Historierne af Herodot (484 f.Kr. til 425 f.Kr.) giver et bemærkelsesværdigt indblik i den verden, som den var kendt af de gamle grækere i midten af det femte århundrede f.Kr. Næsten lige så interessant som det, de vidste, er imidlertid, hvad de ikke vidste. Dette danner grundlaget for de bemærkelsesværdige fremskridt i deres forståelse i løbet af de næste århundreder – idet de blot støttede sig på det, de kunne observere med deres egne øjne.

Herodot hævdede, at Afrika var omgivet næsten udelukkende af hav. Hvordan vidste han det? Han fortæller historien om fønikiske sømænd, der blev sendt af kong Neco II af Egypten (omkring 600 f.Kr.) for at sejle rundt om det afrikanske fastland i urets retning med udgangspunkt i Det Røde Hav. Denne historie, hvis den er sand, beretter om den tidligste kendte jordomsejling af Afrika, men indeholder også et interessant indblik i den gamle verdens astronomiske viden.

Rejsen tog flere år. Da sømændene havde rundet Afrikas sydspids og fulgte en vestlig kurs, observerede de, at solen stod på deres højre side over den nordlige horisont. Denne observation gav simpelthen ikke mening på det tidspunkt, fordi de endnu ikke vidste, at Jorden har en kugleform, og at der findes en sydlig halvkugle.

Planeterne kredser om Solen

Et par århundreder senere var der sket store fremskridt. Aristarchos af Samos (310 f.Kr. til 230 f.Kr.) hævdede, at Solen var den “centrale ild” i kosmos, og han placerede alle de dengang kendte planeter i deres korrekte rækkefølge i forhold til afstanden omkring den. Dette er den tidligst kendte heliocentriske teori om solsystemet.

Den originale tekst, hvori han fremfører dette argument, er desværre gået tabt for historien, så vi kan ikke vide med sikkerhed, hvordan han udregnede det. Aristarchus vidste, at Solen var meget større end Jorden og Månen, og han kan have formodet, at den derfor burde have den centrale position i solsystemet.

Det er ikke desto mindre et kæmpestort fund, især når man tænker på, at det først blev genopdaget i det 16. århundrede af Nicolaus Kopernikus, som endda anerkendte Aristarchus under udviklingen af sit eget værk.

Månens størrelse

En af Aristarchus’ bøger, der har overlevet, handler om Solens og Månens størrelser og afstande. I denne bemærkelsesværdige afhandling opstillede Aristarchus de tidligst kendte forsøg på beregninger af de relative størrelser og afstande til Solen og Månen.

Det var længe blevet observeret, at Solen og Månen syntes at være af samme tilsyneladende størrelse på himlen, og at Solen var længere væk. Dette indså man på baggrund af solformørkelser, der blev forårsaget af, at Månen passerede foran Solen i en vis afstand fra Jorden.

Også på det tidspunkt, hvor Månen er i første eller tredje kvarter, ræsonnerede Aristarkos, at Solen, Jorden og Månen ville danne en retvinklet trekant.

Da Pythagoras et par århundreder tidligere havde bestemt, hvordan længderne af trekantens sider hang sammen, brugte Aristarkos trekanten til at estimere, at afstanden til Solen var mellem 18 og 20 gange afstanden til Månen. Han anslog også, at Månens størrelse var ca. en tredjedel af Jordens størrelse, baseret på en omhyggelig timing af måneformørkelser.

Selv om hans skøn over afstanden til Solen var for lavt (det faktiske forhold er 390), er værdien for forholdet mellem Jordens og Månens størrelse overraskende nøjagtig (Månen har en diameter på 0,27 gange Jordens) på grund af den manglende teleskopiske præcision, der var til rådighed på det tidspunkt.

I dag kender vi størrelsen og afstanden til Månen nøjagtigt ved hjælp af en række forskellige midler, herunder præcise teleskoper, radarobservationer og laserreflektorer efterladt på overfladen af Apollo-astronauter.

Jordomkredsen

Eratosthenes (276 f.Kr. til 195 f.Kr.) var chefbibliotekar på det store bibliotek i Alexandria og en ivrig eksperimentator. Blandt hans mange bedrifter var den tidligst kendte beregning af jordens omkreds. Pythagoras anses generelt for at være den tidligste fortaler for en sfærisk jord, men tilsyneladende ikke for dens størrelse. Eratosthenes’ berømte og alligevel enkle metode var baseret på måling af de forskellige længder af skygger, der blev kastet af pæle, som blev stukket lodret ned i jorden ved middagstid på sommersolhverv, på forskellige breddegrader.

Solen er tilstrækkelig langt væk til, at dens stråler, uanset hvor de når frem til Jorden, er reelt parallelle, hvilket Aristarkos tidligere havde vist. Så forskellen i skyggerne viste, hvor meget Jordens overflade krummede sig. Eratosthenes brugte dette til at anslå Jordens omkreds til ca. 40.000 km. Dette er inden for et par procent af den faktiske værdi, som er fastlagt af den moderne geodæsi (videnskaben om Jordens form).

Senere brugte en anden videnskabsmand ved navn Posidonius (135 f.Kr. til 51 f.Kr.) en lidt anden metode og nåede frem til næsten nøjagtig det samme svar. Posidonius boede på øen Rhodos i en stor del af sit liv. Der observerede han, at den lyse stjerne Canopus ville ligge meget tæt på horisonten. Men da han var i Alexandria i Egypten, bemærkede han, at Canopus ville stige til omkring 7,5 grader over horisonten.

I betragtning af at 7,5 grader er 1/48 af en cirkel, gangede han afstanden fra Rhodos til Alexandria med 48 og nåede frem til en værdi på ca. 40.000 km.

Den første astronomiske regnemaskine

Verdens ældste bevarede mekaniske regnemaskine er Antikythera-mekanismen. Den fantastiske anordning blev opdaget i et gammelt skibsvrag ud for den græske ø Antikythera i 1900.

Anordningen er nu fragmenteret af tidens gang, men da den var intakt, ville den have fremstået som en kasse, der rummede snesevis af fint bearbejdede tandhjul af bronze. Når tandhjulene drejes manuelt ved hjælp af et håndtag, spænder de over skiver på ydersiden, der viser månens faser, tidspunktet for måneformørkelser og positionerne for de fem planeter, der dengang var kendt (Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn) på forskellige tidspunkter af året. Dette forklarede endda deres retrograde bevægelse – en illusorisk ændring i planeternes bevægelse på himlen.

Vi ved ikke, hvem der byggede den, men den stammer fra et tidspunkt mellem det 3. og 1. århundrede f.Kr. og kan endda have været Archimedes’ værk. Tandhjulsteknologi med Antikythera-mekanismens raffinement blev ikke set igen i tusind år.

Sværre gik langt de fleste af disse værker tabt for historien, og vores videnskabelige opvågnen blev forsinket med årtusinder. Som et redskab til at indføre videnskabelige målinger er Eratosthenes’ teknikker relativt nemme at udføre og kræver intet særligt udstyr, hvilket gør det muligt for dem, der lige er begyndt at interessere sig for videnskab, at forstå ved at gøre, eksperimentere og i sidste ende følge i fodsporene på nogle af de første videnskabsmænd.

Man kan kun spekulere i, hvor vores civilisation ville være nu, hvis denne gamle videnskab havde fortsat ufortrødent.