Astronomía de la antigua Grecia. El astrónomo griego antiguo Aristarco de Samos: biografía, descubrimientos y datos interesantes Medios para observar las estrellas de los antiguos griegos

Astronomía de la antigua Grecia- el conocimiento astronómico y las opiniones de aquellas personas que escribieron en griego antiguo, independientemente de la región geográfica: la propia Hélade, las monarquías helenizadas de Oriente, Roma o Bizancio temprano. La astronomía griega antigua es una de las etapas más importantes en el desarrollo no solo de la astronomía como tal, sino también de la ciencia en general. En las obras de los antiguos científicos griegos se encuentran los orígenes de muchas ideas que subyacen a la ciencia de los tiempos modernos. Existe una relación de continuidad entre la astronomía griega moderna y la antigua, mientras que la ciencia de otras civilizaciones antiguas influyó en la moderna sólo a través de la mediación de los griegos.

Método científico de la astronomía griega antigua

El principal logro de la astronomía de los antiguos griegos debe considerarse la geometrización del universo, que incluye no solo el uso sistemático de construcciones geométricas para representar fenómenos celestes, sino también una prueba lógica rigurosa de afirmaciones en la línea de la geometría euclidiana.

La metodología dominante en la astronomía antigua era la ideología de los “fenómenos salvadores”: es necesario encontrar tal combinación de movimientos circulares uniformes que pueda usarse para simular cualquier irregularidad en el movimiento visible de las luminarias. El "rescate de los fenómenos" fue concebido por los griegos como un problema puramente matemático, y no se suponía que la combinación de movimientos circulares uniformes encontrados tuviera alguna relación con la realidad física. Se consideró que la tarea de la física era la búsqueda de una respuesta a la pregunta "¿Por qué?", ​​es decir, el establecimiento de la verdadera naturaleza de los objetos celestes y las causas de sus movimientos en base a la consideración de su sustancia y las fuerzas que actúan. En el universo; el uso de las matemáticas no se consideró necesario.

periodización

La historia de la astronomía griega antigua se puede dividir en cuatro períodos asociados con varias etapas en el desarrollo de la sociedad antigua:

• Período precientífico (hasta el siglo VI a. C.): la formación de la estructura de polis en Hellas;
• Período clásico (siglos VI-IV a. C.): albores de la política griega antigua;
• Período helenístico (siglo III-II aC): el surgimiento de grandes poderes monárquicos que surgieron sobre las ruinas del imperio de Alejandro Magno; desde el punto de vista de la ciencia, el Egipto ptolemaico, con capital en Alejandría, juega un papel especial;
• El período de decadencia (siglo I aC - siglo I dC), asociado con la extinción gradual de los poderes helenísticos y el fortalecimiento de la influencia de Roma;
• Período imperial (siglos II-V d. C.): la unificación de todo el Mediterráneo, incluidos Grecia y Egipto, bajo el dominio del Imperio Romano.

Esta periodización es bastante esquemática. En varios casos es difícil establecer la filiación de uno u otro logro a uno u otro período. Entonces, aunque el carácter general de la astronomía y la ciencia en general en los períodos clásico y helenístico parece bastante diferente, en general, el desarrollo en los siglos VI-II a.C. mi. parece ser más o menos continuo. Por otro lado, una serie de logros científicos del último período imperial (especialmente en el campo de la instrumentación astronómica y, posiblemente, la teoría) no son más que una repetición de los éxitos alcanzados por los astrónomos de la era helenística.

Período precientífico (hasta el siglo VI a. C.)

Los poemas de Homero y Hesíodo dan una idea del conocimiento astronómico de los griegos de este período: allí se mencionan una serie de estrellas y constelaciones, se dan consejos prácticos sobre el uso de los cuerpos celestes para la navegación y para determinar las estaciones del año. el año. Las ideas cosmológicas de este período se tomaron prestadas por completo de los mitos: la Tierra se considera plana y el cielo es un cuenco sólido que descansa sobre la Tierra.

Al mismo tiempo, según la opinión de algunos historiadores de la ciencia, los miembros de una de las uniones religiosas y filosóficas helénicas de la época (los órficos) también conocían algunos conceptos astronómicos especiales (por ejemplo, ideas sobre algunos círculos celestes). Sin embargo, la mayoría de los investigadores no están de acuerdo con esta opinión.

Período clásico (del siglo VI al IV a. C.)

Los principales actores de este período son filósofos que intuitivamente buscan a tientas lo que luego se llamará el método científico de cognición. Al mismo tiempo, se realizan las primeras observaciones astronómicas especializadas, se desarrolla la teoría y práctica del calendario; por primera vez se toma la geometría como base de la astronomía, se introducen una serie de conceptos abstractos de la astronomía matemática; se están haciendo intentos para encontrar patrones físicos en el movimiento de las luminarias. Se explicaron científicamente una serie de fenómenos astronómicos, se probó la esfericidad de la Tierra. Al mismo tiempo, la conexión entre las observaciones astronómicas y la teoría todavía no es lo suficientemente fuerte, la proporción de especulaciones basadas en consideraciones puramente estéticas es demasiado grande.

Fuentes

Sólo nos han llegado dos obras astronómicas especializadas de este período, tratados Sobre la esfera giratoria y Sobre la salida y puesta de las estrellas Autolycus of Pitana: libros de texto sobre astronomía esférica, escritos al final de este período, alrededor del 310 a. mi. También van acompañados de un poema. fenómenos Arata de Sol (escrito, sin embargo, en la primera mitad del siglo III a. C.), que contiene una descripción de las antiguas constelaciones griegas (transcripción poética de las obras de Eudoxo de Cnido (siglo IV a. C.) que no han llegado hasta a nosotros).

En los escritos de los antiguos filósofos griegos se abordan a menudo cuestiones de naturaleza astronómica: algunos de los diálogos de Platón (especialmente timeo, tanto como Estado, Fedón, leyes, posley), tratados de Aristóteles (especialmente sobre el cielo, tanto como meteorología, Física, Metafísica). Las obras de los filósofos de una época anterior (presocráticos) nos han llegado solo en forma muy fragmentaria a través de segundas e incluso terceras manos.

Fundamentos Filosóficos de la Astronomía

Durante este período, se desarrollaron dos enfoques filosóficos fundamentalmente diferentes en la ciencia en general y la astronomía en particular. El primero de ellos se originó en Jonia y, por lo tanto, puede llamarse jónico. Se caracteriza por los intentos de encontrar el principio material fundamental del ser, mediante el cambio que los filósofos esperaban explicar toda la diversidad de la naturaleza. En el movimiento de los cuerpos celestes, estos filósofos intentaron ver manifestaciones de las mismas fuerzas que operan en la Tierra. Inicialmente, la dirección jónica estuvo representada por los filósofos de la ciudad de Mileto Tales, Anaximandro y Anaxímenes. Este enfoque encontró a sus partidarios en otras partes de Hellas. Entre los jonios se encuentra Anaxágoras de Klazomen, que pasó una parte significativa de su vida en Atenas, en gran parte nativo de Sicilia, Empédocles de Acragas. El enfoque jónico alcanzó su apogeo en los escritos de los antiguos atomistas: Leucipo (probablemente también de Mileto) y Demócrito de Abdera, quienes fueron los precursores de la filosofía mecanicista.

El deseo de dar una explicación causal de los fenómenos naturales fue la fuerza de los jonios. En el estado actual del mundo, vieron el resultado de la evolución bajo la influencia de las fuerzas físicas sin la participación de dioses y monstruos míticos. Fueron los primeros en llamarse físicos. Sin embargo, la deficiencia de las enseñanzas de los filósofos naturales jónicos fue un intento de crear física sin matemáticas. Los jonios no vieron la base geométrica del Cosmos.

La segunda dirección de la filosofía griega temprana puede llamarse italiana, ya que recibió su desarrollo inicial en las colonias griegas de la península italiana. Su fundador, Pitágoras, fundó la famosa unión religiosa y filosófica, cuyos representantes, a diferencia de los jonios, vieron la base del mundo en la armonía matemática, más precisamente, en la armonía de los números, mientras luchaban por la unidad de la ciencia y la religión. Ellos consideraban que los cuerpos celestes eran dioses. Esto se justificaba así: los dioses son una mente perfecta, se caracterizan por el tipo de movimiento más perfecto; este es el movimiento circunferencial, porque es eterno, no tiene principio ni fin, y siempre pasa a sí mismo. Como muestran las observaciones astronómicas, los cuerpos celestes se mueven en círculos, por lo tanto, son dioses. El heredero de los pitagóricos fue el gran filósofo ateniense Platón, quien creía que todo el Cosmos fue creado por una deidad ideal a su imagen y semejanza. Aunque los pitagóricos y Platón creían en la divinidad de los cuerpos celestes, no se caracterizaban por la fe en la astrología: se conoce una revisión extremadamente escéptica de la misma por parte de Eudoxo, alumno de Platón y seguidor de la filosofía de los pitagóricos.

El deseo de buscar patrones matemáticos en la naturaleza fue la fuerza de los italianos. La pasión por las figuras geométricas ideales característica de los italianos les permitió ser los primeros en sugerir que la Tierra y los cuerpos celestes son esféricos y abren el camino a la aplicación de métodos matemáticos al conocimiento de la naturaleza. Sin embargo, creyendo que los cuerpos celestes eran deidades, expulsaron casi por completo las fuerzas físicas del cielo.

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La estructura del universo según Aristóteles. Las esferas están marcadas con números: tierra (1), agua (2), aire (3), fuego (4), éter (5), motor primario (6). No se respeta la escala

Los puntos fuertes de estos dos programas de investigación, jónico y pitagórico, se complementaron entre sí. Aristóteles de Stagira hizo un intento de sintetizarlos. El principio más importante de la escuela que fundó, el Liceo, fue la observación de la naturaleza. En gran medida, le debemos a Aristóteles el requisito más importante para una teoría científica: la teoría debe ser lógica, coherente consigo misma, y ​​al mismo tiempo debe corresponder a datos observacionales. Sin embargo, la síntesis aristotélica de jónico e itálico fracasó en gran medida. Aristóteles, por así decirlo, cortó el universo verticalmente. La parte superior, el mundo supralunar, en su conjunto correspondía al ideal pitagórico-platónico de perfecta armonía. Aunque Aristóteles no llamó dioses a los cuerpos celestes, los consideró de naturaleza divina, compuestos de materia perfecta, el éter, que se caracteriza por el tipo de movimiento más perfecto, el movimiento eterno e inmutable en un círculo. La teoría del mundo sublunar, por el contrario, se asemeja a las construcciones de los filósofos jónicos (período pre-atomista) con su negativa a aplicar las matemáticas a la búsqueda de patrones naturales. El mundo sublunar se caracterizó por el movimiento a lo largo de líneas rectas verticales; tal movimiento debe tener un principio y un fin, que corresponde a la fragilidad de todo lo terrenal.

astronomía practica

Solo nos ha llegado información fragmentaria sobre los métodos y resultados de las observaciones de los astrónomos del período clásico. Con base en las fuentes disponibles, se puede suponer que uno de los principales objetos de su atención fue la salida de las estrellas, ya que los resultados de tales observaciones podrían usarse para determinar la hora de la noche. Eudoxo de Cnido (segunda mitad del siglo IV a. C.) compiló un tratado con datos de tales observaciones; el poeta Arat revistió el tratado de Eudoxo de una forma poética.

Para calcular el tiempo durante el día, aparentemente, a menudo se usaba un reloj de sol. Primero se inventaron los relojes de sol esféricos, como los más sencillos. Las mejoras en el diseño del reloj de sol también se han atribuido a Eudoxus. Probablemente fue la invención de una de las variedades de relojes de sol planos.

Los filósofos jónicos creían que el movimiento de los cuerpos celestes estaba controlado por fuerzas similares a las que operan a escala terrestre. Entonces, Empédocles, Anaxágoras, Demócrito creían que los cuerpos celestes no caen a la Tierra, ya que están sujetos por la fuerza centrífuga. Los italianos (pitagóricos y Platón) creían que las luminarias, al ser dioses, se mueven por sí mismas, como seres vivos. Aristóteles creía que los cuerpos celestes son transportados en su movimiento por esferas celestes sólidas a las que están unidos.

Ha habido un considerable desacuerdo entre los filósofos acerca de lo que está fuera del Cosmos. Algunos filósofos creían que existe un espacio vacío infinito; según Aristóteles, no hay nada fuera del Cosmos, ni siquiera el espacio; los atomistas Leucipo, Demócrito y sus seguidores creían que detrás de nuestro mundo (limitado por la esfera de estrellas fijas) hay otros mundos. Las más cercanas a las modernas fueron las opiniones de Heraclid Pontus, según las cuales las estrellas fijas son otros mundos ubicados en el espacio infinito.

Explicación de los fenómenos astronómicos y la naturaleza de los cuerpos celestes.

El período clásico se caracteriza por la especulación generalizada sobre la naturaleza de los cuerpos celestes. Anaxágoras de Klazomen (siglo V a. C.) fue el primero en sugerir que la Luna brilla por la luz reflejada del Sol, y sobre esta base, por primera vez en la historia, dio una explicación correcta de la naturaleza de las fases lunares y eclipses solares y lunares. Anaxágoras consideraba al sol como una piedra gigante (del tamaño del Peloponeso), calentada por la fricción con el aire (por lo que el filósofo estuvo a punto de sufrir la pena de muerte, ya que esta hipótesis se consideraba contraria a la religión del estado). Empédocles consideraba al Sol no un objeto independiente, sino un reflejo en el firmamento de la Tierra, consagrado por el fuego celestial. El pitagórico Filolao creía que el Sol es un cuerpo esférico transparente, luminoso porque refracta la luz del fuego celestial; lo que vemos como luz del día es la imagen producida en la atmósfera terrestre. Algunos filósofos (Parménides, Empédocles) creían que el brillo del cielo diurno se debe al hecho de que el firmamento consta de dos hemisferios, claro y oscuro, cuyo período de revolución alrededor de la Tierra es un día, como el período de revolución. del sol.

