सूर्य पृथ्वी का चक्कर क्यों लगाता है

रूस में, VTsIOM नामक एक प्रसिद्ध संगठन ने एक केस स्टडी की जिसमें नागरिकों को इस सवाल का जवाब देने के लिए कहा गया था: "क्या आप निम्नलिखित कथन से सहमत हैं: क्या सूर्य पृथ्वी के चारों ओर घूमता है?" इस सर्वेक्षण के आंकड़ों को मीडिया में बार-बार छापा जाता है, और विभिन्न सामाजिक-राजनीतिक समस्याओं पर चर्चा करते समय टिप्पणियों में विभिन्न नेटवर्क संसाधनों पर अक्सर इसका उल्लेख किया जाता है।

अगर मैंने इस सर्वेक्षण में हिस्सा लिया, तो मैं सबसे अधिक उन 30% लोगों में से एक होगा, जिन्होंने सकारात्मक जवाब दिया। नीचे मैं समझाने की कोशिश करूंगा कि क्यों।

तथ्य यह है कि कोई भी आंदोलन सापेक्ष है। एक वस्तु चलती है या गतिहीन होती है, और यह कैसे चलती है, यह चुने हुए संदर्भ प्रणाली पर निर्भर करता है। "सूर्य पृथ्वी के चारों ओर घूमता है" कथन में, संदर्भ के फ्रेम के कोई संकेत नहीं हैं, केवल 2 वस्तुएं हैं, सूर्य और पृथ्वी।

मान लीजिए कि 2 बिंदुओं A और B की प्रणाली है। बिंदु A से जुड़े संदर्भ फ्रेम में, बिंदु B बिंदु A पर केंद्रित वृत्त में चलता है, तो बिंदु B से जुड़े संदर्भ फ्रेम में, बिंदु A केंद्र में स्थित वृत्त में चलता है बिंदु बी।

यह साबित करना बहुत आसान है। यह ध्रुवीय निर्देशांक में रोटेशन के समीकरण को लिखने के लिए पर्याप्त है।

आर = एबी
ω = ωt

सर्कल के केंद्र की दूरी समय पर निर्भर नहीं करती है और खंड एबी की प्रारंभिक लंबाई के बराबर है। ध्रुवीय कोण समय-समय पर कोणीय वेग का उत्पाद है। जब बिंदु B पर केन्द्रित ध्रुवीय निर्देशांक की ओर बढ़ते हैं, तो बिंदु A और B के बीच की दूरी बिल्कुल समान रहेगी और कोण मात्र 180 ° से शिफ्ट हो जाएगा।

आर = बीए
π = π + .t

एक ड्राइंग के बजाय, मैं एक दृश्य चित्रण देखने का प्रस्ताव करता हूं। इस आलेख में चित्र देखने के लिए, आपको एक ब्राउज़र की आवश्यकता होगी जो जिफ एनिमेशन प्रदर्शित करता है।

यहाँ दिखाया गया है 3 संदर्भ फ्रेम में सूर्य-पृथ्वी प्रणाली में निकायों की आवाजाही। बाईं ओर हैलियोसेंट्रिक सिस्टम है, अर्थात, जिस सिस्टम में सूर्य स्थित है, उसके दाईं ओर भूस्थैतिक प्रणाली (पृथ्वी पर केंद्रित) है, और मध्य में सूर्य और पृथ्वी के बीच के बिंदु से जुड़ी समन्वय प्रणाली है। मैंने विशेष रूप से यह दिखाने के लिए एक मध्यवर्ती प्रणाली को जोड़ा कि दो से अधिक संभावित संदर्भ फ़्रेम हैं, और वे सभी समान हैं। यदि पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है, तो हम इसके घूमने के बारे में कुछ भी बात कर सकते हैं।

