียวกันในทุกกรอบอ้างอิงเฉื่อย สมมุติฐานของนิวตันทำไม่ได้
Ken G

12

หากคุณเริ่มต้นด้วยความคิดที่ว่าดาวเคราะห์ดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และโลกนั้นเป็นวัตถุทั้งหมดที่เคลื่อนที่ผ่านอวกาศยกเว้นดวงดาวที่ตรึงอยู่อย่างเห็นได้ชัดจากนั้นดูหลักฐานที่แสดงว่าพวกมันเคลื่อนที่สัมพันธ์กันอย่างไร จากนั้นในบริบทนั้นมีหลักฐานบางอย่างที่พบได้ในดาราศาสตร์ดาราศาสตร์ด้วยตาเปล่าซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากเครื่องมือนำทางที่มีให้แม้กระทั่งในสมัยโบราณ

รูปแบบของการเคลื่อนที่ที่สังเกตได้ของดาวเคราะห์นั้นเป็นหลักฐานของการโคจรของดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ที่มองเห็นเป็นไปตามรูปแบบบางอย่าง ครั้งแรกที่ดาวพุธและดาวศุกร์:

  • พวกเขามักจะเห็นในบริเวณใกล้เคียงของดวงอาทิตย์
  • การแยกเชิงมุมที่สังเกตของทั้งปรอทและดาวศุกร์จากดวงอาทิตย์มีรูปแบบปกติ
  • ดาวพุธมีระยะห่างสูงสุดที่ใกล้เคียงกับดาวศุกร์มากที่สุดและการแยกเชิงมุมของมันจะเปลี่ยนแปลงในอัตราที่เร็วกว่ามาก
  • ดาวเคราะห์ทั้งสองอยู่ใกล้กับสุริยุปราคาและไม่สั่นคลอนตามปกติ
  • วงโคจรของดาวเคราะห์ทั้งสองรอบดวงอาทิตย์สามารถบันทึกและทำนายได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้สามารถทำได้อย่างไม่ถูกต้องแม้ไม่มีกล้องโทรทรรศน์แม้ว่ามันจะยากมากสำหรับดาวพุธซึ่งอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มาก

เริ่มต้นด้วยหลักฐานของวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่านสวรรค์ผมเชื่อว่าหลักฐานมีไว้สำหรับดาวพุธและดาวศุกร์ที่มีวงโคจรเฮลิเซนทริค เคปเลอร์อธิบายอย่างแม่นยำ แต่ชาวกรีกโบราณสามารถจำลองการเคลื่อนไหวของพวกเขาได้เป็นอย่างดีโดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ในกลไก Antikytheraในข้อตกลงทางภูมิศาสตร์

หากนักดาราศาสตร์ชาวกรีกโบราณต้องการจำลองแบบการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ชั้นในอย่างแม่นยำในแง่ของheliocentricเขาน่าจะมี วิธีที่จะทำคือสมมติว่าดาวที่ตายตัวนั้นได้รับการจับจ้องอย่างแน่นหนาและวัดระยะทางมุมระหว่างพวกเขาทั้งหมดแล้ววางแผนการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่เคลื่อนไหวในหมู่พวกมัน sextantsและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ถูกนำมาใช้โดยเรือโบราณที่ถูกที่มีทักษะสูงแม้จะมีคนดั้งเดิม ดังนั้นสิ่งนี้สามารถทำได้เพื่อให้ตระหนักถึง "การทดลองหรือการคำนวณอย่างง่าย" ที่คุณต้องการ ไม่ว่าจะเคยถูกทำกับคำถามในใจว่าเป็นปัญหาที่แตกต่างกันเล็กน้อย

ทีนี้สำหรับโลกนี้ แม้จะอยู่ในโลกยุคโบราณความสัมพันธ์ระหว่างวันดาวฤกษ์และวันที่ได้รับแสงอาทิตย์ที่เข้าใจกันดี การ precession ของดวงอาทิตย์รอบระนาบสุริยุปราคาเป็นหลักฐานของวงโคจร heliocentric มีเพียงรูปแบบที่จะทำให้ชัดเจน การคำนวณโบราณเกี่ยวกับเวลาของดาวฤกษ์และวัฏจักรของ Metonicแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์บนโลกใบนี้สามารถสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้หากรู้สึกและต้องการ