Los cometas atrajeron gran atención de los científicos griegos. Los pitagóricos los consideraban una especie de planetas. Estas opiniones fueron rechazadas por Aristóteles, quien consideraba que los cometas (como los meteoros) eran la ignición del aire en la parte superior del mundo sublunar. La razón de estos encendidos radica en la heterogeneidad del aire que rodea la Tierra, la presencia de inclusiones fácilmente inflamables en él, que se encienden debido a la transferencia de calor del éter que gira sobre el mundo sublunar. Según Aristóteles, la Vía Láctea tiene la misma naturaleza; la única diferencia es que en el caso de los cometas y meteoros, el brillo surge del calentamiento del aire por una estrella en particular, mientras que la Vía Láctea surge del calentamiento del aire por toda la región supralunar. Algunos pitagóricos, junto con Enópides de Quíos, consideraban que la Vía Láctea era una trayectoria chamuscada por la que alguna vez circuló el Sol. Anaxágoras creía que la Vía Láctea era un aparente cúmulo de estrellas, ubicado en el lugar donde la sombra de la tierra cae sobre el cielo. Demócrito expresó un punto de vista absolutamente correcto, quien creía que la Vía Láctea es un brillo conjunto de muchas estrellas cercanas.

astronomía matemática

El principal logro de la astronomía matemática del período que se examina es el concepto de esfera celeste. Probablemente, inicialmente fue una idea puramente especulativa basada en consideraciones de estética. Sin embargo, más tarde se comprendió que los fenómenos de salida y puesta del sol de las luminarias, sus clímax realmente ocurren de tal manera como si las estrellas estuvieran rígidamente sujetas a un firmamento esférico, girando alrededor de un eje inclinado a la superficie terrestre. Así, las características principales de los movimientos de las estrellas se explicaron naturalmente: cada estrella siempre sale en el mismo punto en el horizonte, diferentes estrellas recorren diferentes arcos en el cielo al mismo tiempo, y cuanto más cerca está la estrella del polo celeste, el más pequeño el arco que pasa en un mismo tiempo. Una etapa necesaria en el trabajo de creación de esta teoría debería haber sido la comprensión de que el tamaño de la Tierra es inmensamente pequeño en comparación con el tamaño de la esfera celeste, lo que hizo posible despreciar las paralajes diarios de las estrellas. Los nombres de las personas que hicieron esta importantísima revolución intelectual no nos han llegado; lo más probable es que pertenecieran a la escuela pitagórica. El manual más antiguo sobre astronomía esférica que nos ha llegado pertenece a Autólico de Pitana (alrededor del 310 a. C.). Allí se demostró, en particular, que los puntos de una esfera giratoria que no se encuentran sobre su eje, durante la rotación uniforme, describen círculos paralelos perpendiculares al eje, y al mismo tiempo todos los puntos de la superficie describen arcos similares.

Otro gran logro de la astronomía matemática de la Grecia clásica es la introducción del concepto de eclíptica, un gran círculo inclinado con respecto al ecuador celeste, a lo largo del cual el Sol se mueve entre las estrellas. Esta idea probablemente fue introducida por el famoso geómetra Enópides de Quíos, quien también hizo el primer intento de medir la inclinación de la eclíptica con respecto al ecuador (24°).

Los antiguos astrónomos griegos establecieron el siguiente principio como base de las teorías geométricas del movimiento de los cuerpos celestes: el movimiento de cada planeta, el Sol y la Luna es una combinación de movimientos circulares uniformes. Este principio, propuesto por Platón o incluso por los pitagóricos, proviene de la idea de los cuerpos celestes como deidades, que solo pueden tener el tipo de movimiento más perfecto: el movimiento uniforme en un círculo. Se cree que la primera teoría del movimiento de los cuerpos celestes basada en este principio fue propuesta por Eudoxo de Cnido. Era la teoría de las esferas homocéntricas, una especie de sistema geocéntrico del mundo, en el que los cuerpos celestes se consideran unidos rígidamente a una combinación de esferas rígidas unidas entre sí con un centro común. La mejora de esta teoría la llevó a cabo Calipo de Cízico, y Aristóteles la puso en la base de su sistema cosmológico. Posteriormente se abandonó la teoría de las esferas homocéntricas, ya que supone la invariabilidad de las distancias de las luminarias a la Tierra (cada una de las luminarias se mueve a lo largo de una esfera cuyo centro coincide con el centro de la Tierra). Sin embargo, al final del período clásico, ya se había acumulado una cantidad significativa de evidencia de que las distancias de los cuerpos celestes a la Tierra realmente cambian: cambios significativos en el brillo de algunos planetas, la variabilidad del diámetro angular de la Luna, la presencia junto con eclipses solares totales y anulares.

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Un sistema de cuatro esferas concéntricas usado para modelar el movimiento de los planetas en la teoría Eudoxiana. Los números indican las esferas responsables de la rotación diaria del cielo (1), del movimiento a lo largo de la eclíptica (2), del retroceso del planeta (3 y 4). T - Tierra, la línea punteada representa la eclíptica (el ecuador de la segunda esfera).

Período helenístico (siglos III-II a.C.)

El papel organizador más importante en la ciencia de este período lo desempeñan la Biblioteca de Alejandría y Museion. Aunque a principios del período helenístico surgieron dos nuevas escuelas filosóficas, la estoica y la epicúrea, la astronomía científica ya había alcanzado un nivel que le permitía desarrollarse prácticamente sin verse influida por ciertas doctrinas filosóficas (es posible, sin embargo, que la religión prejuicios asociados con la filosofía del estoicismo, tuvo un impacto negativo en la propagación del sistema heliocéntrico: ver el ejemplo de Cleanf a continuación).

La astronomía se convierte en una ciencia exacta. Las tareas más importantes de los astrónomos son: (1) establecer la escala del mundo con base en los teoremas de la geometría y las observaciones astronómicas, así como (2) construir teorías geométricas predictivas del movimiento de los cuerpos celestes. La técnica de las observaciones astronómicas alcanza un alto nivel. La unificación del mundo antiguo por Alejandro Magno hace posible el enriquecimiento de la astronomía griega gracias a los logros de los astrónomos babilónicos. Al mismo tiempo, la brecha entre la astronomía y la física, que no era tan evidente en el período anterior, se profundiza y, al final del mismo, la astrología, que vino de Babilonia, está ampliamente difundida en el mundo helenístico.

Fuentes

Seis obras de astrónomos de este período nos han llegado:

Los logros de este período formaron la base de dos libros de texto de astronomía elemental Gemina (siglo I a. C.) y Cleomedes (desconocido de por vida, muy probablemente entre el siglo I a. C. y el siglo II d. C.), conocidos como Introducción a los fenómenos. Claudio Ptolomeo habla de las obras de Hiparco en su obra fundamental: Almagesto (segunda mitad del siglo II d.C.). Además, varios aspectos de la astronomía y la cosmología del período helenístico se tratan en varios trabajos de comentarios de períodos posteriores.

astronomía practica

antiguo reloj de sol griego

Para mejorar el calendario, los científicos de la época helenística hicieron observaciones de los solsticios y equinoccios: la duración del año tropical es igual al intervalo de tiempo entre dos solsticios o equinoccios, dividido por el número total de años. Entendieron que la precisión del cálculo es mayor cuanto mayor es el intervalo entre los eventos utilizados. Estas observaciones fueron realizadas, en particular, por Aristarco de Samos, Arquímedes de Siracusa, Hiparco de Nicea y otros astrónomos cuyos nombres se desconocen.

El trabajo para determinar las coordenadas estelares continuó en la segunda mitad del siglo II a. mi. Hipparchus, quien compiló el primer catálogo de estrellas en Europa, que incluía las coordenadas exactas de unas mil estrellas. Este catálogo no nos ha llegado, pero es posible que el catálogo del Almagesto ptolemaico sea casi en su totalidad el catálogo de Hiparco con coordenadas recalculadas por precesión. Al compilar su catálogo, Hiparco introdujo por primera vez el concepto de magnitudes estelares.

En la segunda mitad del siglo III a. mi. Los astrónomos alejandrinos también hicieron observaciones de las posiciones de los planetas. Entre ellos estaban Timocharis y astrónomos cuyos nombres no conocemos (todo lo que sabemos de ellos es que usaron el calendario zodiacal de Dionisio para fechar sus observaciones). Los motivos detrás de las observaciones de Alejandría no están del todo claros.

Para determinar la latitud geográfica en varias ciudades, se hicieron observaciones de la altura del Sol durante los solsticios. En este caso se logró una precisión del orden de varios minutos de arco, el máximo alcanzable a simple vista.Para determinar la longitud se utilizaron observaciones de eclipses lunares (la diferencia de longitud entre dos puntos es igual a la diferencia de momento en que ocurrió el eclipse).

anillo ecuatorial.

No se sabe con certeza qué herramientas se utilizaron en el curso de estos trabajos. Probablemente se utilizó una dioptría para observar las luminarias nocturnas, y un círculo de mediodía para observar el Sol; también es muy probable el uso de un astrolabio y una esfera armilar. Según Ptolomeo, Hiparco usó el anillo ecuatorial para determinar los momentos de los equinoccios.

La mayoría de los historiadores de la ciencia creen que la hipótesis heliocéntrica no recibió ningún apoyo significativo de los contemporáneos de Aristarco y los astrónomos de una época posterior. Sin embargo, algunos investigadores proporcionan una serie de pruebas indirectas del apoyo generalizado al heliocentrismo por parte de los astrónomos antiguos. Sin embargo, sólo se conoce el nombre de un partidario del sistema heliocéntrico: el Seleuco babilónico, primera mitad del siglo II a.C. mi.

Hay razones para creer que otros astrónomos también hicieron estimaciones de las distancias a los cuerpos celestes basándose en la inobservabilidad de sus paralajes diarios; también hay que recordar la conclusión de Aristarco sobre la enorme lejanía de las estrellas, hecha sobre la base del sistema heliocéntrico y la inobservabilidad de las paralajes anuales de las estrellas.

Apolonio de Perga y Arquímedes también participaron en la determinación de las distancias a los cuerpos celestes, pero no se sabe nada sobre los métodos que utilizaron. Un intento reciente de reconstruir el trabajo de Arquímedes concluyó que su distancia a la Luna era de unos 62 radios terrestres y midió con bastante precisión las distancias relativas del Sol a los planetas Mercurio, Venus y Marte (basado en un modelo en el que estos planetas giran alrededor de Sol y con él - alrededor de la Tierra).

A esto hay que añadir la determinación del radio de la Tierra por Eratóstenes. Para ello midió la distancia cenital del Sol al mediodía del día del solsticio de verano en Alejandría, obteniendo un resultado de 1/50 de circunferencia completa. Además, Eratóstenes sabía que en la ciudad de Siena en este día el Sol está exactamente en su cenit, es decir, Siena está en el trópico. Suponiendo que estas ciudades se encuentran exactamente en el mismo meridiano y tomando la distancia entre ellas igual a 5.000 estadios, y considerando también que los rayos del Sol son paralelos, Eratóstenes obtuvo la circunferencia de la tierra igual a 250.000 estadios. Posteriormente, Eratóstenes aumentó este valor a un valor de 252.000 estadios, más conveniente para los cálculos prácticos. La precisión del resultado de Eratóstenes es difícil de evaluar, ya que se desconoce la magnitud de la estad que utilizó. En la mayoría de las obras modernas, las etapas de Eratóstenes se toman en 157,5 metros o 185 metros. Entonces su resultado para la circunferencia de la tierra, en términos de nuestras unidades de medida, será igual a, respectivamente, 39690 km (solo 0.7% menos que el valor real), o 46620 km (17% más que el valor real) .

Teorías del movimiento de los cuerpos celestes

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Epiciclo y deferente

Durante el período que se examina, se crearon nuevas teorías geométricas del movimiento del Sol, la Luna y los planetas, que se basaban en el principio de que el movimiento de todos los cuerpos celestes es una combinación de movimientos circulares uniformes. Sin embargo, este principio no actuó bajo la forma de la teoría de las esferas homocéntricas, como en la ciencia del período anterior, sino bajo la forma de la teoría de los epiciclos, según la cual la propia luminaria realiza un movimiento uniforme en un pequeño círculo ( epiciclo), cuyo centro se mueve uniformemente alrededor de la Tierra en un gran círculo (deferente). Se cree que los cimientos de esta teoría fueron establecidos por Apolonio de Perge, que vivió a finales del siglo III - principios del siglo II a. mi.

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El movimiento del Sol en la teoría de Hiparco. O - centro de la órbita del Sol, T - Tierra

Hiparco elaboró ​​varias teorías sobre el movimiento del Sol y la Luna. Según su teoría del Sol, los períodos de movimiento a lo largo del epiciclo y el deferente son iguales e iguales a un año, sus direcciones son opuestas, como resultado de lo cual el Sol describe uniformemente un círculo (excentro) en el espacio, el cuyo centro no coincide con el centro de la Tierra. Esto hizo posible explicar la falta de uniformidad del movimiento aparente del Sol a lo largo de la eclíptica. Los parámetros de la teoría (la relación de las distancias entre los centros de la Tierra y la excéntrica, la dirección de la línea de los ábsides) se determinaron a partir de observaciones. Sin embargo, se creó una teoría similar para la Luna, bajo el supuesto de que las velocidades de la Luna a lo largo del deferente y el epiciclo no coinciden. Estas teorías permitieron hacer predicciones de eclipses con una precisión que no estaba disponible para los astrónomos anteriores.

Otros astrónomos se dedicaron a la creación de teorías del movimiento de los planetas. La dificultad era que había dos tipos de irregularidades en el movimiento de los planetas:

• desigualdad relativa al Sol: para los planetas exteriores - la presencia de movimientos hacia atrás, cuando el planeta se observa cerca de la oposición al Sol; para los planetas interiores: movimientos hacia atrás y "fijación" de estos planetas al Sol;
• desigualdad zodiacal: la dependencia del tamaño de los arcos de los movimientos hacia atrás y las distancias entre los arcos en el signo del zodíaco.

Para explicar estas desigualdades, los astrónomos helenísticos utilizaron una combinación de movimientos en círculos excéntricos y epiciclos. Estos intentos fueron criticados por Hiparco, quien, sin embargo, no ofreció ninguna alternativa, limitándose a sistematizar los datos observacionales disponibles en su época.

Período de decadencia (siglo I a. C. - siglo I d. C.)

Durante este período, la actividad en el campo de la ciencia astronómica es casi nula, pero la astrología está en pleno apogeo. Como lo demuestran los numerosos papiros del Egipto helenístico de ese período, los horóscopos no se redactaron sobre la base de las teorías geométricas desarrolladas por los astrónomos griegos del período anterior, sino sobre la base de los esquemas aritméticos mucho más primitivos de los astrónomos babilónicos. . Los filósofos se dedican principalmente a desarrollar los fundamentos de la astrología desde el punto de vista del misticismo.

Sin embargo, se conserva cierto nivel elemental de conocimiento astronómico, como lo demuestra el buen libro de texto de astronomía que nos ha llegado. Introducción a los fenómenos Gémina (siglo I a. C.). También se conservó la tecnología asociada con la astronomía, una clara evidencia de la cual es el mecanismo de Antikythera, una calculadora de fenómenos astronómicos, creada en el siglo I a. mi.

Un erudito notable de este período es el filósofo místico Posidonio, que era más un eclecticista e imitador de eruditos anteriores que un investigador original.

Período imperial (siglos II-V d.C.)

La astronomía está reviviendo gradualmente, pero con una notable mezcla de astrología. Durante este período, se crearon una serie de obras astronómicas generalizadoras. Sin embargo, el nuevo amanecer es rápidamente reemplazado por el estancamiento y luego por una nueva crisis, esta vez aún más profunda, asociada con el declive general de la cultura durante el colapso del Imperio Romano, así como con una revisión radical de los valores de la antigüedad. civilización, producida por el cristianismo primitivo.