वास्तव में, यह अंत हो सकता है। VTsIOM प्रश्न अनपढ़ है और इसका कोई असमान जवाब नहीं है। आप या तो इस कथन से सहमत हो सकते हैं कि सूर्य पृथ्वी के चारों ओर घूमता है, या असहमत है, इससे कोई निष्कर्ष नहीं निकाला जा सकता है और इस तरह के अध्ययनों पर ध्यान देने योग्य नहीं है। हालाँकि, इस मामले में उठाया गया विषय बहुत ही फलदायी है। उस पर आप बहुत सी रोचक बातें बता सकते हैं। इसलिए, हम जारी रखते हैं।

व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए लोगों द्वारा आकाशीय पिंडों की गति की प्रकृति का अध्ययन किया गया था। सूरज स्पष्ट रूप से मौसम को प्रभावित करता है, इसलिए कई गतिविधियों की योजना के लिए, उदाहरण के लिए, निर्माण या कृषि कार्य, इसके प्रक्षेपवक्र की गणना करने में सक्षम होना आवश्यक था। वैज्ञानिकों ने ल्यूमिनेरी को देखा, परिणाम दर्ज किए और किस दिन पृथ्वी पर किस स्थान पर संकलित किए गए, सूर्य की ऊँचाई किस स्थान पर है, रात कितनी देर तक चलेगी, इत्यादि पृथ्वी को उस केंद्र के रूप में ले जाना जिसके चारों ओर सूर्य घूमता है, सब कुछ काफी सटीक हो सकता है। गणना करना। इन गणनाओं का परिणाम कैलेंडर था, जिसे अब हम उपयोग करते हैं।

ग्रहों के प्रक्षेप पथ की गणना करने के लिए आवश्यक होने पर कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं। शुक्र कहो। यह मौसम को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन इसे अनदेखा करना पूरी तरह से असंभव है, क्योंकि यह आकाश में तीसरी सबसे चमकीली वस्तु है। इस ग्रह की रोशनी में एक स्पष्ट रात में आप पढ़ भी सकते हैं। आइए देखें कि शुक्र की कक्षा कैसी दिखती है, यह देखते हुए कि हम इसके बारे में क्या जानते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी अनुपातों के अनुपालन में सौर मंडल की एक छवि बनाना लगभग असंभव है, इसलिए, मेरे चित्रों में, अनुपात नहीं देखे गए हैं। मैंने केवल अधिक-कम और धीमे-धीमे संबंधों को देखने की कोशिश की (शुक्र बृहस्पति से छोटा है, सूर्य के सापेक्ष बुध पृथ्वी से तेज चलता है, आदि)।

यहाँ विभिन्न संदर्भ फ़्रेमों में शुक्र का प्रक्षेपवक्र कैसा दिखता है।

ऐसे प्रक्षेप पथ के साथ गणना करने का प्रयास करें जब शुक्र सूर्य और पृथ्वी के बीच एक ही रेखा पर हो या जब वह सूर्य के पीछे छिप जाए। कार्य आसान नहीं है।

और प्राचीन काल से शुक्र के अलावा, अन्य ग्रहों को जाना जाता था। उदाहरण के लिए, सूर्य के सबसे नजदीक बुध है। समान निर्देशांक में इसका प्रक्षेपवक्र इस प्रकार है।

यदि आप एक पंक्ति में कई स्क्रीनशॉट लेते हैं, तो आप देखेंगे कि प्रत्येक समय में सूर्य-बुध-शुक्र-पृथ्वी प्रणाली की स्थिति तीनों प्रणालियों में समान है। ग्रह जो रेखाएँ खींचते हैं वे वास्तव में मौजूद नहीं हैं। ये गणितीय सार हैं जो विषय को बेहतर ढंग से समझने के लिए हमारी कल्पना को आकर्षित करते हैं।

ऐसी सुंदरता को देखते हुए, हेलिओसेंट्रिक प्रणाली के फायदे बिल्कुल स्पष्ट नहीं लगते हैं।

