ДОПОЛНЕНИЕ I. Тропический и звездный год

 

Мы пользовались в тексте выражением предварение, чтобы обозначить смещение момента равноденствия в юлианском календаре. Такое обозначение принято в хронологии (anticipatio aequinoctiorum). В астрономии же под термином предварение разумеется смещение самых точек равноденствий и солнцестояний — явление первостепенной важности, открытое, как уже сказано, величайшим астрономом древности Гиппархом («Альмагест», кн. VII, гл. 2). Мы выясним сейчас, в чем это явление заключается, изложив, каким путем оно было обнаружено.

Для объяснения неравномерного годичного движения Солнца вокруг Земли (это видимое движение древние, конечно, считали реальным), Гиппарх развил замечательную теорию, полагая, что Солнце движется с равномерной скоростью по кругу, но Земля (центр эклиптики или срединного круга Зодиака) занимает внутри этого круга положение эксцентрическое, место которого определяется из условия, чтобы весна, лето, осень и зима продолжались соответственно 94½, 92½,   и  дней. Круг эклиптики разделен на 360°; точку, которую Солнце проходит в момент равноденствия, Гиппарх принимает за начало счета долгот, т. е. угловых расстояний в эклиптике; долготы точек летнего солнцестояния, осеннего равноденствия и зимнего солнцестояния будут очевидно: 90°, 180° и 270°1 . Гиппархом же построена первая таблица движения Солнца, т. е. таблица, позволяющая вычислить его долготу на каждый день.

Теперь далее, если принять эклиптику за основной круг на небесной сфере, то можно будет определить положение любой звезды, задав ее расстояние до эклиптики по перпендикулярному к ней кругу (широта) и угловое расстояние между точкой весеннего равноденствия и точкой, в которой упомянутый круг пересекает эклиптику (долгота).

Но как определить долготы и широты хотя бы некоторых основных звезд? Как связать их положения с точкой равноденствия, которая ничем на небе не обозначена? Греки заметили, что на ночном небе можно указать, при некоторых условиях, точку, долгота которой на 180° отличается от долготы Солнца в этот момент, а широта равна нулю (т. е. которая находится в эклиптике, в направлении, прямо противоположном направлению на Солнце), и притом независимо от места наблюдения на земле: эта точка — центр Луны в момент середины ее затмения. Не будем останавливаться на доказательстве этого положения. Но из него вытекало, что, измерив расстояние от звезды до Луны при ее затмении, и, внеся некоторые поправки, требуемые самой техникой подобного наблюдения, можно определить широту звезды непосредственно (ибо широта Луны при затмении близка к нулю); долгота же звезды в отношении Солнца получится, прибавив 180° к наблюденной долготе ее в отношении Луны; а так как долгота Солнца в этот момент известна из таблицы его движения, то будет найдена и абсолютная долгота звезды в отношении точки равноденствия.

Гиппарх, сравнивая свои наблюдения, произведенные этим способом (эпоха их –130), с наблюдениями Тимохариса (эпоха –280), нашел, что звезда α Девы (Колос), приблизилась за это время по долготе к осеннему равноденствию (т. е. к долготе 180°) на 2°, а широта ее осталась без изменения.

Чтобы показать, насколько это был удовлетворительный результат, приводим долготы (L) и широты (B) α Девы, как они получаются по современным точным таблицам для интересующих нас эпох.

α Virginis 

Эпоха 

L

B

–300

171°,92

 –1°,91

–200

173°,29

–1°,91

–100

174°,66

–1°,92

0

176°,04

–1°,92

 

Заметим тут же, что для эпохи +2000 будет: L = 203°,86; В = –2°,05; чрезвычайно слабое изменение широт (в данном случае, –0°,13 на 2000 лет) подчеркивает значение эклиптики для определения положений небесных тел, предугаданное греками.

