Введение
Работа Коперника Комментариол (Маленький комментарий) - краткий обзор Николаем Коперником ранней версии его революционной гелиоцентрической теории Вселенной. После дальнейшего долгого развития своей теории Коперник опубликовал зрелую версию в 1543 году в своей знаковой работе De revolutionibus orbium coelestium (О революциях небесных сфер). В 1514 году Коперник написал на латыни "Комментариол" и распространил его среди своих друзей и коллег. Таким образом, его работа стала известна современникам Коперника, хотя при его жизни она так и не была напечатана. В 1533 году Иоганн Альбрехт Видманнстеттер произнес в Риме ряд лекций, в которых изложил теорию Коперника. Папа Климент VII и несколько католических кардиналов слушали лекции и заинтересовались этой теорией. 1 ноября 1536 года Николай фон Шёнберг, архиепископ Капуа и с предыдущего года кардинал, написал Копернику из Рима и попросил его предоставить копию его трудов "как можно скорее". Хотя копии "Комментариола" некоторое время циркулировали после смерти Коперника, впоследствии они ушли в небытие, и о его предыдущем существовании стало известно лишь косвенно, пока в второй половине девятнадцатого века не была обнаружена и опубликована сохранившаяся копия рукописи.
The Commentariolus (Little Commentary) is Nicolaus Copernicus's brief outline of an early version of his revolutionary heliocentric theory of the universe. After further long development of his theory, Copernicus published the mature version in 1543 in his landmark work, De revolutionibus orbium coelestium (On the Revolutions of the Heavenly Spheres). Copernicus wrote the Commentariolus in Latin by 1514 and circulated copies to his friends and colleagues. It thus became known among Copernicus's contemporaries, though it was never printed during his lifetime. In 1533, Johann Albrecht Widmannstetter delivered a series of lectures in Rome outlining Copernicus' theory. Pope Clement VII and several Catholic cardinals heard the lectures and were interested in the theory. On 1 November 1536, Nikolaus von Schönberg, Archbishop of Capua and since the preceding year a cardinal, wrote to Copernicus from Rome and asked him for a copy of his writings "at the earliest possible moment". Although copies of the Commentariolus circulated for a time after Copernicus's death, it subsequently lapsed into obscurity, and its previous existence remained known only indirectly, until a surviving manuscript copy was discovered and published in the second half of the nineteenth century.
Резюме
Комментариол разделен на восемь разделов (или глав), из которых все, кроме первого, имеют краткие описательные названия. После краткого введения в первом разделе излагаются семь постулатов, с помощью которых Коперник предлагает показать, что видимое движение планет может быть систематически объяснено.
Семь постулатов
Не все небесные тела вращаются вокруг одной точки. Центр Земли - это центр лунной сферы - орбиты Луны вокруг Земли. Все сферы вращаются вокруг Солнца, которое находится в центре Вселенной. Расстояние между Землей и Солнцем является незначительной долей расстояния от Земли и Солнца до звезд, поэтому параллакс не наблюдается в звездах. Звезды неподвижны; их видимое ежедневное движение вызвано ежедневным вращением Земли. Земля движется по сфере вокруг Солнца, вызывая очевидную ежегодную миграцию Солнца; Земля имеет более одного движения. Орбитальное движение Земли вокруг Солнца вызывает кажущуюся обратную сторону движения планет. Оставшиеся семь разделов названы в порядке De ordine orbium ("Порядок сфер"), De motibus qui circa solem apparent ("Очевидные движения Солнца"), Quod aequalitas motum non ad aequinoctia sed ad stellas fixas referatur ("Равный движение следует измерять не по равноденствиям, а по неподвижным звездам"), De Luna ("Луна"), De tribus superioribus: Saturno, Jove et Marte ("Внешние планеты: Сатурн, Юпитер и Марс"), De Venere ("Венера") и De Mercurio ("Меркурий").
Порядок сфер
В этом разделе небесные сферы приведены в порядке от внешней до внутренней. Самая внешняя сфера - это сфера неподвижных звезд, которая остается совершенно неподвижной. Затем следуют Сатурн, Юпитер, Марс, Земля, Венера и Меркурий, каждый из которых вращается вокруг Солнца с запада на восток с последовательно более короткими периодами вращения, Сатурн находится между 29 и 30 годами, Юпитер между 11 и 12 годами, Марс между 2 и 3 годами, Земля ровно одна, Венера между 8 и 9 месяцами, а Меркурий между 2 и 3 месяцами. Однако сфера Луны вращается вокруг Земли в течение одного месяца и движется с ней вокруг Солнца, как эпицикл.
