نظريات ارسترخوس

نظريات ارسترخوس


Aristarchus المعنى

ورد اسم Aristarchus خمس مرات في العهد الجديد. كان أرسترخوس مكدونيًا من تسالونيكي (أعمال الرسل ٢٧: ٢) ورفيقًا لبولس في السفر. لقد تم التعامل معه بخشونة مع غايوس عندما أثار ديمتريوس ضجة في أفسس (أعمال الرسل 19:29) ورافق بولس في رحلته التبشيرية اللاحقة إلى مقدونيا واليونان (أعمال الرسل 20: 4).

كان أريستارخس مع بولس عندما نزلت السفينة التي أبحرا بها إلى روما قبالة ساحل مالطا (أعمال الرسل ٢٧: ٢). وصل كلا الرجلين إلى روما ، حيث سُجن كلاهما (كولوسي 4:10 ، فليمون 1:24).

يظهر اسم Aristarchus 5 مرات في العهد الجديد يرى التوافق الكامل.


ارسترخوس

إنه & # 8217s مضحك ، ولكن ليس كل العلماء الذين تحدثنا عنهم على هذا الموقع مشهورون بالفعل. البعض منهم ، مثل Aristarchus ، يستحق أن يكون & # 8230 لكنهم & # 8217re لا.

منظر فنان لكيفية ظهور أريستارخوس.

إذا كنت & # 8217re تبحث عن بطل علم مجهول ، يمكنك أن تفعل ما هو أسوأ من Aristarchus of Samos ، أو Aristarchus The Mathematic كما يسميه بعض الناس. اليوم ، قد يكون الاسم الأفضل هو Aristarchus ، الذي قال إن الأرض تدور حول الشمس.

البدايات

ولد Aristarchus في حوالي عام 310 قبل الميلاد ، ربما في جزيرة ساموس اليونانية ، نفس الجزيرة ولد فيثاغورس قبل 260 سنة. نحن نعرف القليل جدًا عن حياة Aristarchus & # 8217 ، لكننا نعرف ما يكفي لنذهل بعلمه. نعلم:

  • عاش أريستارخوس في نفس الوقت تقريبًا مع اثنين من أبطالنا العلميين الآخرين ، أرخميدس وإراتوستينس ، وكان أكبر منهم من 20 إلى 30 عامًا.
  • لقد ضاع أعظم أعماله في ضباب الزمن الذي نعرفه عنه لأن أرخميدس ذكره فيه حاسب الرمال، والمزيد منها قريبًا.

أعمار علماء وفلاسفة يونانيين قدماء مختارين

كوبرنيكوس يقول الأرض تدور حول الشمس

لتقدير ما فعله أريستارخوس منذ أكثر من 2000 عام ، من المفيد التفكير في أحد عظماء علم الفلك ، نيكولاس كوبرنيكوس.

في عام 1543 نشر نيكولاس كوبرنيكوس كتابه الشهير: حول ثورات الأفلاك السماوية. أخبرنا أن الأرض ، وجميع الكواكب الأخرى ، تدور حول الشمس. بعبارة أخرى ، قال إن النظام الشمسي هو كذلك مركزية الشمس.

حتى نشر كوبرنيكوس أعماله ، اعتقد الناس أننا نعيش في أ مركزية الأرض النظام الشمسي & # 8211 أي أن الأرض كانت في مركز كل شيء. كانوا يعتقدون أن القمر والكواكب والشمس والنجوم تدور حول الأرض.

تم تدريس فكرة مركزية الأرض من قبل الكنيسة الكاثوليكية ، وكان كوبرنيكوس كاثوليكيًا. تم قمع كتاب كوبرنيكوس & # 8217 من قبل الكنيسة ، ولكن تدريجيًا ، تم قبول نظريته.

ومع ذلك ، تأخر كوبرنيكوس في الوصول إلى وجهة نظر مركزية الشمس.

Aristarchus هزمه 18 قرنا.

