Историски модели на Сончевиот Систем

Историските модели на Сончевиот Систем започнале во праисториските периоди и се ажурираат до ден-денес. Моделите на Сончевиот Систем низ историјата за прв пат биле претставени преку пештерски цртежи,календари и астрономски симболи. Потоа, книгите и пишаните записи станале главен извор на информации што го изразувал начинот на кој луѓето од тоа време размислувале за Сончевиот Систем.
Новите модели на Сончевиот Систем обично се градат на претходни модели, така што раните модели ги следат интелектуалците во астрономијата, како обид за усовршување на геоцентричниот модел до евентуално користење на хелиоцентричниот модел на Сончевиот Систем. Употребата на моделот на Сончевиот Систем започнало како временски извор за означување на одредени периоди во текот на годината, а исто така и извор за навигација кој е експлоатиран од многу лидери од минатото.
Астрономите и големите мислители од минатото можеле да снимаат набљудувања и да се обидат да формулираат модел кој прецизно ги толкува снимките. Овој научен метод за изведување модел на Сончевиот Систем е она што овозможило напредок кон попрецизни модели за подобро разбирање на Сончевиот Систем во кој се наоѓаме.
1 Праисториска астрономија
До 21 век, генерално се сметало дека астрономијата започнува со Хипарх од Никеја (р.н. 120 г. п.н.е.), кој бил заслужен за откривањето на прецесијата на рамнодениците. Античките пештерски слики кои ги следат рамнодениците и краткодениците биле пронајдени уште од пред 40.000 години, според истражувачите од Универзитетот во Единбург и Кент. Овие настани биле користени како годишни наводи за времето во Чаталхојук во текот на 7000 г.п.н.е.
* Летна краткодневица
* Есенска рамноденица
* Зимската краткодневица
* Пролетна рамноденица
Јегуес Волкиевиз открила дека 122 од 130 палеолитски пештери од леденото време што таа ги посетила се порамнети со рамноденици и краткоденици. Истражувачите заклучиле дека старите народи биле експерти по пештерските записи за календари кои ги користеле овие астрономски настани за да знаат кога да ги започнат своите ритуали. Ова го нагласува нивното знаење за позиционирањето на Сонцето и Месечината, што е основа за формулирање на модел на Сончевиот Систем.
Исто така, според НАСА, првите ознаки на пештерите на месечевиот циклус биле направени од културата на Аурињаците во 32000 п.н.е. Овие ознаки на пештерите се сметаат за календари кои им помогнале на луѓето да ги запишат циклусите на Сончевиот Систем како метод за следење на времето. Во пештерите Ласко, имало многу пештерски цртежи, во кои една точка се наоѓа во средината и 11 до 14 точки се нацртани околу централната точка, и овој запис археолозите го датираат од 15 000 година п.н.е. Александар Маршак, професор по палеолитска археологија на Музејот Пибоди на Универзитетот Харвард, заклучил дека овие точки ги претставуваат месечевите циклуси.
2 Рана астрономија
2.1 Небрашки небесен диск
Небрашкиот небесен диск, кој датира од бронзеното време во 1600 п.н.е., е бронзен диск што го претставува космосот, кој се состои од полумесечина, Сонце, 32 ѕвезди и 3 лакови (арки). Според професорот д-р Волфхард Шлосер, најправилните толкувања на Небрашкиот небесен диск се дека 32-те точки ги претставуваат ѕвездите, а арките на рабовите на дискот кои прават агол од 82 степени укажуваат на зајдисонцето и изгрејсонцето во текот на летото и зимата.
2.2 Вавилонско толкување
Вавилонците сметале дека универзумот се врти околу небото и Земјата. Тие користеле методолошки набљудувања на моделите на планетите и движењата на ѕвездите за да ги предвидат идните можности како што се затемнувањата на пример. Вавилонците можеле да ги искористат периодичните појавувања на Месечината за да генерираат временски извор, односно календар. Ова било развиено бидејќи појавата на полна месечина била видлива секој месец. 12-те месеци настанале со делење на еклиптиката на 12 еднакви отсечки од 30 степени и добиле имиња на зодијачни соѕвездија кои подоцна биле користени од Грците.
2.3 Кинески теории
Кинезите имале повеќе теории за структурата на универзумот. Првата теорија е теоријата на ''Гајт'' (небесен капак), спомната во еден стар математички текст наречен ''Џоу беи суан јинг'' во 100 п.н.е., во кој Земјата е во небото, каде што небото делува како купола или капак. Втората теорија е ''хунтиската'' (Небесна сфера) теорија во текот на 100 п.н.е. Оваа теорија тврди дека Земјата плови по водата што ја содржи Рајот, која била прифатена како стандардна теорија до 200 година од нашата ера.''Теоријата Хуанје'' (сеприсутна темнина) се обидува да ја поедностави структурата со тоа што имплицира дека Сонцето, Месечината и ѕвездите се само многу густа пареа која слободно лебди во вселената без периодично движење.