चूंकि भूगर्भीय प्रणाली में ग्रहों के विभिन्न ग्रहों की दशाओं का पूर्वानुमान लगाना संभव नहीं था, और टिप्पणियों से प्राप्त निर्देशांक के साथ उपलब्ध तालिकाओं, खगोलविदों ने अन्य प्रणालियों पर काम किया। 16 वीं शताब्दी के मध्य में, निकोलाई निकोलेविच कोपर्निकस ने हेलियोसेंट्रिक प्रणाली के विवरण के साथ एक पुस्तक प्रकाशित की। इस प्रकार, हमारे आसपास के स्थान की संरचना पर दो विचार उत्पन्न हुए। गंभीर मतभेदों के बावजूद, उनमें कुछ समानताएं थीं।

1. वहाँ और वहाँ दोनों, जिस केंद्र के चारों ओर सब कुछ घूमता है उसे ब्रह्मांड का केंद्र माना जाता था।
2. दोनों प्रणालियाँ गलत थीं, और उनके पूर्वानुमानों को टिप्पणियों से हटा दिया गया था।

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि हेलिओसेंट्रिज्म पर किताबें प्रतिबंधित साहित्य के रजिस्टर में गिरना शुरू हो गईं, जिसे चर्च के प्रतिनिधियों द्वारा रखा गया था। पहला पैराग्राफ धार्मिक हठधर्मिता का खंडन करता है और विश्वासियों की भावनाओं को ठेस पहुंचाता है, और दूसरा पैराग्राफ औचित्य के लिए तर्कों को छोड़ देता है।

जोहान केप्लर को अंततः ऐसे कई सूत्र मिले, जो कि अंतत: ऐसे सूत्र पाए गए, जो विभिन्न समय में सभी ज्ञात ग्रहों की स्थिति की संतोषजनक सटीकता के साथ गणना कर सकते थे। इन सूत्रों ने गतिहीन सूर्य के साथ संदर्भ के एक फ्रेम में काम किया, और इस तरह दुनिया के हेलिओसेंट्रिक सिस्टम ने खुद को एक मान्यता प्राप्त सिद्धांत के रूप में स्थापित किया।

आधुनिक विज्ञान ने लंबे समय से इस विचार को छोड़ दिया है कि जो वस्तु गतिहीन है वह अधिक महत्वपूर्ण है। कोई भी पहले से ही "ब्रह्मांड के केंद्र" की तलाश में नहीं है। संदर्भ प्रणाली एक गणितीय अमूर्त उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है। कुछ कार्यों के लिए, एक हेलिओसेंट्रिक सिस्टम की आवश्यकता होती है, अन्य कार्यों के लिए एक भू-प्रणाली उपयुक्त होती है, और ऐसे कार्य होते हैं जिनके लिए न तो कोई उपयुक्त होता है और न ही अन्य। इसके अलावा, यह उपयुक्त है - यह उपयुक्त नहीं है, यह एक व्यक्तिपरक मूल्यांकन है। उपयुक्त संदर्भ प्रणाली वह है जिसमें आवश्यक सटीकता के साथ आवश्यक गणना करना आसान होता है। कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के आगमन के साथ, यह सीमा और भी अधिक मिट जाती है। घर पर एक साधारण अजगर कार्यक्रम का उपयोग करके, आप एक ही सटीकता के साथ कई संदर्भ प्रणालियों में परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। आप किस प्रणाली से पूछते हैं, ऐसे में और आपको परिणाम प्राप्त होगा।

इसलिए जब कोई इंटरनेट पर चर्चा करना शुरू करता है जो चारों ओर घूम रहा है, और कितने प्रतिशत आबादी इस "तथ्य" से परिचित नहीं है, तो इस उपयोगकर्ता को भूत, शताब्दी, XVI-XVIII के बारे में विचार करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।