สำหรับดาวเคราะห์รอบนอกในใจของฉันนี่เป็นสิ่งที่เข้าใจง่าย แต่มีหลักฐานว่ามีวงโคจรเฮลิเซนท์ริกสำหรับพวกมันด้วย แต่สร้างจากแนวคิดที่ว่าโลกและดาวเคราะห์วงโคจรโคจรรอบดวงอาทิตย์ นี้มาจากการสังเกตของพวกเขาเคลื่อนไหวเสื่อมลง ดาวเคราะห์เหล่านี้จะเคลื่อนที่ถอยหลังเข้าคลองกับ "ดาวพื้นหลังคงที่" ในบางช่วงเวลาและเวลาเหล่านั้นสามารถสัมพันธ์กับการแยกเชิงมุมออกจากดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ที่แตกต่างก็เคลื่อนที่ผ่านจักรราศีด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งสัมพันธ์กับความกว้างของการเคลื่อนที่ถอยหลังเข้าคลอง

หากคุณจำลองสิ่งเหล่านี้ด้วยวัตถุก่อดวงอาทิตย์มันเห็นได้ชัดว่าเราอยู่บนดาวเคราะห์ที่อยู่ภายในและเร็วกว่านั้นสังเกตดาวเคราะห์นอกโลกที่ช้ากว่าในวงโคจรของมัน ชาวกรีกโบราณมีความสามารถพอที่จะจำลองการเคลื่อนไหวของดาวอังคารดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ในกลไก Antikytheraของพวกเขาในแง่มุมทางภูมิศาสตร์ ดังนั้นจึงเป็นไปตามแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำและแม่นยำของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์สำหรับดาวเคราะห์ชั้นนอกนั้นอยู่ในอุ้งมือของพวกเขาหากพวกเขาเคยไปถึงมัน

นอกจากนี้ยังมีหลักฐานบางอย่างที่อย่างน้อยบางส่วนนักคิดโบราณก็สามารถถอดรหัสทั้งหมดนี้ในรูปแบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง Aristarchusกรีกโบราณของ Samosมีรูปแบบเป็น heliocentric อย่างไรก็ตามเพลโตและคนอื่น ๆ ดูเหมือนจะไม่เห็นมันและการฟื้นฟูนี้ของกลไก Antikytheraซึ่งเชื่อว่าจะมาดีหลังจากวัน Aristarchus' มีจุดศูนย์กลางของโลก orrery ซึ่งแบบจำลองดาวเคราะห์เคลื่อนไหวเสื่อมลง และความคิดเฮลิเซนทริคยังคงอยู่ในกลุ่มชนทางทิศตะวันตกจนถึงยุคปัจจุบัน บางทีวงโคจรของโลกที่เห็นได้ชัดหรือคำถามของดวงดาว (ไม่ว่าพวกมันควรจะรวมอยู่ในแบบจำลองที่ถูกต้องหรือไม่ก็ตาม) หรือการขาดทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสากล


6
ฉันคิดว่าคุณไม่สนใจความจริงที่ว่าแบบจำลองเฮลิเซนทริคไม่ได้ทำงานที่ดีกว่าในการสร้างแบบจำลองระบบจริงๆจนกว่าคุณจะยอมแพ้ในแวดวง ความพยายามครั้งแรกของแบบจำลองเฮลิเซนทริค (แม้ในช่วงเวลาของกาลิเลโอ) มีปัญหาในการมีข้อยกเว้นมากขึ้นกว่าแบบจำลองทางโลกเนื่องจากการใช้วงกลมซึ่งไม่ได้ผลจริง tofspot.blogspot.com/2013/10/…ดูเหมือนจะทำงานได้ดีในการอธิบายเรื่องนี้
DRF

@DRF คุณอาจบอกได้ว่าฉันเข้าหาสิ่งนี้จากมุมมองของชาวกรีกมีข้อมูลและทฤษฎีเพียงพอหรือไม่หากไม่เข้าใจเพื่อพิสูจน์ความเป็นมนุษย์ในระดับคณิตศาสตร์ฟิสิกส์และเทคโนโลยี? ต่อจากบรรทัดเดียวกันนั้นฉันไม่รู้ แต่ฉันสงสัยว่าคุณต้องมีเลนส์คุณภาพดีเพื่อหักล้างวงโคจรแบบวงกลม กาลิเลโอมีเลนส์ที่ค่อนข้างดีดังนั้นชาวกรีกอาจไม่สามารถแม่นยำในระดับของเขา ฉันไม่แน่ใจ.
wberry