Fuentes

Los temas de astronomía también se consideran en una serie de trabajos de comentarios escritos durante este período (autores: Teón de Esmirna, siglo II d. C., Simplicio, siglo V d. C., Proclo, siglo V d. C., Censorino, siglo III d. C. e., etc.). Los trabajos del enciclopedista Plinio el Viejo, los filósofos Cicerón, Séneca, Lucrecio, Proclo, el arquitecto Vitruvio, el geógrafo Estrabón y el astrólogo Manilio también contienen información fragmentaria sobre la historia de la astronomía antigua. Algunas cuestiones astronómicas son consideradas en las obras del mecánico Garza de Alejandría (siglo II d.C.)

astronomía practica

La tarea de las observaciones planetarias del período bajo consideración es proporcionar material numérico para las teorías del movimiento de los planetas, el Sol y la Luna. Con este propósito, Menelao, Claudio Ptolomeo y otros astrónomos hicieron sus observaciones (hay una tensa discusión sobre la autenticidad de las observaciones de Ptolomeo). En el caso del Sol, los principales esfuerzos de los astrónomos seguían estando dirigidos a fijar con precisión los momentos de los equinoccios y solsticios. En el caso de la Luna, se observaron eclipses (se registró el momento exacto de la fase mayor y la posición de la Luna entre las estrellas), así como momentos en cuadratura. Para los planetas interiores (Mercurio y Venus), las mayores elongaciones fueron de interés primordial cuando estos planetas están a la mayor distancia angular del Sol. Con los planetas exteriores se hizo especial hincapié en fijar los momentos de oposición con el Sol y su observación en tiempos intermedios, así como en estudiar sus retrocesos. Los astrónomos también prestaron mucha atención a fenómenos tan raros como las conjunciones de los planetas con la Luna, las estrellas y entre sí.

También se realizaron observaciones de las coordenadas de las estrellas. Ptolomeo cita un catálogo de estrellas en el Almagesto, donde, según él, observó cada estrella de forma independiente. Es posible, sin embargo, que este catálogo sea casi en su totalidad el catálogo de Hipparchus con las coordenadas de las estrellas recalculadas debido a la precesión.

Otro autor romano antiguo, Manilius (siglo I d. C.), cita la opinión de que el Sol atrae cometas hacia sí periódicamente y luego los aleja, como los planetas Mercurio y Venus. Manilius también testifica que al comienzo de nuestra era, todavía estaba viva la opinión de que la Vía Láctea es un brillo conjunto de muchas estrellas ubicadas cerca unas de otras.

Teorías del movimiento de los cuerpos celestes

Aunque la teoría del movimiento del Sol, la Luna y los planetas se ha desarrollado desde el período helenístico, la primera teoría que nos ha llegado se presenta en el Almagesto de Ptolomeo. El movimiento de todos los cuerpos celestes se presenta como una combinación de varios movimientos en círculos grandes y pequeños (epiciclos, deferentes, excentros). La teoría solar de Ptolomeo coincide completamente con la teoría de Hiparco, que conocemos sólo por Almagesto. Las innovaciones significativas están contenidas en la teoría lunar de Ptolomeo, donde por primera vez se tuvo en cuenta y modeló un nuevo tipo de irregularidad en el movimiento de un satélite natural, evection. La desventaja de esta teoría es la exageración del intervalo de cambio en la distancia de la Tierra a la Luna, casi el doble, lo que debería reflejarse en el cambio en el diámetro angular de la Luna, que no se observa en la realidad.

La teoría de la bisección de la excentricidad. Los puntos del círculo muestran las posiciones del planeta a intervalos regulares. O - centro deferente, T - Tierra, E - punto ecuante, A - apogeo deferente, P - perigeo deferente, S - planeta, C - planeta medio (centro del epiciclo)

La más interesante es la teoría planetaria de Ptolomeo (la teoría de la bisección de la excentricidad): cada uno de los planetas (excepto Mercurio) se mueve uniformemente en un círculo pequeño (epiciclo), cuyo centro se mueve en un círculo grande (deferente), y la Tierra está desplazada con respecto al centro del deferente; lo que es más importante, tanto la velocidad angular como la lineal del centro del epiciclo cambian cuando se mueve a lo largo del deferente, y este movimiento se vería uniforme cuando se ve desde cierto punto (ecuante), de modo que el segmento que conecta la Tierra y el ecuante se divide por el centro del deferente por la mitad. Esta teoría hizo posible simular con gran precisión la desigualdad zodiacal en el movimiento de los planetas.

No se sabe si el propio Ptolomeo fue el autor de la teoría de la bisección de la excentricidad. Según Van der Waerden, que se apoya en una serie de estudios recientes, sus orígenes hay que buscarlos en los trabajos de científicos de una época anterior que no han llegado hasta nosotros.

Los parámetros del movimiento planetario a lo largo de epiciclos y deferentes se determinaron a partir de observaciones (aunque aún no está claro si estas observaciones fueron falsificadas). La precisión del modelo ptolemaico del movimiento de Saturno es de alrededor de 1/2°, Júpiter - alrededor de 10" y Marte - más de 1°. En el caso de Venus y especialmente Mercurio, los errores pueden alcanzar varios grados.

A pesar del indudable éxito de la teoría del ecuante en cuanto a la predicción de las posiciones de los planetas, la mayoría de los astrónomos de una época posterior (Edad Media,

El valor de la astronomía griega antigua para el desarrollo de la ciencia

Los principales méritos de la astronomía griega antigua incluyen los siguientes:

• geometrización del Universo: detrás de los fenómenos observados en el cielo, los griegos vieron procesos que ocurrían en el espacio tridimensional;
• metodología consistentemente lógica;
• desarrollo de los instrumentos astronómicos goniométricos más importantes;
• introducción de los conceptos básicos de la astronomía esférica y desarrollo de la trigonometría esférica;
• descubrimiento de la esfericidad de la Tierra;
• explicación de la naturaleza de varios fenómenos astronómicos importantes;
• descubrimiento de fenómenos previamente desconocidos (por ejemplo, precesión, evection);
• cálculo de la distancia de la Tierra a la Luna;
• el establecimiento de la pequeñez de la Tierra (e incluso, entre los heliocentristas, la pequeñez de la distancia de la Tierra al Sol) en comparación con la distancia a las estrellas;
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En la antigüedad, la astronomía fue la más desarrollada entre todas las demás ciencias. Una de las razones de esto fue que los fenómenos astronómicos son más fáciles de entender que los fenómenos observados en la superficie de la Tierra. Aunque los antiguos no sabían esto, entonces, como ahora, la Tierra y otros planetas se movían alrededor del Sol en órbitas casi circulares, a una velocidad aproximadamente constante, bajo la influencia de la única fuerza: la gravedad, y también giraban alrededor de sus ejes. en general, con velocidades constantes. Todo esto es cierto para el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra. Como resultado, el Sol, la Luna y los planetas parecen moverse desde la Tierra de manera ordenada y predecible, y su movimiento puede estudiarse con suficiente precisión.

Otra razón fue que en la antigüedad la astronomía tenía una importancia práctica, a diferencia de la física. Cómo se utilizó el conocimiento astronómico, lo veremos en el capítulo 6.

En el Capítulo 7, veremos cuál fue, a pesar de las imprecisiones, el triunfo de la ciencia en la era helenística: la medición exitosa de los tamaños del Sol, la Luna y la Tierra, así como las distancias de la Tierra al Sol. y Luna. El capítulo 8 está dedicado a los problemas de análisis y predicción del movimiento aparente de los planetas, un problema que los astrónomos de la Edad Media no habían resuelto y cuya solución finalmente dio lugar a la ciencia moderna.

6. Beneficios prácticos de la astronomía {69}

Incluso en tiempos prehistóricos, la gente debe haber navegado por el cielo como una brújula, un reloj y un calendario. Es difícil no darse cuenta de que el sol sale todas las mañanas aproximadamente en la misma dirección del mundo; que uno puede determinar qué tan pronto caerá la noche mirando qué tan alto está el sol sobre el horizonte, y que el clima cálido ocurre en la época del año en que los días son más largos.

Se sabe que las estrellas comenzaron a usarse para tales fines bastante temprano. Sobre el III milenio antes de Cristo. mi. Los antiguos egipcios sabían que la crecida del Nilo, un acontecimiento importante para la agricultura, coincidía con el día de la salida helíaca de la estrella Sirio. Este es el día del año en que Sirio se hace visible por primera vez en los rayos del alba antes del amanecer; en días anteriores no es visible en absoluto, y en días posteriores aparece en el cielo cada vez más temprano, mucho antes del amanecer. En el siglo VI. antes de Cristo mi. Homero en su poema compara a Aquiles con Sirio, quien se ve alto en el cielo al final del verano:

Como una estrella que se eleva con rayos de fuego en otoño

Y, entre innumerables estrellas, ardiendo en el crepúsculo de la noche

(Los hijos de los hombres la llaman el perro de Orión),

Brilla más que todo, pero puede ser una señal formidable;

Ella inflige llamas malignas a los desafortunados mortales... {70}

Más tarde, el poeta Hesíodo en el poema "Trabajos y Días" aconsejó a los agricultores cosechar uvas durante los días de la salida helíaca de Arcturus; era necesario arar en los días de la llamada puesta cósmica del cúmulo estelar de las Pléyades. Este es el nombre del día del año en que este cúmulo se pone por primera vez bajo el horizonte en los últimos minutos antes del amanecer; antes de eso, el sol ya ha salido cuando las Pléyades todavía están altas en el cielo, y después de ese día se ponen antes de que salga el sol. Después de Hesíodo, los calendarios llamados "parapegma", que indicaban cada día los momentos de salida y puesta de estrellas muy visibles, se generalizaron en las antiguas ciudades-estado griegas, que no tenían otra forma generalmente aceptada de marcar los días.

Al observar el cielo estrellado en noches oscuras, no iluminadas por las luces de las ciudades modernas, los habitantes de las civilizaciones antiguas vieron claramente que, con una serie de excepciones, que discutiremos más adelante, las estrellas no cambian su posición relativa. Por lo tanto, las constelaciones no cambian de noche en noche y de año en año. Pero al mismo tiempo, todo el conjunto de estas estrellas “fijas” gira todas las noches de este a oeste alrededor de un punto especial en el cielo, apuntando exactamente al norte, que se denominó polo norte del mundo. En términos de nuestros días, este es el punto donde se dirige el eje de rotación de la Tierra, si se extiende desde el polo norte de la Tierra hacia el cielo.

Estas observaciones hicieron que las estrellas fueran útiles desde la antigüedad para los marineros, quienes las usaban para determinar la ubicación de los puntos cardinales en la noche. Homero describe cómo Odiseo, de camino a su hogar en Ítaca, fue capturado por la ninfa Calipso en su isla en el Mediterráneo occidental y permaneció cautivo hasta que Zeus le ordenó que liberara al viajero. Palabras de despedida a Odiseo, Calypso le aconseja navegar por las estrellas:

Girando el timón, estaba despierto; el sueño no descendió sobre él

Ojos, y no los quité […] del Oso, todavía hay Carros en la gente

El nombre del portador y cerca de Orión haciendo para siempre

Encierra en un círculo el tuyo, nunca bañándote en las aguas del océano.

Con ella, la diosa de las diosas le mandó vigilante

El camino para estar de acuerdo con ella, dejándola en la mano izquierda. {71} .

Ursa es, por supuesto, la constelación Ursa Major, también conocida por los antiguos griegos como el Carro. Se encuentra cerca del polo norte del mundo. Por esta razón, en las latitudes del Mediterráneo, la Osa Mayor nunca se pone ("... nunca se baña en las aguas del océano", como dijo Homero) y siempre es visible de noche en una dirección más o menos norte. . Manteniendo al Oso a babor, Odiseo podía mantener constantemente un curso hacia el este, hacia Ítaca.

Algunos observadores griegos antiguos se dieron cuenta de que entre las constelaciones hay puntos de referencia más convenientes. En la biografía de Alejandro Magno, creada por Lucius Flavius ​​​​Arrian, se menciona que, aunque la mayoría de los marineros preferían determinar el norte por la Osa Mayor, los fenicios, los verdaderos lobos de mar del mundo Antiguo, usaban la constelación de la Osa Menor. para este propósito, no tan brillante como la Osa Mayor, pero más cerca del polo del mundo. Poeta Calímaco de Cirene citado por Diógenes Laercio {72} , afirmó que Tales inventó la forma de buscar el polo del mundo a lo largo de la Osa Menor.

El sol también hace un camino visible a través del cielo de este a oeste durante el día, moviéndose alrededor del polo norte celeste. Por supuesto, durante el día las estrellas no suelen ser visibles, pero, al parecer, Heráclito {73} y quizás sus predecesores se dieron cuenta de que su luz se perdía en el resplandor del sol. Algunas estrellas se pueden ver poco antes del amanecer o poco después de la puesta del sol, cuando su posición en la esfera celeste es obvia. La posición de estas estrellas cambia durante el año, y de ahí se desprende que el Sol no está en el mismo punto en relación con las estrellas. Más precisamente, como era bien sabido en la antigua Babilonia y la India, además de la aparente rotación diaria de este a oeste junto con todas las estrellas, el Sol también gira en un año en dirección opuesta, de oeste a este, siguiendo el camino conocido como zodiaco, sobre donde se ubican las constelaciones zodiacales tradicionales: Aries, Tauro, Géminis, Cáncer, Leo, Virgo, Libra, Escorpio, Sagitario, Capricornio, Acuario y Piscis. Como veremos, la Luna y los planetas también se mueven a través de estas constelaciones, aunque no en los mismos caminos. El camino que hace el Sol a través de ellos se llama eclíptica .

Habiendo entendido cuáles son las constelaciones del zodíaco, es fácil determinar dónde se encuentra ahora el Sol entre las estrellas. Solo hace falta ver cuál de las constelaciones del zodíaco es visible sobre todo en el cielo a medianoche; El sol estará en la constelación opuesta a ésta. Se afirma que Tales calculó que una revolución completa del Sol en el zodíaco toma 365 días.

Un observador de la Tierra puede creer que las estrellas están ubicadas en una esfera sólida que rodea la Tierra, cuyo polo celeste está ubicado sobre el polo norte de la Tierra. Pero el zodíaco no coincide con el ecuador de esta esfera. A Anaximandro se le atribuye el descubrimiento de que el zodíaco está situado en un ángulo de 23,5° con respecto al ecuador celeste, siendo las constelaciones de Cáncer y Géminis las más cercanas al polo norte celeste, y Capricornio y Sagitario las más alejadas. Ahora sabemos que esta inclinación, que provoca el cambio de estaciones, existe porque el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular al plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, que, a su vez, coincide con bastante precisión con el plano en el que se encuentran casi todas las estaciones. los cuerpos del sistema solar se mueven. La desviación del eje terrestre de la perpendicular es un ángulo de 23,5°. Cuando es verano en el hemisferio norte, el sol está en la dirección donde está inclinado el polo norte de la Tierra, y cuando es invierno, está en la dirección opuesta.

