Эпици́кл (от греч. ἐπί — «над» + κύκλος — «круг») — понятие, используемое в древних и средневековых теориях движения планет, включая геоцентрическую модель Птолемея . Согласно этой модели, планета равномерно движется по малому кругу, называемому эпициклом , центр которого, в свою очередь, движется по большому кругу, который называется деферентом .

Назначение эпициклов

Понятие эпицикла было введено, чтобы моделировать неравномерное движение по небу Солнца , Луны и планет в рамках господствовавшей в то время геоцентрической системы мира. Согласно теориям Гиппарха и Птолемея , Солнце и Луна равномерно движутся по эпициклам, центры которых равномерно вращаются по деференту в противоположном направлении. В случае Солнца периоды обоих вращений одинаковы и равны одному году, их направления противоположны, в результате чего Солнце описывает в пространстве окружность (эксцентр), центр которой не совпадает с центром Земли, что приводит к изменению угловой скорости движения Солнца и неравенству времён года. В случае Луны, в отличие от Солнца, периоды наиболее быстрого или медленного движения по небу каждый месяц приходятся на новое созвездие, поэтому скорости движения Луны по деференту и эпициклу не совпадают, что приводит к равномерному движению центра эксцентрического круга Луны вокруг Земли.

Кроме того, эпициклы позволяли объяснить попятные движения внешних планет. В этом случае направления движения по эпициклу и деференту совпадали. Для каждой из внешних планет ( Марса , Юпитера , Сатурна ) период обращения по деференту был равен её сидерическому периоду , по эпициклу — одному году. В случае внутренних планет ( Меркурия и Венеры ) период обращения по деференту был равен одному году, по эпициклу — сидерическому периоду планеты. Эта схема не до конца объясняла неравномерность движения планет, поэтому Птолемей был вынужден ввести дополнительное усложнение: модель экванта , согласно которой движение эпицикла по деференту является неравномерным. Арабские астрономы для этой же цели использовали модель вторичного эпицикла, согласно которой центр эпицикла вращается по вторичному эпициклу, уже который, в свою очередь, движется по деференту.

Исторический очерк

Теория эпициклов возникла в Древней Греции не позднее III века до н. э. . Её авторство обычно связывают с великим математиком Аполлонием Пергским . По мнению историка науки Ван дер Вардена , первую теорию эпициклов построили ещё пифагорейцы в V веке до н. э. Наиболее совершенную геоцентрическую теорию движения Солнца, Луны и планет в рамках модели эпициклов построил Клавдий Птолемей во II веке н. э. Модели эпициклов разрабатывали также астрономы Древней Индии (особенно Ариабхата ) и мусульманского Востока (в частности, Ибн аш-Шатир и Насир ад-Дин ат-Туси ).

Введение понятия эпицикла, с одной стороны, позволило весьма точно описывать наблюдаемое движение планет Солнечной системы на земном небосклоне, но, с другой стороны, требовало значительных вычислений и не позволяло построить непротиворечивую теорию строения Солнечной системы.

Отказ от представления попятных движений планет с помощью эпициклов, произведённый Коперником в рамках построения гелиоцентрической системы мира , был весьма революционным, поскольку значительно упростил строение Солнечной системы и позволил в итоге открыть закон всемирного тяготения . Однако Коперник по-прежнему использовал эпициклы для моделирования неравномерности движения планет по орбитам. Полностью отказался от эпициклов только Иоганн Кеплер , открывший законы планетных движений .

Приближение видимых движений небесных тел круговыми движениями (эпициклами и деферентами) в какой-то мере аналогично разложению функции в ряд Фурье , широко применяемому в современной науке, но для решения других задач, в небесной же механике законы Кеплера чаще всего достаточно точны и намного более практичны, а ряды Фурье используются для повышения точности, с применением законов механики .

См. также

• Геоцентризм
• Деферент
• Птолемей, Клавдий
• Эквант
• Эпициклоида
• Планетарная передача

Примечания

Литература

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира). Изд. МГУ, 1989.
• Панченко Д. В. // Hyperboreus. — 2012. — № 18 . — С. 205-224 .
• Идельсон Н. И. (недоступная ссылка)
• B. L. van der Waerden. // Journal of the History of Astronomy. — 1974. — Vol. 5. — doi : . — Bibcode : .
• B. L. van der Waerden. The Motion of Venus, Mercury and the Sun in Early Greek Astronomy // Archive for History of Exact Sciences . — 1982. — Vol. 26, № 2 . — P. 99—113. — doi : . — Bibcode : .

Ссылки