По этой таблице находим:

при Тимохарисе, эпоха  –280,

L = 172°,19;    В = –1°,91

при Гиппархе, эпоха –130:

L = 174°,25;    В = –1°,92

Таким образом, в пределах точности древних наблюдений, Гиппарх мог утверждать, что долгота Колоса Девы за 150 лет увеличилась на 2°, а широта ее осталась прежней. Но этот великий трудолюбец и поклонник истины, как называет его Птолемей, пошел дальше: сравнив подобным же образом положения других звезд, он для всех констатировал то же явление, именно одинаковое изменение в долготах и отсутствие заметных изменений в широтах. Отсюда он сделал — со всею осторожностью и некоторыми оговорками — такой вывод: результаты всех этих наблюдений могут быть объяснены тем, что основные точки равноденствий и солнцестояний сами сместились в эклиптике в направлении, обратном счету долгот, иными словами в направлении, обратном видимому движению Солнца между звезд, т. е. от востока к западу; иначе не объяснить, действительно, одинакового увеличения долгот при неизменяемости широт. Это смещение и носит название предварения (или, лучше, предшествия) равноденствий, или прецессии2.

С данными Гиппарха годичная прецессия составляет приблизительно 7200" : 150 = 48"; точная величина для его эпохи есть 49",8.

В чем важность явления прецессии для хронологии? В том, что наряду с понятием тропического года, т. е. года природы, или промежутка между возвращениями Солнца к действительному (подвижному) равноденствию или солнцестоянию3, создается понятие звездного года, где движение точки равноденствия не учитывается и где в сущности идет речь о ежегодном возвращении Солнца к одной и той же неподвижной звезде. Ясно, что звездный год длиннее тропического приблизительно на тот промежуток времени, в течение которого Солнце проходит дугу, равную годичному смещению точки равноденствия (в нашу эпоху 50",25); по современным данным тропический год короче звездного на 20m24s, и длина звездного года составляет 365d6h9m10s. Гиппарх, комбинируя найденные им значения прецессии и длины тропического года получил 365d6h10m.

Но звездный год в календарных системах — всегда их больное место. Если считать, например, началом весны момент, когда Солнце вернется к точке равноденствия, определенной раз навсегда для какой-нибудь исходной эпохи, то в дальнейшем Солнце будет проходить через эту точку все позже и позже, чем оно проходит подвижную точку равноденствия, т. е. чем наступает астрономическое равноденствие на Земле. Отсюда видна тесная связь между календарным понятием предварения и явлением прецессии; в звездном году равноденствие будет отступать, и притом даже быстрее чем в юлианском году, ибо звездный год длиннее юлианского приблизительно на 10m.

Ошибки вавилонян в предвычислении равноденствий объясняются именно тем, что в основе их солнечного счисления лежал звездный год, длину которого в результате 2000-летней наблюдательной работы они определили достаточно точно (365d6h13m43s); они подошли к нему со стороны очень своеобразной лунной теории. Но понятие прецессии и различие между обеими формами солнечного года остались тут неизвестными.

Аналогичные условия мы находим и в действующем индусском календаре. Точка весеннего равноденствия фиксирована индусскими астрономами в том месте эклиптики, где она находилась приблизительно в эпоху +500 (около звезды ζ в созвездии Рыб). Работая дальше со звездным годом, их календарь постоянно отходит от астрономического равноденствия; в нашем календаре Солнце проходит указанную точку в дни 11 — 12 апреля нового стиля и, следовательно, когда индусы на этот момент полагают начало весны, — которая наступила уже 21 марта — их календарь расходится с природой приблизительно на 20 дней.

 

  1. 1. Все эти обозначения сохранились в астрономии и по наши дни.
  2. 2. Механическое объяснение этого явления, на основе закона всемирного тяготения, дано Ньютоном.
  3. 3. Самое слово «тропический» происходит от греческого «тропай Гелиу» — повороты Солнца, применявшегося со времен Гомера для обозначения солнцестояний.
RSS-материал