La astronomía como ciencia exacta comenzó con el uso de un dispositivo conocido como gnomon, que permitía medir el movimiento aparente del sol en el cielo. Obispo Eusebio de Cesarea en el siglo IV. escribió que Anaximandro inventó el gnomon, pero Heródoto atribuyó el mérito de su creación a los babilonios. Esto es solo una varilla, montada verticalmente en un área plana iluminada por el sol. Con la ayuda del gnomon, puedes saber exactamente cuándo llega el mediodía; en este momento, el sol está más alto en el cielo, por lo que el gnomon proyecta la sombra más corta. En cualquier lugar de la tierra al norte de los trópicos al mediodía, el sol se encuentra exactamente en el sur, lo que significa que la sombra del gnomon apunta en ese momento exactamente al norte. Sabiendo esto, es fácil marcar el sitio según la sombra del gnomon, poniendo direcciones en él a todos los puntos cardinales, y servirá como una brújula. Además, el gnomon puede funcionar como un calendario. En primavera y verano, el sol sale ligeramente al norte del punto este en el horizonte, y en otoño e invierno, al sur. Cuando la sombra del gnomon al amanecer apunta exactamente hacia el oeste, el sol sale exactamente por el este, lo que significa que hoy es el día de uno de los dos equinoccios: o primavera, cuando el invierno da paso a la primavera, u otoño, cuando termina el verano y llega el otoño. En el día del solsticio de verano, la sombra del gnomon al mediodía es la más corta, en el día del invierno, respectivamente, la más larga. Un reloj de sol es similar a un gnomon, pero está dispuesto de manera diferente: su barra es paralela al eje de la Tierra, y no una línea vertical, y la sombra de la barra todos los días, al mismo tiempo, apunta en la misma dirección. Por lo tanto, un reloj de sol es, de hecho, un reloj, pero no puede usarse como calendario.

El gnomon es un ejemplo perfecto de la importante conexión entre ciencia y tecnología: un dispositivo técnico ideado con un propósito práctico que permite realizar descubrimientos científicos. Con la ayuda del gnomon, se dispuso de una cuenta precisa de los días en cada una de las estaciones: el período de tiempo desde un equinoccio hasta el solsticio y luego hasta el siguiente equinoccio. Así, Euctemon, un contemporáneo de Sócrates que vivía en Atenas, descubrió que la duración de las estaciones no coincide exactamente. Esto resultó inesperado si consideramos que el Sol se mueve alrededor de la Tierra (o la Tierra alrededor del Sol) en un círculo regular con la Tierra (o el Sol) en el centro a una velocidad constante. Según esta suposición, todas las temporadas deben tener exactamente la misma duración. Durante siglos, los astrónomos intentaron entender el por qué de su desigualdad real, pero la explicación correcta de esta y otras anomalías no apareció hasta el siglo XVII, cuando Johannes Kepler se dio cuenta de que la Tierra gira alrededor del Sol en una órbita que no es un círculo. , sino una elipse, y el Sol no está ubicado en su centro, sino desplazado a un punto llamado foco. En este caso, el movimiento de la Tierra se acelera o se ralentiza a medida que se acerca o se aleja del Sol.

Para un observador terrestre, la luna también gira junto con el cielo estrellado todas las noches de este a oeste alrededor del polo norte del mundo y, al igual que el Sol, se mueve lentamente a lo largo del círculo zodiacal de oeste a este, pero su revolución completa en la relación con las estrellas, “contra el fondo” que se produce, lleva poco más de 27 días, no un año. Dado que para el observador el Sol se mueve a lo largo del zodíaco en la misma dirección que la Luna, pero más lentamente, entre los momentos en que la Luna está en la misma posición con respecto al Sol pasan unos 29,5 días (en realidad 29 días 12 horas 44 minutos y 3 segundos). Dado que las fases de la luna dependen de la posición relativa del sol y la luna, este intervalo de 29,5 días es el mes lunar. {74} , es decir, el tiempo que transcurre de una luna nueva a la siguiente. Durante mucho tiempo se ha observado que los eclipses lunares ocurren en la fase de luna llena y su ciclo se repite cada 18 años, cuando la trayectoria aparente de la Luna sobre el fondo de las estrellas se cruza con la trayectoria del Sol. {75} .

En algunos aspectos, la Luna es más compatible con el calendario que el Sol. Al observar la fase de la luna en una noche determinada, puede saber aproximadamente cuántos días han pasado desde la última luna nueva, y esta es una forma mucho más precisa que tratar de determinar la época del año simplemente mirando el sol. Por lo tanto, los calendarios lunares eran muy comunes en el mundo antiguo y todavía se usan hoy en día; por ejemplo, tal es el calendario religioso islámico. Pero, por supuesto, para hacer planes en agricultura, navegación o asuntos militares, uno debe poder predecir el cambio de estaciones, y ocurre bajo la influencia del sol. Desafortunadamente, no hay un número entero de meses lunares en un año: un año dura aproximadamente 11 días más que 12 meses lunares completos y, por esta razón, la fecha de cualquier solsticio o equinoccio no puede permanecer igual en un calendario basado en el cambio. fases de la luna.

Otra dificultad bien conocida es que el año en sí no toma un número entero de días. En la época de Julio César, era costumbre considerar cada cuatro años un año bisiesto. Pero esto no resolvió completamente el problema, ya que el año no dura exactamente 365 días y cuarto, sino 11 minutos más.

La historia recuerda innumerables intentos de crear un calendario que tuviera en cuenta todas estas dificultades: hubo tantas que no tiene sentido hablar de todas ellas aquí. Una contribución fundamental a la solución de este problema se realizó en el año 432 a. mi. el ateniense Meton, que pudo haber sido colega de Euctaemon. Usando probablemente las crónicas astronómicas babilónicas, Meton determinó que 19 años corresponden exactamente a 235 meses lunares. El error es de solo 2 horas. Por lo tanto, es posible crear un calendario, pero no para un año, sino para 19 años, en el que tanto la estación como la fase de la luna estarán exactamente definidas para cada día. Los días del calendario se repetirán cada 19 años. Pero dado que 19 años es casi exactamente igual a 235 meses lunares, este intervalo es un tercio de un día más corto que exactamente 6940 días, y por esta razón Meton prescribió cada pocos ciclos de 19 años para eliminar un día del calendario.

Los esfuerzos de los astrónomos por armonizar los calendarios solar y lunar están bien ilustrados por la definición del día de Pascua. El Concilio de Nicea en 325 declaró que la Pascua debe celebrarse cada año el domingo después de la primera luna llena después del equinoccio de primavera. Durante el reinado del emperador Teodosio I el Grande, se estableció por ley que la celebración de la Pascua en el día equivocado estaba estrictamente castigada. Desafortunadamente, la fecha exacta de observación del equinoccio vernal no siempre es la misma en diferentes partes de la tierra. {76} . Para evitar las terribles consecuencias de que alguien en algún lugar celebrara la Pascua en el día equivocado, se hizo necesario designar uno de los días como el día exacto del equinoccio vernal, y también acordar exactamente cuándo ocurre la próxima luna llena. La Iglesia católica romana en el período antiguo tardío comenzó a utilizar el ciclo metónico para esto, mientras que las órdenes monásticas de Irlanda adoptaron como base el ciclo judío anterior de 84 años. estalló en el siglo XVII. la lucha entre los misioneros de Roma y los monjes de Irlanda por el control de la iglesia inglesa fue provocada principalmente por una disputa sobre la fecha exacta de la Pascua.

Antes del advenimiento de la Nueva Era, la creación de calendarios era una de las principales actividades de los astrónomos. Como resultado, en 1582, se creó el calendario generalmente aceptado hoy y, bajo el patrocinio del Papa Gregorio XIII, se puso en uso. Para determinar el día de Pascua, ahora se considera que el equinoccio vernal ocurre siempre el 21 de marzo, pero solo el 21 de marzo según el calendario gregoriano en el mundo occidental y el mismo día, pero según el calendario juliano, en países que profesan Ortodoxia. Como resultado, diferentes partes del mundo celebran la Pascua en días diferentes.

Aunque la astronomía ya era una ciencia útil en la época clásica de la Hélade, esto no impresionó a Platón. En el diálogo "El Estado" hay un lugar que ilustra su punto de vista en una conversación entre Sócrates y su oponente Glaucón. Sócrates argumenta que la astronomía debería ser una materia obligatoria para ser enseñada a los futuros reyes filósofos. Glavkon fácilmente está de acuerdo con él: "En mi opinión, sí, porque las observaciones cuidadosas del cambio de estaciones, meses y años son adecuadas no solo para la agricultura y la navegación, sino también para dirigir operaciones militares". Sin embargo, Sócrates declara ingenua esta visión. Para él, el significado de la astronomía radica en el hecho de que “... en estas ciencias se limpia y revive cierto instrumento del alma de cada persona, que otras ocupaciones destruyen y ciegan, pero mientras tanto mantenerlo intacto es más valioso que tener mil ojos, porque solo con su ayuda se puede ver la verdad" {77} . Tal arrogancia intelectual fue menos característica de la escuela alejandrina que de la ateniense, pero incluso en las obras de, por ejemplo, el filósofo Filón de Alejandría en el siglo I. se advierte que “lo que es percibido por la mente es siempre superior a todo lo que es percibido y visto por los sentidos” {78} . Afortunadamente, incluso bajo la presión de la necesidad práctica, los astrónomos se fueron desvinculando gradualmente de depender únicamente de su propia inteligencia.

¿Quién es Aristarco de Samos? ¿Por qué es famoso? Encontrará respuestas a estas y otras preguntas en el artículo. Aristarco de Samos es un antiguo astrónomo griego. Es un filósofo y matemático del siglo III a.C. mi. Aristarco desarrolló una tecnología científica para encontrar las distancias a la Luna y al Sol y sus tamaños, y también propuso por primera vez un sistema mundial heliocéntrico.

Biografía

¿Cuál es la biografía de Aristarco de Samos? Hay muy poca información sobre su vida, como sobre la mayoría de los otros astrónomos de la antigüedad. Se sabe que nació exactamente en años desconocidos de su vida. La literatura suele indicar el período 310 a. mi. - 230 aC e., que se establece sobre la base de información indirecta.

Ptolomeo afirmó que Aristarco en 280 a.C. mi. vio el solsticio. Esta evidencia es la única fecha autorizada en la biografía del astrónomo. Aristarco estudió con un destacado filósofo, representante de la escuela peripatética de Strato de Lampascus. Los historiadores sugieren que durante mucho tiempo Aristarco trabajó en el centro científico helenístico de Alejandría.

Cuando Aristarco de Samos propuso el heliocentrismo, fue acusado de ateísmo. Nadie sabe a qué condujo esta acusación.

Construcciones de Aristarco

¿Qué descubrimientos hizo Aristarco de Samos? Arquímedes en el ensayo "Psammit" proporciona breves datos sobre el sistema astronómico de Aristarco, que se presentó en un ensayo que no ha llegado hasta nosotros. Al igual que Ptolomeo, Aristarco creía que los movimientos de los planetas, la Luna y la Tierra, ocurren dentro de la esfera de estrellas inmóviles, que, según Aristarco, está inmóvil, como el Sol, ubicada en su centro.

Argumentó que la Tierra se mueve en un círculo, en medio del cual se encuentra el Sol. Las construcciones de Aristarco son el mayor logro de la doctrina heliocéntrica. Fue su coraje lo que trajo al autor la acusación de apostasía, como discutimos anteriormente, y se vio obligado a abandonar Atenas. El único pequeño trabajo del gran astrónomo "Sobre las distancias y el sol", que se publicó por primera vez en Oxford en el idioma original en 1688, ha sobrevivido.

orden mundial

¿Qué tienen de interesante las opiniones de Aristarco de Samos? Cuando estudian la historia del desarrollo de los puntos de vista de la humanidad sobre la estructura del Universo y el lugar de la Tierra en esta estructura, siempre recuerdan el nombre de este antiguo científico griego. Como Aristóteles, prefirió la estructura esférica del universo. Sin embargo, a diferencia de Aristóteles, no puso a la Tierra en el centro del movimiento general en un círculo (como Aristóteles), sino al Sol.

A la luz del conocimiento actual sobre el mundo, podemos decir que, entre los antiguos investigadores griegos, Aristarco fue el que más se acercó a la imagen real de la organización del mundo. Sin embargo, la estructura del mundo que propuso no llegó a ser popular en la comunidad científica de la época.

Construcción heliocéntrica del mundo.

¿Qué es la construcción heliocéntrica del mundo (heliocentrismo)? que el Sol es el cuerpo central celeste alrededor del cual giran la tierra y los demás planetas. Es lo opuesto a la construcción geocéntrica del mundo. El heliocentrismo apareció en la antigüedad, pero se hizo popular solo en los siglos XVI y XVII.

En la construcción heliocéntrica, la Tierra se representa girando alrededor de su propio eje (la revolución se completa en un día sideral) y al mismo tiempo alrededor del Sol (la revolución se completa en un año sideral). El resultado del primer movimiento es la rotación visible de la esfera celeste, el resultado del segundo es el movimiento anual del Sol a lo largo de la eclíptica entre las estrellas. En relación con las estrellas, el Sol se considera inamovible.

El geocentrismo es la creencia de que la tierra es el centro del universo. Esta construcción del mundo fue la teoría dominante en toda Europa, la antigua Grecia y otros lugares durante siglos. En el siglo XVI, la construcción heliocéntrica del mundo comenzó a cobrar protagonismo a medida que la industria se desarrollaba para ganar más argumentos a su favor. La prioridad de Aristarco en su creación fue reconocida por los copernicanos Kepler y Galileo.

"Sobre las distancias y magnitudes de la Luna y el Sol"

Entonces, ya sabes que Aristarco de Samos creía que el centro del Universo es el Sol. Consideremos su conocido trabajo "Sobre las distancias y magnitudes de la Luna y el Sol", en el que trata de establecer la distancia a estos cuerpos celestes y sus parámetros. Los antiguos eruditos de Grecia hablaron sobre estos temas más de una vez. Así, Anaxágoras de Klazomenes argumentó que el Sol era más grande en parámetros que el Peloponeso.

Pero todos estos juicios no estaban científicamente fundamentados: los parámetros de la Luna y el Sol y las distancias no se calcularon sobre la base de ninguna observación de los astrónomos, sino que simplemente se inventaron. Pero Aristarco de Samos utilizó un método científico basado en la observación de los eclipses lunares y solares y las fases lunares.

Sus formulaciones se basan en la hipótesis de que la Luna recibe luz del Sol y parece una pelota. De lo cual se deduce que si la Luna se coloca en cuadratura, es decir, se corta por la mitad, entonces el ángulo Sol - Luna - Tierra es recto.

Ahora se mide el ángulo entre el Sol y la Luna α y, habiendo "resuelto" un triángulo rectángulo, es posible establecer la relación de distancias de la Luna a la Tierra. Según las medidas de Aristarco, α = 87°. Como resultado, resulta que el Sol está casi 19 veces más lejos que la Luna. No había funciones trigonométricas en la antigüedad. Por lo tanto, para calcular esta distancia, utilizó cálculos muy complejos, descritos en detalle en el trabajo que estamos considerando.

Además, Aristarco de Samos se basó en algunos datos sobre eclipses solares. Claramente imaginó que suceden cuando la Luna nos bloquea el Sol. Por lo tanto, indicó que los parámetros angulares de estas luminarias en el cielo son aproximadamente idénticos. De esto se sigue que el Sol es tantas veces más grande que la Luna cuanto más lejos está, es decir (según Aristarco) la relación entre los radios de la Luna y el Sol es aproximadamente igual a 20.

Luego, Aristarco trató de medir la relación de los parámetros de la Luna y el Sol con el tamaño de la Tierra. Esta vez se basó en el análisis de los eclipses lunares. Sabía que ocurren cuando la luna está en el cono de sombra de la tierra. Determinó que en la zona el ancho de este cono es el doble del diámetro de la luna. Además, Aristarco concluyó que la relación entre los radios de la Tierra y el Sol es menor de 43 a 6, pero mayor de 19 a 3. También estimó el radio de la Luna: es casi tres veces menor que el radio de la Tierra, que es casi idéntico al valor correcto (0,273 radio de la Tierra).

