Haben wir jemals gesehen, wie sich die Erde um die Sonne drehte? Ist das geozentrische Modell vollständig widerlegt?


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Haben wir jemals gesehen, wie sich die Erde um die Sonne drehte?

Ist das geozentrische Modell auch völlig widerlegt oder wurde es außer Kraft gesetzt, weil das heliozentrische Modell das Verständnis der Dinge erleichtert hat?

(Übrigens weiß ich, dass sich die Erde um die Sonne dreht und frage nur aus Neugier.)

Vielen Dank!


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Donald.McLean

Antworten:


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Sie fragen sich im Grunde, ob es Beweise für das heliozentrische Modell des Sonnensystems gibt.

Eine buchstäbliche Beobachtung der Erde, die sich um die Sonne dreht, mit bloßem Auge wäre ziemlich schwierig, da die Menschen noch nie auf einen anderen Planeten gegangen sind und erst vor Jahrzehnten kurz auf dem Mond waren.

Hier sind einige Beweise; Einige von ihnen sind auch historisch relevant.

Keplers Gesetze der Planetenbewegung

Dies wurde einer der frühesten Beweise, sobald Newton das Gesetz der universellen Gravitation und die "Flüsse" (was wir heute Differentialgleichungen nennen würden) herausgefunden hatte. Wenn Sie ein heliozentrisches Modell und das inverse Quadratgesetz für die Schwerkraft annehmen, werden die Kepler-Gesetze in einem heliozentrischen Modell natürlich aus den Gleichungen abgeleitet, sobald Sie die Mathematik durchführen.

Dies ist wie zu sagen: "Wenn es heliozentrisch ist und weiß, dass das Gesetz der Schwerkraft korrekt ist, sollten Keplers Gesetze so und so sein." Und dann: "Oh, aber die theoretischen Berechnungen für Keplers Gesetze stimmen mit großer Genauigkeit mit den tatsächlichen Beobachtungen überein. Daher muss unsere Hypothese (heliozentrisches, inverses Quadratgesetz) korrekt sein."

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Es war der früheste starke Hinweis darauf, dass das heliozentrische Modell natürlich mit den Grundgesetzen der Wissenschaft übereinstimmt, während die geozentrische Sichtweise mit der Ansammlung von Beweisen immer mehr erfunden wurde.

Tycho Brahe lieferte Ende des 16. Jahrhunderts die enorme Masse an Beobachtungen der Planetenbewegung. Johannes Kepler verwendete Anfang des 17. Jahrhunderts Brahes Beobachtungen, um seine Gesetze empyrisch zu formulieren (und auch für das heliozentrische Modell zu argumentieren). Isaac Newton sagte Ende des 17. Jahrhunderts: "Ja, Kepler hat aufgrund der Mathematik und des Gravitationsgesetzes Recht, und hier ist der Beweis aus der Analysis."

http://en.wikipedia.org/wiki/Kepler%27s_laws_of_planetary_motion

Stellare Parallaxe

Ein frühes Argument gegen den Heliozentrismus war, dass, wenn sich die Erde wirklich um die Sonne dreht, sehr weit entfernte Objekte wie die Sterne um ihre Durchschnittspositionen hin und her zu schwanken scheinen. Da dies nicht der Fall ist, wurde argumentiert, dass die Erde repariert werden muss.

Sie können dieses Argument in historischen Archiven sehen, die von Theologen Ende des 17. Jahrhunderts zugunsten des geozentrischen Modells und gegen den damals wachsenden Konsens der "Naturphilosophen" (was wir heute Wissenschaftler nennen würden) vorgeschlagen wurden, dass das heliozentrische Modell korrekt war.

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In Wirklichkeit gibt es eine Parallaxe, sie ist nur sehr klein. Es wurde im 19. Jahrhundert experimentell gemessen und dann schnell verwendet, um zum ersten Mal die Entfernung zu den nächsten Sternen zu bestimmen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_parallax

Aberration des Sternenlichts

Die Richtung, in der wir einen entfernten Stern sehen, ändert sich auch, wenn sich der Geschwindigkeitsvektor der Erde während ihrer Umdrehung um die Sonne ändert. Dies unterscheidet sich von der Parallaxe; Es ähnelt eher der Art und Weise, wie Regentropfen an den Seitenfenstern eines Autos diagonale Spuren hinterlassen, wenn sich das Auto in Bewegung setzt (obwohl die Regentropfen vertikal fallen).

