태양계의 역사 모형

Historical models of the Solar System
서로 상대적인 행성의 대략적인 크기입니다.태양 바깥쪽에 있는 행성들은 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이다.목성의 지름은 지구의 약 11배이고 태양의 지름은 목성의 약 10배이다.행성들은 태양으로부터 적절한 거리에 나타나지 않는다.

태양계의 역사적 모형은 선사시대부터 시작되어 오늘날까지 갱신되고 있다.역사를 통틀어 태양계의 모형은 동굴 표시와 그림, 달력, 천문학적 기호의 초기 형태로 처음 표현되었다.그 후 책과 기록된 기록은 그 당시 사람들이 태양계에 대해 생각하는 방식을 표현하는 주요 정보원이 되었다.

태양계의 새로운 모형은 대개 이전 모형 위에 만들어지며, 따라서 초기 모형은 천문학 지식인에 의해 추적되며, 이것은 지구중심 모델을 완성하려는 시도에서 궁극적으로 태양계의 태양중심 모델을 사용하는 데까지 확장된 진전이다.태양계 모델의 사용은 1년 중 특정 기간을 나타내는 시간원으로 시작되었으며, 과거 많은 지도자들에 의해 이용된 항법 소스로도 시작되었다.

과거의 천문학자들과 위대한 사상가들은 관측치를 기록할 수 있었고 그 기록을 정확하게 해석하는 모델을 만들어내려고 시도했다.태양계의 모형을 도출하는 이 과학적인 방법은 우리가 있는 태양계에 대해 더 잘 이해할 수 있도록 더 정확한 모형으로 나아가는 것을 가능하게 했다.

선사 천문학

21세기까지, 천문학은 일반적으로 분점의 [1]세차운동을 발견한 것으로 알려진 니케아의 히파르코스(기원전 120년)로부터 시작된다고 생각되었다.에딘버러 대학과 [1]켄트 대학의 연구자들에 의해 분점과 용액을 관찰하는 고대 동굴 벽화가 4만 년 전부터 발견되었다.이 사건들은 기원전 7000년 동안 샤탈회위크에서 연간 시간 기준으로 사용되었다.

Jegues Wolkiewiez는 그녀가 방문한 130개의 빙하기 구석기 동굴 중 122개가 분점과 [1]용암에 맞춰져 있다는 것을 발견했다.연구원들은 언제 의식을 시작해야 [1]하는지 알기 위해 이러한 천문학적 사건들을 이용한 달력 전문가들이라고 결론지었다.이것은 태양계의 모형을 만드는 기초가 되는 태양과 달의 위치에 대한 그들의 지식을 강조한다.

또한, NASA에 따르면,[2] 달 주기의 첫 번째 동굴 표시는 기원전 32,000년에 Aurignacian Culture에 의해 만들어졌다.이 동굴 표시들은 사람들이 시간을 추적하는 방법인 태양계의 주기를 포함하도록 돕는 달력으로 여겨진다.라스코 동굴에는 [3]기원전 15000년부터 고고학자들이 그린 점이 가운데에 있고 중심점 주위에 11개에서 14개의 점이 그려져 있는 동굴 그림이 많이 있었다.하버드 대학의 피바디 박물관의 구석기 고고학 교수인 알렉산더 마샤크는 이 점들이 달의 [3]주기를 나타낸다고 결론지었다.

초기 천문학

네브라 스카이 디스크

네브라 스카이 원반은 일반적으로 태양이나 보름달, 달 초승달, 별(플레이아데스 성단으로 해석되는 7개의 별 성단 포함)로 해석되는 상징이 있는 청동 접시입니다.이 원반은 작센-안할트 [4]주 네브라 근처의 현재 독일 유적지에서 유래된 것으로 고고학자들은 이것을 [5]발견한 약탈자들이 제공한 증거에 근거하여 기원전 1600년으로 추정했다.연구자들은 처음에 이 원반이 청동기 시대 유니티스 문화의 유물이라고 주장했지만, 철기 시대로 거슬러 올라가는 것이 제안되었다.[6][5]

