Эпици́кл (от греч. ἐπί — на и греч. κύκλος — круг) — понятие, используемое в древних и средневековых теориях движения планет, включая геоцентрическую модель Птолемея. Согласно этой модели, планета равномерно движется по малому кругу, называемому эпициклом, центр которого, в свою очередь, движется по большому кругу, который называется деферентом.

Назначение эпициклов

Понятие эпицикла было введено, чтобы моделировать неравномерное движение Солнца, Луны и планет в рамках господствующей в то время геоцентрической системы мира. Согласно теориям Гиппарха и Птолемея, Солнце и Луна равномерно движутся по эпициклам, центры которых равномерно вращается по деференту в противоположном направлении. В случае Солнца, периоды обоих вращений одинаковы и равны одному году, их направления противоположны, в результате чего Солнце описывает в пространстве окружность (эксцентр), центр которой не совпадает с центром Земли, что приводит к изменению угловой скорости движения Солнца и неравенству времён года. В случае Луны, в отличие от Солнца, периоды наиболее быстрого или медленного движения по небу каждый месяц приходятся на новое созвездие, поэтому скорости движения Луны по деференту и эпициклу не совпадают, что приводит к равномерному движению центра эксцентрического круга Луны вокруг Земли.

Кроме того, эпициклы позволяли объяснить попятные движения внешних планет. В этом случае направления движения по эпициклу и деференту совпадали. Для каждой из внешних планет (Марса, Юпитера, Сатурна) период обращения по деференту был равен её сидерическому периоду, по эпициклу — синодическому периоду. В случае внутренних планет (Меркурия и Венеры) период обращения по деференту был равен одному году, по эпициклу — синодическому периоду планеты. Эта схема не до конца объясняла неравномерность движения планет, поэтому Птолемей был вынужден ввести дополнительное усложнение: модель экванта, согласно которой движение эпицикла по деференту является неравномерным. Арабские астрономы для этой же цели использовали модель вторичного эпицикла, согласно которой центр эпицикла вращается по вторичному эпициклу, уже который, в свою очередь, движется по деференту.

Исторический очерк

Теория эпициклов возникла в Древней Греции не позднее III века до н. э.. Её авторство обычно связывают с великим математиком Аполлонием Пергским. По мнению историка науки Ван дер Вардена, первую теорию эпициклов построили ещё пифагорейцы в V веке до н. э. Наиболее совершенную геоцентрическую теорию движения Солнца, Луны и планет в рамках модели эпициклов построил Клавдий Птолемей во II веке н. э. Модели эпициклов разрабатывали также астрономы Древней Индии (особенно Ариабхата) и мусульманского Востока (в частности, Ибн аш-Шатир и Насир ад-Дин ат-Туси).

Введение понятия эпицикла, с одной стороны, позволило весьма точно описывать наблюдаемое движение планет Солнечной системы на земном небосклоне, но, с другой стороны, требовало значительных вычислений и не позволяло построить непротиворечивую теорию строения Солнечной системы.

Отказ от представления попятных движений планет с помощью эпициклов, произведённый Коперником в рамках построения гелиоцентрической системы мира, был весьма революционным, поскольку значительно упростил строение Солнечной системы и позволил, в итоге, открыть закон всемирного тяготения. Однако Коперник по-прежнему использовал эпициклы для моделирования неравномерности движения планет по орбитам. Полностью отказался от эпициклов только Иоганн Кеплер, открывший законы планетных движений.

Приближение видимых движений небесных тел круговыми движениями (эпициклами и деферентами) в какой-то мере аналогично разложению функции в ряд Фурье, широко применяемому в современной науке, но для решения других задач, в небесной же механике законы Кеплера чаще всего достаточно точны и намного более практичны, а ряды Фурье используются для повышения точности, с применением законов механики^[1].

См. также

• Геоцентризм
• Деферент
• Птолемей, Клавдий
• Эквант
• Эпициклоида
• Планетарная передача

Примечания

Литература

• Эпицикл // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира). Изд. МГУ, 1989.
• Панченко Д. В. Раннепифагорейская астрономия в свете китайских параллелей // Hyperboreus. 2012. No.18. С.205-224.
• Идельсон Н. И. Этюды по истории планетных теорий.
• B. L. van der Waerden, The Earliest Form of the Epicycle Theory, Journal of the History of Astronomy, Vol. 5, p.175, 1974. Online
• B. L. van der Waerden, The Motion of Venus, Mercury and the Sun in Early Greek Astronomy, Archive for History of Exact Sciences, Volume 26, Number 2, 99 — 113, 1982. Online

Ссылки

• C.S. McConnell, Models of Planetary Motion from Antiquity to the Renaissance: The Ptolemaic Solution