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Es ist im Wesentlichen ein relativistisches Phänomen (wenn es auf Licht angewendet wird), aber es kann teilweise in einem klassischen Rahmen erklärt werden. Es wurde tatsächlich vor der Parallaxe im späten 17. Jahrhundert (der Blütezeit von Newton) beobachtet, blieb aber bis zum frühen 18. Jahrhundert ungeklärt.

http://en.wikipedia.org/wiki/Aberration_of_light

Orbitalmechanik interplanetarer Sonden

Die Landung einer Sonde auf dem Mars oder der Venus würde einfach nicht funktionieren, wenn Sie ein geozentrisches Modell annehmen würden. Eine geozentrische Beschreibung des Sonnensystems kann in einer rein kinematischen Perspektive (nur der Geometrie der Bewegung) gültig bleiben, solange Sie auf der Erde bleiben. Aber die Illusion bricht schnell zusammen, sobald Sie anfangen, über Dynamik nachzudenken (siehe Keplers Gesetze) und / oder wenn Sie versuchen, die Erde tatsächlich zu verlassen (Raumsonden).

Lassen Sie mich diesen Punkt bekräftigen, da mehrere Antworten und Kommentare falsch waren: Das geozentrische und das heliozentrische Modell sind nicht vollständig austauschbar oder eine Frage der Relativität. Sie könnten ein "erklärendes" geozentrisches Modell erstellen, und es wäre "korrekt", rein kinematisch (die Geometrie der Bewegung) und nur von der Erde aus gesehen. Das Modell bricht jedoch zusammen, sobald Sie die Dynamik (Kräfte und Massen) berücksichtigen . es würde sich auch aus kinematischer Sicht als falsch herausstellen, sobald Sie die Erde verlassen.

Dies ist nicht nur ein Kunstgriff, um Berechnungen zu vereinfachen. Die dynamischen Berechnungen sind in einem geozentrischen Modell falsch .

Um die sehr hochpräzise Flugbahn des Raumfahrzeugs mit dem Curiosity Rover zu berechnen und erfolgreich auf dem Mars zu platzieren, müssen Sie aus einer heliozentrischen Perspektive operieren. Die Dynamik ist sonst alle falsch. Sie würden das Ziel nicht nur ein wenig verfehlen, bei einem geozentrischen Ansatz würden Sie es um ein Vielfaches verfehlen - das Fahrzeug würde nicht einmal in die allgemeine Richtung des Mars fahren.

Sonstiges

Wenn die Venus in einem Teleskop beobachtet wird, hat sie Phasen wie der Mond und wächst und schrumpft dann, synchronisiert mit ihren Phasen (sie ist groß wie ein dünner Halbmond, sie ist klein, wenn sie gibbös ist). In einem geozentrischen Modell könnten die Größenänderungen durch eine elliptische Umlaufbahn der Venus um die Erde erklärt werden, aber die damit synchronisierten Phasenänderungen sind schwerer zu erklären. Beide Phänomene sind in einem heliozentrischen Modell trivial zu erklären.

Es sollte beachtet werden, dass dies nicht unbedingt das heliozentrische Modell beweist, sondern nur die Tatsache, dass die Venus die Sonne umkreist , nicht die Erde . Es ist also ein Argument gegen reinen (oder strengen) Geozentrismus.

Wenn Jupiter in einem Teleskop beobachtet wird, hat er eindeutig seine eigenen Satelliten. Dies war ein früher Schlag gegen ein strenges geozentrisches Modell, das davon ausging, dass alles die Erde umkreisen muss. Es öffnete die Tür für die Idee, dass Umlaufbahnen auch auf andere Himmelskörper zentriert sein könnten, und für die Idee, dass Dinge in der Umlaufbahn um größere Objekte ihre eigenen kleineren Satelliten haben könnten (und daher die Erde die Sonne umkreisen könnte, ohne den Mond zu verlieren).


Die Liste könnte fortgesetzt werden (und die vollständige Liste ist sehr lang), aber diese Argumente sollten ausreichen. Sie müssen etwas nicht unbedingt mit eigenen Augen sehen, um mit Sicherheit zu wissen, dass es da ist. Im Fall der Erdrevolution um die Sonne handelte es sich lediglich um eine überwältigende Menge an Beweisen, die sich dafür häuften.

Geozentrismus macht in der modernen Wissenschaft und Weltraumforschung einfach keinen Sinn.