바빌로니아 해석

바빌로니아인들은 우주가 천국과 [7]지구를 중심으로 회전한다고 생각했다.그들은 [8]일식과 같은 미래의 가능성을 예측하기 위해 행성과 별의 움직임에 대한 방법론적 관찰을 이용했다.바빌로니아인들은 달의 주기적인 모습을 이용하여 시간원, 즉 달력을 만들어 낼 수 있었다.이것은 매달 [9]보름달의 모습을 볼 수 있기 때문에 개발되었습니다.12개월은 황도를 30도의 12등분함으로써 생겨났고 나중에 [10]그리스인들이 사용했던 황도 별자리 이름이 붙여졌다.

중국 이론

중국인들은 [11]우주의 구조에 대해 여러 가지 이론을 가지고 있었다.첫 번째 이론은 기원전 100년 저우베이수안징이라고 불리는 오래된 수학 문헌에 언급된 가이디언 이론으로, 지구가 천국 안에 있고, 천국이 돔이나 뚜껑 역할을 한다.두 번째 이론은 기원전 [11]100년의 헌트 이론이다.이 이론은 서기 [11]200년까지 기본 이론으로 받아들여졌던 천국이 가지고 있는 물 위에 지구가 뜬다고 주장한다.Xuaneye 이론은 태양, 달 그리고 별들이 주기적인 [12]움직임 없이 자유롭게 우주에 떠다니는 고밀도 증기일 뿐이라는 것을 암시함으로써 구조를 단순화하려고 시도한다.

그리스 천문학

기원전 600년 이래로, 그리스 사상가들은 태양계의 주기적인 유행에 주목했다.이 [13]기간 동안 많은 학설이 발표되었습니다.파르메니데스는 태양계가 구형이며 달빛은 사실 [13]햇빛의 반사라고 주장했다.

이것은 지구를 중심으로 한 태양계의 지구중심 모델이다.위의 이미지는 또한 에우독소스의 제안을 나타낸 것입니다.

아낙사고라스는 달이 태양보다 지구에 가깝고 혜성은 행성의 충돌에 의해 형성되며 행성의 움직임은 신경에 [13]의해 통제된다고 제안했다.피타고라스의 학생들은 행성의 움직임이 우주의 중심에 있는 불이 행성들을 움직이게 하고 지구가 그 불을 돌게 한다고 생각했다.그들은 또한 달, 태양 그리고 행성들이 [14]지구 주위를 돈다고 주장했다.

기원전 400년경에 에우독소스는 [15]소진법이라고 불리는 행성의 운동을 묘사하는 기술을 도입했다.에우독소스는 별들, 달, 태양, 그리고 알려진 모든 행성들의 거리가 변하지 않는 것처럼 보이기 때문에, 그것들은 물체가 구 주위를 이동하지만 일정한 반지름을 가지고 있고 지구가 [16]구체의 중심에 있는 구에 고정되어 있다고 추론했다.에우독소스는 이것이 각 천체의 구가 존재하지 않고 단지 [17]천체의 가능한 위치를 보여준다는 의미에서 순수하게 수학적인 모델의 구성이라고 강조했다.그러나 아리스토텔레스는 구가 [18]실재한다고 가정함으로써 에우독스의 모델을 수정했다.그는 대부분의 행성들의 구를 명확하게 표현할 수 있었지만, 목성과 토성의 구들은 서로 교차했다.아리스토텔레스는 굴리지 않은 [18]구체를 도입함으로써 이 문제를 해결했다.아리스토텔레스는 또한 지구가 움직이는지 여부를 결정하려고 노력했고 모든 천체가 자연적 경향에 의해 지구 쪽으로 기울고 지구가 그 경향의 중심이기 때문에 정지해 [18]있다고 결론지었다.

