С. Ю. Юдин
|
|
О равноденствиях Гиппарха и Птолемея
|
27.12.2010 7:00 |
|
|
Наконец-то выложил статью /О равноденствиях Гиппарха и Птолемея/, в которой мне удалось
устранить противоречие между данными наблюдений за Солнцем древних астрономов и современных
(скачать можно или с моей домашней страницы здесь http://ser.t-k.ru или с ее зеркала здесь
http://modsys.narod.ru из раздела Статьи). Дело в том, что сейчас я пытаюсь по
экспериментальным данным наблюдений за планетами и Солнцем определить скорость
распространения гравитации. Влияние этой скорости отражается на изменении параметров
эллиптических орбит планет и со временем такие параметры, как наклон плоскости орбиты к
эклиптике, эксцентриситет эллипса орбиты и другие параметры, немного изменяются. Эти
изменения очень маленькие и трудно поддаются измерению, по этому их вычисляют за период в
100 лет и называют вековыми изменениями.
В таком случае, естественно, было бы сравнить современные значения параметров орбит с теми
параметрами, какие были тысячу или даже две тысячи лет тому назад, т.к. за такой промежуток
времени эти изменения должны стать заметными. По этому я начал определять параметры орбит по
таблицам древних астрономов, т.е. астрономов доньютоновской эпохи, чтобы хотя бы в общих
чертах увидеть изменения параметров орбит на большом промежутке времени. А, т.к. параметры
орбит всех планет зависят от параметров орбиты Земли, с которой эти планеты и наблюдаются,
то я начал с определения параметров орбиты Земли для моментов времени, в которых были
созданы эти таблицы. Если кого-то интересует методика извлечения параметров орбит планет из
таблиц, то скачать программу Solsys6 можно или с моей домашней страницы здесь http://ser.t-
k.ru или с ее зеркала здесь http://modsys.narod.ru из раздела Программы.
Конкретно я использовал следующие таблицы древних астрономов Almagest (132-147 год, Клавдий
Птолемей), Handy (500-700?, индийские астрономы?), AlKhwarizmi (824 год, Мухаммад Ибн Мусса
Аль Хорезми), AlBattany (910 год, Мухаммад Аль Баттани, Toledan (1080 год, Ибрагим Аз
Заркали, Alfonso (1252 год, под руководством короля Кастилии Альфонса Х), Prutenic (1551
год, Э. Рейнгольд), Ticho (1600 год, Тихо Браге), Rudolphino (1627 год, Кеплер), Streete
(1661 год, Стрит, Wing (1668 год, Винг). А из современных теорий я использовал теорию
Ньюкома (New0), которая бала создана в 1896 году и теорию Лаборатории Реактивного Движения
(JPL0), которая была создана в 1997 году и которая является аппроксимацией их эфемерид
DE405. Полученные мною значения положения перигелия орбиты Земли не очень сильно отличаются
от современных данных, а вот значения эксцентриситета орбиты Земли, как это видно на рисунке
(черные точки), получились сильно отличающимися от заложенных в современные теории (кроме
данных Аль Баттани).
http://ser.t-k.ru/Stat/Hipp_Ptolo/Image97.gif
Рис. 4. Эксцентриситет орбиты Земли (увеличено в 1000 раз) по данным таблиц древних
астрономов и современным теориям (черные точки), рассчитанный по продолжительности сезонов
года (синие точки) и полученный при обработке данных различных обсерваторий с 1800 по 1983
годы (красные точки). Прямая 1 построена по современным теориям (объединяет нижнюю группу
точек), а прямая 2 аппроксимирует верхнюю группу точек.
Тогда я решил использовать для расчета параметров орбиты Земли и данные по продолжительности
сезонов года, по которым древние астрономы определяли параметры орбит планет для своих
теорий. Конкретно я использовал данные Евктемона, Калиппа, Вавилонских астрономов, Гиппарха,
Птолемея, Бану Мусы, Мервази, Аль Баттани, Сулеймана, Абу Вафы и Аль Бируни (на рисунке
синие точки). И здесь точки на графике также как полученные из таблиц не все ложатся на одну
прямую. Все точки масульманских астрономов, рассчитанные по данным, приведенным в работе Аль
Бируни (кроме Халида Мервази), лежат вблизи современных теоретических данных (1), а все
точки астрономов домасульманской эпохи (кроме Калиппа) совпадают с данными, полученными из
таблиц (2). После этого я решил обработать сам на программе Solsys и данные наблюдений за
Солнцем за последние 200 лет и получил значения параметров орбиты Земли, которые отражены на
рисунке красными точками. Да эти данные подтверждают справедливость современных теорий, но
только на промежутке в 200 лет, а дальше идет экстраполяция.
