Hérodotosz (i. e. 484-425) történetei figyelemre méltó betekintést nyújtanak a világba, ahogyan azt az ókori görögök az i. e. 5. század közepén ismerték. Majdnem olyan érdekes azonban, mint amit tudtak, az is, amit nem tudtak. Ez képezi az alapját annak, hogy a következő évszázadok során – pusztán arra támaszkodva, amit a saját szemükkel megfigyelhettek – milyen figyelemre méltó előrelépéseket tettek a tudásukban.

Herodotosz azt állította, hogy Afrikát szinte teljes egészében tenger veszi körül. Honnan tudta ezt? Elmeséli a föníciai tengerészek történetét, akiket II Neco egyiptomi király (i.e. 600 körül) küldött ki, hogy az óramutató járásával megegyező irányban, a Vörös-tengerből kiindulva hajózzák körbe a kontinentális Afrikát. Ez a történet, ha igaz, a legkorábbi ismert Afrika körbehajózásról számol be, de érdekes betekintést nyújt az ókori világ csillagászati ismereteibe is.

Az utazás több évig tartott. Miután megkerülték Afrika déli csücskét, és nyugati irányt követtek, a hajósok megfigyelték, hogy a Nap a jobb oldalukon, az északi horizont felett van. Ennek a megfigyelésnek akkoriban egyszerűen nem volt értelme, mert akkor még nem tudták, hogy a Föld gömb alakú, és hogy van egy déli félteke.

A bolygók keringenek a Nap körül

Néhány évszázaddal később már nagy előrelépés történt. A szamoszi Arisztarkhosz (i. e. 310-től i. e. 230-ig) azt állította, hogy a Nap a kozmosz “központi tüze”, és az összes akkor ismert bolygót a megfelelő távolsági sorrendbe helyezte körülötte. Ez a Naprendszer legkorábbi ismert heliocentrikus elmélete.

Az eredeti szöveg, amelyben ezt az érvelést előadja, sajnos elveszett a történelem számára, így nem tudhatjuk biztosan, hogyan dolgozta ki. Arisztarkhosz tudta, hogy a Nap sokkal nagyobb, mint a Föld vagy a Hold, és feltételezhette, hogy ezért a Naprendszerben központi helyet kell elfoglalnia.

Mindezek ellenére ez egy lehengerlő megállapítás, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy csak a 16. században fedezte fel újra Nikolausz Kopernikusz, aki még Arisztarkhoszt is elismerte saját munkájának kidolgozása során.

A Hold mérete

Arisztarkhosz egyik fennmaradt könyve a Nap és a Hold méretéről és távolságáról szól. Ebben a figyelemre méltó értekezésben Arisztarkhosz lefektette a Nap és a Hold relatív méreteinek és távolságainak legkorábbi ismert számítási kísérleteit.

Hosszú ideje megfigyelték, hogy a Nap és a Hold látszólag azonos méretűnek tűnik az égbolton, és hogy a Nap távolabb van. Erre a napfogyatkozásokból jöttek rá, amelyeket az okozott, hogy a Hold a Földtől bizonyos távolságban elhaladt a Nap előtt.

Azonban a pillanatban, amikor a Hold az első vagy a harmadik negyedben van, Arisztarkhosz arra következtetett, hogy a Nap, a Föld és a Hold derékszögű háromszöget alkot.

Mivel Püthagorasz néhány évszázaddal korábban meghatározta, hogy a háromszög oldalainak hossza hogyan függ össze, Arisztarkhosz a háromszög segítségével megbecsülte, hogy a Nap távolsága a Hold távolságának 18 és 20-szorosa között van. A holdfogyatkozások gondos időzítése alapján azt is megbecsülte, hogy a Hold mérete körülbelül egyharmada a Földének.

Míg az általa becsült Nap távolsága túl alacsony volt (a tényleges arány 390), az akkoriban rendelkezésre álló távcsöves pontosság hiánya miatt a Föld és a Hold méretének arányára vonatkozó érték meglepően pontos (a Hold átmérője 0,27-szerese a Földének).

