Historie Herodota (484BC do 425BC) oferują niezwykłe okno na świat, jaki był znany starożytnym Grekom w połowie piątego wieku przed naszą erą. Niemal równie interesujące jak to, co wiedzieli, jest jednak to, czego nie wiedzieli. To wyznacza punkt odniesienia dla niezwykłych postępów w ich zrozumieniu w ciągu następnych kilku stuleci – po prostu opierając się na tym, co mogli obserwować własnymi oczami.

Herodotus twierdził, że Afryka była otoczona prawie całkowicie przez morze. Skąd on to wiedział? On opowiada historię fenickich żeglarzy, którzy zostali wysłani przez króla Neco II z Egiptu (około 600BC), aby żeglować wokół Afryki kontynentalnej, w sposób zgodny z ruchem wskazówek zegara, począwszy od Morza Czerwonego. Ta historia, jeśli jest prawdziwa, opowiada najwcześniejsze znane okrążenie Afryki, ale także zawiera interesujący wgląd w astronomicznej wiedzy starożytnego świata.

Podróż trwała kilka lat. Po okrążeniu południowego krańca Afryki, a po kursie na zachód, żeglarze obserwowali Słońce jako bycie po ich prawej stronie, nad północnym horyzontem. Ta obserwacja po prostu nie miała wtedy sensu, ponieważ nie wiedzieli jeszcze, że Ziemia ma kształt kulisty i że istnieje półkula południowa.

Planety krążą wokół Słońca

Kilka wieków później nastąpił znaczny postęp. Aristarchus z Samos (310BC do 230BC) twierdził, że Słońce jest „centralnym ogniem” kosmosu i umieścił wszystkie znane wówczas planety w ich prawidłowej kolejności odległości wokół niego. Jest to najwcześniejsza znana heliocentryczna teoria układu słonecznego.

Niestety, oryginalny tekst, w którym on robi ten argument został utracony do historii, więc nie możemy wiedzieć na pewno, jak on pracował to. Aristarchus znać the Słońce być dużo wielki the Ziemia lub the Księżyc, i on móc że ono musieć w związku z tym the środkowy pozycja w the Układ Słoneczny.

Niemniej jednak jest to zdumiewające odkrycie, zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę, że nie zostało ono ponownie odkryte aż do XVI wieku, przez Mikołaja Kopernika, który nawet uznał Arystarcha podczas opracowywania swojej własnej pracy.

Rozmiar Księżyca

Jedna z książek Arystarcha, która przetrwała, dotyczy rozmiarów i odległości Słońca i Księżyca. W tym niezwykłym traktacie Arystarch wyłożył najwcześniejsze znane próby obliczeń względnych rozmiarów i odległości do Słońca i Księżyca.

Od dawna obserwowano, że Słońce i Księżyc miały ten sam pozorny rozmiar na niebie, a Słońce było dalej. Zdawali sobie z tego sprawę na podstawie zaćmień Słońca, spowodowanych przejściem Księżyca przed Słońcem w pewnej odległości od Ziemi.

Ponadto, w chwili gdy Księżyc jest w pierwszej lub trzeciej kwadrze, Arystarch rozumował, że Słońce, Ziemia i Księżyc utworzą trójkąt prostokątny.

Jako że Pitagoras określił, jak długości boków trójkąta były powiązane kilka wieków wcześniej, Arystarch użył trójkąta do oszacowania, że odległość do Słońca była między 18 a 20 razy większa niż odległość do Księżyca. Oszacował również, że rozmiar Księżyca był w przybliżeniu jedną trzecią rozmiaru Ziemi, na podstawie starannego pomiaru czasu zaćmień Księżyca.

Pomimo, że oszacowana przez niego odległość do Słońca była zbyt mała (rzeczywisty stosunek wynosi 390), ze względu na brak dostępnej wówczas precyzji teleskopowej, wartość stosunku wielkości Ziemi do Księżyca jest zaskakująco dokładna (Księżyc ma średnicę 0,27 średnicy Ziemi).