3 Грчка астрономија
Од 600 п.н.е., грчките мислители ја забележале периодичната мода на Сончевиот Систем. Во овој период биле објавени многу теории. Парменид тврдел дека Сончевиот Систем е сферичен и дека месечевата светлина е всушност одраз на сончевата светлина.
Анаксагора сугерирал дека Месечината е поблиску до Земјата отколку Сонцето, кометите се формираат од судири на планети и дека движењето на планетите е контролирано од ''умот'' (''nous''). Учениците на Питагора сметале дека движењето на планетите е предизвикано од пожар во центарот на универзумот што ги напојува и Земјата кружи околу тој оган. Тие исто така тврделе дека Месечината, Сонцето и планетите кружат околу Земјата.
Евдокс, околу 400 година п.н.е., вовел техника за опишување на движењето на планетите наречена ''метод на исцрпеност''. Евдокс образложил дека со оглед на тоа што се чини дека растојанијата на ѕвездите, Месечината, Сонцето и сите познати планети не се менуваат, тие се фиксирани во сфера во која телата се движат околу сферата, но со постојан полупречник, а Земјата е на центарот на сферата. Евдокс нагласил дека ова е чисто математичка конструкција на моделот во смисла дека сферите на секое небесно тело не постојат, туку само ги прикажува можните позиции на телата. Меѓутоа, Аристотел го изменил моделот на Евдокс, претпоставувајќи дека сферите се реални. Тој можел да ги артикулира сферите за повеќето планети, меѓутоа, сферите за Јупитер и Сатурн се вкрстуваале една со друга. Аристотел ја решил оваа компликација со воведување на одмотана сфера. Аристотел, исто така, се обидел да утврди дали Земјата се движи и заклучил дека сите небесни тела паѓаат кон Земјата по природна тенденција и бидејќи Земјата е центар на таа тенденција, таа е неподвижна.
Околу 360 п.н.е. кога Платон ја предложил својата идеја да ги објасни движењата. Платон тврдел дека круговите и сферите се претпочитаниот облик на универзумот и дека Земјата е во центарот, а ѕвездите ја формираат најоддалечената обвивка, а потоа планетите, Сонцето и Месечината. Сепак, ова не било доволно за да се објасни набљудуваното движење на планетата. Во периодот од 127 до 141 година од нашата ера, Птоломеј заклучил дека Земјата е сферична врз основа на фактот што не сите го гледаат затемнувањето на Сонцето во исто време и дека набљудувачите од северот не можат да ги видат јужните ѕвезди. Птоломеј се обидел да ја реши дилемата за планетарното движење во која набљудувањата не биле во согласност со совршените кружни орбити на телата. Птоломеј предложил сложено движење наречено Епицикли. Епициклите се опишани како орбита во орбита. На пример, гледајќи во Венера, Птоломеј тврдел дека таа кружи околу Земјата, а додека кружи околу Земјата, орбитира и околу првобитната орбита што е прикажана на илустрацијата. Птоломеј нагласил дека епициклусното движење не се однесува на Сонцето. Овој модел каде Земјата е позиционирана во центарот на Сончевиот Систем, е познат како геоцентричен модел.
4 Средновековна астрономија
4.1 Исламска астрономија
Периодот на исламското златно време во Багдад, тргнувајќи од делото на Птоломеј, имало попрецизни мерења преземени и проследени со толкувања. Во 1021 година, Ибн Ал Хајтам го приспособи геоцентричниот модел на Птоломеј на неговата специјалност во оптика во неговата книга ''Al-shukuk'ata Batlamyus'' што во превод значи „''Алегориите против Птоломеј''“. Ибн ал-Хајтам тврдел дека епициклите што ги вовел Птоломеј се наклонети рамнини, а не во рамно движење што ги решава дополнителните конфликтни спорови. Сепак, Ибн ел-Хајтам се согласил Земјата да биде во центарот на Сончевиот Систем на фиксна позиција.
Насир ел-Дин, во текот на 13 век, успеал да комбинира два можни методи за орбита на планетата и како резултат на тоа, извел вртежен аспект на планетите во нивните орбити. Коперник дошол до истиот заклучок во 16 век. Ибн ел-Шатир, во текот на 14 век, во обид да ја реши неконзистентната месечева теорија на Птоломеј, применил двоен епициклистички модел на Месечината што го намалил предвиденото поместување на Месечината од Земјата. До истиот заклучок дошол и Коперник во 16 век.