1
กลไก Antikythera มีเกียร์ประหลาดในโมดูลจันทรคติของมันน่าประหลาดใจซึ่งคิดว่าเป็นวงโคจรวงรีของดวงจันทร์ซึ่งฉันคิดว่าอยู่ใกล้เราพอที่จะปรับความเยื้องครึ่งทางได้ แต่สำหรับคนอื่น ๆ ดูเหมือนว่าวงกลมทั้งหมดใน Antikythera โดยมีข้อแม้ที่ไม่สามารถกู้คืนอุปกรณ์ได้ทั้งหมด ฉันไม่ได้เห็นการอ้างอิงออนไลน์กับชาวกรีกที่พูดถึงปัญหาดังกล่าวกับดาวเคราะห์ที่มองเห็นได้
wberry

แม้ว่าผู้เขียนบล็อกของคุณที่คุณเชื่อมโยงจะทำให้เป็นกรณีที่ค่อนข้างดีที่ชาวกรีกสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีวงโคจรรูปไข่ในระดับของพวกเขาหากพวกเขาทำตามกระบวนการคิดทั้งหมดของนักดาราศาสตร์ชาวยุโรปในภายหลังโดยไม่ใช้เลนส์
wberry

5

หลักฐานการทดลองที่ดีที่สุดน่าจะเป็นเคลื่อนไหวเสื่อมลง ข้อมูลไม่ได้รับมาง่าย: ใช้เวลาในการรวบรวมนานไม่ต้องพูดถึงนักดาราศาสตร์จะต้องอยู่ทุกคืนเพื่อให้สามารถตรวจวัดตำแหน่งของวัตถุแต่ละชิ้นได้อย่างระมัดระวัง แต่มันสามารถทำได้ (ชาวกรีกโบราณรู้ตัว) และในโลกสมัยใหม่คุณสามารถใช้ตัวจำลองเช่นStellariumได้

ดาวน์โหลด Stellarium เริ่มต้นและนำทางไปยังตำแหน่งในพื้นที่ของคุณ จากนั้นตั้งค่าการจำลองการทำงานและเร่งความเร็วหลายครั้ง คุณควรเห็นดวงอาทิตย์และดวงดาวรอบตัวคุณ จากนั้นปิดพื้นดิน (เพื่อให้คุณสามารถมองเห็นทั่วโลก) ปิดบรรยากาศ (เพื่อให้คุณสามารถมองเห็นดวงดาวในระหว่างวัน) เปลี่ยนเป็นภูเขาเส้นศูนย์สูตร (Ctrl + M นี่คือภูเขาที่ท้องฟ้าส่วนใหญ่อยู่ หยุดนิ่ง) และซูมออกไปจนถึงดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ทั้งหมดดูเหมือนว่าจะเคลื่อนที่เป็นวงกลม

ตอนนี้ดูการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ทั้งหมดอย่างรอบคอบ คุณจะเห็นว่าดวงจันทร์ (และดวงอาทิตย์) เข้าสู่วงการโดยไม่ชะลอตัว นี่คือสิ่งที่คุณคาดหวังหากพวกเขาไปทั่วโลก อย่างไรก็ตามดาวพุธไม่ได้ติดตามการเคลื่อนไหวนี้ - มันหายไปอย่างชัดเจนรอบดวงอาทิตย์ ดาวอังคารมีพฤติกรรมที่แตกต่างเช่นกัน: มันหมุนไปรอบ ๆ และจากนั้นก็หยุดเดินไปทางด้านหลัง พฤติกรรมสุดท้ายนี้เรียกว่าการเคลื่อนไหวถอยหลังเข้าคลองและคำอธิบายของมันมีอยู่ในดาราศาสตร์โบราณมากมาย ชาวกรีกโบราณมาพร้อมกับทฤษฎีที่ซับซ้อนของ epicycles เพื่ออธิบายว่าดาวเคราะห์นั้นโคจรรอบโลกและเคลื่อนที่เป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบ (ซึ่งสิ่งเหล่านี้ไม่เป็นความจริงในความรู้สมัยใหม่)

อย่างไรก็ตามการเคลื่อนไหวถอยหลังเข้าคลองสามารถอธิบายได้อย่างง่ายดายหากดาวอังคารไม่ได้หมุนรอบโลก แต่ไปรอบดวงอาทิตย์แทน นี่ก็หมายความว่าดาวอังคารจะถอยหลังเข้าคลองเมื่อเราแซงวงโคจรของมัน นอกจากนี้สิ่งนี้ยังอธิบายว่าแต่ละครั้งที่ดาวอังคารไปถอยหลังเข้าคลองมันมีความสว่างมากที่สุดและอยู่บนฝั่งตรงข้ามของท้องฟ้าเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ มันยังอธิบายว่าทำไมดาวพุธถึงวนรอบดวงอาทิตย์