يخبرنا أرخميدس عن كتاب Aristarchus & # 8217s

للأسف ، فإن الكتاب الذي كتبه أريستارخوس يصف نظامه الشمسي المركزي فقد و # 8211 مصير العديد من الأعمال اليونانية القديمة العظيمة. لحسن الحظ ، نحن نعرف القليل عنه ، لأنه ذكره اليونانيون الآخرون ، بما في ذلك أرخميدس ، الذي ذكره في رسالة وجهها إلى ملك اسمه جيلون. كانت هذه الرسالة حاسب الرمال. كتب أرخميدس:

& # 8220 تعلمون أن الكون هو الاسم الذي يسميه علماء الفلك الكرة التي نصف قطرها هو الخط المستقيم من مركز الأرض إلى مركز الشمس. لكن Aristarchus كتب كتابًا يقول فيه أن الكون أكبر بكثير مما كنا نظن. يقول أن النجوم والشمس لا تتحرك وأن الأرض تدور حول الشمس وأن مسار المدار دائري. & # 8221

لابد أن أريستارخوس قد استخدم مفهوم المنظر لإظهار أن النجوم هي مسافة كبيرة جدًا من الأرض. وبذلك ، وسع حجم الكون بشكل هائل.

سيكون من الرائع لو تمكنا من معرفة تفاصيل ملاحظات Aristarchus & # 8217 وحساباته ومناقشاته وقراءة ملاحظاته ورؤية مخططاته ولكن ، ما لم يتم اكتشاف نسخة من كتابه القديم في ركن منسي ومغبر في مكتبة قديمة ، هذه متعة لن نحظى بها أبدًا.

نظرة حديثة للأجسام التي تدور في نظامنا الشمسي المركز. كان من دواعي سرور Aristarchus أن يعرف ما نعرفه الآن. رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech (انقر للحصول على صورة أكبر).

يعتقد Aristarchus أيضًا أنه بالإضافة إلى الدوران حول الشمس ، تدور الأرض حول محورها ، وتستغرق يومًا واحدًا لإكمال ثورة واحدة.

غموض

لقد قيل في بعض الأحيان أنه كان هناك ضغط على Aristarchus ليحاكم لجرأته على القول بأن الأرض ليست في مركز الكون. اتضح أن هذا كان خطأ في ترجمة عمل للمؤرخ اليوناني بلوتارخ.

لم يكن هناك اضطهاد لأرسترخس. لم تجد فكرته للتو & # 8217t الكثير من المعجبين. رفض معظم الإغريق القدماء عمله ، واستمروا في الإيمان بالنظام الشمسي المتمركز حول الأرض.

لحسن الحظ ، كان أرخميدس سعيدًا باستخدام نموذج Aristarchus & # 8217s للكون في حاسب الرمال، لمناقشة الحسابات باستخدام أرقام أكبر مما استخدمه اليونانيون من قبل.

نجا عمل واحد فقط من أعمال Aristarchus & # 8217 ، حيث حاول حساب أحجام القمر والشمس وحاول معرفة المسافة بينهما. لقد كان يعلم بالفعل أن الشمس أكبر بكثير من الأرض من خلال مراقبة ظل الأرض و # 8217s على القمر أثناء خسوف القمر ، وكان يعلم أيضًا أن الشمس بعيدة عنا أكثر من القمر.

على الرغم من أن التكنولوجيا الضوئية في عصره لم تسمح لـ Aristarchus بمعرفة التفاصيل الدقيقة لنظامنا الشمسي ، إلا أن استنتاجاته كانت صحيحة تمامًا بناءً على ما يمكن أن يراه بالفعل. ما كان ينقصه في التكنولوجيا ، عوضه بعبقرية استنتاجية.

ما حصل عليه Aristarchus الحق

قبل 23 قرنا ، اقترح Aristarchus & # 8217s ، مع أدلة ، أن الأرض والكواكب تدور حول الشمس. واستنتج أيضًا أن النجوم أبعد بكثير مما كان يتخيله أي شخص آخر ، وبالتالي فإن الكون أكبر بكثير مما كان يتصور سابقًا. كانت هذه تطورات كبيرة في الأفكار البشرية حول الكون.

ماذا عرف كوبرنيكوس عن عمل أرسطرخس؟

أقر كوبرنيكوس في مسودة كتابه أن أريستارخوس ربما قال إن الأرض تدور حول الشمس. أزال هذا الإقرار قبل نشر عمله.