17 वीं शताब्दी के अंत में, आइजैक इसाकोविच न्यूटन ने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण और यांत्रिकी के नियमों को तैयार किया, जो कि जोहान गेनिरोविच के सूत्रों की पुष्टि करता है और हेलिओसेंट्रिक संदर्भ फ्रेम में उचित सटीकता के साथ काम करता है। इसने हेलीओसेंट्रिक प्रणाली पर प्रकाश डाला, जहां पृथ्वी अन्य सभी प्रणालियों के बीच सूर्य के चारों ओर घूमती है।

न्यूटोनियन यांत्रिकी, इसके निर्माण के समय ज्ञात पर्यवेक्षी परिणामों के साथ अच्छे समझौते पर थे, लेकिन साथ ही साथ नए प्रश्नों को भी उठाया, जिन्हें स्पष्टीकरण की आवश्यकता थी। और इसके द्वारा वह सुंदर है, क्योंकि नए प्रश्न नए उत्तरों की खोज को प्रेरित करते हैं। न्यूटन के नियमों में निम्नलिखित समस्याएं हैं:

1. गुरुत्वाकर्षण का बल तुरन्त और अंतहीन रूप से फैलता है। कई वर्षों में भौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों में किए गए कई प्रयोग तर्क देते हैं कि प्रकृति में ऐसा नहीं होता है, और यदि कुछ तुरंत फैलता है, तो सबसे अधिक संभावना है कि हम कुछ समझ नहीं पाते हैं।
2. बुध की कक्षा समय के साथ गणना से विचलित हो जाती है। ऑफसेट बहुत बड़ा नहीं है, लेकिन ध्यान देने योग्य है।
3. न्यूटन के नियम केवल जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम में संतुष्ट हैं।

अंतिम बिंदु शास्त्रीय यांत्रिकी में सबसे कमजोर बिंदु है। कानूनों को एक जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम में लागू किया जाता है, लेकिन किस तरह की प्रणाली है, इसकी कोई सटीक परिभाषा नहीं है। चाहे जितने लोग हैरान हो जाएं, वे कुछ भी लेकर नहीं आए थे, सिवाय इसके कि जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम एक ऐसा संदर्भ फ्रेम है जिसमें न्यूटन के नियम संतुष्ट हैं। यह एक लूप निकलता है, शब्द की परिभाषा खुद के माध्यम से। हेलियोसेन्ट्रिक सिस्टम को केवल लगभग जड़त्वीय माना जा सकता है, और वास्तविक जड़त्वीय प्रणाली बिल्कुल भी मौजूद नहीं है।

यहां यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के मानद शिक्षाविद को अल्बर्ट जर्मनोविच एलेयिन को मंजिल देने का समय है:

क्या हम इस तरह से कानून बना सकते हैं कि वे सभी समन्वय प्रणालियों के लिए मान्य हैं, न केवल आयताकार और समान रूप से आगे बढ़ने वाली प्रणालियों के लिए, बल्कि एक-दूसरे के संबंध में बिल्कुल मनमाने तरीके से आगे बढ़ने वाली प्रणालियों के लिए भी? यदि ऐसा किया जा सकता है, तो हमारी कठिनाइयों का समाधान किया जाएगा। तब हम किसी भी समन्वय प्रणाली में प्रकृति के नियमों को लागू करने में सक्षम होंगे। टॉलेमी और कोपरनिकस के विचारों के बीच का संघर्ष, विज्ञान के शुरुआती दिनों में इतना भयंकर था, फिर पूरी तरह से व्यर्थ हो जाएगा। किसी भी समन्वय प्रणाली को एक ही नींव के साथ लागू किया जा सकता है। दो वाक्य - "सूर्य विश्राम कर रहा है और पृथ्वी गतिमान है" और "सूर्य गतिमान है और पृथ्वी विश्राम कर रही है" - का अर्थ होगा विभिन्न समन्वय प्रणालियों पर दो अलग-अलग समझौते।
क्या हम वास्तविक सापेक्षतावादी भौतिकी का निर्माण कर सकते हैं, जो सभी समन्वय प्रणालियों में मान्य है; भौतिकी, जिसमें कोई पूर्ण, लेकिन केवल सापेक्ष गति नहीं होगी? यह, वास्तव में, संभव है!