Kann jemand ein Beispiel für eine Dynamikberechnung liefern, die in einem geozentrischen Modell schief geht?
avh

Nun, Epizyklen wurden eingeführt, um die retrograden Bewegungen der Pflanzen in einem geozentrischen Modell zu korrigieren. Sie haben nie wirklich gut funktioniert, und selbst wenn man sie mathematisch arbeiten lassen könnte, stellen sie wirklich komplizierte und unphysische Umlaufbahnen dar ... Nicht das beste Argument, aber ich dachte, es sollte hier aufgenommen werden.
Astromax

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Nun, auf einer einfachen Ebene nehmen Sie in einem geozentrischen Modell an, dass der Rahmen der Erde ein Trägheitsrahmen ist, also verwenden Sie die klassische Dynamik F = ma. Aber in diesem Rahmen ist F nicht gleich ma, es gibt Zentrifugal- und Corioliskräfte. Das heliozentrische Modell beschreibt diesen Rahmen als nicht träge, wobei die zusätzlichen Begriffe in der Dynamik berücksichtigt werden. Die Behauptung "Es ist alles nur die Wahl des Referenzrahmens" muss sich dem Problem stellen, dass der einzige Referenzrahmen, in dem diese Begriffe aus Ihren Dynamikgleichungen verschwinden, der der Sonne ist. Was bedeutet das physisch? :-)
Steve Jessop

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Die allgemeine Relativitätstheorie bedeutet jedoch, dass Sie Merkur mit heliozentrischer Newtonscher Dynamik immer noch vermissen werden. Und vielleicht andere Planeten, da bin ich mir nicht sicher. Aber das ist ein viel kleinerer Fehler, als die Erde als Newtonschen Trägheitsrahmen zu behandeln und daher nicht einmal in die allgemeine Richtung des gewünschten Planeten zu gehen.
Steve Jessop

Sie können die Phasen + Größenänderung der Venus aus einem geozentrischen Modell abrufen, müssen jedoch Epizyklen zu einer komplizierten Flugbahn stapeln, die funktional einem Venus-Orbit-the-Sun-Modell entspricht.
Mark

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Nun, ich würde mit unseren Satelliten streiten, die derzeit verschiedene Planeten in unserem Sonnensystem umkreisen (Venus Express, Mars Reconnaisance Orbiter, Cassini usw.).
Diese verfügen über Richtantennen zur Übertragung der großen Datenmengen (Rundstrahlantennen für die Kommunikation mit geringer Verstärkung wie Weckrufe im Falle eines Sicherheitsmodusereignisses). Wenn diese also die Revolution der Erde um die Sonne nicht berücksichtigen würden, hätten wir keine wissenschaftlichen Daten.

Ich denke, es wird keinen direkteren und sichtbareren Beweis geben als diesen. Wenn die Person, die Sie von der Wahrheit des kopernikanischen Systems überzeugen möchten, offener für physikalische Argumente ist (und beim Anblick ein bisschen Mathematik nicht davonläuft), können Sie zunächst das Gravitationspotential für das eingeschränkte 3- Körperprobleme siehe auch , erklären Sie, wie buchstäblich keine unserer Weltraummissionen erfolgreich gewesen wäre, wenn das System tatsächlich ptolemäisch gewesen wäre (Mangel an Zentrifugalkräften um die Sonne -> alles schießt in eine andere Richtung).

Ich könnte hier für immer weitermachen, all die Dynamik, die durch Newtons Gesetz der Schwerkraft (bis zu einem bestimmten Punkt ...) gut erklärt wird, würde zusammenbrechen.

Zu Ihrer Frage, ob das ptolemäische Modell vollständig widerlegt ist: Es ist so widerlegt wie es nur geht. Wenn Ihre Theorie falsche Vorhersagen macht, ist dies widerlegt. Sie können Ihrem imaginären mittelalterlichen Himmel immer mehr virtuelle Sphären höherer und höherer Ordnung hinzufügen (die Theorie modifizieren), aber ab einem bestimmten Punkt wird es lächerlich. Schon vor dem Weltraumzeitalter gab es so viele Hinweise auf einen heliozentrischen Standpunkt (Phasen der Venus, Kometen um die Sonne, Entdeckung von Neptun und Uranus unter heliozentrischer Annahme ...). Auch hier könnte ich für immer weitermachen, aber wenn Sie es sind Wenn Sie daran interessiert sind, lesen Sie am besten eines der Bücher, die bei Project Gutenberg kostenlos sind. Sie sind dort legal, da ihr Urheberrecht vor langer Zeit abgelaufen ist, und ich fand es sehr lustig zu lesen, wie bereits in den 1850er Jahren so viele Beweise für die heliozentrische Theorie angehäuft wurden.


