Τέσσερις εκπληκτικές αστρονομικές ανακαλύψεις από την αρχαία Ελλάδα

Επιστήμονες στην αρχαία Ελλάδα έκαναν απίστευτες αστρονομικές ανακαλύψεις.

Αρχαίοι Έλληνες επιστήμονες και μαθηματικοί έκαναν μερικές από τις πιο σημαντικές και εκπληκτικές αστρονομικές ανακαλύψεις πριν από αιώνες.

Του Gareth Dorrian και Ian Whittaker

«Οι Ιστορίες», του Ηρόδοτου, ο οποίος έζησε από το 484 π.Χ. έως το 425 π.Χ. πρόσφεραν ένα αξιοσημείωτο παράθυρο στον κόσμο, όπως ήταν γνωστό στους αρχαίους Έλληνες στα μέσα του πέμπτου αιώνα π.Χ.

Σχεδόν τόσο ενδιαφέρον με αυτό που γνώριζαν αυτοί οι άνθρωποι, είναι αυτό που δεν γνώριζαν. Αυτό θέτει τη βάση για τις εκπληκτικές προόδους στην κατανόησή τους τους επόμενους αιώνες—απλώς βασιζόμενοι σε αυτό που μπορούσαν να παρατηρήσουν με τα μάτια τους.

Ο Ηρόδοτος ισχυρίστηκε ότι η Αφρική περιβαλλόταν σχεδόν εξ ολοκλήρου από τη θάλασσα. Αλλά πώς το ήξερε αυτό για μια τόσο γιγάντια χερσαία μάζα; Ο ιστορικός αφηγείται την ιστορία των Φοίνικων ναυτικών που εστάλησαν από τον βασιλιά Νέκο Β' της Αιγύπτου (περίπου το 600 π.Χ.), για να πλεύσουν γύρω από την ηπειρωτική Αφρική, με δεξιόστροφο τρόπο, ξεκινώντας από την Ερυθρά Θάλασσα.

Αυτή η ιστορία, αν είναι αλήθεια, όχι μόνο αφηγείται τον παλαιότερο γνωστό περίπλου της Αφρικής, αλλά περιέχει επίσης μια ενδιαφέρουσα εικόνα της αστρονομικής γνώσης του αρχαίου κόσμου.

Το ταξίδι, φυσικά, κράτησε αρκετά χρόνια. Έχοντας στρογγυλοποιήσει το νότιο άκρο της Αφρικής και ακολουθώντας μια δυτική πορεία, οι ναυτικοί παρατήρησαν τον Ήλιο να βρίσκεται στο δεξί τους χέρι, πάνω από τον βόρειο ορίζοντα.

Αυτή η παρατήρηση απλά δεν είχε νόημα εκείνη την εποχή γιατί δεν γνώριζαν ακόμη ότι η Γη έχει σφαιρικό σχήμα και ότι υπάρχει ένα νότιο ημισφαίριο.

Οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο

Λίγους αιώνες αργότερα, είχε ήδη σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στην κοσμολογία. Ο Αρίσταρχος της Σάμου (310 π.Χ. έως 230 π.Χ.) υποστήριξε ότι ο Ήλιος ήταν η «κεντρική φωτιά» του σύμπαντος, και μάλιστα τοποθέτησε όλους τους τότε γνωστούς πλανήτες στη σωστή σειρά απόστασής τους γύρω από αυτόν.

Αυτή είναι η παλαιότερη γνωστή ηλιοκεντρική θεωρία του ηλιακού συστήματος.

Δυστυχώς, το αρχικό κείμενο στο οποίο προβάλλει αυτό το επιχείρημα έχει χαθεί στην ιστορία, επομένως δεν μπορούμε να γνωρίζουμε με βεβαιότητα πώς το έφτιαξε ο λαμπρός στοχαστής.

Ο Αρίσταρχος γνώριζε ότι ο Ήλιος ήταν πολύ μεγαλύτερος από τη Γη ή τη Σελήνη, και μπορεί να είχε υποθέσει ότι θα έπρεπε επομένως να έχει την κεντρική θέση στο ηλιακό σύστημα.

Ωστόσο, είναι ένα συγκλονιστικό εύρημα, ειδικά αν σκεφτεί κανείς ότι δεν ανακαλύφθηκε ξανά μέχρι τον 16ο αιώνα, από τον Νικόλαο Κοπέρνικο, ο οποίος αναγνώρισε ακόμη και τον Αρίσταρχο κατά την ανάπτυξη του δικού του έργου.

