О сферический форме планеты Земля человечеству было известно ещё давным - давно.
Это открытие было сделано более двух тысяч лет назад. Важно отметить, что многие древние цивилизации знали об этом даже не имея каких-либо доказательств.
Одним из первых, кто пришёл к такому выводу был древнегреческий философ и математик Пифагор за 500 лет до н. э. Но когда же были получены настоящие доказательства сферической формы Земли? С первыми серьёзными доказательствами пришёл древнегреческий философ Аристотель. В 350 году до нашей эры Аристотель написал трактат "О небе". В нём он обратил внимание на то, что во время лунных затмений, на Луне всегда можно разглядеть тень от Земли. Тень всегда имела круглую форму, значит и Земля тоже должна быть круглой. Кроме того Аристотель заметил, что в зависимости от того, где вы находитесь, звёзды также находятся в разном положении на небе. Аристотель обратил внимание на то, что многие звёзды, которые можно было увидеть в Египте, на Кипре уже не увидеть. А между Египтом и Кипром всего-то 1000 километров. Продвигаясь всё дальше и дальше от экватора картина небосвода тоже будет существенно меняться.
Таким образом Аристотель сделал вывод, цитируем: "Из этого ясно не только то, что Земля круглой формы, но и то, что она небольшой шар: иначе мы не замечали бы указанных изменений столь быстров результате столь незначительного перемещения". Годы спустя после открытий Аристотеля этой темой занялся другой древнегреческий учёный - Эратосфен. Он не только ещё раз доказал, что Земля круглая, но и смог невероятно точно рассчитать её окружность. Для этого ему было достаточно силы Солнца и простой палки.
Эратосфен много лет жил и преподавал в Афинах. Он считался одним из самых учёных людей своего времени. В его сферу научных интересов входили астрономия, математика, география и философия. В 240 году до н. э. Эратосфен и вовсе стал главой Александрийской библиотеки - крупнейшего хранилища знаний древнего мира. Одной из главных целей жизни Эратосфена было создание точной географической карты мира.
Будучи учёным человеком, он понимал, что для этого ему в первую очередь необходимо рассчитать общий размер самой Земли. Уехав из Афин, Эратосфен до конца своих дней жил в Александрии, которая находится на территории современного Египта. Неподалеку от Александрии находился город Сиена, который в наше время также находится в Египте и называется Асуан. Там Эратосфен провёл интересные наблюдения над одним глубоким колодцем. В дни летнего солнцестояния в воде колодца можно было увидеть отражение солнечного диска. Это означало,что в этот день солнце, несомненно, находится прямо над головой.
Второе наблюдение было сделано уже в Александрии.Взяв самую обычную палку, Эратосфен измерил длину полуденной тени в день солнцестояния, что позволило ему определить величину угла между палкой и лучами Солнца – 7,2 градуса. Эратосфен знал, что Александрия находилась к северу от Тропика Рака - самой северной широты,на которой Солнце в полдень может подняться в зенит. Эратосфен осознал, что всё это позволяет ему провести несложные вычисления и рассчитать окружность Земли. Но перед этим ему было необходимо узнать точное расстояние между Александрией и Сиеной. В наше время это можно без труда сделать парой кликов в Гугл Картах, но в 240 году до н. э. это было намного труднее. Эратосфену пришлось обратиться к профессиональным измерителям расстояний своего времени, которые делали это, проходя весь путь пешком, считая количество шагов.
Общепринятой единицей измерения был "Стадий".Одна единица стадия равнялась длине дистанции на стадионе Олимпийских играх, что соответствовало примерно 178 метрам. Таким образом было измерено, что расстояние между Александрией и Сиеной равняется 5000 стадий, или по нашему 800 километров. Т.к. Эратосфен знал о вертикальном нахождении Солнца над Сиеной в день солнцестояния, а также о 7,2 градусах в Александрии, он пришёл к выводу, что расстояние 5000 стадий является 7,2 градусной частью от 360 градусов всей окружности Земли. 7,2 градуса равняется1/50 от полной окружности. Другими словами, расстояние между Александрией и Сиеной равняется 2% от всей окружности Земли. Умножаем 800 километров на 50, и получаем значение в 40 000 километров. Насколько же точными получились измерения окружности Земли Эратосфеном столь простым и примитивным образом? На самом деле очень-очень точными.
Современные методы измерения окружности Земли показали, что это значение равняется 40075 километров по экватору, и 40008 километров от Северного к Южному полюсу. Погрешность была просто минимальная. Но в чём же её причины? Во первых, Эратосфен в своих расчётах использовал расстояние между Александрией и Сиеной ровно в 5 000 стадий - 800 километров. Сегодня нам известно, что более точное расстояние между городами равняется 841 километр.
Во-вторых, Эратосфен считал,что Александрия находится прямо севернее Сиены. Конечно,это было не совсем так.
В третьих, Эратосфен считал,что Сиены находятся прямо на Тропике Рака. Сейчас нам известно, что от Сиен до Тропика Рака ещё 73 километра.
В четвёртых, Эратосфен заблуждался по поводу того, что Солнечные лучи падают на Землю ровно вертикально, и что самая Земля является идеальной сферой. Если бы Эратосфен учёл все эти факты, то его расчёты уже бы точно не имели никаких погрешностей.
В 2012 году была проведена реконструкция этого эксперимента с более точными измерительными приборами. Таким образом было высчитано, что окружность Земли составляет 40074 километра.Погрешность составила всего лишь 0,16%. В любом случае,невозможно не восхищаться великими умами древности,такими как Эратосфен. Просто поражает, как с такими техническими ограничениями можно было высчитать практически точную окружность Земли! В итоге Эратосфен нарисовал свою географическую карту, а также сделал множество других открытий, но всё это уже совсем другая история.