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Die Kommunikation mit den Satelliten beweist (oder widerlegt) nichts. Die Verwendung des heliozentrischen Modells erleichtert die mathematische Bestimmung, wohin die Richtantenne gerichtet werden soll. Das gleiche Ergebnis kann jedoch mit dem geozentrischen Modell erzielt werden.
LDC3

Kommunikationsunterbrechungen würden gemäß dem geozentrischen System nicht auftreten. Und die einfache Tatsache, dass wir sie mit heliozentrischen Berechnungen dort ablegen.
AtmosphericPrisonEscape

Sicher würden sie. Sie gehen in den Schatten eines Planeten, haben einen CPU-Fehler, der durch einen Gammastrahl verursacht wird, der einen Neustart erfordert usw. Und ja, wir haben das heliozentrische Modell für die Berechnungen verwendet, aber wie gesagt, die gleichen Ergebnisse können mit dem geozentrischen Modell erzielt werden . Es macht nur die Mathematik komplex.
LDC3

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Erstens gibt es keine Zentrifugalkraft; es ist imaginär. Zweitens ist das Modell für die auf die Satelliten einwirkenden Kräfte verantwortlich. Und ja, beide Modelle können vorhersagen, wann ein Planetenschatten auftreten wird. Ich habe nicht gesagt, dass Sie die Mathematik komplexer gemacht haben, ich habe gesagt, dass das geozentrische Modell die Mathematik komplexer gemacht hat als das heliozentrische Modell. Bitte sag nicht, dass ich etwas gesagt habe, was ich nicht gesagt habe.
LDC3

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@ LDC3 - das geozentrische und das heliozentrische Modell sind nur aus kinematischer Sicht gleichwertig, und selbst dann nur, solange Sie auf der Erde bleiben. Aus dynamischer Sicht, die Sie beim Starten interplanetarer Sonden benötigen, sind diese jedoch sehr unterschiedlich. Sie könnten Curiosity niemals auf dem Mars landen, wenn Sie von einem geozentrischen Modell aus operieren würden.
Florin Andrei

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Laut Newton dreht sich jedes binäre System um den Schwerpunkt. Für das Sonne-Erde-System liegt der Schwerpunkt in der Sonne. Ich glaube, die meisten Leute werden dann sagen, dass sich die Erde um die Sonne dreht und nicht umgekehrt.


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Tatsächlich befindet sich der Schwerpunkt häufig nicht innerhalb der Sonne.
Rob Jeffries

@RobJeffries Wenn das Sonnensystem nur die Sonne und die Erde wäre, dann liegt der Schwerpunkt nahe am Sonnenmittelpunkt. "Wenn also der durchschnittliche Radius der Erdumlaufbahn 150 Millionen km beträgt, beträgt der Radius der Gegenumlaufbahn der Sonne etwa 450 km. Der Schwerpunkt des Sonnen-Erde-Systems liegt gut innerhalb der." Körper der Sonne. " applet-magic.com/centermass.htm Wenn Sie die gesamte Masse in das Sonnensystem einbeziehen , sind Sie richtig.
LDC3

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Die Antwort von Florin Andrei erklärt umfassend die wissenschaftliche und erdbasierte Beobachtungsunterstützung für das heliozentrische Modell.

Wenn wir interplanetare Sonden in die Diskussion einbeziehen, dann haben wir ja beobachtet, wie die Erde die Sonne umkreist .

Um Befehle von Steuerungen auf der Erde zu empfangen, verfolgen die Sonden den Standort der Erde (lesen, berechnen und beobachten), um ihre Funkschüsseln auszurichten. Ohne genaues Zeigen können sie das Funksignal nicht von der Erde empfangen. Eine genaue Ausrichtung ist auch erforderlich, um die Ergebnisse auf die Erde zu übertragen.

Einige dieser Ergebnisse waren Fotos der Erde im Weltraum, genau dort, wo das heliozentrische Modell dies vorschreibt.


Während die Erde nicht die Sonne umkreist, gibt es einen Film, der den Mond zeigt, der hier und hier die Erde umkreist


In ähnlicher Weise kriechen derzeit auch ein paar Sonden um die Marsoberfläche, und bisher gibt es keine Anzeichen dafür, dass es kein Argument für geozentrische Modelle gibt, die nicht so gut funktionieren würden, um einen Marti zu rechtfertigen -ozentrisches Modell.
David H
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