Dzisiaj znamy dokładnie rozmiar i odległość do Księżyca za pomocą różnych środków, w tym precyzyjnych teleskopów, obserwacji radarowych i reflektorów laserowych pozostawionych na powierzchni przez astronautów Apollo.

Obwód Ziemi

Eratostenes (276BC do 195 BC) był głównym bibliotekarzem w Wielkiej Bibliotece Aleksandryjskiej i zapalonym eksperymentatorem. Wśród jego wielu osiągnięć było najwcześniejsze znane obliczenie obwodu Ziemi. Pitagoras jest powszechnie uważany za najwcześniejszego zwolennika kulistej Ziemi, choć najwyraźniej nie jej rozmiarów. Słynna, a zarazem prosta metoda Eratostenesa polegała na pomiarze różnych długości cieni rzucanych przez tyczki wbite pionowo w ziemię, w południe w dniu przesilenia letniego, na różnych szerokościach geograficznych.

Słońce jest na tyle daleko, że gdziekolwiek jego promienie docierają do Ziemi, są one efektywnie równoległe, jak to wcześniej wykazał Arystarch. Różnica w cieniach pokazywała więc, jak bardzo zakrzywiona jest powierzchnia Ziemi. Eratostenes wykorzystał to do oszacowania obwodu Ziemi na około 40 000 km. Jest to w granicach kilku procent rzeczywistej wartości, ustalonej przez współczesną geodezję (nauka o kształcie Ziemi).

Później, inny naukowiec zwany Posidonius (135BC do 51BC) użył nieco innej metody i dotarł do prawie dokładnie tej samej odpowiedzi. Posidonius żyć na the wyspa Rhodes dla dużo jego życie. Tam zaobserwował, że jasna gwiazda Canopus leży bardzo blisko horyzontu. Jednakże, gdy przebywał w Aleksandrii, w Egipcie, zauważył, że Canopus wznosi się na wysokość około 7,5 stopnia nad horyzontem.

Given że 7.5 stopni jest 1/48th of a circle, on mnożyć the odległość od Rhodes Alexandria 48, i przybywać przy wartość także wokoło 40,000 km.

Pierwszy kalkulator astronomiczny

Najstarszym na świecie zachowanym kalkulatorem mechanicznym jest Mechanizm z Antikythery. To niesamowite urządzenie zostało odkryte we wraku starożytnego statku u wybrzeży greckiej wyspy Antikythera w 1900 roku.

Urządzenie jest obecnie fragmentaryczne z powodu upływu czasu, ale gdy było nienaruszone, wyglądało jak skrzynia mieszcząca dziesiątki precyzyjnie obrobionych kół zębatych z brązu. Kiedy ręcznie obracane przez uchwyt, koła zębate rozpiętość tarcze na zewnątrz pokazując fazy Księżyca, czas zaćmień Księżyca, a pozycje pięciu planet wtedy znany (Merkury, Wenus, Mars, Jowisz, i Saturn) w różnych porach roku. To nawet odpowiadało za ich ruch wsteczny – iluzoryczną zmianę w ruchu planet po niebie.

Nie wiemy, kto go zbudował, ale datuje się go na jakiś czas między III a I wiekiem p.n.e., a może nawet był dziełem Archimedesa. Technologia przekładni z takim wyrafinowaniem jak mechanizm z Antikythery nie była widziana ponownie przez tysiąc lat.

Niestety, ogromna większość tych prac została utracona przez historię, a nasze naukowe przebudzenie opóźniło się o tysiąclecia. Jako narzędzie do wprowadzenia pomiarów naukowych, techniki Eratostenesa są stosunkowo łatwe do wykonania i nie wymagają specjalnego sprzętu, pozwalając tym, którzy dopiero zaczynają interesować się nauką, na zrozumienie poprzez działanie, eksperymentowanie i, ostatecznie, podążanie śladami pierwszych naukowców.

Można tylko spekulować, gdzie nasza cywilizacja mogłaby się teraz znajdować, gdyby ta starożytna nauka była kontynuowana bez przeszkód.

.