मूल द इवोल्यूशन ऑफ फिजिक्स, 1938

क्या हम शारीरिक कानून बना सकते हैं ताकि वे सभी सीएस के लिए मान्य हों, न केवल एक समान रूप से आगे बढ़ने वाले, बल्कि एक-दूसरे के सापेक्ष काफी मनमाने ढंग से आगे बढ़ने वाले? अगर ऐसा किया जा सकता है, तो हमारी मुश्किलें खत्म हो जाएंगी। तब हम किसी भी सीएस के लिए प्रकृति के नियमों को लागू करने में सक्षम होंगे संघर्ष, इसलिए विज्ञान के शुरुआती दिनों में, टॉलेमी और कोपरनिकस के विचारों के बीच हिंसक तब काफी अर्थहीन होगा। या तो सीएस को समान औचित्य के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है। दो वाक्य, "सूर्य विश्राम पर है और पृथ्वी गतिमान है," या "सूर्य गति करता है और पृथ्वी विश्राम पर है", बस दो अलग-अलग सीएस के बारे में दो अलग-अलग सम्मेलनों का अर्थ होगा
क्या हम सभी सीएस में मान्य वास्तविक सापेक्ष भौतिकी का निर्माण कर सकते हैं; एक भौतिकी जिसमें पूर्ण, लेकिन केवल सापेक्ष, गति के लिए कोई स्थान नहीं होगा? यह वास्तव में संभव है!

कॉमरेड आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को विकसित किया, जिसमें एक जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम की आवश्यकता नहीं है। सापेक्षता के उनके सामान्य सिद्धांत ने बुध की कक्षा के विसंगति को समझाया, कई अन्य प्रयोगात्मक पुष्टिएं प्राप्त कीं, और विज्ञान के लिए बहुत सारे नए प्रश्न प्रस्तुत किए। और इसके द्वारा वह सुंदर है।

सापेक्षता के सिद्धांत की मान्यता के बाद, इस बारे में बहस कि क्या सूर्य पृथ्वी के चारों ओर घूमता है, या इसके विपरीत, अंत में इंगित और कुंद अंत के युद्ध के साथ बराबर होता है। और यह तथ्य कि हमारे समाज में हमें अभी भी प्रकृति के नियमों के बारे में पुराने विचारों से निपटना है, उदासी और अफसोस का कारण बनता है।

मुझे "ईट्यूड इन स्कारलेट" का एक एपिसोड याद है, जिसे निर्देशक इगोर फेडोरोविच मासेलेनिकोव द्वारा शानदार ढंग से फिल्माया गया है:

पढ़े-लिखे शिक्षित व्यक्ति वॉटसन ने होम्स को आधुनिक विज्ञान में अपनाए गए संदर्भ के फ्रेम के बारे में जानकारी दी। उसी समय, वह औसत आदमी की एक विशिष्ट गलती करता है। उनका मानना ​​है कि वैज्ञानिक सिद्धांत एक पूर्ण सत्य है और संदेह की अनुमति नहीं देता है। इस बीच, किसी भी वैज्ञानिक सिद्धांत में, सबसे पहले, प्रयोज्यता की सीमा होती है, और दूसरी बात, किसी भी क्षण इसे एक नए प्रयोग द्वारा परिष्कृत किया जा सकता है, और फिर इसे आवश्यक रूप से संशोधित किया जाएगा।

दूसरी ओर, होम्स, महान भौतिकविदों के कामों से परिचित नहीं हैं, और यह अज्ञानता उन्हें सिर्फ एक बिंदु पर ध्यान केंद्रित नहीं करने में मदद करती है, इससे वह बातचीत के दौरान समस्या के बारे में सोचने लगती है। होम्स के सूक्ष्म दिमाग और महान क्षोभ ने उन्हें आधुनिक विज्ञान की तुलना में थोड़ा आगे देखने और अपने शब्दों में नए सिद्धांत का मूल सिद्धांत तैयार करने की अनुमति दी: प्रकृति के नियम संदर्भ फ्रेम के संबंध में अपरिवर्तनीय हैं।