Most a Hold méretét és távolságát különböző eszközökkel, többek között pontos távcsövekkel, radaros megfigyelésekkel és az Apollo űrhajósok által a felszínen hagyott lézerreflektorokkal pontosan ismerjük.

A Föld kerülete

Eratoszthenész (i. e. 276-tól i. e. 195-ig) az Alexandriai Nagy Könyvtár főkönyvtárosa volt, és lelkes kísérletező. Számos eredménye között szerepel a Föld kerületének legkorábbi ismert számítása. Püthagorasz általában a Föld gömbölyűségének legkorábbi képviselőjeként tartják számon, bár a Föld méretét nyilvánvalóan nem. Eratoszthenész híres és mégis egyszerű módszere arra épült, hogy a nyári napforduló déli órájában a különböző szélességi körökön függőlegesen a földbe szúrt póznák által vetett árnyékok különböző hosszát mérte meg.

A Nap elég messze van ahhoz, hogy bárhol is érkezzenek a sugarai a Földre, azok gyakorlatilag párhuzamosak legyenek, ahogy azt már korábban Arisztarkhosz is kimutatta. Az árnyékok közötti különbség tehát azt mutatta, hogy a Föld felszíne mennyire görbült. Eratoszthenész ezt arra használta fel, hogy a Föld kerületét körülbelül 40 000 km-re becsülje. Ez néhány százalékon belül van a modern geodézia (a Föld alakjával foglalkozó tudomány) által megállapított tényleges értéktől.

Később egy másik tudós, Posidonius (i. e. 135-től i. e. 51-ig) egy kissé eltérő módszert használt, és szinte pontosan ugyanerre a válaszra jutott. Posidonius élete nagy részében Rodosz szigetén élt. Ott megfigyelte, hogy a Canopus fényes csillag nagyon közel van a horizonthoz. Amikor azonban az egyiptomi Alexandriában tartózkodott, megfigyelte, hogy a Canopus mintegy 7,5 fokkal a horizont fölé emelkedik.

Mivel a 7,5 fok egy kör 1/48-ad része, megszorozta a Rodosz és Alexandria közötti távolságot 48-cal, és egy szintén körülbelül 40 000 km-es értékre jutott.

Az első csillagászati számológép

A világ legrégebbi fennmaradt mechanikus számológépe az Antiküthérai Mechanizmus. A csodálatos szerkezetet 1900-ban fedezték fel egy ókori hajóroncsban a görög Antiküthéra szigeténél.

A szerkezet az idő múlása miatt mára töredezetté vált, de amikor ép volt, egy olyan dobozként jelent meg, amelyben több tucat finoman megmunkált bronz fogaskerék volt elhelyezve. Amikor a fogaskerekeket kézzel forgatta egy fogantyú, a fogaskerekek a külsején lévő számlapokat feszítették át, amelyek a Hold fázisait, a holdfogyatkozások időpontját és az akkor ismert öt bolygó (Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter és Szaturnusz) helyzetét mutatták az év különböző időszakaiban. Ez még a retrográd mozgásukat – a bolygók égbolton való mozgásának illuzórikus változását – is figyelembe vette.

Nem tudjuk, ki építette, de valamikor a Kr. e. 3. és 1. század közötti időszakra tehető, és akár Arkhimédész munkája is lehetett. Az antiküthérai mechanizmus kifinomultságával rendelkező fogaskerék-technológiát ezer évig nem láttuk újra.

Somorú, hogy ezeknek a műveknek a nagy többsége elveszett a történelem számára, és tudományos ébredésünk évezredekkel késett. A tudományos mérések bevezetésének eszközeként Eratoszthenész technikái viszonylag könnyen elvégezhetők, és nem igényelnek különleges felszerelést, lehetővé téve, hogy a tudomány iránti érdeklődésüket még csak most kezdők a cselekvés, a kísérletezés és végül az első tudósok némelyikének nyomdokaiba lépve megértsék a dolgokat.

El lehet csak találgatni, hol tarthatna most civilizációnk, ha ez az ősi tudomány változatlanul folytatódott volna.