Кое-кто может сказать ну и что из того, что эксцентриситет орбиты Земли рассчитанный по
современным теориям отличается от некоторых данных древних астрономов на несколько тысячных,
т.к. на положение Земли это практически не отразиться. А решить это противоречие между
данными древних астрономов и современных надо было по тому, что от этого зависят не только
истинные значения вековых смещений параметров орбиты Земли, но и, не смотря на малость
величины эксцентриситета орбиты Земли, параметры орбит всех остальных планет. Ведь если мы
обработаем современные данные наблюдений за Меркурием следующих обсерваторий Гринвичской,
Парижской, USNO, CAPE и Оксфордской за период с 1770 по 1969 годы как с современными
значениями вековых смещений параметров орбиты Земли, так и с теми, что я первоначально
получил по данным древних астрономов (на рис. 4 зависимость 2), то мы получим совершенно
разные значения вековых смещений параметров орбиты Меркурия.
http://ser.t-k.ru/Stat/Hipp_Ptolo/Image109.gif
Рис 12. Изменение эксцентриситета орбиты Меркурия в стандартной эпохе J2000 по данным
оптических наблюдений пяти обсерваторий с разными параметрами орбиты Земли (Ser с моей
предварительной (линейной) теорией кружки, JPL с теорией JPL0 квадратики). На рисунке
значения увеличены в 100 раз.
И из данных на рис. 12 получается, по полученной мною предварительной теории Земли (на
рисунке зависимость 2) для аномального смещения перигелия Меркурия 65 угловых секунд (со
знаком минус) в столетие. Для тех, кто не в курсе, могу сообщить, что все физические теории
тяготения, которые создавались с конца 19-го века, т.е. после получения сначала Леверье, а
потом Ньюкомом аномального смещение перигелия Меркурия в 43 угловые секунды за 100 лет, и до
настоящего времени проверяются по критерию именно этого смещения.
Давайте теперь попробуем разобраться логически, как же могло произойти такое разделение
значений эксцентриситета орбиты Земли на правильные и не правильные (по перигелию тоже
имеется разделение данных на две группы, но не такое явное). А вариантов такого разброса в
параметрах орбит может быть только два. Либо сама методика определения параметров орбит по
продолжительности сезонов года, которой пользовались до 17-го века, содержит серьезные
погрешности, либо имеются большие систематические погрешности в методике определения
продолжительности сезонов года. А после 16-го века имеются систематические ошибки или в
методике определения параметров эллиптической орбиты по 3-м произвольным наблюдениям или в
определение координат Солнца в этих 3-х точках.
Проведенный анализ показывает, что ошибки были и в методиках определения параметров орбит и
в определение дат равноденствий и в определение координат Солнца (подробный анализ смотрите
в статье). И таким образом, имеет смысл обратиться к рассмотрению непосредственно дат
весеннего и осеннего равноденствий (ВР и ОР) и летнего солнцестояния (ЛС) полученных
древними астрономами и их современных значений. Для этого выведем их на один график и
аппроксимируем (на глаз) прямыми линиями. При этом приведем их к ближайшему високосному
году, чтобы не было ошибки из-за смещения дат равноденствий по Юлианскому календарю от года
к году на 0,25 дня.
http://ser.t-k.ru/Stat/Hipp_Ptolo/Image103.gif
Рис.10. Даты наблюдения весенних и осенних равноденствий и летнего солнцестояния древних и
современных астрономов в датах Юлианского календаря.