Μια από τις μεγαλύτερες αστρονομικές ανακαλύψεις από την αρχαία Ελλάδα: το μέγεθος της Σελήνης

Ένα από τα βιβλία του Αρίσταρχου που όντως διασώθηκαν αναφέρεται στα μεγέθη και τις αποστάσεις του Ήλιου και της Σελήνης. Σε αυτή την αξιοσημείωτη πραγματεία, ο Αρίσταρχος παρουσίασε τους παλαιότερους γνωστούς απόπειρους υπολογισμούς των σχετικών μεγεθών και αποστάσεων από τον Ήλιο και τη Σελήνη.

Είχε από καιρό παρατηρηθεί ότι ο Ήλιος και η Σελήνη έμοιαζαν να έχουν το ίδιο φαινομενικό μέγεθος στον ουρανό και ότι ο Ήλιος ήταν πιο μακριά. Αυτό το συνειδητοποίησαν από τις εκλείψεις Ηλίου, που προκαλούνται από το πέρασμα της Σελήνης μπροστά από τον Ήλιο σε μια ορισμένη απόσταση από τη Γη.

Επίσης, τη στιγμή που η Σελήνη βρίσκεται στο πρώτο ή στο τρίτο ή τέταρτο στάδιο, ο Αρίσταρχος σκέφτηκε ότι ο Ήλιος, η Γη και η Σελήνη θα σχημάτιζαν ένα ορθογώνιο τρίγωνο.

Καθώς ο Πυθαγόρας είχε καθορίσει πώς σχετίζονταν τα μήκη των πλευρών του τριγώνου μερικούς αιώνες νωρίτερα, ο Αρίσταρχος χρησιμοποίησε το τρίγωνο για να υπολογίσει ότι η απόσταση από τον Ήλιο ήταν μεταξύ 18 και 20 φορές την απόσταση από τη Σελήνη.

Εκτίμησε επίσης ότι το μέγεθος της Σελήνης ήταν περίπου το ένα τρίτο του μεγέθους της Γης, με βάση τον προσεκτικό χρόνο των Σεληνιακών εκλείψεων.

Ενώ η εκτιμώμενη απόστασή της από τον Ήλιο ήταν πολύ χαμηλή (η πραγματική αναλογία είναι 390), λόγω της έλλειψης τηλεσκοπικής ακρίβειας που ήταν διαθέσιμη εκείνη τη στιγμή, η τιμή για την αναλογία του μεγέθους της Γης προς τη Σελήνη είναι εκπληκτικά ακριβής (η Σελήνη έχει διάμετρο 0,27 φορές μικρότερη από αυτή της Γης).

Σήμερα, γνωρίζουμε το μέγεθος και την απόσταση από το φεγγάρι με ακρίβεια με ποικίλα μέσα, συμπεριλαμβανομένων των ακριβών τηλεσκοπίων, των παρατηρήσεων με ραντάρ και των ανακλαστήρων λέιζερ που άφησαν στην επιφάνεια οι αστροναύτες του Απόλλων.

Η περιφέρεια της Γης

Ο Ερατοσθένης (276 π.Χ. έως το 195 π.Χ.) ήταν επικεφαλής βιβλιοθηκάριος στη Μεγάλη Βιβλιοθήκη της Αλεξάνδρειας και δεινός πειραματιστής. Μεταξύ των πολλών επιτευγμάτων του ήταν ο παλαιότερος γνωστός υπολογισμός της περιφέρειας της Γης.

Ο Πυθαγόρας θεωρείται γενικά ως ο πρώτος υποστηρικτής μιας σφαιρικής Γης αν και προφανώς δεν γνώριζε το μέγεθός της. Η διάσημη και ωστόσο απλή μέθοδος του Ερατοσθένη βασίστηκε στη μέτρηση των διαφορετικών μηκών των σκιών που ρίχνουν οι πόλοι που κολλούσαν κάθετα στο έδαφος το μεσημέρι του θερινού ηλιοστασίου σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη.

Ο Ήλιος είναι αρκετά μακριά ώστε, όπου κι αν φτάνουν οι ακτίνες του στη Γη, είναι ουσιαστικά παράλληλες, όπως είχε δείξει προηγουμένως ο Αρίσταρχος. Έτσι, η διαφορά στις σκιές απέδειξε πόσο καμπυλώνονταν η επιφάνεια της Γης.

