Почему планеты называют блуждающими звездами?

Мы живем на Земле, которая является одной из восьми больших планет Солнечной системы. Кроме Земли, в состав большой семьи Солнца входят Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все это планеты — относительно небольшие по сравнению с Солнцем тела, которые обращаются вокруг него по орбитам и видны только благодаря тому, что отражают часть падающего на них солнечного света. Возникает вопрос, почему планеты называют блуждающими звездами? (Сегодня говорят «блуждающими светилами».) Какое отношение они имеют к звездам и почему блуждают?

Давайте разберемся.

Планеты на небе похожи на звезды

То, что планеты и звезды — объекты разного класса, очевидно. Звезды — огромные по размерам и массивные газовые шары, настолько горячие, что ярко светятся. Обычные планеты, вроде планет Солнечной системы, не светятся — они слишком холодные для этого. (Хотя в инфракрасном свете видны хорошо!) Кроме того, планеты не обязательно состоят из газа, как звезды или планета Юпитер. Они могут быть каменными, вроде Марса и Земли, и даже большей частью металлическими, как Меркурий. Хотя планеты не светятся, человек знает об их существовании многие тысячи лет.

Почему? Потому что планеты освещает Солнце, и мы видим отраженный ими солнечный свет.

Еще 500 лет назад люди по большому счету понятия не имели, что такое планеты. Было не ясно, какого планеты размера и из чего они состоят. Даже расстояние до планет было неизвестно. (Хотя догадки были!) Зато люди знали, как выглядят планеты на небе. Древние астрономы внимательно следили за ними и описывали их поведение.

Как же выглядят планеты, если посмотреть на них невооруженным глазом, без помощи телескопа? Они похожи на обычные звезды. Настолько похожи, что люди, не интересующиеся специально астрономией, увидев, скажем, Сатурн, не смогли бы отличить его от звезд. Да, такие планеты, как Юпитер или Венера, намного ярче настоящих звезд. Но все-таки требовалось какое-то дополнительное знание, чтобы сказать, что это не просто очень-очень яркие звезды, а именно планеты.

Планеты — блуждающие светила

И такое знание появилось у людей уже несколько тысяч лет назад. Они научились отличать планеты от звезд.

Оказалось, что планеты, хотя и похожи на звезды, движутся на их фоне!

Сами звезды не движутся, если не считать суточное движение звезд по направлению с востока (где они встают) на запад (где они садятся). Планеты тоже подвержены суточному движению, как и Луна, и Солнце. Сегодня мы знаем, что это всеобщее движение неба с востока на запад обусловлено вращением Земли вокруг своей оси. Но как ни вглядывайся в небо невооруженным глазом, больше никакого движения у звезд не заметить. Наши далекие предки очень хорошо знали, что звезды не меняют взаимного расположения. Именно поэтому рисунки созвездий остаются практически неизменными на протяжении вот уже многих тысяч лет.

Планеты — совсем другое дело. Планеты движутся на фоне звезд.

Особенности движения планет

Особенно важно, что планеты движутся по-разному: одни достаточно быстро, другие медленно. Некоторые планеты (Меркурий и Венера) всегда находятся на небе недалеко от Солнца, другие (Марс, Юпитер и Сатурн) могут быть и на противоположной от Солнца стороне неба.

Попятное (ретроградное) движение Марса на фоне звезд. Это изображение склеено из множества последовательных снимков Марса, сделанных вблизи противостояния планеты. Каждый последующий снимок Марса сделан через неделю после предыдущего. Фото: Cenk E. Tezel, Tunç Tezel (TWAN)/APOD

Обычно планеты двигаются на фоне звезд справа налево (то есть с запада на восток), но иногда останавливаются на небе и поворачивают вспять. Потом снова останавливаются и разворачиваются опять на восток, описывая таким образом таинственные петли. Что объединяет все планеты, так это их местоположение — все они движутся только по зодиакальным созвездиям, как Солнце и Луна.

Если бы планеты двигались упорядоченно, их, вероятно назвали бы просто «движущимися светилами» или как-то похоже. Но нет, планеты называют блуждающими звездами! Именно сложное, нерегулярное движение планет на фоне обычных звезд привело к тому, что люди стали называть их «странниками» или «блуждающими» светилами. Собственно, само слово планета переводится с древнегреческого как «блуждающий».

Пример, почему планеты называют блуждающими звездами. На этой анимации показаны три яркие звезды у горизонта. Это Сатурн, Юпитер и красноватый Марс. Каждый последующий кадр соответствует утру следующего дня. Полная длина соответствует четырем неделям. Отлично видно, как стремительно движется Марс на фоне звезд и двух других планет. Рисунок: Stellarium/Евгений Золотавкин

Законы, стоящие за движением планет

Странное движение планет озадачивало астрономов древности. Оно было мало предсказуемым и казалось почти хаотичным, но вместе с тем за этими движениями просматривалась и какая-то закономерность. Возможно, планеты двигались, подчиняясь какому-то закону? Может быть, за их движением стоял некий скрытый порядок?

Геоцентрическая система мира

Попытки отыскать законы, по которому движутся блуждающие светила, стали основным занятием астрономов на протяжении многих сотен лет. Уже древнегреческие ученые построили стройную теорию, которая описывала движение планет по небу. Более того, она позволяла предсказывать их положение на годы вперед. Согласно этой теории Земля находилась в центре космоса, а Солнце, Луна, планеты и звезды вращались вокруг Земли по круговым орбитам. Такая система стала называться геоцентрической.

Для предсказания положения планет на небе древние астрономы пользовались сложными геометрическими построениями. Источник: Клавдий Птолемей. Альмагест

Но со временем теория перестала давать точные предсказания: маленькие ошибки накапливались и планеты стали выбиваться из предсказанного графика. Теорию пришлось усовершенствовать, но вместе с тем и усложнить. Так появились эпициклы, деференты, экванты и прочие сложные геометрические штуки, которые объясняли петли планет, ускорения и замедления.

Гелиоцентрическая система мира

Наконец, примерно 500 лет назад польский астроном Николай Коперник придумал, как можно существенно упростить теорию. Для этого следовало в центр мира поместить не Землю, а Солнце. А все планеты, включая Землю, должны вращаться вокруг Солнца. (Кстати, Земля стала планетой именно тогда! До этого она была просто «центром мира», «твердью», «темным шаром» — чем угодно, но не планетой.) Система Коперника называется гелиоцентрической, от греческого слова гелиос — солнце.

Еще полвека спустя немецкий математик Иоганн Кеплер вывел знаменитые три закона Кеплера. В частности, первый закон гласит, что планеты движутся не по окружностям, а по эллипсам, в одном из фокусов которого находится Солнце. Пройдет еще немного времени и сэр Исаак Ньютон выведет законы Кеплера из закона Всемирного тяготения.

Система мира Коперника вместе с законами Кеплера позволили предсказывать положения планет на небе на столетия, даже на тысячелетия вперед. Но не меньшее значение имеет то, что эти открытия совершили настоящую революцию в представлении человечества о строении Вселенной.