นี่ไม่ได้หมายความว่าแบบจำลองศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ไม่สามารถอธิบายการสังเกตแบบเดียวกันได้ แต่มันง่ายกว่ามาก ในแบบจำลอง heliocentric ทุกดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์บนเส้นทางที่เรียบง่ายวงรี ในแบบจำลองทางโลก (geocentric model) ดาวเคราะห์ทุกดวงจะหมุนรอบโลก นั่นคือเมื่อเราใช้ Occam's Razor และสรุปว่าคำอธิบายที่ง่ายกว่านั้นถูกต้อง


1

... วัฏจักรตามฤดูกาลเป็นหลักฐานเพียงพอที่โลกและดวงอาทิตย์โคจรรอบกันและกัน ไม่ว่า A orbits B หรือ B orbits A จะเป็นข้อโต้แย้งเกี่ยวกับมวลสัมพัทธ์ หากคุณพบว่าการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์อื่น ๆ นั้นสอดคล้องกับพวกมันที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ แต่ไม่ใช่โลกคุณสามารถสรุปได้ว่ามวลของดวงอาทิตย์นั้นมีขนาดใหญ่มากและแทบไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ จากการดึงของโลก


1

การสำรวจโดยละเอียดของดาวทุกดวงในท้องฟ้าแสดงให้เห็นว่าโลกเคลื่อนที่ในวงโคจรรูปไข่ด้วยความเร็วประมาณ 30 กม. / วินาที

เมื่อวัดความเร็วในการมองเห็นของดวงดาวโดยใช้เอฟเฟกต์ Doppler พวกมันจะต้องได้รับการแก้ไขสำหรับการเคลื่อนที่ของโลก หากพวกเขาไม่ใช่แล้วจะเห็นการปรับความเร็วที่ไม่สามารถอธิบายได้โดยมีระยะเวลา 1 ปีและแอมพลิจูดสูงถึง 30 กม. / วินาทีซึ่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทิศทางของดาวฤกษ์ที่เกี่ยวกับวงโคจรของโลก - ดวงอาทิตย์ เครื่องบิน.

แบบจำลองศูนย์กลางโลกล้มเหลวในการอธิบายว่าทำไมผู้สังเกตการณ์บนโลกเห็นตำแหน่งของดวงดาวบนท้องฟ้าเรียกใช้รูปวงรีเป็นระยะ ๆ บนท้องฟ้าด้วยแอมพลิจูด ทั้งหมดมีระยะเวลาหนึ่งปี

บางทีนี่อาจไม่ใช่การทดลอง "ง่าย ๆ " ที่คุณคิด แต่จักรวาลไม่สามารถเข้าใจได้ด้วยตาเปล่าและสามัญสำนึก


1

สิ่งนี้อาจทำให้สิ่งต่าง ๆ มีความซับซ้อน แต่นี่เป็นสิ่งที่ฉันต้องทำ:

  • สร้างพื้นผิวที่เรียบ (ยิ่งใหญ่ยิ่งดีตราบเท่าที่มันยังราบอยู่) เช่นวางกระดานบนพื้นน้ำนิ่ง ๆ
  • วางเสายาว (ยิ่งยาวยิ่งดี) ในแนวตั้งบนพื้นผิวตอนเที่ยง
  • วัดเงา (ทิศทางและความยาว) ซึ่งต้องอยู่บนพื้นผิวที่เรียบ
  • ให้ใครสักคนทำสิ่งเดียวกัน (โดยเฉพาะความยาวเสาเดียวกัน) ในเวลาเดียวกันไกลออกไปทางเหนือของคุณ (ยิ่งไกลยิ่งดี)
  • มีหนึ่งในสามของการวัดเดียวกันที่แน่นอนไกลไปทางทิศใต้ของคุณ

การประเมินการวัดควรสร้าง:

  • พื้นผิวโลกเป็นทรงกลมอย่างเกรี้ยวกราด (ที่จริงแล้วโลกเป็นทรงรีรูปไข่ แต่คุณต้องการการวัดมากกว่า 3 ครั้งเพื่อยืนยันว่า)
  • เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกอยู่ภายในค่าที่รายงาน (+/- ค่าเบี่ยงเบนที่คาดไว้สำหรับข้อผิดพลาดในการวัดและความจริงที่ว่าคุณวัดค่าประมาณคร่าวๆเท่านั้น)
  • การประมาณระยะทางจากโลก - ดวงอาทิตย์อย่างคร่าวๆโดยการวิเคราะห์ตำแหน่ง