기원전 360년경 플라톤이 움직임을 설명하기 위해 그의 아이디어를 제안했을 때.플라톤은 원과 구가 우주의 선호 형태이며 지구가 중심에 있고 별들이 가장 바깥쪽 껍데기를 형성하고 행성, 태양과 [19]달이 그 뒤를 따른다고 주장했다.그러나 이것은 관측된 행성의 움직임을 설명하기에 충분하지 않았다.서기 127년부터 141년까지, 프톨레마이오스는 모든 사람이 동시에 일식을 기록하는 것은 아니며, 북쪽에서 온 관측자들은 남쪽 [20]별을 볼 수 없다는 사실에 근거하여 지구가 구형이라고 추론했다.프톨레마이오스는 관찰이 물체의 완벽한 원형 궤도와 일치하지 않는 행성 운동 딜레마를 해결하려고 시도했다.프톨레마이오스는 [21]에피사이클이라고 불리는 복잡한 운동을 제안했다.에피사이클은 궤도 내의 궤도로 묘사된다.예를 들어, 금성을 볼 때, 프톨레마이오스는 금성이 지구 주위를 돌고 있으며, 그것이 지구를 돌면서 오른쪽 그림에 나와 있는 원래의 궤도도 돌고 있다고 주장했다.프톨레마이오스는 에피사이클 운동이 태양에는 적용되지 않는다고 강조했다.지구가 태양계의 중심에 위치할 경우 이 모델을 지구중심 모델이라고 합니다.

지구 주위를 도는 행성들의 에피사이클(지구 중심).파란색 경로선은 지구 주위를 도는 행성들과 궤도 자체의 움직임을 합친 것입니다.이것은 복잡한 행성 운동을 설명하려는 프톨레마이오스의 시도이다.

중세 천문학

이슬람 천문학

프톨레마이오스의 업적에서 출발한 바그다드의 이슬람 황금기는 더 정확한 측정과 그에 따른 해석이 뒤따랐다.1021년, 이븐 알 헤이담은 "프톨레마이오스에 대한 의심"[22]으로 번역되는 그의 책 알-슈크 '아타 바틀라미우스'에서 프톨레마이오스의 지구중심 모델을 광학에 관한 그의 전문에 맞췄다.이븐 알-헤이담은 프톨레마이오스가 도입한 에피사이클은 더 이상의 갈등을 [23]해결한 평탄한 운동이 아니라 기울어진 평면이라고 주장했다.하지만, 이븐 알 헤이담은 지구가 태양계의 중심에 고정 위치에 [24]있는 것에 동의했다.

13세기 동안 Nasir al-Din은 행성이 궤도를 도는 두 가지 가능한 방법을 결합할 수 있었고 그 결과 [25]궤도 내에 있는 행성의 회전 양상을 도출했다.코페르니쿠스는 16세기에 [22]같은 결론에 도달했다.14세기 동안, 이븐 알 샤티르는 프톨레마이오스의 일관되지 않은 달 이론을 해결하기 위해,[26] 지구에서 달의 예상 변위를 감소시키는 이중 에피사이클 모델을 달에 적용했다.코페르니쿠스도 16세기에 [27]같은 결론에 도달했다.

중국 천문학

1051년, 중국의 응용 수학 학자인 Shen Kua는 원형 행성 운동을 거부했습니다.그는 그것을 '버들잎'이라는 용어로 묘사된 다른 운동으로 대체했다.이것은 행성이 원형 궤도를 가지고 있지만 원래 궤도 안이나 바깥에 있는 또 다른 작은 원형 궤도와 마주친 후 오른쪽 [28]그림에서 보여지는 원래의 궤도로 되돌아가는 것입니다.

