Astronomi är ett område där grekerna visade upp en anmärkningsvärd talang. Observationsastronomi, som var den huvudsakliga formen av astronomi på andra håll, togs ett steg längre i Grekland: de försökte bygga upp en modell av universum som kunde förklara observationerna. De utforskade alla tänkbara alternativ, de övervägde många olika lösningar på de olika astronomiska problem som de stötte på. De föregrep inte bara många av den moderna astronomins idéer, utan en del av deras idéer levde kvar i cirka två årtusenden. Till och med vid Isaac Newtons tid undervisades vissa aspekter av den aristoteliska kosmologin fortfarande vid universitetet i Cambridge.
Vår kunskap om grekisk astronomi före 400-talet f.Kr. är mycket ofullständig. Vi har bara några få överlevande skrifter, och det mesta av det vi vet är hänvisningar och kommentarer från Aristoteles, mestadels åsikter som han är på väg att kritisera. Vad som står klart är att man trodde att jorden var en sfär, och att det fanns en ökande strävan att förstå naturen i rent naturliga termer, utan att tillgripa övernaturliga förklaringar.
Advertisement
Gräkernas grannar, egyptierna och babylonierna, hade högt utvecklade astronomier, men drivkrafterna för dem var olika. Den egyptiska administrationen förlitade sig på väletablerade kalendrar för att förutse Nilens översvämningar; ritualer krävdes för att man skulle kunna säga vad klockan var på natten, och det var också viktigt att orientera monumenten i kardinalriktningarna. Babylonierna trodde på att läsa omen på himlen som ett sätt att säkra staten. Dessa var alla viktiga incitament för att utveckla en fin astronomi.
Pythagoras är krediterad som den förste greken som trodde att jorden var sfärisk, men denna idé grundades troligen på mystiska skäl snarare än vetenskapliga. Pythagoréerna fann avgörande bevis för en sfärisk jord efter att man upptäckt att månen lyser genom att reflektera ljus, och man fann den rätta förklaringen till förmörkelser. Jordens skugga på månens yta tydde på att formen på vår planet var sfärisk.
Aristoteles bok ”Om himlen” sammanfattar några astronomiska föreställningar före hans tid. Han säger till exempel att Xenophanes av Kolofon hävdade att jorden under oss är oändlig, att den har ”skjutit sina rötter till oändligheten”; andra trodde att jorden vilade på vatten, ett påstående vars ursprungliga upphovsman tycks vara Thales (enligt Aristoteles); Anaximenes, Anaxagoras och Demokritus trodde att jorden var platt som ”täcker som ett lock, jorden under den”.
Advertisering
Grekisk astronomi efter Aristoteles
Med några få undantag, var den allmänna uppfattningen bland grekiska astronomer att universum var jordcentrerat. Under 400-talet f.Kr. enades Platon och Aristoteles om en geocentrisk modell, men båda tänkarna gjorde det utifrån mystiska argument: Stjärnorna och planeterna bars runt jorden på sfärer som var anordnade på ett koncentriskt sätt. Platon beskrev till och med universum som nödvändighetens spindel, som följs av sirenerna och vänds av de tre ödeslagen. Platon förkastade idén om ett universum som styrs av naturlagar, eftersom han förkastade varje form av determinism. Platon såg faktiskt de oförutsägbara rörelserna hos vissa planeter (särskilt Mars) som ett bevis på att naturlagarna inte kunde förklara alla förändringar i naturen. Eudoxus, en elev till Platon, utmanade sin lärares åsikter genom att arbeta på en mer mytfri matematisk modell, men idén om koncentriska sfärer och cirkulära planetrörelser levde fortfarande kvar.
Skriv upp dig till vårt veckovisa nyhetsbrev per e-post!