El científico subestimó la distancia al Sol unas 20 veces. En general, su método era bastante imperfecto, inestable a los errores. Pero esta era la única forma disponible en la antigüedad. Además, contrariamente al título de su obra, Aristarco no calcula la distancia del Sol a la Luna, aunque podría hacerlo fácilmente, conociendo sus parámetros lineales y angulares.

El trabajo de Aristarco tiene una gran importancia histórica: fue a partir de él que los astrónomos comenzaron a estudiar la "tercera coordenada", durante la cual se revelaron las escalas del Universo, la Vía Láctea y el Sistema Solar.

Mejoras en el calendario

Ya conoces los años de vida de Aristarco de Samos. Él era un gran hombre. Entonces, Aristarco influyó en la actualización del calendario. El Censorino (escritor del siglo III dC) señaló que Aristarco fijó la duración del año en 365 días.

Además, el gran científico puso en uso un intervalo de calendario de 2434 años. Muchos historiadores argumentan que esta brecha fue un derivado de un ciclo varias veces mayor de 4868 años, que se llama el "Gran Año de Aristarco".

En las listas del Vaticano, Aristarco es cronológicamente el primer astrónomo para quien se crearon dos duraciones diferentes del año. Estos dos tipos de año (sideral y tropical) no son iguales entre sí debido a la precesión del eje terrestre, según la opinión tradicional descubierta por Hiparco un siglo y medio después de Aristarco.

Si la reconstrucción de las listas del Vaticano según Rawlins es correcta, entonces la distinción entre años siderales y tropicales fue determinada por primera vez por Aristarco, quien debe ser considerado el descubridor de la precesión.

Otros trabajos

Se sabe que Aristarco es el creador de la trigonometría. Él, según Vitruvio, modernizó el reloj solar (también inventó un reloj solar plano). Además, Aristarchus estudió óptica. Pensó que el color de los objetos aparece cuando la luz cae sobre ellos, es decir, que las pinturas no tienen color en la oscuridad.

Muchos creen que preparó experimentos para identificar la susceptibilidad de resolución del ojo humano.

Significado y memoria

Los contemporáneos entendieron que las obras de Aristarco eran de gran importancia. Su nombre siempre ha sido nombrado entre los famosos matemáticos de Hellas. El trabajo "Sobre las distancias y magnitudes de la Luna y el Sol", escrito por su alumno o por él, se incluyó en la lista obligatoria de trabajos que debían estudiar los astrónomos novatos en la antigua Grecia. Sus obras fueron ampliamente citadas por Arquímedes, a quien todos consideraban el brillante científico de Hélade (en las obras sobrevivientes de Arquímedes, el nombre de Aristarco es más común que el nombre de cualquier otro científico).

En honor a Aristarchus, se nombraron un asteroide (3999, Aristarchus), un cráter lunar y un centro aéreo en su tierra natal, la isla de Samos.

Astronomía de la antigua Grecia: el conocimiento astronómico y las opiniones de aquellas personas que escribieron en griego antiguo, independientemente de la región geográfica: Hellas, las monarquías helenizadas de Oriente, Roma o Bizancio temprano. Cubre el período del siglo VI a. H. al siglo V d.C. mi. La astronomía griega antigua es una de las etapas más importantes en el desarrollo no solo de la astronomía como tal, sino también de la ciencia en general. En las obras de los antiguos científicos griegos se encuentran los orígenes de muchas ideas que subyacen a la ciencia de los tiempos modernos. Entre la astronomía griega moderna y la antigua existe una relación de sucesión directa, mientras que la ciencia de otras civilizaciones antiguas influyó en la moderna sólo a través de la mediación de los griegos.

Los helenos, aparentemente, estaban interesados ​​en la astronomía incluso en la época homérica, su mapa del cielo y muchos nombres han permanecido en la ciencia moderna. Inicialmente, el conocimiento era superficial; por ejemplo, Venus matutino y vespertino se consideraban luminarias diferentes (Fósforo y Hesperus); los sumerios ya sabían que era una y la misma estrella. La corrección del error de "duplicación de Venus" se atribuye a Pitágoras y Parménides.

El polo del mundo en ese momento ya había salido de Alpha Draconis, pero aún no se había acercado a Polar; tal vez por eso la Odisea nunca menciona la dirección al norte.

Los pitagóricos propusieron un modelo pirocéntrico del Universo en el que las estrellas, el Sol, la Luna y seis planetas giran alrededor del Fuego Central (Hestia). Para obtener el número sagrado -diez- esferas en total, la Contra-Tierra (Antichthon) fue declarada el sexto planeta. Tanto el Sol como la Luna, según esta teoría, brillaban con la luz reflejada de Hestia. Fue el primer sistema matemático del mundo - el resto de los antiguos cosmogonistas trabajaban más con la imaginación que con la lógica.

Las distancias entre las esferas de las luminarias entre los pitagóricos correspondían a los intervalos musicales de la escala; cuando giran, suena la “música de las esferas”, inaudible para nosotros. Los pitagóricos consideraban que la Tierra era esférica y giratoria, por lo que se produce el cambio de día y noche. Sin embargo, pitagóricos individuales (Aristarco de Samos y otros) se adhirieron al sistema heliocéntrico. Los pitagóricos plantearon por primera vez el concepto de éter, pero la mayoría de las veces esta palabra denotaba aire. Solo Platón destacó el éter como un elemento separado.

Platón, alumno de Sócrates, ya no dudaba de la esfericidad de la Tierra (incluso Demócrito la consideraba un disco). Según Platón, el Cosmos no es eterno, ya que todo lo que se siente es una cosa, y las cosas envejecen y mueren. Además, el Tiempo mismo nació junto con el Cosmos. El llamado de Platón a los astrónomos para descomponer los movimientos desiguales de las luminarias en movimientos "perfectos" en círculos tuvo consecuencias de largo alcance.

Eudoxo de Cnido, el maestro de Arquímedes y alumno de los sacerdotes egipcios, respondió a este llamado. En sus escritos (que no sobrevivieron), esbozó un esquema cinemático para el movimiento de los planetas con varios movimientos circulares superpuestos, más de 27 esferas en total. Es cierto que el acuerdo con las observaciones de Marte fue pobre. El hecho es que la órbita de Marte difiere notablemente de una circular, por lo que la trayectoria y la velocidad del movimiento del planeta por el cielo varían ampliamente. Eudoxus también compiló un catálogo de estrellas.

Aristóteles, el autor de la Física, también fue alumno de Platón. Había muchos pensamientos racionales en sus escritos; demostró convincentemente que la Tierra es una bola, basándose en la forma de la sombra de la Tierra durante los eclipses lunares, estimó la circunferencia de la Tierra en 400 000 estadios, o unos 70 000 km, casi el doble, pero para ese momento la precisión no era mala. Pero también hay muchas afirmaciones erróneas: la separación de las leyes terrenales y celestiales del mundo, la negación del vacío y el atomismo, los cuatro elementos como principios fundamentales de la materia más el éter celeste, mecánicas contradictorias: “el aire empuja una flecha en vuelo” - incluso en la Edad Media esta posición ridícula fue ridiculizada (Filopon, Buridan). Consideraba que los meteoros eran fenómenos atmosféricos, similares a los relámpagos.

Los conceptos de Aristóteles fueron canonizados por algunos filósofos durante su vida, y en el futuro muchas ideas sólidas que los contradecían encontraron hostilidad, por ejemplo, el heliocentrismo de Aristarco de Samos. Aristarco también intentó por primera vez medir la distancia al Sol ya la Luna y sus diámetros; para el Sol, estaba equivocado por un orden de magnitud (resultó que el diámetro del Sol es 250 veces más grande que la tierra), pero antes de Aristarco, todos creían que el Sol era más pequeño que la Tierra. Por eso decidió que el Sol está en el centro del mundo. Arquímedes hizo mediciones más precisas del diámetro angular del Sol, y es en su relato donde conocemos las opiniones de Aristarco, cuyos escritos se han perdido.

Eratóstenes en el 240 a.C. mi. midió con bastante precisión la longitud de la circunferencia de la tierra y la inclinación de la eclíptica al ecuador (es decir, la inclinación del eje de la tierra); también propuso un sistema de años bisiestos, más tarde llamado calendario juliano.

Del siglo III a.C. mi. La ciencia griega adoptó los logros de los babilonios, incluso en astronomía y matemáticas. Pero los griegos fueron mucho más allá. Hacia el 230 a.C. mi. Apolonio de Perga desarrolló un nuevo método para representar el movimiento periódico desigual a través del círculo base, el deferente, y el círculo secundario que gira alrededor del deferente, el epiciclo; la luminaria misma se mueve a lo largo del epiciclo. Este método fue introducido en la astronomía por el destacado astrónomo Hiparco, quien trabajó en Rodas.

Hipparchus descubrió la diferencia entre los años tropicales y siderales, especificó la duración del año (365,25 - 1/300 días). La técnica de Apolonio le permitió construir una teoría matemática del movimiento del Sol y la Luna. Hiparco introdujo los conceptos de excentricidad orbital, apogeo y perigeo, aclaró la duración de los meses lunares sinódicos y siderales (hasta un segundo) y los períodos medios de revolución planetaria. Según las tablas de Hipparchus, era posible predecir eclipses solares y lunares con una precisión sin precedentes en ese momento, hasta 1-2 horas. Por cierto, fue él quien introdujo las coordenadas geográficas: latitud y longitud. Pero el principal resultado de Hipparchus fue el descubrimiento del desplazamiento de las coordenadas celestes, "precediendo a los equinoccios". Después de estudiar datos de observación durante 169 años, descubrió que la posición del Sol en el momento del equinoccio cambió 2 °, o 47 "por año (en realidad, 50,3").

En el 134 a. mi. Ha aparecido una nueva estrella brillante en la constelación de Escorpio. Para facilitar el seguimiento de los cambios en el cielo, Hipparchus compiló un catálogo de 850 estrellas, dividiéndolas en 6 clases de brillo.

46 aC aC: se introdujo el calendario juliano, desarrollado por el astrónomo alejandrino Sosigen sobre el modelo del civil egipcio. La cronología de Roma se llevó a cabo desde la fundación legendaria de Roma, desde el 21 de abril de 753 a. mi.

El sistema de Hiparco fue completado por el gran astrónomo, matemático, óptico y geógrafo alejandrino Claudio Ptolomeo. Mejoró significativamente la trigonometría esférica, compiló una tabla de senos (hasta 0,5 °). Pero su principal logro es "Megale syntax" (Gran construcción); los árabes convirtieron este nombre en "Al Majisti", de ahí el posterior "Almagest". La obra contiene una exposición fundamental del sistema geocéntrico del mundo.

Siendo fundamentalmente erróneo, el sistema de Ptolomeo, sin embargo, hizo posible predecir las posiciones de los planetas en el cielo con suficiente precisión para ese tiempo y por lo tanto satisfizo, hasta cierto punto, las necesidades prácticas durante muchos siglos.

El sistema del mundo de Ptolomeo completa la etapa de desarrollo de la antigua astronomía griega.

La expansión del cristianismo y el desarrollo del feudalismo en la Edad Media llevaron a una pérdida de interés por las ciencias naturales, y el desarrollo de la astronomía en Europa se ralentizó durante muchos siglos.

El próximo período en el desarrollo de la astronomía está asociado con las actividades de científicos de los países del Islam: al-Battani, al-Biruni, Abu-l-Hasan ibn Yunis, Nasir ad-Din at-Tusi, Ulugbek y muchos otros.

La historia de la astronomía griega antigua se puede dividir en cuatro períodos asociados con varias etapas en el desarrollo de la sociedad antigua:
Período arcaico (precientífico) (hasta el siglo VI a. C.): la formación de la estructura de polis en Hellas;
Período clásico (siglos VI-IV aC): el apogeo de la política griega antigua;
Período helenístico (siglos III-II aC): el apogeo de los grandes poderes monárquicos que surgieron sobre las ruinas del imperio de Alejandro Magno; desde el punto de vista de la ciencia, el Egipto ptolemaico, con capital en Alejandría, juega un papel especial;
El período de decadencia (siglo I aC - siglo I dC), asociado con la extinción gradual de los poderes helenísticos y el fortalecimiento de la influencia de Roma;
Período imperial (siglos II-V dC): la unificación de todo el Mediterráneo, incluidos Grecia y Egipto, bajo el dominio del Imperio Romano.

Esta periodización es bastante esquemática. En varios casos es difícil establecer la filiación de uno u otro logro a uno u otro período. Entonces, aunque el carácter general de la astronomía y la ciencia en general en los períodos clásico y helenístico parece bastante diferente, en general, el desarrollo en los siglos VI-II a.C. mi. parece ser más o menos continuo. Por otro lado, una serie de logros científicos del último período imperial (especialmente en el campo de la instrumentación astronómica y, posiblemente, la teoría) no son más que una repetición de los éxitos alcanzados por los astrónomos de la era helenística.

El "padre de la filosofía" Tales de Mileto vio un objeto natural como este soporte: los océanos. Anaximandro de Mileto sugirió que el Universo es centralmente simétrico y no tiene ninguna dirección preferida. Por lo tanto, la Tierra, ubicada en el centro del Cosmos, no tiene por qué moverse en ninguna dirección, es decir, descansa libremente en el centro del Universo sin soporte. El alumno de Anaximandro, Anaxímenes, no siguió a su maestro, creyendo que el aire comprimido evitaba que la Tierra cayera. Anaxágoras era de la misma opinión. El punto de vista de Anaximandro fue compartido por los pitagóricos, Parménides y Ptolomeo. La posición de Demócrito no está clara: según varios testimonios, siguió a Anaximandro o Anaxímenes.

Anaximandro consideraba que la Tierra tenía la forma de un cilindro bajo con una altura tres veces menor que el diámetro de la base. Anaxímenes, Anaxágoras, Leucipo consideraban que la Tierra era plana, como la superficie de una mesa. Pitágoras dio un paso fundamentalmente nuevo al sugerir que la Tierra tiene la forma de una bola. En esto fue seguido no solo por los pitagóricos, sino también por Parménides, Platón, Aristóteles. Así surgió la forma canónica del sistema geocéntrico, que posteriormente fue desarrollada activamente por los antiguos astrónomos griegos: la Tierra esférica está en el centro del Universo esférico; el movimiento diario visible de los cuerpos celestes es un reflejo de la rotación del Cosmos alrededor del eje del mundo.

