Астрономия Древнего Египта
К сожалению, наши знания астрономии в древнем Египте очень ограничены информацией из редких папирусов и некоторых надписей на могилах или храмах.
Астрономия имела огромное значение для египетской цивилизации, как с религиозной точки зрения, так и в организации повседневной жизни, особенно в измерении времени.
Солнечный год 365 дней
Из-за ежегодного вращения Земли вокруг Солнца видимое положение нашей звезды относительно небесного свода медленно перемещается на восток в течение года. Поэтому каждое утро на горизонте незадолго до восхода солнца появляются новые звезды, которые ранее были не видны. Это первое появление в году называется гелиакическим восходом (от греческого слова гелиос).
Во времена Древнего Египта каждый год около 19 июля происходил Нильский паводок. По совпадению, именно в это время, самая яркая звезда неба, Сириус, называемая Сотис по-гречески и Сопдет по-египетски, поднималась и таким образом впервые появилась в текущем году. Поскольку наводнение Нила оплодотворяло землю, наблюдение за гелиакическим восходом Сириуса и, в более общем смысле, за ночным небом, стало важным элементом египетской цивилизации.
Основывая свою меру времени на кажущемся движении Солнца, а не на циклах Луны, египтяне изобрели солнечный календарь. Поскольку гелиакическое восхождение Сириуса происходило примерно каждые 365 дней и ночей, они разделили год на 365 дней. Поскольку цикл Луны длился около 30 дней и ночей, они разделили год на 12 месяцев по 30 дней, каждый месяц делился на три части по 10 дней.
Наконец, чтобы получить в общей сложности 365, они добавили еще пять дней, называемых днями Эпагена, которые стали днями празднования богов Осириса, Сифа, Изиды, Нефтиса и Гора.
Поскольку астрономический год не длится ровно 365 дней, египетский календарь медленно дрейфовал по отношению к циклу небесного свода, примерно на один день каждые четыре года. Потоп Нила, таким образом, совпал с официальным началом года только каждые 1460 лет.
Впоследствие Юлий Цезарь установит юлианский календарь с указанием на високосные годы.
Сутки
Египтяне также установили длину суток в 24 часа. Для того, чтобы лучше ориентироваться на небе и измерять ход времени, они разделили небо на небольшие группы узнаваемых звезд, которые ночью поднимались одна за другой. Чтобы совпасть с 10-дневными делением, каждая группа звезд была выбрана таким образом, чтобы ее гелиакический подъем был отделен от предыдущих на 10 дней. Поэтому было 36 групп звезд, которые назвали деканами. Поскольку продолжительность ночи зависит от времени года, количество деканов, наблюдаемых в течение одной ночи, является переменным. В начале лета, во время гелиакического восхода Сириуса, ночь длится всего около 8 часов, и можно наблюдать только 12 деканов. Это число было принято произвольно за основу новой системы. Так египтяне установили 24-часовой день.
Греческая астрономия
Желание выйти за пределы видимости и искать порядок во всей Вселенной появилось только в первом тысячелетии до нашей эры в Греции.
Первые попытки дать рациональное объяснение миру были предприняты ионийскими философами седьмого века до нашей эры, такими как Фалес Милетский, Анаксимандр или Анаксимен. Затем появилось несколько разных систем мира. Конечно, они были фантастическими. Но заслуга греческих философов состоит в огромном желании объяснять мир с помощью естественных законов, а не апеллировать к магии или капризам богов.
Шаг вперед был сделан в шестом веке до нашей эры Пифагором и его учениками с первой теорией движения небесных тел, названной Гармонией Сфер. В этой теории Земля была сферой, расположенной в центре мира. Вокруг нее была последовательность сфер, каждая из которых несла небесное тело по порядку: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Наконец, последняя сфера должна была нести неподвижные звезды.
Эти сферы были не фиксированными, а вращающимися. Для пифагорейцев небесные тела не двигались сами по себе, а просто управлялись вращением их соответствующих сфер. Очевидно, что эта модель не смогла объяснить неровности движения планет, особенно ретроградного движения Марса.