Som Aristoteles motiveringar för ett jordcentrerat universum saknar vetenskapligt stöd, erbjuder han några övertygande observationsbevis för att rättfärdiga en sfärisk jord, varav det viktigaste är skillnaden i polarstjärnans position när man ändrar latitud, en observation som erbjöd ett sätt att mäta jordens omkrets.
Det finns verkligen några stjärnor som ses i Egypten och i närheten av Cypern som inte ses i de nordliga regionerna; och stjärnor, som i norr aldrig ligger utanför observationens räckvidd, stiger och sjunker i dessa regioner. Allt detta visar inte bara att jorden är cirkulär till formen, utan också att den är en sfär av ingen större storlek: för annars skulle effekten av en så liten förändring av platsen inte bli snabbt uppenbar.
(Aristoteles: Bok 2, kapitel 14, s. 75)
Aristoteles uppskattade, baserat på polarstjärnans position mellan Grekland och Egypten, planetens storlek till 400 000 stadia. Vi vet inte exakt hur stadiorna har omvandlats till moderna mått, men den allmänna uppfattningen är att 400 000 stadior skulle motsvara cirka 64 000 kilometer. Denna siffra är mycket högre än moderna beräkningar, men vad som är intressant är att ur ett teoretiskt perspektiv är beräkningen en giltig metod för att beräkna storleken på vår planet; det är de felaktiga siffrorna som Aristoteles behandlade som hindrar honom från att komma fram till en godtagbar slutsats.
En mer exakt siffra för storleken på vår planet skulle dyka upp senare med Eratosthenes (276-195 f.v.t.) som jämförde skuggorna som solen kastade på två olika breddgrader (Alexandria och Syene) vid exakt samma tidpunkt. Med hjälp av enkel geometri beräknade han sedan att jordens omkrets var 250 000 stadia, vilket motsvarar cirka 40 000 kilometer. Eratosthenes beräkning är ungefär 15 procent för hög, men noggrannheten i hans siffra skulle inte kunna jämföras förrän i modern tid.
Advertisement
De ganska goda observationerna i den aristoteliska kosmologin samexisterade med ett antal mystiska och estetiska fördomar. Man trodde till exempel att himlakropparna var ”oföränderliga och oförstörbara” och även ”oföränderliga”. Alla kroppar som existerade ovanför vår planet ansågs vara felfria och eviga, en föreställning som levde kvar långt efter Aristoteles: till och med under renässansen, när Galilei hävdade att månens yta var lika ofullkomlig som vår planet och fylld av berg och kratrar, orsakade det inget annat än skandal bland de aristoteliska lärda, som fortfarande dominerade det europeiska tänkandet.
Trots det allmänna samförståndet om den jordcentrerade modellen fanns det ett antal anledningar som tydde på att modellen inte var helt korrekt och att den behövde korrigeras. Det var till exempel inte möjligt för den geocentriska modellen att förklara vare sig förändringarna i planeternas ljusstyrka eller deras retrograda rörelser. Aristarkos av Samos (310 f.Kr. – 290 f.Kr.) var en gammal grekisk matematiker och astronom som kom med en alternativ astronomisk hypotes som kunde lösa några av dessa problem. Han föregick Kopernikus och Galilei med nästan 20 århundraden och hävdade att solen, inte jorden, var universums fasta centrum och att jorden, tillsammans med resten av planeterna, kretsade runt solen. Han hävdade också att stjärnorna var avlägsna solar som förblev orörda, och att universums storlek var mycket större än vad hans samtida trodde. Med hjälp av noggrann geometrisk analys baserad på storleken på jordens skugga på månen under en månförmörkelse visste Aristarkos att solen var mycket större än jorden. Det är möjligt att tanken att små föremål borde kretsa kring stora och inte tvärtom motiverade hans revolutionära idéer.
Aristarchus verk där den heliocentriska modellen presenteras är försvunna, och vi känner till dem genom att pussla ihop senare verk och referenser. En av de viktigaste och tydligaste är den som Archimedes nämner i sin bok ”The Sand Reckoner”:
Support our Non-Profit Organization
Med din hjälp skapar vi gratis innehåll som hjälper miljontals människor att lära sig historia över hela världen.