En cuanto al orden de las luminarias, Anaximandro consideró las estrellas situadas más cerca de la Tierra, seguidas de la Luna y el Sol. Anaxímenes sugirió por primera vez que las estrellas son los objetos más alejados de la Tierra, fijos en la capa exterior del Cosmos. En esto, todos los científicos posteriores lo siguieron (a excepción de Empédocles, quien apoyó a Anaximandro). Surgió la opinión (probablemente por primera vez entre Anaxímenes o los pitagóricos) de que cuanto más largo es el período de revolución de la luminaria en la esfera celeste, más alto es. Así, el orden de las luminarias resultó ser el siguiente: Luna, Sol, Marte, Júpiter, Saturno, Estrellas. Mercurio y Venus no están incluidos aquí, porque los griegos tenían desacuerdos sobre ellos: Aristóteles y Platón los colocaron inmediatamente después del Sol, Ptolomeo, entre la Luna y el Sol. Aristóteles creía que no hay nada por encima de la esfera de las estrellas fijas, ni siquiera el espacio, mientras que los estoicos creían que nuestro mundo está inmerso en un espacio vacío infinito; los atomistas, siguiendo a Demócrito, creían que más allá de nuestro mundo (limitado por la esfera de estrellas fijas) hay otros mundos. Esta opinión fue apoyada por los epicúreos, Lucrecio la expresó vívidamente en el poema "Sobre la naturaleza de las cosas".

Sin embargo, los antiguos científicos griegos corroboraron la posición central y la inmovilidad de la Tierra de diferentes maneras. Anaximandro, como ya se ha señalado, señaló como razón la simetría esférica del Cosmos. Aristóteles no lo apoyó, presentando un contraargumento más tarde atribuido a Buridan: en este caso, la persona en el centro de la habitación en la que se encuentra la comida cerca de las paredes debe morir de hambre (ver el burro de Buridan). El propio Aristóteles justificó el geocentrismo de la siguiente manera: la Tierra es un cuerpo pesado y el centro del Universo es un lugar natural para los cuerpos pesados; como muestra la experiencia, todos los cuerpos pesados ​​caen verticalmente, y como se mueven hacia el centro del mundo, la Tierra está en el centro. Además, el movimiento orbital de la Tierra (que supuso el pitagórico Filolao) fue rechazado por Aristóteles con el argumento de que debería conducir a un desplazamiento paraláctico de las estrellas, que no se observa.

Varios autores dan otros argumentos empíricos. Plinio el Viejo, en su enciclopedia Historia Natural, justifica la posición central de la Tierra por la igualdad del día y la noche durante los equinoccios y por el hecho de que durante el equinoccio la salida y la puesta del sol se observan en la misma línea, y la salida del sol sobre el día del solsticio de verano está en la misma línea, que es la puesta del sol en el solsticio de invierno. Desde un punto de vista astronómico, todos estos argumentos son, por supuesto, un malentendido. Ligeramente mejores son los argumentos dados por Cleomedes en el libro de texto "Conferencias sobre astronomía", donde fundamenta la centralidad de la Tierra por el contrario. En su opinión, si la Tierra estuviera al este del centro del universo, entonces las sombras al amanecer serían más cortas que al atardecer, los cuerpos celestes al amanecer parecerían más grandes que al atardecer y la duración desde el amanecer hasta el mediodía sería menor. que desde el mediodía hasta la puesta del sol. Como no se observa todo esto, la Tierra no puede desplazarse al este del centro del mundo. Del mismo modo, se prueba que la Tierra no se puede desplazar hacia el oeste. Además, si la Tierra estuviera ubicada al norte o al sur del centro, las sombras al amanecer se extenderían en dirección norte o sur, respectivamente. Además, al amanecer de los equinoccios, las sombras se dirigen exactamente en la dirección de la puesta del sol en esos días, y al amanecer del solsticio de verano, las sombras apuntan al punto de la puesta del sol en el solsticio de invierno. También indica que la Tierra no está desplazada al norte o al sur del centro. Si la Tierra estuviera más alta que el centro, entonces se podría observar menos de la mitad del cielo, incluidos menos de seis signos del zodíaco; como consecuencia, la noche siempre sería más larga que el día. Del mismo modo, se prueba que la Tierra no puede ubicarse debajo del centro del mundo. Por lo tanto, solo puede estar en el centro. Ptolomeo da aproximadamente los mismos argumentos a favor de la centralidad de la Tierra en el Almagesto, libro I. Por supuesto, los argumentos de Cleómedes y Ptolomeo solo prueban que el Universo es mucho más grande que la Tierra, y por lo tanto también son insostenibles.

Ptolomeo también está tratando de justificar la inmovilidad de la Tierra (Almagesto, libro I). Primero, si la Tierra fuera desplazada del centro, entonces se observarían los efectos que acabamos de describir, y si no lo son, la Tierra siempre está en el centro. Otro argumento es la verticalidad de las trayectorias de los cuerpos que caen. La falta de rotación axial de la Tierra Ptolomeo la justifica de la siguiente manera: si la Tierra giraba, entonces “... todos los objetos que no descansan sobre la Tierra deberían parecer que hacen el mismo movimiento en dirección opuesta; nunca se verán nubes ni otros objetos voladores o suspendidos moviéndose hacia el este, ya que el movimiento de la Tierra hacia el este siempre los arrojará, de modo que estos objetos parecerán estar moviéndose hacia el oeste, en la dirección opuesta. La inconsistencia de este argumento se hizo evidente solo después del descubrimiento de los fundamentos de la mecánica.

Esquema del sistema geocéntrico del mundo (del libro de David Hans "Nehmad Venaim", siglo XVI). Las esferas están firmadas: el aire, la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, la esfera de las estrellas fijas, la esfera responsable de la anticipación de los equinoccios.

Período clásico (del siglo VI al IV a. C.)

Los principales actores de este período son filósofos que intuitivamente buscan a tientas lo que luego se llamará el método científico de cognición. Al mismo tiempo, se realizan las primeras observaciones astronómicas especializadas, se desarrolla la teoría y práctica del calendario; por primera vez se toma la geometría como base de la astronomía, se introducen una serie de conceptos abstractos de la astronomía matemática; se están haciendo intentos para encontrar patrones físicos en el movimiento de las luminarias. Se explicaron científicamente una serie de fenómenos astronómicos, se probó la esfericidad de la Tierra. Al mismo tiempo, la conexión entre las observaciones astronómicas y la teoría todavía no es lo suficientemente fuerte, la proporción de especulaciones basadas en consideraciones puramente estéticas es demasiado grande.

Fuentes

Sólo nos han llegado dos obras astronómicas especializadas de este período, los tratados Sobre la esfera giratoria y Sobre la salida y puesta de las estrellas de Autolycus de Pitana, libros de texto sobre la geometría de la esfera celeste, escritos al final de este período, alrededor del 310 a. mi. También les acompaña el poema Fenómenos de Arata de Sol (escrito, sin embargo, en la primera mitad del siglo III a. C.), que contiene una descripción de las antiguas constelaciones griegas (una transcripción poética de las obras de Eudoxo de Cnido que han no desciende hasta nosotros, siglo IV a.C.).

Los temas astronómicos se abordan a menudo en las obras de los antiguos filósofos griegos: algunos de los diálogos de Platón (especialmente Timeo, así como el Estado, Fedón, Leyes, Posley), los tratados de Aristóteles (especialmente Sobre el cielo, así como Meteorología, Física , Metafísica). Las obras de los filósofos de una época anterior (presocráticos) nos han llegado solo en forma muy fragmentaria a través de segundas e incluso terceras manos.

Fundamentos Filosóficos de la Astronomía

Presocráticos, Platón

Durante este período, se desarrollaron dos enfoques filosóficos fundamentalmente diferentes en la ciencia en general y la astronomía en particular. El primero de ellos se originó en Jonia y, por lo tanto, puede llamarse jónico. Se caracteriza por los intentos de encontrar el principio material fundamental del ser, mediante el cambio que los filósofos esperaban explicar toda la diversidad de la naturaleza. En el movimiento de los cuerpos celestes, estos filósofos intentaron ver manifestaciones de las mismas fuerzas que operan en la Tierra. Inicialmente, la dirección jónica estuvo representada por los filósofos de la ciudad de Mileto Tales, Anaximandro y Anaxímenes. Este enfoque encontró a sus partidarios en otras partes de Hellas. Entre los jonios se encuentra Anaxágoras de Clazomene, que pasó una parte importante de su vida en Atenas, en gran parte natural de Sicilia, Empédocles de Acragas. El enfoque jónico alcanzó su apogeo en los escritos de los antiguos atomistas: Leucipo (probablemente también de Mileto) y Demócrito de Abdera, quienes fueron los precursores de la filosofía mecanicista.

El deseo de dar una explicación causal de los fenómenos naturales fue la fuerza de los jonios. En el estado actual del mundo, vieron el resultado de la acción de las fuerzas físicas, y no dioses y monstruos míticos. Los jonios consideraban a los cuerpos celestes como objetos, en principio, de la misma naturaleza que las piedras terrestres, cuyo movimiento está controlado por las mismas fuerzas que actúan en la Tierra. Ellos consideraban que la rotación diaria del firmamento era una reliquia del movimiento de vórtice original, cubriendo toda la materia del Universo. Los filósofos jónicos fueron los primeros en ser llamados físicos. Sin embargo, la deficiencia de las enseñanzas de los filósofos naturales jónicos fue un intento de crear física sin matemáticas. Los jonios no vieron la base geométrica del Cosmos.

La segunda dirección de la filosofía griega temprana puede llamarse italiana, ya que recibió su desarrollo inicial en las colonias griegas de la península italiana. Su fundador, Pitágoras, fundó la famosa unión religiosa y filosófica, cuyos representantes, a diferencia de los jonios, vieron la base del mundo en la armonía matemática, más precisamente, en la armonía de los números, mientras luchaban por la unidad de la ciencia y la religión. Ellos consideraban que los cuerpos celestes eran dioses. Esto se justificaba así: los dioses son una mente perfecta, se caracterizan por el tipo de movimiento más perfecto; este es el movimiento circunferencial, porque es eterno, no tiene principio ni fin, y siempre pasa a sí mismo. Como muestran las observaciones astronómicas, los cuerpos celestes se mueven en círculos, por lo tanto, son dioses. El heredero de los pitagóricos fue el gran filósofo ateniense Platón, quien creía que todo el Cosmos fue creado por una deidad ideal a su imagen y semejanza. Aunque los pitagóricos y Platón creían en la divinidad de los cuerpos celestes, no se caracterizaban por la fe en la astrología: se conoce una revisión extremadamente escéptica de la misma por parte de Eudoxo, alumno de Platón y seguidor de la filosofía de los pitagóricos.

A partir de Tales de Mileto, también se observaron intensamente fenómenos asociados al Sol: solsticios y equinoccios. Según la evidencia que nos ha llegado, el astrónomo Cleostratus de Tenedos (alrededor del 500 a. C.) fue el primero en Grecia en establecer que las constelaciones de Aries, Sagitario y Escorpio son zodiacales, es decir, el Sol pasa a través de ellas en su movimiento a través de la esfera celeste. La evidencia más antigua del conocimiento griego de todas las constelaciones del zodíaco es un calendario compilado por el astrónomo ateniense Euctemon a mediados del siglo V a. mi. El mismo Euctemon estableció por primera vez la desigualdad de las estaciones, asociada al movimiento desigual del Sol a lo largo de la eclíptica. Según sus medidas, la duración astronómica de la primavera, el verano, el otoño y el invierno es, respectivamente, de 93, 90, 90 y 92 días (de hecho, respectivamente, 94,1 días, 92,2 días, 88,6 días, 90,4 días). Una precisión mucho mayor caracteriza las medidas de Calipo de Cyzicus, que vivió un siglo después: según él, la primavera dura 94 días, el verano 92 días, el otoño 89 días, el invierno 90 días.

Los antiguos científicos griegos también registraron la aparición de cometas, la ocultación de los planetas por la Luna.

Casi nada se sabe sobre los instrumentos astronómicos de los griegos del período clásico. Se informó sobre Anaximandro de Mileto que usó un gnomon, el instrumento astronómico más antiguo, que es una vara ubicada verticalmente, para reconocer los equinoccios y solsticios. A Eudoxo también se le atribuye la invención de la "araña", el principal elemento estructural del astrolabio.

Reloj de sol esférico

Para calcular el tiempo durante el día, aparentemente, a menudo se usa un reloj de sol. Primero, los relojes de sol esféricos (skafe) se inventaron como los más simples. Las mejoras en el diseño del reloj de sol también se atribuyeron a Eudoxo. Probablemente fue la invención de una de las variedades de relojes de sol planos.

El calendario griego era lunisolar. Entre los autores de calendarios (los llamados parapegmas) se encontraban científicos tan famosos como Demócrito, Meton, Euctemon. Los parepegmas a menudo se tallaban en estelas de piedra y columnas instaladas en lugares públicos. En Atenas, había un calendario basado en un ciclo de 8 años (según algunos informes, presentado por el famoso legislador Solon). Una mejora significativa en el calendario lunisolar pertenece al astrónomo ateniense Meton, quien descubrió el ciclo del calendario de 19 años:
19 años = 235 meses sinódicos = 6940 días.

Durante este período de tiempo, las fechas de los solsticios y equinoccios cambian gradualmente y la misma fase lunar cada vez cae en una fecha diferente del calendario, sin embargo, al final del ciclo, el solsticio y el equinoccio caen en la misma fecha, y en ese día tiene lugar la misma fase de la luna, como al principio del ciclo. Sin embargo, el ciclo metónico nunca se puso como base del calendario civil ateniense (y su descubridor fue ridiculizado en una de las comedias de Aristófanes).

El ciclo metónico fue refinado por Callippus, que vivió aproximadamente un siglo después de Meton: combinó cuatro ciclos, omitiendo 1 día. Por lo tanto, la duración del ciclo de callippe fue
76 años = 940 meses = 27759 días.

Un año en el ciclo de Calipo es de 365,25 días (el mismo valor se acepta en el calendario juliano). La duración del mes es de 29,5309 días, que es solo 22 segundos más que su valor real. Basándose en estos datos, Kallippus compiló su propio calendario.
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Cosmología

Representación de un sistema geocéntrico (de Cosmographia de Peter Apian, 1524)

En la era clásica, surgió un sistema geocéntrico del mundo, según el cual la Tierra esférica e inmóvil está en el centro del Universo esférico y el movimiento diario visible de los cuerpos celestes es un reflejo de la rotación del Cosmos alrededor del eje del mundo. . Su precursor es Anaximandro de Mileto. Su sistema del mundo contenía tres momentos revolucionarios: la Tierra plana se encuentra sin ningún soporte, los caminos de los cuerpos celestes son círculos enteros, los cuerpos celestes están a diferentes distancias de la Tierra. Pitágoras fue aún más lejos, sugiriendo que la Tierra tiene forma de bola. Esta hipótesis encontró mucha resistencia al principio; así, entre sus oponentes estaban los famosos filósofos jonios Anaxágoras, Empédocles, Leucipo, Demócrito. Sin embargo, tras su apoyo por parte de Parménides, Platón, Eudoxo y Aristóteles, se convirtió en la base de toda la astronomía matemática y la geografía.

Si Anaximandro consideraba que las estrellas eran las más cercanas a la Tierra (le siguieron la Luna y el Sol), entonces su alumno Anaxímenes sugirió por primera vez que las estrellas son los objetos más alejados de la Tierra, fijos en la capa exterior del Cosmos. Surgió la opinión (por primera vez, probablemente, entre Anaxímenes o los pitagóricos) de que el período de revolución de la estrella en la esfera celeste aumenta al aumentar la distancia a la Tierra. Así, el orden de las luminarias resultó ser el siguiente: Luna, Sol, Marte, Júpiter, Saturno, Estrellas. Mercurio y Venus no están incluidos aquí, porque su período de revolución en la esfera celeste es de un año, como el del Sol. Aristóteles y Platón colocaron estos planetas entre el Sol y Marte. Aristóteles corroboró esto por el hecho de que ninguno de los planetas oscureció jamás el Sol y la Luna, aunque más de una vez se observó lo contrario (la cobertura de los planetas por la Luna).