Ο Ερατοσθένης το χρησιμοποίησε για να υπολογίσει την περιφέρεια της Γης περίπου στα 40.000 χιλιόμετρα. Αυτό είναι εντός ενός δύο τοις εκατό της πραγματικής αξίας, όπως καθορίζεται από τη σύγχρονη γεωδαισία (η επιστήμη του σχήματος της Γης).

Αργότερα, ένας άλλος επιστήμονας που ονομάζεται Ποσειδώνιος (Posidonius - 135 π.Χ. έως 51 π.Χ.) χρησιμοποίησε μια ελαφρώς διαφορετική μέθοδο και έφτασε σχεδόν στην ίδια απάντηση. Ο Ποσειδώνιος έζησε στο νησί της Ρόδου για μεγάλο μέρος της ζωής του. Εκεί, παρατήρησε ότι το φωτεινό αστέρι Κάνωπο (Canopus) που βρισκόταν πολύ κοντά στον ορίζοντα. Ωστόσο, όταν βρισκόταν στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου, σημείωσε ότι ο Κάνωπος θα ανέβαινε περίπου 7,5 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα.

Δεδομένου ότι οι 7,5 μοίρες είναι το 1/48 του κύκλου, πολλαπλασίασε την απόσταση από τη Ρόδο προς την Αλεξάνδρεια επί 48 και έφτασε σε τιμή επίσης περίπου 40.000 χλμ.

Η πρώτη αστρονομική μηχανή από την αρχαία Ελλάδα

Ο παλαιότερος σωζόμενος μηχανικός υπολογιστής στον κόσμο είναι ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων. Η εκπληκτική συσκευή ανακαλύφθηκε σε ένα αρχαίο ναυάγιο στα ανοιχτά του Ελληνικού νησιού των Αντικυθήρων το 1900.

Η συσκευή είναι πλέον κατακερματισμένη με το πέρασμα του χρόνου, αλλά όταν ήταν άθικτη, θα εμφανιζόταν ως ένα κουτί που περιείχε δεκάδες λεπτώς επεξεργασμένους χάλκινους τροχούς γραναζιών.

Όταν περιστρέφονται χειροκίνητα από μια λαβή, τα γρανάζια εκτείνονται στο εξωτερικό για να δείξουν τις φάσεις της Σελήνης, τον χρόνο των Σεληνιακών εκλείψεων και τις θέσεις των πέντε τότε γνωστών πλανητών (Ερμής, Αφροδίτη, Άρης, Δίας και Κρόνος) σε διαφορετικές χρονικές στιγμές της χρονιάς.

Αυτό οφείλεται ακόμη και στην ανάδρομη κίνησή τους - μια ψευδαίσθηση αλλαγή στην κίνηση των πλανητών μέσω του ουρανού.

Δεν γνωρίζουμε ποιος την έφτιαξε, αλλά χρονολογείται σε κάποια χρονική περίοδο μεταξύ 3ου και 1ου αιώνα π.Χ. ενώ μπορεί να ήταν ακόμη και έργο του Αρχιμήδη.

Η τεχνολογία οδοντωτών τροχών με την πολυπλοκότητα του μηχανισμού των Αντικυθήρων δεν ξαναεφανίστηκε για χίλια χρόνια.

Δυστυχώς, η συντριπτική πλειοψηφία αυτών των έργων χάθηκαν στην ιστορία και η επιστημονική μας αφύπνιση καθυστέρησε για χιλιετίες.

Ως εργαλείο για την εισαγωγή της επιστημονικής μέτρησης, οι τεχνικές του Ερατοσθένη είναι σχετικά εύκολες στην εκτέλεση και δεν απαιτούν ειδικό εξοπλισμό, επιτρέποντας σε όσους μόλις ξεκινούν το ενδιαφέρον τους για την επιστήμη να κατανοήσουν κάνοντας, πειραματιζόμενους και, τελικά, ακολουθώντας τα βήματα ορισμένων πρώτους επιστήμονες.

Δεν μπορεί παρά να υποθέσει κανείς πού θα βρισκόταν τώρα ο πολιτισμός μας αν αυτή η αρχαία επιστήμη συνέχιζε αμείωτη.

*Ο Gareth Dorrian είναι Μεταδιδακτορικός Ερευνητής στη Διαστημική Επιστήμη, Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ.

*Ο Ian Whittaker είναι Λέκτορας Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Nottingham Trent. Το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο The Conversation.