Шарообразная форма Земли: история открытия

У каждого народа формировались собственные представления о том, что представляет собой наша планета. Например, вавилоняне в VI тысячелетии до н. э. были убеждены: Земля — это одна большая гора, окруженная морем, на котором лежит небесная твердь; Солнце вечером прячется под землю и за ночь проходит путь с запада на восток, а утром поднимается на небо и катится в западном направлении по островкам суши — зодиакальным созвездиям, расположенным среди небесного моря.

Между тем китайцы, у которых искусство рисовать карты возникло еще за 1000 лет до н. э., не сомневались, что Земля прямоугольная и плоская, а небо над ней похоже на купол и держится на четырех колоннах. Пятую колонну, установленную посередине, сбил свирепый дракон, поэтому земля накренилась на восток, а небесная сфера — к западу, и все небесные тела устремились именно туда.

Индусы воображали Землю в виде громадной тарелки, покоящейся на слоновьих спинах.

В VII—VI вв. до н. э. древнегреческие мыслители Фалес Милетский, Анаксимандр и Анаксагор представляли, будто все человечество обитает то ли на гигантском пеньке, то ли на доске, то ли на обрубке дерева, которые покачиваются на морских волнах либо парят на подушке из сжатого воздуха. Собственно, на мысли о плоской планете их натолкнули знаменитые классические поэмы «Одиссея» Гомера и «Теогония» Гесиода, поэтому не удивительно, что описанная там картина мира надолго укоренилась в сознании людей.

Прошло два, три, четыре столетия, а серьезные натурфилософы, которые заложили основы учения о том, что вся материя состоит из микроскопических частиц-атомов, и слышали (в частности, от Аристотеля) гипотезы о шарообразности Земли, пытались доказать обратное. Скажем, Демокрит — автор идей бесконечности Вселенной и ее возникновения вследствие столкновений атомов — уверял: будь Земля круглой, Солнце по вечерам пряталось бы за дуговой, а не ровный горизонт. А Эпикур, который экспериментально изучал природу молний, ветров, землетрясений и пр., считал, тем не менее, что атомы падают на плоскую Землю из Космоса, словно снежинки, и так же, кружась, склеиваются между собой в разные крупные тела.

Среди христиан подобные воззрения бытовали вплоть до XVI века. К примеру, византийский купец Козьма Индикоплов в своей «Христианской топографии» описал Вселенную как сундук, внутри которого прячется прямоугольник тверди с горой на севере и морем вокруг. А в сборнике славянских духовных стихов «Голубиная книга» изложена легенда о китах, на которых держится весь мир.

Впрочем, знаменитый греческий математик Пифагор, который жил в VI—V вв. до н. э., за два столетия до Аристотеля, уже догадывался, что наша планета далеко не плоская, а с ним этими знаниями поделился моряк Скилак Кариандский. Аристотель же последовательно доказал предположения Пифагора: уходя за горизонт, суда не уменьшаются постепенно, а словно «проваливаются»; во время лунных затмений Земля отбрасывает на спутник круглую тень; в разных частях света люди видят не одни и те же звезды, то есть светила заслоняются Землей.

Последователю Аристотеля, Эратосфену, даже удалось определить радиус земного шара с погрешностью всего 1 %. Используя скафис — примитивный прибор для измерения углов, состоящий из шеста-гномона и чаши с делениями, — ученый сравнил положение Солнца в одно и то же время в северном египетском городе Александрия и в южной Сиене. На юге ровно в полдень гномон не отбрасывал тени (солнце стояло в зените), а на севере тень от шеста упала на чашу, показав 7,2-градусное отклонение от зенита. Эратосфен знал, что расстояние между двумя городами составляет 800 км, и на этом основании составил формулу: приравнял отношение полного угла (360°) и полученного (7,2°) к отношению неизвестной длины земной окружности и участка в 800 км. Расчеты показали, что экватор Земли простирается на 40 000 км, и, чтобы найти радиус, ученый разделил это число на удвоенное число пи, получив в итоге 6371 км.

Примерно в то же время греческий астроном Аристарх Самосский создал модель Солнечной системы, в которой Земля вращалась вокруг неподвижного Солнца и вокруг собственной оси. Согласно с традиционными взглядами, Аристарх воображал Вселенную заключенной в сферу с прикрепленными к ней звездами, но эта сфера, по его мнению, была практически безграничной. В том, что Земля не только похожа на шар, но и вращается вокруг своей оси, в 1520-х на горьком опыте убедилась команда путешественника Фернана Магеллана. Плывя на запад, моряки за четыре года обогнули всю Землю, но домой вернулись на день позже, чем рассчитывали: из-за того что планета крутится с запада на восток, корабли Магеллана постоянно притормаживали.

В том же XVI в. идею Аристарха на научном уровне поддержал польский астроном Николай Коперник (1473—1543) — в первой версии его знаменитого труда «Об обращении небесных сфер» даже было признание в том, что автор просто развил теорию великого грека.

В XVIII в. человечество заподозрило, что Земля не идеально круглая, а сплюснутая, только вот где — на полюсах или на экваторе, — не знал никто. Чтобы выяснить это, французы отправили в Перу и в приполярную зону две научные экспедиции, которые должны были провести разнообразные измерения местности и видимого небосвода. В результате выяснилось, что 1° меридиана (1/360 линии пересечения Земли с плоскостью, проходящей через ось вращения) на полюсе меньше, чем на экваторе — 110,6 против 111,9 км. Это могло означать одно: планету словно сжали сверху и снизу гигантскими ладонями, превратив в сфероид (вращающийся эллипс).

Кстати, пока французские ученые проводили полевые исследования, английский физик Исаак Ньютон (1643—1727) поставил воображаемый опыт: мысленно «прокопал» тоннели к центру Земли от экватора и от полюса, залил туда воды и «увидел», что экваториальную воду как бы выталкивает центробежная сила, направленная от центра планеты наружу перпендикулярно оси. Значит, заключил ученый, экваториальный тоннель должен быть длиннее полярного, дабы уравновесить жидкости. И чем быстрее крутится какое-либо тело, тем сильнее его сожмет. Впрочем, позже астрофизики выяснили, что всяческие перепады высот грунта и океанического дна делают Землю не идеально эллиптической, а несколько неровной. Эта форма была названа геоидом.

Что интересно, представители разных религий долгое время не могли смириться с идеей неплоской Земли (хотя, вопреки расхожему мнению, и не преследовали адептов «объемной» теории). В конце XIX в. в Англии даже было основано Общество плоской Земли, которое существовало вплоть до начала нашего столетия и с середины ХХ в. включало около 3000 членов. Все они свято верили в то, что астрономические наблюдения — ложь, для чего-то необходимая властям, а фотографии из космоса — наглая подделка.