A partir de Anaximandro se hicieron numerosos intentos para establecer las distancias de la Tierra a los cuerpos celestes. Estos intentos se basaron en consideraciones pitagóricas especulativas sobre la armonía del mundo. Se reflejan, en particular, en Platón.

Los filósofos jónicos creían que el movimiento de los cuerpos celestes estaba controlado por fuerzas similares a las que operan a escala terrestre. Entonces, Empédocles, Anaxágoras, Demócrito creían que los cuerpos celestes no caen a la Tierra, ya que están sujetos por la fuerza centrífuga. Los italianos (pitagóricos y Platón) creían que las luminarias, al ser dioses, se mueven por sí mismas, como seres vivos.

Aristóteles creía que los cuerpos celestes son transportados en su movimiento por esferas celestes sólidas a las que están unidos. En su tratado Sobre los cielos, argumentó que los cuerpos celestes realizan movimientos circulares uniformes simplemente porque tal es la naturaleza del éter que los compone. En Metafísica expresa una opinión diferente: todo lo que se mueve es puesto en movimiento por algo externo, que a su vez también es movido por algo, y así sucesivamente, hasta llegar a la máquina, que en sí misma está inmóvil. Así, si los cuerpos celestes se mueven por medio de las esferas a las que están unidos, entonces estas esferas son puestas en movimiento por motores que están inmóviles. Cada cuerpo celeste es responsable de varios "motores fijos", según el número de esferas que lo portan. La esfera de estrellas fijas ubicada en la frontera del mundo debe tener un solo motor, ya que solo realiza un movimiento: una rotación diaria alrededor de su eje. Dado que esta esfera cubre todo el mundo, el motor correspondiente (motor principal) es, en última instancia, la fuente de todos los movimientos en el universo. Todos los motores inmóviles comparten las mismas cualidades que el Prime Mover: son formaciones incorpóreas intangibles y representan la razón pura (los científicos latinos medievales los llamaban intelectuales y generalmente los identificaban con ángeles).

El sistema geocéntrico del mundo se convirtió en el principal modelo cosmológico hasta el siglo XVII d.C. mi. Sin embargo, los científicos del período clásico desarrollaron otros puntos de vista. Así, entre los pitagóricos se creía bastante (promulgada por Filolao de Crotona a finales del siglo V a. C.) que en medio del mundo hay un cierto Fuego Central, alrededor del cual, junto con los planetas, también se encuentra la Tierra. gira, dando una vuelta completa por día; El fuego central es invisible, ya que otro cuerpo celeste, la Contra-Tierra, se mueve entre éste y la Tierra. A pesar de la artificialidad de este sistema del mundo, fue de suma importancia para el desarrollo de la ciencia, ya que por primera vez en la historia la Tierra fue llamada uno de los planetas. Los pitagóricos también plantearon la opinión de que la rotación diaria del cielo se debe a la rotación de la Tierra alrededor de su eje. Esta opinión fue apoyada y fundamentada por Heráclides del Ponto (segunda mitad del siglo IV a. C.). Además, sobre la base de la escasa información que nos ha llegado, se puede suponer que Heraclid consideraba que Venus y Mercurio giraban alrededor del Sol, el cual, a su vez, gira alrededor de la Tierra. Hay otra reconstrucción del sistema del mundo de Heraclid: el Sol, Venus y la Tierra giran en círculos alrededor de un solo centro, y el período de una revolución de la Tierra es igual a un año. En este caso, la teoría de Heráclidas fue un desarrollo orgánico del sistema del mundo de Filolao y el predecesor inmediato del sistema heliocéntrico del mundo de Aristarco.

Ha habido un considerable desacuerdo entre los filósofos acerca de lo que está fuera del Cosmos. Algunos filósofos creían que existe un espacio vacío infinito; según Aristóteles, no hay nada fuera del Cosmos, ni siquiera el espacio; los atomistas Leucipo, Demócrito y sus seguidores creían que detrás de nuestro mundo (limitado por la esfera de estrellas fijas) hay otros mundos. Las opiniones de Heráclides del Ponto eran las más cercanas a las modernas, según las cuales las estrellas fijas son otros mundos situados en el espacio infinito.

Explicación de los fenómenos astronómicos desde el punto de vista del geocentrismo

La mayor dificultad para la astronomía griega antigua era el movimiento desigual de los cuerpos celestes (especialmente los movimientos hacia atrás de los planetas), ya que en la tradición pitagórico-platónica (que seguía en gran medida Aristóteles), se consideraban deidades que sólo debían realizar movimientos uniformes. Para superar esta dificultad, se crearon modelos en los que los complejos movimientos aparentes de los planetas se explicaban como resultado de la suma de varios movimientos circulares uniformes. La materialización concreta de este principio fue la teoría de las esferas homocéntricas de Eudoxo-Callippo, sustentada por Aristóteles, y la teoría de los epiciclos de Apolonio de Perge, Hiparco y Ptolomeo. Sin embargo, este último se vio obligado a abandonar parcialmente el principio de los movimientos uniformes, introduciendo el modelo equant.

Ya una de las primeras ideas opuestas al geocentrismo (la hipótesis heliocéntrica de Aristarco de Samos) provocó una reacción por parte de representantes de la filosofía religiosa: el estoico Cleantes pidió que Aristarco fuera llevado ante la justicia por mover el “Centro del Mundo ” de su lugar, es decir, la Tierra; sin embargo, no se sabe si los esfuerzos de Cleantes se vieron coronados por el éxito. En la Edad Media, dado que la Iglesia cristiana enseñaba que el mundo entero fue creado por Dios para el hombre (ver Antropocentrismo), el geocentrismo también se adaptó con éxito al cristianismo. Esto también fue facilitado por una lectura literal de la Biblia.

Período imperial (siglos II-V d.C.)

La astronomía está reviviendo gradualmente, pero con una notable mezcla de astrología. Durante este período, se crearon una serie de obras astronómicas generalizadoras. Sin embargo, el nuevo apogeo es rápidamente reemplazado por el estancamiento y luego por una nueva crisis, esta vez aún más profunda, asociada con el declive general de la cultura durante el colapso del Imperio Romano, así como con una revisión radical de los valores de la antigua. civilización, producida por el cristianismo primitivo.
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Fuentes

Los escritos de Claudio Ptolomeo (segunda mitad del siglo II d.C.) han llegado hasta nosotros:

Ilustración del Almagesto (traducción latina de Jorge de Trebisonda, 1451)
Almagesto, que afecta a casi todos los aspectos de la astronomía matemática de la antigüedad, es la fuente principal de nuestro conocimiento sobre la astronomía antigua; contiene la famosa teoría ptolemaica de los movimientos planetarios;
La inscripción canópica es una versión preliminar de los parámetros de su teoría planetaria, tallada en una estela de piedra;
Tablas de manos: tablas de movimientos planetarios, compiladas sobre la base de las teorías establecidas en el Almagesto;
Hipótesis planetarias, que contiene el esquema cosmológico de Ptolomeo.
Sobre el planisferio, que describe la teoría de la proyección estereográfica subyacente a cierto "instrumento horoscópico" (probablemente el astrolabio).
Sobre la salida de las estrellas fijas, que presenta un calendario basado en los momentos de las salidas heliácticas de las estrellas durante el año.

Parte de la información astronómica también está contenida en otros escritos de Ptolomeo: Óptica, Geografía y un tratado sobre astrología, los Cuatro Libros.

Quizás en los siglos I-II. ANUNCIO se escribieron otras obras de la misma naturaleza que el Almagesto, pero no han llegado hasta nosotros.

Durante este período, también se escribieron dos tratados sobre astronomía esférica, conocidos como Sferica. Uno de ellos es un trabajo fundamental escrito por el destacado astrónomo Menelao de Alejandría (siglo I dC), que describe los conceptos básicos de la trigonometría esférica (la geometría interna de las superficies esféricas). La segunda obra fue escrita por Teodosio (siglo I o II dC) y tiene un nivel intermedio entre las obras de los primeros autores (Autólico y Euclides) y Menelao. Teodosio también posee dos obras más que nos han llegado: Sobre las viviendas, que describe el cielo estrellado desde el punto de vista de observadores situados en diferentes latitudes geográficas, y Sobre los días y las noches, donde se muestra el movimiento del Sol a lo largo de la eclíptica. consideró. Un breve tratado de Astronomía de Hyginus (siglo I dC) está dedicado a la descripción de la vista del cielo estrellado.

Los temas astronómicos también se abordan en una serie de obras de carácter comentador escritas durante este período (autores: Teón de Esmirna, siglo II d. C., Simplicio, siglo V d. C., Censorino, siglo III d. C., Pappus de Alejandría, siglo III o IV d. , Teón de Alejandría, siglo IV d. C., Proclo, siglo V d. C., etc.). Algunas cuestiones astronómicas también se consideran en las obras del enciclopedista Plinio el Viejo, los filósofos Cicerón, Séneca, Lucrecio, el arquitecto Vitruvio, el geógrafo Estrabón, los astrólogos Manilio y Vecio Valente, el mecánico Héroe de Alejandría, el teólogo Sinesio de Cirene .
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astronomía practica

Triquetrum de Claudio Ptolomeo (de un libro de 1544)

La tarea de las observaciones planetarias del período bajo consideración es proporcionar material numérico para las teorías del movimiento de los planetas, el Sol y la Luna. Con este propósito, Menelao de Alejandría, Claudio Ptolomeo y otros astrónomos hicieron sus observaciones (hay una tensa discusión sobre la autenticidad de las observaciones de Ptolomeo). En el caso del Sol, los principales esfuerzos de los astrónomos seguían estando dirigidos a fijar con precisión los momentos de los equinoccios y solsticios. En el caso de la Luna, se observaron eclipses (se registró el momento exacto de la fase mayor y la posición de la Luna entre las estrellas), así como momentos en cuadratura. Para los planetas interiores (Mercurio y Venus), las mayores elongaciones fueron de interés primordial cuando estos planetas están a la mayor distancia angular del Sol. Con los planetas exteriores se hizo especial hincapié en fijar los momentos de oposición con el Sol y su observación en tiempos intermedios, así como en estudiar sus retrocesos. Los astrónomos también prestaron mucha atención a fenómenos tan raros como las conjunciones de los planetas con la Luna, las estrellas y entre sí.

También se realizaron observaciones de las coordenadas de las estrellas. Ptolomeo cita un catálogo de estrellas en el Almagesto, donde, según él, observó cada estrella de forma independiente. Es posible, sin embargo, que este catálogo sea casi en su totalidad el catálogo de Hipparchus con las coordenadas de las estrellas recalculadas debido a la precesión.

Las últimas observaciones astronómicas en la antigüedad fueron realizadas a finales del siglo V por Proclo y sus alumnos Heliodoro y Amonio.

Ptolomeo describe varios instrumentos astronómicos en uso durante su tiempo. Estos son el cuadrante, el anillo equinoccial, el círculo del mediodía, la esfera armilar, el triquetrum y también un dispositivo especial para medir el tamaño angular de la luna. Hero of Alexandria menciona otro instrumento astronómico: la dioptría.

Poco a poco, el astrolabio, que en la Edad Media se convirtió en el principal instrumento de los astrónomos, está ganando popularidad. La proyección estereográfica, que es la base matemática del astrolabio, se utilizó en el llamado "indicador de tiempo tormentoso" descrito por Vitruvio y que es un análogo mecánico de un mapa en movimiento del cielo estrellado. En su obra Sobre el planisferio, Ptolomeo describe la proyección estereográfica y señala que es la base matemática de un "instrumento horoscópico" que se describe como el astrolabio. A finales del siglo IV d.C. Teón de Alejandría escribió un tratado sobre el astrolabio; este trabajo no ha llegado hasta nosotros, pero su contenido puede restaurarse sobre la base de más trabajos de autores posteriores. Según Sinesio, la hija de Teón, la legendaria Hipatia, participó en la fabricación de los astrolabios. Los primeros tratados sobre el astrolabio que nos han llegado fueron escritos por Ammonio Hermias a finales del siglo V o principios del VI y un poco más tarde por su alumno John Philopon.
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Aparato matemático de astronomía.

Una innovación notable del Almagesto ptolemaico es la descripción de la ecuación del tiempo, una función que describe la desviación del tiempo solar medio del tiempo solar verdadero.
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Teorías del movimiento de los cuerpos celestes

La teoría de la bisección de la excentricidad. Los puntos del círculo muestran las posiciones del planeta a intervalos regulares. O - centro de deferente, T - Tierra, E - punto de ecuante, A - apogeo de deferente, P - perigeo de deferente, S - planeta, C - planeta medio (centro del epiciclo)

Aunque la teoría del movimiento del Sol, la Luna y los planetas se ha desarrollado desde el período helenístico, la primera teoría que nos ha llegado se presenta en el Almagesto de Ptolomeo. El movimiento de todos los cuerpos celestes se presenta como una combinación de varios movimientos en círculos grandes y pequeños (epiciclos, deferentes, excentros). La teoría solar de Ptolomeo coincide completamente con la teoría de Hipparchus, que conocemos solo por el Almagesto. Las innovaciones significativas están contenidas en la teoría lunar de Ptolomeo, donde por primera vez se tuvo en cuenta y modeló un nuevo tipo de irregularidad en el movimiento de un satélite natural, evection. La desventaja de esta teoría es la exageración del intervalo de cambio en la distancia de la Tierra a la Luna, casi el doble, lo que debería reflejarse en el cambio en el diámetro angular de la Luna, que no se observa en la realidad.

La más interesante es la teoría planetaria de Ptolomeo (la teoría de la bisección de la excentricidad): cada uno de los planetas (excepto Mercurio) se mueve uniformemente en un círculo pequeño (epiciclo), cuyo centro se mueve en un círculo grande (deferente), y la Tierra está desplazada con respecto al centro del deferente; lo que es más importante, tanto la velocidad angular como la lineal del centro del epiciclo cambian cuando se mueve a lo largo del deferente, y este movimiento se vería uniforme cuando se ve desde cierto punto (ecuante), de modo que el segmento que conecta la Tierra y el ecuante se divide por el centro del deferente por la mitad. Esta teoría hizo posible simular con gran precisión la desigualdad zodiacal en el movimiento de los planetas.

No se sabe si el propio Ptolomeo fue el autor de la teoría de la bisección de la excentricidad. Según Van der Waerden, que encuentra apoyo en una serie de estudios recientes, sus orígenes hay que buscarlos en los trabajos de científicos de una época anterior que no han llegado hasta nosotros.