कुल मिलाकर

• संदर्भ फ्रेम किसे नहीं दिया गया है, यह सवाल किसके इर्द-गिर्द घूमता है, इसका कोई मतलब नहीं है।
• यदि पाठकों में से किसी को विभिन्न संदर्भ प्रणालियों में ग्रहों की गति के अपने सरलीकृत आरेखों को आकर्षित करने की इच्छा है, तो वे मेरी अजगर लिपि का उपयोग कर सकते हैं। स्क्रिप्ट matplotlib लाइब्रेरी का उपयोग करती है। सौर प्रणाली के सटीक मॉडलिंग के लिए, मैं सौर मंडल क्षेत्र की सिफारिश कर सकता हूं।

अंतभाषण

जब मैं इस लेख के लिए GIF तैयार कर रहा था, तो मेरे पास एक और दिलचस्प था, हालांकि निर्विवाद नहीं, विचार। यह विचार मेरे द्वारा किए गए निष्कर्ष को महत्वपूर्ण रूप से बदल देता है, इसलिए मैंने फैसला किया कि इसे साझा करना अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगा।

चूंकि आंदोलन सापेक्ष है, हम इसके बारे में केवल प्रसिद्ध संदर्भ फ्रेम के संदर्भ में बात कर सकते हैं। हालांकि, रोजमर्रा की जिंदगी में हम नहीं करते हैं। प्रत्येक मशीन में एक उपकरण है जो गति दिखा रहा है। हम अच्छी तरह जानते हैं कि यह सड़क की सतह के सापेक्ष गति दिखाता है। सड़क के पास एक संकेत है जो अधिकतम गति को दर्शाता है। सूर्य के सापेक्ष 29 किमी / सेकंड की गति से चलने के लिए कोई भी चालक को ठीक नहीं करेगा। ड्राइवर और इंस्पेक्टर दोनों जानते हैं कि किसी चिन्ह पर गति सीमा उस संकेत के सापेक्ष मापी जाती है। मौसम का पूर्वानुमान, खेल की उपलब्धियां, यातायात, नेविगेशन, इन सभी के लिए गति के पदनाम की आवश्यकता होती है, लेकिन कहीं भी संदर्भ प्रणाली स्पष्ट रूप से इंगित नहीं की गई है।

इस प्रकार, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं:

एक डिफ़ॉल्ट संदर्भ प्रणाली है, जिसका उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी में किया जाता है, जब एक अलग संदर्भ प्रणाली का कोई स्पष्ट संकेत नहीं होता है। यह प्रणाली भूस्थिर है।

यह निम्नानुसार है कि VTsIOM प्रश्न का एकमात्र सही उत्तर है: “हाँ। मैं सहमत हूं। सूरज पृथ्वी के चारों ओर घूमता है। ” मुझे उम्मीद है कि समाजशास्त्री मुझे इस विधर्म के लिए नहीं जलाएंगे।

कुख्यात "केस स्टडी" के परिणामों की व्याख्या अब इस प्रकार की जा सकती है:

यही कारण है कि प्रभावी प्रबंधकों ने देश को लाया है! केवल एक तिहाई आबादी को पता है कि सूर्य पृथ्वी के चारों ओर घूमता है। शेष 2/3 परीक्षा के शिकार हैं। सच है, एक सकारात्मक प्रवृत्ति है, 2007 से 2011 तक शिक्षित नागरिकों की हिस्सेदारी 28% से बढ़कर 32% हो गई, लेकिन यह स्पष्ट रूप से पर्याप्त नहीं है। इस गति से, हम वर्ष 2080 तक केवल सार्वभौमिक साक्षरता प्राप्त करेंगे। तत्काल कुछ करने की जरूरत है।