การใช้กล้องรูเข็มคุณสามารถประเมินขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่แท้จริงของดวงอาทิตย์ได้อย่างคร่าวๆด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่เห็นได้ชัดและการประมาณระยะทางจากด้านบน แม้แต่การสะสมข้อผิดพลาดในการวัดทั้งหมดความแตกต่างของขนาดระหว่างดวงอาทิตย์และโลกก็ควรเป็นลำดับความสำคัญ

แนบลูกบอลสองลูกไปที่ปลายอีกด้านหนึ่งของก้าน (ก้านที่เบากว่าเมื่อเทียบกับลูกบอลที่ดีกว่า) ลูกบอลต้องมีการประมาณคร่าวๆของการวัดที่กำหนดไว้ด้านบน (เช่นคุณสามารถเดาได้ว่าดวงอาทิตย์เป็นไฮโดรเจนบริสุทธิ์และโลกเป็นเหล็กบริสุทธิ์เพื่อให้ได้ค่าประมาณมวล) แนบเชือกกับแกนและหาจุดสมดุล เป็นไปได้มากว่ามันจะเป็นวิธีที่ลูกบอลที่เป็นตัวแทนของดวงอาทิตย์ (คุณจำเป็นต้องรองรับน้ำหนักของแกน)

ตอนนี้คุณสามารถทำให้ทั้งสองลูกวงกลมกันขณะห้อยลงมาจากสาย

อันไหนที่หมุนรอบตัวอื่นได้บ้าง?


อย่าลังเลที่จะขยาย / แก้ไขคำตอบนี้ ฉันคิดถึงวิธีที่จะให้การทดสอบ / แบบจำลองที่อธิบายไว้ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ ความหวังเดียวที่จะทำให้สิ่งนี้บรรลุผลคือความแตกต่างของเส้นผ่านศูนย์กลางและมวลระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่มากจนตัวเลขออกมาถึงแม้ว่ามันน่าจะเป็น 50% (หรือมากกว่า) จากค่าจริง
NoAnswer

1

ด้วยอุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่ายทำให้สามารถสังเกตพฤติกรรมของดาวเทียมของดาวพฤหัสบดีได้ ถ้าสมมุติว่าดาวพฤหัสบดีและดาวเคราะห์ทั้งหมดหมุนรอบโลกมันควรจะคาดว่าการบดเคี้ยวของดาวเทียมของดาวพฤหัสจะเกิดขึ้นเป็นประจำ แต่สิ่งที่เราเห็นคือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเวลาที่ต่างกันเมื่อเทียบกับนาฬิกาที่มีขอบเขตของโลกแม้จะไม่ถูกต้องมากนักซึ่งพิสูจน์ว่าวงโคจรของดาวพฤหัสบดีไม่ใช่อีพิกเคิลรอบโลก การสำรวจดาวเทียมใด ๆ ที่ไม่โคจรรอบโลกโดยตรงทำให้เกิดความสงสัยในมุมมองแบบ Earth-centric


-1

ง่ายมาก: เนื่องจากการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ไม่มีหลักฐาน สถานการณ์ใด ๆ ที่คุณเกิดขึ้นสามารถอธิบายได้ด้วยโมดูล geocentric ที่ได้รับการปรับแต่ง อัลเบิร์ตไอน์สไตน์มาถึงข้อสรุปเดียวกันเมื่อเขาพูดว่า "ฉันเชื่อว่าการเคลื่อนที่ของโลกไม่สามารถตรวจพบได้โดยการทดลองทางแสง" และ "... สำหรับคำถามที่ว่าการเคลื่อนที่ของโลกในอวกาศสามารถสังเกตเห็นได้ในการทดลองภาคพื้นดินหรือไม่เราได้ตั้งข้อสังเกตไว้ ... ว่าความพยายามทั้งหมดของธรรมชาตินี้นำไปสู่ผลลัพธ์เชิงลบก่อนทฤษฎีสัมพัทธภาพ ถูกหยิบยกขึ้นมาเป็นเรื่องยากที่จะคืนดีกับผลลัพธ์เชิงลบนี้ได้ "


มันสมเหตุสมผลแล้วที่จะอธิบายอย่างละเอียดเกี่ยวกับคำพูดนี้ คุณกำลังถูกลดระดับลงเนื่องจากคำพูดที่รู้จักกันดีนี้มักจะถูกดึงออกจากการแข่งขันเพื่อแสดงราวกับว่า E. สนับสนุนแบบจำลองศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ อย่างไรก็ตามฉันประหลาดใจที่ไม่มีใครนอกจากคุณได้พูดถึง GR ในบริบทนี้ ดูเหมือนว่าคำแนะนำเกี่ยวกับคำตอบที่ดีและให้ความรู้หากจบลงอย่างกระทันหัน
kkm
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.