Здесь не возможно обратить внимания на странные даты ВР, ЛС и ОР Птолемея, которые хорошо
согласуются с датами наблюдений Гиппарха, но странным образом смещены на 0,93 суток, что
практически не возможно объяснить ошибками наблюдения при использовании тех инструментов,
которыми пользовался Птолемей. А если мы посмотрим на даты 4-х наблюдений ЛС, приведенных
Птолемеем, то сразу возникает мысль обратиться в детективное агентство для расследования
того, как эти 4-е наблюдения из которых три не правильные ухитрились просто идеально лечь на
одну прямую с принятой Гиппархом продолжительностью года равной 365,25 -1/300. Я, например,
кроме как фальсификацией данных наблюдений все это объяснить не могу. По этому, для
аппроксимации дат наблюдения данные Птолемея использовать категорически нельзя. А в этом
свете и даты ЛС Метона и Евктемона, а также Аристарха из выборки следует исключить. Тогда мы
получим аналитические зависимости для определения даты ВР, ЛС и ОР, а имея их и зависимости
для продолжительности сезонов года (весны и лета). А по сезонам года, используя методику
Птолемея, рассчитаем параметры орбиты Земли и дополним значения эксцентриситета орбиты Земли
на рис. 4 этими расчетными значениями. При этом некоторые экспериментальные данные, которые
были нами отбракованы, с рисунка уберем.
http://ser.t-k.ru/Stat/Hipp_Ptolo/Image105.gif
Рис. 4* Эксцентриситет орбиты Земли (увеличено в 1000 раз) по данным таблиц древних
астрономов и современным теориям (черные точки), рассчитанный по продолжительности сезонов
(синие точки), полученный при обработке данных различных обсерваторий с 1800 по 1983 годы
(красные точки) и желтые точки по данным таблицы 2 (прямая линия построена по теории
JPL0).
Как видим, теперь все становится на свои места и получается, что данные древних астрономов
не противоречат современным данным, но получается, что данные мусульманских астрономов из-за
описанных выше систематических ошибок отклоняются от расчетных данных в одну сторону, а
европейских в другую. А вот данные, заложенные в современные теории планет, отличаются от
полученных нами расчетных данных по тому, что в современных теориях параметры орбит планет
получены обработкой только современных данных наблюдений. Более того, они получены не прямой
обработкой данных наблюдений, а из математических моделей, построенных с использованием
различных физических теорий и, следовательно, в первую очередь отражают физические теории, а
потом уже данные наблюдений (подробный анализ смотрите в статье).
Таким образом, все современные теории, базирующиеся, как на теории Ньютона (как с поправкой
Холла, так и без нее, т.е. Ньюкома и Леверье), так и на общей теории относительности (DE405,
INPOP06, ЕРМ2004), где кругом скорость распространения гравитации принимается равной
бесконечности (кстати, вопреки постулатам самой теории относительности о том, что никакая
скорость взаимодействия не может быть больше скорости света) являются по большому счету
фальсификациями. Почему же так получилось, что в этих теориях заложены не правильные
значения вековых смещений параметров орбит планет, а в то же время полученные с их помощью
данные всех устраивали. А дело в том, что в настоящее время с различными вариациями известны
две методики определения параметров орбит планет по наблюдательным данным. Типичными
результатами применения первой методики являются теория Птолемея и законы Кеплера, а второй
аналитические теории планет Леверье и Ньюкома и полученные численными методами эфемериды
JPL. А т.к. классификации этих методик я нигде не встречал, то, во-первых, мне пришлось дать
им названия - кинематическая и динамическая или физическая, т.е. с использованием физических
законов, а, во-вторых, мне же пришлось и указать на их отличия.
Кого заинтересует этот вопрос, я отсылаю к тексту статьи, где подробно описываются отличия
этих методик и на примере рассмотрения нескольких солнечных затмений в прошлом и современных
(с использованием таблиц древних астрономов и современных теорий) указывается на
преимущества и недостатки как одной, так и другой методики создания теорий планет. Например,
в статье очень подробно освещен вопрос подбора эфемеридной поправки ET-UT для современных
теорий, при расчете в прошлое и будущее и объясняется, почему для теорий древних астрономов
такая поправка не нужна, и почему они и без нее удовлетворительно описывают солнечные
затмения. Но большая часть статьи все же посвящена вопросу согласования теорий древних
астрономов с современными теориями по параметру эксцентриситета орбиты Земли, что удалось
сделать в основном благодаря бесценной серии данным по равноденствиям Гиппарха. И теперь я
могу со спокойной совестью приступать к определению по вековым смещениям параметров орбит
планет скорости распространения гравитации.
С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин
|
|