뉴턴까지

코페르니쿠스의 태양중심 모형

니콜라스 코페르니쿠스는, 태양계의 프톨레마이오스와 아리스톨레스의 해석에 대해 생각하면서, 행성과 달의 모든 궤도는 복잡한 역행 [29]운동을 보여주는 관측에도 불구하고 완벽한 균일한 원형 운동이어야 한다고 믿었다.16세기 동안, 니콜라스 코페르니쿠스는 관찰 결과와 일치하고 완벽한 원형 운동을 가능하게 하는 새로운 모델을 도입했다.이것은 태양이 태양계의 중심에 위치하고 지구가 다른 모든 행성들처럼 태양계의 궤도를 도는 태양중심 모형으로 알려져 있다.태양중심 모형은 행성의 밝기 [30]변화 문제도 해결했다.코페르니쿠스는 또한 자연이 달, 태양, 그리고 행성의 [31]궤도에서 보이는 구면 한계를 선호한다는 생각으로 구면 지구 이론을 지지했다.코페르니쿠스는 우주에는 한계가 있다고 믿었습니다. 구면 [31]한계입니다.코페르니쿠스는 관측과[32] 측정의 진보된 기술을 만들고 교육 [33]절차를 제공함으로써 실용적인 천문학에 더욱 기여했습니다.

타원 궤도를 그리며 태양 주위를 도는 지구를 시각적으로 표현한 것입니다.

케플러 모형

1609년, 요하네스 케플러는 그의 스승의 정확한 측정을 사용하여 태양이 정확히 중심에 있는 태양중심 모형의 불일치를 발견했습니다.대신 케플러는 태양이 중심에 있는 것이 아니라 타원 [34]궤도의 두 개의 원점 중 하나에 위치하는 보다 정확하고 일관된 모형을 개발했습니다.케플러는 태양계의 모형과 행성의 궤도 경로를 바꾼 세 가지 행성 운동 법칙을 도출했다.행성 운동의 세 가지 법칙은 다음과 같습니다.

  1. 모든 행성은 완전히 원형 [35]궤도가 아닌 타원 궤도(왼쪽 그림)로 태양 주위를 돈다.
  2. 행성과 태양을 연결하는 반지름 벡터는 같은 [36]주기로 같은 면적을 가진다.
  3. 행성의 주기 제곱(태양 주위를 한 바퀴 도는 것)은 [37]태양으로부터의 평균 거리의 세제곱에 비례합니다.
[37]

여기서 a는 궤도의 반지름, T는 주기, G는 중력 상수, M은 태양의 질량이다.세 번째 법칙은 지구와 [38]태양 사이의 거리에 관련된 1년 동안 일어나는 기간을 설명합니다.

갈릴레오의 발견

하늘을 더 자세히 볼 수 있는 망원경의 도움으로 갈릴레오 갈릴레이는 태양계의 태양중심 모델을 증명했다.갈릴레오는 망원경으로 금성 출현의 단계를 관찰했고 케플러의 첫 번째 행성 운동 법칙과 코페르니쿠스의 태양중심 모델을 [39]확인할 수 있었다.갈릴레오는 태양계가 태양, 달, 행성뿐만 아니라 [40]혜성들로 이루어져 있다고 주장했다.목성 주위의 움직임을 관찰함으로써 갈릴레오는 처음에 이것이 [41]별들의 행동이라고 생각했다.하지만 일주일간의 관찰 후, 그는 그것들이 달, 4개의 [41]달이라고 결론짓는 운동 패턴의 변화를 알아차렸다.

뉴턴의 해석

이 모든 이론들 후에도, 사람들은 여전히 무엇이 행성들이 태양 주위를 돌게 했는지 알지 못했다.아이작 뉴턴이 만유인력의 법칙을 소개한 17세기까지.그는 어떤 두 질량 사이에도 거리 제곱의 [42]역수에 비례하는 매력적인 힘이 있다고 주장했다.

[43]

여기서1 m은 태양의 질량, m은2 행성의 질량, G는 중력 상수, r은 [43]둘 사이의 거리이다.이 이론은 태양에 의해 각 행성에 가해지는 힘을 계산할 수 있었고, 결과적으로 행성들의 타원 [44]운동을 설명했다.

「 」를 참조해 주세요.

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