Видимое движение Солнца
В этом разделе объясняется, как видимое движение Солнца может возникнуть из трех отдельных движений Земли. Первое движение - это равномерное вращение с периодом в один год с запада на восток по круговой орбите, центр которой смещен от Солнца на 1/25 радиуса орбиты. Второе движение - это ежедневное вращение вокруг оси, которая проходит через центр Земли и наклонена под углом около 231/2° к перпендикуляру плоскости своей орбиты. Третье движение - прецессия оси вращения Земли вокруг оси, перпендикулярной плоскости ее орбиты. Коперник указал скорость этой прецессии относительно радиальной линии от Земли до центра ее орбиты как немного меньше года, с подразумеваемым направлением с запада на восток. С точки зрения неподвижных звезд, прецессия происходит очень медленно, в противоположном направлении - с востока на запад - и объясняет феномен прецессии равноденствий.
Равномерное движение должно измеряться не по равноденствиям , а по неподвижным звездам .
Здесь Коперник утверждает, что движение равноденствий и небесных полюсов не было однородным, и утверждает, что, следовательно, они не должны использоваться для определения системы отсчета, относительно которой измеряются движения планет, и что периоды различных планетных движений более точно определяются, если эти движения измеряются относительно неподвижных звезд. Он утверждает, что он обнаружил, что продолжительность звездного года всегда составляла 365 дней 6 часов и 10 минут.
Внешние планеты, Сатурн, Юпитер и Марс
Теории Коперника, приведенные в "Комментариолосе" для движений внешних планет, имеют одинаковую общую структуру и отличаются только значениями различных параметров, необходимых для полного определения их движений. Их орбиты не сопланетно с орбитой Земли, но имеют общий центр, и лежат в плоскостях, которые лишь слегка наклонены к орбитальной плоскости Земли. В отличие от орбитальной плоскости Луны, планеты высших планет не прецессируют. Однако их наклон к орбитальной плоскости Земли колеблется между границами 0°10′ и 1°50′ для Марса, 1°15′ и 1°40′ для Юпитера и 2°15′ и 2°40′ для Сатурна. Хотя Коперник предполагает, что эти колебания происходят вокруг линий узлов орбит, которые, как он полагает, остаются фиксированными, механизм, который он использует для моделирования, также вызывает крошечные колебания в линиях узлов. Как позже отметил Кеплер, необходимость предполагать колебания в наклонности орбитальных плоскостей внешних планет является артефактом Коперника, который принял их как проходящие через центр орбиты Земли. Если бы он принял их как проходящие через Солнце, ему не нужно было бы вводить эти колебания. Подобно движению Луны, движение внешних планет, представленное на диаграмме справа, производится комбинацией деферанта и двух эпициклов. Центр первого и большего из двух эпициклов, представленный точкой e1 на диаграмме, вращается равномерно с запада на восток вокруг окружности деферента, центром которого является центр орбиты Земли, представленный точкой S на диаграмме, с периодом относительно фиксированных звезд, как указано в разделе Порядок сфер выше. Центр второго эпицикла, представленный точкой e2 на диаграмме, вращается равномерно с востока на запад вокруг окружности первого, с тем же периодом относительно радиальной линии, соединяющей S с e1. В результате направление радиальной линии, соединяющей e1 и e2, остается фиксированным относительно неподвижных звезд, параллельным линии апсиды планеты EW, а точка e2 описывает эксцентрический круг, радиус которого равен радиусу деферента, и центр которого, представленный точкой O на диаграмме, смещен от радиуса первого эпицикла. В своей последующей работе De revolutionibus orbium coelestium Коперник использует этот эксцентрический круг непосредственно, а не представляет его как комбинацию деферента и эпицикла. Сама планета, представленная точкой P на диаграмме, вращается равномерно с запада на восток вокруг окружности второго эпицикла, радиус которого составляет ровно треть от первого, в два раза больше скорости вращения e1 вокруг S. Это устройство позволило Копернику отказаться от экванта, часто критикуемой особенности теорий Клавдия Птолемея о движении внешних планет. В гелиоцентрической версии моделей Птолемея его эквант будет лежать в точке Q на диаграмме, смещенной вдоль линии апсиды EW от точки S на расстояние в один и третий раз больше радиуса первого эпицикла Коперника. Центр планеты, имеющий такой же радиус, как у Коперника, будет лежать в точке C, на полпути между S и Q. Сама планета будет лежать в точке пересечения этого деферента с линией QP. Хотя эта точка точно совпадает с P только тогда, когда они оба находятся в апсиде, разница между их положениями всегда незначительна по сравнению с неточностями, присущими обеим теориям. Для соотношения радиусов отклонений внешних планет к радиусу Земли, Комментариол дает 113/25 для Марса, 513/60 для Юпитера и 97/30 для Сатурна. Для соотношения радиусов их деферентов к радиусам большего из их эпициклов он дает 6138/167 для Марса, 12553/606 для Юпитера и 11859/1181 для Сатурна.
Венера
В последних двух разделах Коперник говорит о Венере и Меркурии. Первый имеет систему кругов и занимает 9 месяцев, чтобы завершить революцию.
Ртуть
Орбиту Меркурия изучить труднее, чем любую другую планету, потому что она видна всего несколько дней в году. Меркурий, как и Венера, имеет два эпицикла, один больше другого. Требуется почти три месяца, чтобы завершить революцию.