4.2 Кинеска астрономија
Во 1051 година, Шен Куа, кинески научник по применета математика, го отфрлил кружното планетарно движење. Тој го заменил со различно движење опишано со терминот „лист од врба“. Ова е кога планетата има кружна орбита, но потоа наидува на друга мала кружна орбита во или надвор од првобитната орбита, а потоа се враќа во првобитната орбита што е демонстрирано со сликата на десната страна.
5 До Њутн
5.1 Хелиоцентричен модел на Коперник
Никола Коперник, размислувајќи за толкувањата на Сончевиот Систем на Птоломеј и Аристотел, верувал дека сите орбити на планетите и Месечината мора да бидат совршено еднообразно кружно движење и покрај набљудувањата кои покажуваат сложено повратно движење. Во текот на 16 век, Никола Коперник вовел нов модел кој бил во согласност со набљудувањата и овозможувал совршено кружно движење. Ова е познато како Хелиоцентричен модел каде Сонцето е поставено во центарот на Сончевиот Систем и Земјата, како и сите други планети, кружи околу неа. Хелиоцентричниот модел исто така го решил проблемот со различната осветленост на планетите. Коперник, исто така, ја поддржал теоријата на сферичната Земја со идејата дека природата претпочита сферични граници што се гледаат на Месечината, Сонцето, а исто така и на орбитите на планетите. Коперник верувал дека универзумот има граница, сферична граница. Коперник придонел дополнително за практичната астрономија со производство на напредни техники на набљудувања и мерења и обезбедување на наставна процедура.
5.2 Кеплеровиот модел
Во 1609 година, Јоханес Кеплер, користејќи ги точните мерења на неговиот учител (Тихо Брах)), ја забележал недоследноста на хелиоцентричниот модел каде што сонцето е точно во центарот. Наместо тоа, Кеплер развил попрецизен и поконзистентен модел каде што Сонцето не се наоѓа во центарот, туку во една од двете фокуси на елиптичната орбита. Кеплер ги извел трите закони за движење на планетите кои го промениле моделот на Сончевиот Систем и орбиталната патека на планетите. Трите закони на планетарното движење се:
# Сите планети кружат околу Сонцето во елиптични орбити (слика лево) а не во совршено кружни орбити.# При движењето на планетите околу Сонцето нивните полупречник-вектори опишуваат еднакви плоштини за еднакви временски интервали. Согласно овој закон, планетата кога е поблиску до Сонцето се движи со поголема брзина отколку кога е подалеку од Сонцето. Планетата има максимална брзина кога поминува низ перихелот и минималма – кога поминува низ афелот
# Квадратите на времињата на едно обиколување на планетите околу Сонцето се однесуваат како кубовите на големите полуоски на нивните соодветни елиптични патеки.:<math>\frac{a^3}{T^2}=\frac{GM}{4\pi^2}</math>
каде што ''a'' е полупречникот на орбитата, T е период, G е гравитациската константа и M е масата на Сонцето. Третиот закон ги објаснува периодите што се случуваат во текот на годината што го поврзува растојанието помеѓу Земјата и Сонцето.
5.3 Откритијата на Галилео
Со помош на телескопот кој обезбедува поблизок поглед на небото, Галилео Галилеј го докажал хелиоцентричниот модел на Сончевиот Систем. Галилео ги набљудувал фазите на појавувањето на Венера со телескопот и успеал да го потврди првиот Кеплеровиот закон за планетарно движење и хелиоцентричниот модел на Коперник. Галилео тврдел дека Сончевиот Систем не е составен само од Сонцето, Месечината и планетите, туку и од комети. Набљудувајќи ги движењата околу Јупитер, Галилео првично мислел дека тоа се дејства на ѕвезди. Меѓутоа, по една недела набљудување, тој забележал промени во шемите на движење во кои заклучил дека тоа се месечини.
5.4 Њутново толкување
По сите овие теории, луѓето сè уште не знаеле што ги натерало планетите да кружат околу Сонцето. Сè до 17 век кога Исак Њутн го вовел Законот за универзална гравитација. Тој тврдел дека меѓу секои две тела (материјални точки) дејствува привлечна, гравитациска сила, која е пропорционална на производот од нивните маси, а обратнопропорционална од квадратот на нивното меѓусебно растојание. Гравитациската сила дејствува долж правата која минува низ центарот на двете тела.:<math>F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}</math>
каде што m <sub>1</sub> е масата на Сонцето и m <sub>2</sub> е масата на планетата, G е гравитациската константа и r е растојанието меѓу нив. Оваа теорија била во можност да ја пресмета силата на Сонцето на секоја планета, што, следствено, го објаснило елипсовидното движење на планетите.