The Histories by Herodotus (484BC a 425BC) oferece uma notável janela para o mundo como era conhecida pelos antigos gregos em meados do século V AC. Quase tão interessante quanto o que eles sabiam, no entanto, é o que eles não sabiam. Isto estabelece a base para os notáveis avanços na sua compreensão ao longo dos próximos séculos – contando simplesmente com o que eles podiam observar com os seus próprios olhos.

Herodotus afirmou que a África estava rodeada quase inteiramente pelo mar. Como é que ele sabia disso? Ele conta a história dos marinheiros fenícios que foram enviados pelo rei Neco II do Egito (cerca de 600BC), para navegar pela África continental, no sentido horário, começando pelo Mar Vermelho. Esta história, se verdadeira, narra a primeira circum-navegação conhecida de África, mas também contém uma interessante visão do conhecimento astronómico do mundo antigo.

A viagem demorou vários anos. Tendo arredondado a ponta sul de África, e seguindo um curso ocidental, os marinheiros observaram o Sol como estando no seu lado direito, acima do horizonte norte. Esta observação simplesmente não fazia sentido na altura porque eles ainda não sabiam que a Terra tem uma forma esférica, e que existe um hemisfério sul.

Os planetas orbitam o Sol

Poucos séculos depois, houve muito progresso. Aristarco de Samos (310BC a 230BC) argumentou que o Sol era o “fogo central” do cosmos e colocou todos os planetas então conhecidos em sua ordem correta de distância em torno dele. Esta é a mais antiga teoria heliocêntrica conhecida do sistema solar.

Felizmente, o texto original em que ele faz este argumento foi perdido para a história, por isso não podemos saber ao certo como ele o resolveu. Aristarco sabia que o Sol era muito maior que a Terra ou a Lua, e ele pode ter suposto que ele deveria, portanto, ter a posição central no sistema solar.

Não obstante, é um achado de cair a mandíbula, especialmente quando se considera que não foi redescoberto até o século XVI, por Nicolau Copérnico, que até reconheceu Aristarco durante o desenvolvimento da sua própria obra.

O tamanho da Lua

Um dos livros de Aristarco que sobreviveu é sobre os tamanhos e distâncias do Sol e da Lua. Neste notável tratado, Aristarco expôs as primeiras tentativas conhecidas de cálculo dos tamanhos e distâncias relativas ao Sol e à Lua.

Há muito tempo que se observava que o Sol e a Lua pareciam ter o mesmo tamanho aparente no céu, e que o Sol estava mais longe. Eles perceberam isso a partir de eclipses solares, causados pela passagem da Lua em frente ao Sol a uma certa distância da Terra.

Tambem, no instante em que a Lua está no primeiro ou terceiro trimestre, Aristarco argumentou que o Sol, a Terra e a Lua formariam um triângulo em ângulo recto.

Como Pitágoras tinha determinado como os comprimentos dos lados do triângulo estavam relacionados um par de séculos antes, Aristarco usou o triângulo para estimar que a distância ao Sol era entre 18 e 20 vezes a distância à Lua. Ele também estimou que o tamanho da Lua era aproximadamente um terço do da Terra, com base no tempo cuidadoso dos eclipses lunares.

237>Apesar da sua distância estimada ao Sol ser demasiado baixa (a relação actual é 390), devido à falta de precisão telescópica disponível na altura, o valor da relação entre o tamanho da Terra e da Lua é surpreendentemente preciso (a Lua tem um diâmetro 0,27 vezes superior ao da Terra).

Hoje, sabemos o tamanho e a distância à Lua com precisão por uma variedade de meios, incluindo telescópios precisos, observações de radar e refletores laser deixados na superfície pelos astronautas Apollo.

A circunferência da Terra

Eratóstenes (276BC a 195 BC) foi bibliotecário-chefe da Grande Biblioteca de Alexandria, e um aguçado experimentalista. Entre suas muitas realizações estava o mais antigo cálculo conhecido da circunferência da Terra. Pitágoras é geralmente considerado como o mais antigo proponente de uma Terra esférica, embora aparentemente não tenha o seu tamanho. O famoso e simples método de Eratóstenes baseava-se na medição dos diferentes comprimentos das sombras lançadas pelos postes colados verticalmente ao solo, ao meio-dia no solstício de Verão, em diferentes latitudes.

O Sol está suficientemente distante que, onde quer que os seus raios cheguem à Terra, eles são efectivamente paralelos, como tinha sido previamente demonstrado por Aristarco. Assim, a diferença nas sombras demonstrou o quanto a superfície da Terra se curvava. Eratóstenes usou isto para estimar a circunferência da Terra em aproximadamente 40.000 km. Isto está dentro de um par de por cento do valor real, como estabelecido pela geodésia moderna (a ciência da forma da Terra).

Later, outro cientista chamado Posidonius (135BC a 51BC) usou um método ligeiramente diferente e chegou a quase exactamente a mesma resposta. Posidonius viveu na ilha de Rodes durante grande parte da sua vida. Lá ele observou que a brilhante estrela Canopus ficaria muito perto do horizonte. No entanto, quando em Alexandria, no Egito, ele observou que Canopus subiria a cerca de 7,5 graus acima do horizonte.

Dado que 7,5 graus é 1/48 de um círculo, ele multiplicou a distância de Rodes a Alexandria por 48, e chegou a um valor também de aproximadamente 40.000 km.

A primeira calculadora astronómica

A calculadora mecânica sobrevivente mais antiga do mundo é o Mecanismo de Antikythera. O incrível dispositivo foi descoberto num antigo naufrágio ao largo da ilha grega de Antikythera em 1900.

O dispositivo está agora fragmentado pela passagem do tempo, mas quando intacto teria aparecido como uma caixa que acomodava dezenas de rodas dentadas de bronze finamente maquinadas. Quando giradas manualmente por um punho, as engrenagens se movem no exterior mostrando as fases da Lua, o tempo dos eclipses lunares, e as posições dos cinco planetas então conhecidos (Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter, e Saturno) em diferentes épocas do ano. Isto até mesmo foi responsável pelo seu movimento retrógrado – uma mudança ilusória no movimento dos planetas através do céu.

Não sabemos quem o construiu, mas data de algum tempo entre os séculos III e I a.C., e pode até ter sido obra de Arquimedes. A tecnologia de engrenagem com a sofisticação do mecanismo de Antikythera não foi vista novamente por mil anos.

Sadly, a grande maioria destas obras foram perdidas para a história e nosso despertar científico foi retardado por milênios. Como uma ferramenta para introduzir a medição científica, as técnicas de Eratóstenes são relativamente fáceis de executar e não requerem nenhum equipamento especial, permitindo àqueles que estão apenas começando seu interesse na ciência compreender fazendo, experimentando e, finalmente, seguindo nos passos dos pés alguns dos primeiros cientistas.

Não se pode deixar de especular onde nossa civilização poderia estar agora se esta antiga ciência tivesse continuado sem parar.