Bli medlem
Advertisering
Men Aristarchos av Samos gav ut en bok som bestod av vissa hypoteser, där förutsättningarna leder till resultatet att universum är många gånger större än det som nu kallas så. Hans hypoteser är att fixstjärnorna och solen förblir orörda, att jorden kretsar kring solen i en cirkels omkrets, med solen i mitten av banan, och att fixstjärnornas sfär, som är belägen kring samma centrum som solen, är så stor att den cirkel i vilken han antar att jorden kretsar står i en sådan proportion till avståndet till fixstjärnorna som sfärens centrum står i förhållande till dess yta.
(Arkimedes, 1-2)
Aristarkos’ modell var en bra idé under en dålig tid, eftersom alla grekiska astronomer under antiken tog för givet att alla himlakroppars bana måste vara cirkulär. Problemet var att Aristarkos’ teori inte kunde förenas med himlakropparnas förmodat cirkulära rörelser. I verkligheten är planeternas banor elliptiska, inte cirkulära: elliptiska banor eller andra icke-cirkulära banor kunde inte accepteras; det var nästan en hädelse ur de grekiska astronomernas synvinkel.
Hipparchus av Nicea (190 fvt – 120 fvt), den mest respekterade och begåvade grekiska astronomen under antiken, beräknade månmånadens längd med ett fel på mindre än en sekund och uppskattade solåret med ett fel på sex minuter. Han gjorde en katalog över himlen med 1080 stjärnors positioner och angav deras exakta latitud och longitud. Timocharis, 166 år före Hipparchus, hade också gjort ett diagram. Genom att jämföra de båda kartorna beräknade Hipparchus att stjärnorna hade förskjutits i sin skenbara position med cirka två grader, och på så sätt upptäckte och mätte han den ekvinoctiala förskjutningen. Han beräknade precessionen till 36 sekunder per år, en uppskattning som är lite för kort enligt moderna beräkningar, som är 50. Han tillhandahöll också de flesta av de beräkningar som utgör stommen i Ptolemaios arbete Almagest, en massiv astronomisk uppsats som färdigställdes under 200-talet e.Kr. och som förblev standardreferens för forskare och oomtvistad fram till renässansen.
Advertisement
Hipparchus satte stopp för Aristarkos’ teori genom att säga att den geocentriska modellen bättre förklarade observationerna än vad Aristarkos’ modell gjorde. Som ett resultat av detta beskylls han ofta för att ha fört de astronomiska framstegen bakåt genom att gynna den felaktiga jordcentrerade synen. Detta är dock en risk som omger varje geni, två sidor av samma mynt: när de har rätt kan de utlösa en kunskapsrevolution, och när de har fel kan de frysa kunskapen i århundraden.
Den aristoteliska modellen ”räddades” genom att införa två geometriska verktyg som skapades av Apollonius av Perga omkring 200 f.Kr. och som fulländades av Hipparkos. De konventionella cirklarna ersattes av excentriska cirklar. I en excentrisk cirkel rörde sig planeterna som vanligt i en jämn cirkelrörelse runt jorden, men vår planet var inte cirkelns centrum, utan snarare förskjuten från centrum. På så sätt kunde man förklara planeternas hastighetsförändringar och även förändringarna i ljusstyrka: planeterna tycktes röra sig snabbare, och även ljusare, när de var närmare jorden, och långsammare, och även svagare, när de befann sig på den bortre sidan av sin omloppsbana. Apollonius kom med ytterligare ett verktyg, epicykeln, en omloppsbana i en omloppsbana (månen kretsar runt jorden och jorden runt solen eller, med andra ord, månen rör sig runt solen i en epicykel). Denna anordning kunde också förklara förändringar i ljusstyrka och hastighet, och den kunde också förklara planeternas retrograda rörelser som hade förbryllat de flesta grekiska astronomer.