Los parámetros del movimiento planetario a lo largo de epiciclos y deferentes se determinaron a partir de observaciones (aunque aún no está claro si estas observaciones fueron falsificadas). La precisión del modelo ptolemaico es: para Saturno - alrededor de 1/2 °, Júpiter - alrededor de 10", Marte - más de 1 °, Venus y especialmente Mercurio - hasta varios grados.
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Cosmología y física del cielo

En la teoría de Ptolomeo, se suponía el siguiente orden de las luminarias a medida que aumentaba la distancia de la Tierra: Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter, Saturno, estrellas fijas. Al mismo tiempo, la distancia media a la Tierra creció con el aumento del período de revolución entre las estrellas; Aún quedaba sin resolver el problema de Mercurio y Venus, en el que este período es igual al solar (Ptolomeo no da argumentos suficientemente convincentes de por qué coloca estos problemas "debajo" del Sol, refiriéndose simplemente a la opinión de los científicos de un período anterior) . Se consideraba que todas las estrellas estaban ubicadas en la misma esfera, la esfera de las estrellas fijas. Para explicar la precesión, se vio obligado a añadir otra esfera, que está por encima de la esfera de las estrellas fijas.

Epiciclo y deferente según la teoría de las esferas anidadas.

En la teoría de los epiciclos, incluida la de Ptolomeo, la distancia de los planetas a la Tierra cambió. La imagen física que puede estar detrás de esta teoría fue descrita por Teón de Esmirna (finales del siglo I - principios del siglo II dC) en la obra que nos ha llegado Conceptos matemáticos útiles para la lectura de Platón. Esta es la teoría de las esferas anidadas, cuyas principales disposiciones son las siguientes. Imagina dos esferas concéntricas hechas de material sólido, entre las cuales se coloca una pequeña esfera. La media aritmética de los radios de las esferas grandes es el radio del deferente, y el radio de la esfera pequeña es el radio del epiciclo. Girar las dos esferas grandes hará que la esfera pequeña gire entre ellas. Si se coloca un planeta en el ecuador de una pequeña esfera, entonces su movimiento será exactamente el mismo que en la teoría de los epiciclos; así el epiciclo es el ecuador de una esfera menor.

Esta teoría, con algunas modificaciones, también fue seguida por Ptolomeo. Está descrito en su obra Hipótesis Planetarias. Señala, en particular, que la distancia máxima a cada uno de los planetas es igual a la distancia mínima al planeta que le sigue, es decir, la distancia máxima a la Luna es igual a la distancia mínima a Mercurio, etc. Ptolomeo pudo para estimar la distancia máxima a la Luna utilizando el método similar al método de Aristarco: 64 radios de la Tierra. Esto le dio la escala de todo el universo. Como resultado, resultó que las estrellas se encuentran a una distancia de unos 20 mil radios de la Tierra. Ptolomeo también intentó estimar el tamaño de los planetas. Como resultado de una compensación aleatoria de una serie de errores, la Tierra resultó ser un cuerpo del Universo de tamaño mediano, y las estrellas tenían aproximadamente el mismo tamaño que el Sol.

Según Ptolomeo, la totalidad de las esferas etéreas pertenecientes a cada uno de los planetas es un ser animado racional, donde el propio planeta desempeña el papel de centro cerebral; los impulsos (emanaciones) que emanan de él ponen en movimiento las esferas que, a su vez, transportan al planeta. Ptolomeo da la siguiente analogía: el cerebro de un pájaro envía señales a su cuerpo que hacen que las alas se muevan, llevando al pájaro por el aire. Al mismo tiempo, Ptolomeo rechaza el punto de vista de Aristóteles sobre el Primer Motor como la razón del movimiento de los planetas: las esferas celestes se mueven por su propia voluntad, y solo la más exterior de ellas es puesta en movimiento por el Primer Motor.

En la antigüedad tardía (a partir del siglo II dC), se produce un aumento significativo de la influencia de la física de Aristóteles. Se compilaron varios comentarios sobre las obras de Aristóteles (Sosigenes, siglo II d. C., Alejandro de Afrodisias, finales del siglo II - principios del siglo III d. C., Simplicio, siglo VI). Hay un resurgimiento del interés por la teoría de las esferas homocéntricas y los intentos de reconciliar la teoría de los epiciclos con la física aristotélica. Al mismo tiempo, algunos filósofos expresaron una actitud bastante crítica hacia ciertos postulados de Aristóteles, especialmente a su opinión sobre la existencia del quinto elemento: el éter (Xenarchus, siglo I d.C., Proclus Diadochus, siglo V, John Philopon, siglo VI). ). Proclus también hizo una serie de críticas a la teoría de los epiciclos.

También se desarrollaron visiones que iban más allá del geocentrismo. Entonces, Ptolomeo discute con algunos científicos (sin nombrarlos por su nombre), que asumen la rotación diaria de la Tierra. Autor latino del siglo V. norte. mi. Marcianus Capella, en The Marriage of Mercury and Philology, describe un sistema en el que el Sol gira en un círculo alrededor de la Tierra, y Mercurio y Venus alrededor del Sol.

Finalmente, en los escritos de varios autores de esa época, se describen ideas que anticiparon las ideas de los científicos de la Nueva Era. Así, uno de los participantes en el diálogo de Plutarco Sobre la cara visible en el disco de la Luna afirma que la Luna no cae sobre la Tierra por la acción de la fuerza centrífuga (como objetos colocados en una honda), “después de todo, cada el objeto es arrastrado por su movimiento natural, si no es desviado por alguna otra fuerza. En el mismo diálogo, se señala que la gravedad es característica no solo de la Tierra, sino también de los cuerpos celestes, incluido el Sol. El motivo podría ser una analogía entre la forma de los cuerpos celestes y la Tierra: todos estos objetos tienen forma de bola, y dado que la esfericidad de la Tierra está asociada a su propia gravedad, es lógico suponer que la esfericidad de otros cuerpos en el Universo se asocia con la misma razón.

El filósofo Séneca (siglo I dC) testifica que en la antigüedad estaban muy extendidas las opiniones según las cuales la fuerza de gravedad también actúa entre los cuerpos celestes. Al mismo tiempo, los movimientos hacia atrás de los planetas son solo una apariencia: los planetas siempre se mueven en la misma dirección, porque si se detuvieran, simplemente caerían unos sobre otros, pero en realidad su propio movimiento les impide caer. Séneca también señala la posibilidad de una rotación diaria de la Tierra.

Plinio y Vitruvio describen una teoría en la que el movimiento de los planetas está controlado por los rayos del sol "en forma de triángulos". Lo que esto significa es muy difícil de entender, pero es posible que el texto original del que estos autores tomaron prestadas sus descripciones hablara del movimiento de los planetas bajo la influencia de la gravedad y la inercia.

El mismo Séneca expone una de las opiniones sobre la naturaleza de los cometas, según la cual los cometas se mueven en órbitas muy alargadas, siendo visibles sólo cuando alcanzan el punto más bajo de su órbita. También cree que los cometas pueden regresar, y el tiempo entre sus retornos es de 70 años (recordemos que el período de revolución del más famoso de los cometas, el cometa Halley, es de 76 años).

Macrobio (siglo V dC) menciona la existencia de una escuela de astrónomos que asumía la existencia de movimientos propios de las estrellas, imperceptibles debido a la gran lejanía de las estrellas y al insuficiente período de observación.

Otro autor romano antiguo, Manilius (siglo I d. C.), cita la opinión de que el Sol atrae cometas hacia sí periódicamente y luego los aleja, como los planetas Mercurio y Venus. Manilius también testifica que al comienzo de nuestra era todavía estaba vivo el punto de vista de que la Vía Láctea es un brillo conjunto de muchas estrellas ubicadas cerca unas de otras.

La historia de la astronomía difiere de la historia de otras ciencias naturales principalmente
su particular antigüedad. En el pasado lejano, cuando no tenía habilidades prácticas,
acumulado en la vida y las actividades cotidianas, aún no se ha formado
ningún conocimiento sistemático de la física y la química, la astronomía ya era
ciencia muy desarrollada.
A lo largo de todos estos siglos, el estudio de las estrellas ha sido una parte esencial de
perspectiva filosófica y religiosa, que fue un reflejo
vida publica. La historia de la astronomía fue el desarrollo de esa idea.
que la humanidad se ha formado sobre el mundo.

Astronomía en la antigua China
El período más antiguo en el desarrollo de la civilización china se remonta a la época de los reinos Shang y Zhou.
Las necesidades de la vida cotidiana, el desarrollo de la agricultura, la artesanía alentó a los antiguos chinos.
estudiar los fenómenos naturales y acumular conocimientos científicos primarios. Tal conocimiento, en particular,
matemático y astronómico, ya existía en el período Shang (Yin). sobre eso
tanto los monumentos literarios como las inscripciones en los huesos lo atestiguan. Las leyendas incluidas en el "Shu
jing", cuenta que ya en la antigüedad la división del año en
cuatro estaciones. A través de la observación constante, los astrónomos chinos han establecido que la imagen
el cielo estrellado, si se observa día a día a la misma hora, cambia. Están
notó un patrón en la aparición de ciertas estrellas y constelaciones en el firmamento y
el momento del inicio de uno u otro agrícola
Estación del año. En el 104 a. mi. China convocó una amplia
conferencia de astrónomos dedicada al tema de mejorar
el sistema de calendario vigente en ese momento "Zhuan Xu
ya sea. Después de una animada discusión en la conferencia,
adoptó el sistema de calendario oficial "Taichu Li",
llamado así por el emperador Tai-chu.

Astronomía en el Antiguo Egipto
La astronomía egipcia fue creada por la necesidad de calcular los períodos de la inundación del Nilo. Año
se calculó a partir de la estrella Sirio, cuya aparición matutina después de
invisibilidad temporal coincidió con la ofensiva anual
inundaciones El gran logro de los antiguos egipcios fue la compilación de un calendario bastante preciso. El año constaba de 3 estaciones, cada una
temporada - de 4 meses, cada mes - de 30 días (tres décadas de 10
días). Se agregaron 5 días adicionales al último mes, lo que
permite combinar el calendario y el año astronómico (365
días). El comienzo del año coincidió con la subida de las aguas del Nilo, es decir, con
19 de julio, el día de la salida de la estrella más brillante: Sirio. El día se dividía en 24 horas, aunque el valor de la hora no era el mismo que ahora,
pero fluctuó, dependiendo de la época del año (en verano, durante el día
las horas eran largas, las horas nocturnas eran cortas y viceversa en invierno).
Los egipcios hicieron un buen estudio del cielo estrellado visible a simple vista,
distinguieron entre estrellas fijas y planetas errantes.
Las estrellas se combinaron en constelaciones y recibieron los nombres de esos animales, cuyos contornos, según los sacerdotes, se parecían ("toro",
escorpión, cocodrilo, etc.).

Astronomía en la India antigua
La información sobre astronomía se puede encontrar en la dirección religioso-filosófica de la literatura védica relacionada con
II-I milenio a.C. Contiene, en particular, información sobre
eclipses solares, intercalaciones usando el decimotercero
meses, una lista de nakshatras - estaciones lunares; finalmente,
himnos cosmogónicos dedicados a la diosa de la tierra, glorificación
El sol, la personificación del tiempo como poder inicial, también tiene
cierta relación con la astronomía. Información sobre los planetas.
se mencionan en aquellas secciones de la literatura védica que
dedicado a la astrología. Los siete adityas mencionados en el Rig Veda pueden ser
interpretado como el Sol, la Luna y los cinco planetas conocidos en la antigüedad -
Marte, Mercurio, Júpiter, Venus, Saturno. A diferencia del babilónico
y antiguos astrónomos chinos, los científicos indios prácticamente no
estaban interesados ​​en el estudio de las estrellas como tales y no
catálogos de estrellas. Su interés por las estrellas es principalmente
centrado en aquellas constelaciones que se encuentran en la eclíptica o
cerca de ella. Al elegir estrellas y constelaciones adecuadas, pudieron
obtener un sistema de estrellas para indicar el camino del sol y la luna. Este
el sistema entre los indios se llamaba el "sistema de nakshatra",
entre los chinos - "sistemas de su", entre los árabes - "sistemas
manaziley". La siguiente información sobre la astronomía india
pertenecen a los primeros siglos de nuestra era.

Astronomía en la antigua Grecia
El conocimiento astronómico acumulado en Egipto y Babilonia prestado
Los antiguos griegos. En el siglo VI. antes de Cristo mi. El filósofo griego Heráclito dijo
la idea de que el universo siempre ha sido, es y será, que no hay nada en él
inmutable: todo se mueve, cambia, se desarrolla. A finales del siglo VI. antes de Cristo mi.
Pitágoras fue el primero en sugerir que la Tierra tiene una forma
pelota. Posteriormente, en el siglo IV. antes de Cristo mi. Aristóteles con la ayuda de ingenioso
consideraciones demostraron la esfericidad de la Tierra. Vivió en el siglo III. antes de Cristo mi.
Aristarco de Samos creía que la Tierra gira alrededor del Sol.
Determinó la distancia de la Tierra al Sol a 600 diámetros de la Tierra (20
veces menos que el valor real). Sin embargo, Aristarco consideró esta distancia
insignificante en comparación con la distancia de la Tierra a las estrellas. A finales del siglo IV. antes de
norte. mi. después de las campañas y conquistas de Alejandro Magno, los griegos
la cultura ha penetrado en todos los países del Medio Oriente. Originario de Egipto
la ciudad de Alejandría se convirtió en el mayor centro cultural. En el siglo II. antes de Cristo mi.
el gran astrónomo alejandrino Hipparchus, usando el ya acumulado
observaciones, catalogó más de 1000 estrellas con bastante precisión
determinar su posición en el cielo. En el siglo II. antes de Cristo mi. alejandrino
astrónomo Ptolomeo presentó su sistema del mundo, más tarde llamado
geocéntrica: la Tierra inmóvil en ella estaba situada en el centro
Universo.

Astronomía en la antigua Babilonia
La cultura babilónica, una de las culturas más antiguas del mundo, se remonta a IV
milenio antes de Cristo. mi. Los centros más antiguos de esta cultura fueron las ciudades de Sumer y Akkad, así como Elam,
Durante mucho tiempo se ha asociado con Mesopotamia. La cultura babilónica tuvo una gran influencia en el desarrollo de los pueblos antiguos
Asia occidental y el mundo antiguo. Uno de los logros más significativos del pueblo sumerio fue
la invención de la escritura, que apareció a mediados del IV milenio antes de Cristo. Fue la escritura lo que permitió
establecer una conexión no solo entre contemporáneos, sino incluso entre personas de diferentes generaciones, así como
transmitir a la posteridad los logros más importantes de la cultura. El importante desarrollo de la astronomía se evidencia en los datos
fijar los momentos de salida, puesta y culminación de varias estrellas, así como la capacidad de calcular brechas
tiempo que los separa. En los siglos VIII-VI. Los sacerdotes y astrónomos babilónicos acumularon una gran cantidad de conocimientos,
Tenía idea de la procesión (precedente a los equinoccios) e incluso predecía eclipses. Alguno
observaciones y conocimientos en el campo de la astronomía hicieron posible construir un calendario especial, en parte basado en
fases lunares. Las principales unidades de tiempo del calendario eran el día, el mes lunar y el año. Día
dividido en tres centinelas de la noche y tres centinelas del día. Al mismo tiempo, el día se dividió en 12 horas y la hora en 30.
minutos, que corresponde al sistema numérico hexadecimal que subyace en las matemáticas babilónicas,
astronomía y calendario. Obviamente, el calendario reflejaba el deseo de dividir el día, el año y el círculo en 12
piezas grandes y 360 pequeñas.