Аристотель
В греческой астрономии большую популярность получили Аристотель и Птолемей, чьи идеи должны были доминировали в научной мысли в течение почти двух тысячелетий.
Ключевой фигурой является Аристотель, философ четвертого века до н.э., который опирался на идеи одного из своих предшественников, Платона. Согласно последнему, мир должен иметь сферическую форму, а движение любого небесного тела должно быть круговым и равномерным, то есть с постоянной скоростью.
В системе Аристотеля, как и в системе Пифагора, Земля была неподвижна в центре мира и окружена последовательностью кристаллических сфер. Проблема с моделью Пифагора заключалась в том, что каждая планета была связана с одной сферой, которая не могла объяснить неровности видимых движений.
Аристотель преодолел эту проблему, создав более сложную систему, содержащую 55 сфер, вложенных друг в друга. Каждая планета была тогда связана с группой сфер, движения которых были наложены друг на друга. Сочетание различных вращений дало каждой планете сложное движение, которое можно было отрегулировать так, чтобы оно соответствовало тому, что видно на небе. С комбинацией из 55 сфер Аристотель был относительно успешным в воспроизведении видимых движений планет. У его системы, однако, был большой недостаток: он не мог объяснить видимые изменения светимости планет.
Сегодня мы знаем, что эти изменения связаны с изменением расстояния между Землей и каждой планетой. Но в системе Аристотеля планеты находились на фиксированном расстоянии от Земли, а изменения яркости оставалось необъяснимыми.
Аристотель также представил более философскую концепцию, которая принималась до шестнадцатого века: различие между Землей и небесами. Для него внутренняя часть лунной орбиты, которая включала в себя Землю и ее атмосферу, представляла собой царство несовершенства и перемен. За Луной был мир совершенства и неизменности.
Птолемей
Главным недостатком системы Аристотеля была его неспособность объяснить изменения яркости планет. По этой причине астроном из Александрии Клод Птолемей изменил эту систему во втором веке нашей эры, но не ставя под сомнение принципы, изложенные Платоном и Аристотелем.
Для Птолемея небесные тела не были связаны с кристаллическими сферами, центрированными на Земле. Фактически, каждая планета двигалась по маленькому кругу, называемому эпициклом, сам центр которого двигался по большому кругу, центрированному на Земле, называемому семявыносящим.
Регулируя размер и положение всех вовлеченных кругов, Птолемей смог получить систему, способную точно воспроизводить видимые движения небесных тел. Он также был в состоянии объяснить изменения в яркости планет, так как теперь они видели, как изменялось их расстояние до Земли.
Этот двойной успех объясняет, что система Птолемея, которая улучшила систему Аристотеля по форме, но не по духу, принималась до шестнадцатого века.
Гераклид
Несмотря на доминирующее положение Аристотеля и Птолемея, два других греческих философа предложили системы намного ближе к реальности. Во времена Аристотеля Гераклид утверждал, что Земля не была неподвижна, а фактически вращалась сама по себе. Поскольку видимое вращение неба осуществлялось в течение 24 часов , такое объяснение было более естественным. Объяснение было хорошим, но оно не было принято.
Позже, чтобы объяснить особые движения Меркурия и Венеры, которые, казалось, колебались вокруг Солнца, Гераклид утверждал, что эти две планеты вращаются не вокруг Земли, а вокруг Солнца. Таким образом, он получил описание, более близкое к реальности, даже если он думал, что остальные небесные тела, включая Солнце, вращаются вокруг Земли.
Аристарх Самосский
Аристарх Самосский пошел еще дальше в третьем веке до нашей эры. Применяя геометрические рассуждения к небесным телам, особенно во время лунных затмений , этот греческий философ смог определить относительные расстояния Луны и Солнца. Он также указал, что Солнце намного больше Земли.
Соответственно неубедительным был тот факт, что огромный объект может вращаться вокруг гораздо меньшего. Поэтому Аристарх Самосский отверг систему Аристотеля и предложил новую, в которой Солнце было истинным центром мира и где все планеты, кроме Луны, тяготели вокруг этого центра. Это описание, к сожалению, не было принято в то время.