The Almagest
Mellan Hipparchus och Ptolemaios Almagest har vi ett glapp på tre århundraden. Vissa forskare har föreslagit att denna period var någon slags ”mörk tid” för grekisk astronomi, medan andra forskare anser att Almagests triumf utplånade alla tidigare astronomiska verk. Detta är en överflödig debatt eftersom betydelsen av ett vetenskapligt arbete ofta mäts genom antalet tidigare arbeten som det gör överflödiga.
Almagestet är ett kolossalt arbete om astronomi. Det innehåller geometriska modeller kopplade till tabeller genom vilka himlakropparnas rörelser kunde beräknas i all oändlighet. Alla grekobabyloniska astronomiska landvinningar sammanfattas i detta verk. Det innehåller en katalog med över 1 000 fixstjärnor. Almagestens kosmologi skulle komma att dominera den västerländska astronomin under de kommande 14 århundradena. Även om den inte var perfekt hade den tillräcklig noggrannhet för att förbli accepterad fram till renässansen.
Ironiskt sett var Ptolemaios mer av en astrolog än en astronom: under hans tid fanns det ingen skarp åtskillnad mellan den obskyra verksamheten astrologi och vetenskapen astronomi. Astronomiska observationer var bara en bieffekt av Ptolemaios önskan som astrolog att alltid kunna säga och förutse planeternas positioner. Dessutom var Ptolemaios också författare till ett verk vid namn Tetrabiblos, ett klassiskt verk om astrologi.
De verktyg som Hipparchus och Apollonius utarbetade möjliggjorde tillräcklig observationsnoggrannhet, vilket uppmuntrade framstegen för den geocentriska modellen, men total framgång kunde aldrig uppnås. Ptolemaios lade till ännu en anordning för att ”rädda skenet” av modellen: ekvantpunkten. Ekvanten var den punkt som låg symmetriskt mittemot den excentriska jorden, och det krävdes att planeten skulle röra sig i sin omloppsbana på ett sådant sätt att den från ekvantperspektivet skulle se ut att röra sig jämnt över himlen. Eftersom ekvanten var förskjuten från banans centrum var planeterna tvungna att variera sin hastighet för att uppfylla detta krav. Kort sagt, eftersom vissa grundläggande antaganden i den kosmologiska modellen var felaktiga (den jordcentrerade föreställningen, de perfekta cirkulära banorna etc.), var det nödvändigt att lägga till tvivelaktiga och komplicerade anordningar (excentriska cirklar, epicyklar, ekvanter etc.) för att förhindra inkonsekvenser eller åtminstone försöka minimera dem. I slutändan kollapsade den ptolemaiska modellen inte bara på grund av sina felaktigheter utan framför allt för att den saknade enkelhet. När Kopernikus’ solcentrerade hypotes publicerades på 1500-talet e.Kr. blev den populär, inte för att den var mer exakt, utan för att den var mycket enklare och inte behövde alla de alltför komplicerade anordningar som Ptolemaios var tvungen att använda sig av.
Legat
De grekiska framgångarna inom konst, politik och till och med filosofi kan bedömas enligt personlig smak, men det som de uppnådde inom astronomi står helt utom allt tvivel. De utvecklade inte bara en fin astronomisk kunskap, utan de utnyttjade också framgångsrikt astronomiska data som de fick från egyptisk, babylonisk och kaldeisk astronomi och lyckades sammanfoga dem med sin egen kunskap. Även när de gjorde ett felaktigt antagande visade de en unik kreativitet för att komma på lösningar för att rädda sina misstag. Under den moderna vetenskapens framväxt var det inte förrän under renässansen som världen fick se tänkare med tillräcklig astronomisk kompetens för att utmana den antika grekiska astronomins föreställningar.