في دفاع كوبرنيكوس & # 8217 ، ربما لم يكن على علم به حاسب الرمال من قبل أرخميدس ، لأنه بعد إعادة اكتشافه في عصر النهضة ، حاسب الرمال يبدو أنه لم يكن موجودًا إلا في شكل بضع نسخ مكتوبة بخط اليد حتى طُبع أخيرًا في عام 1544. بحلول ذلك الوقت ، كان كوبرنيكوس قد نشر كتابه وتوفي. ربما أتى ما كان يعرفه عن أريستارخوس من الكلمات التالية المختصرة جدًا التي كتبها أيتيوس:

& # 8220Aristarchus يحسب الشمس من بين النجوم الثابتة لديه الأرض تتحرك حول مسير الشمس [التي تدور حول الشمس] وبالتالي من خلال ميولها يريد أن تكون الشمس مظللة. & # 8221

عرف جاليليو أن أريستارخوس كان أول من هوليوسينتر

جاليليو جاليلي ، الذي قرأ بالتأكيد حاسب الرمال، وفهم رسالته ، لم يعترف بكوبرنيكوس كمكتشف للنظام الشمسي الشمسي. بدلاً من ذلك ، وصفه بأنه & # 8216 مُصمم ومُثبت & # 8217 للفرضية.

من الواضح أن جاليليو احتفظ بكلمة & # 8216discoverer & # 8217 لأرسترخس الساموسي.

عاش أريستارخوس حوالي 80 عامًا. إذا كان بإمكاننا أن نبني على أفكاره ، بدلاً من نسيانها لقرون عديدة ، إلى أي مدى قد نكون قد وصلنا إلى فهمنا للكون؟

طاقم الشخصيات لدينا

ارسترخوس عاش في اليونان القديمة. ولد في حوالي 310 قبل الميلاد وتوفي حوالي 230 قبل الميلاد.
عاش فيثاغورس في اليونان القديمة. ولد في حوالي 570 قبل الميلاد وتوفي حوالي 495 قبل الميلاد.
عاش أرخميدس في اليونان القديمة. ولد حوالي 287 قبل الميلاد وتوفي عام 212 قبل الميلاد.
عاش نيكولاس كوبرنيكوس في بولندا. ولد في 19 فبراير 1473 وتوفي في 24 مايو 1543.
عاش جاليليو جاليلي في إيطاليا. ولد في 15 فبراير 1564 وتوفي في 8 يناير 1642.

مؤلف هذه الصفحة: The Doc
& # 169 جميع الحقوق محفوظة.

استشهد بهذه الصفحة

يُرجى استخدام الاقتباس التالي المتوافق مع قانون مكافحة غسل الأموال:

تم النشر بواسطة FamousScientists.org

قراءة متعمقة
السير توماس هيث
Aristarchus of Samos: القديم كوبرنيكوس
أكسفورد في مطبعة كلارندون ، 1913

لوسيو روسو
الثورة المنسية: كيف ولد العلم في 300 قبل الميلاد ولماذا يجب أن يولد من جديد
سبرينغر ، 2004

المزيد من موقع FamousScientists.org:

تعليقات

موقع العالم الشهير هذا جوهرة! ملخصات عظيمة لأجسام الأعمال التي قام بها الأفراد في أوقاتهم - ملاحظات شديدة عن الفكر! أتمنى أن يتمكن المزيد من الناس من قراءة وفهم استيراد هذا الموقع.


Aristarchus of Samos

Aristarchus ، عالم الفلك والرياضيات القديم الشهير المولود في ساموس: كان Aristarchus (310 قبل الميلاد - 230 قبل الميلاد) عالم رياضيات وفلك يونانيًا مشهورًا ، مشهورًا بنظرياته المتعلقة بمركزية الشمس في نظامنا الشمسي. كان أول من قال إن الشمس ، وليس الأرض ، هي مركز كوننا. هذه النظرية جلبت له السخرية خلال حياته.

ومع ذلك ، عندما اكتشف كوبرنيكوس أعماله ودراستها بعد حوالي 1800 عام ، تم إثبات صحة نظريته. على الرغم من أن أعماله كانت تعتبر أدنى من أعمال أرسطو وبطليموس ، فقد قدم العديد من المساهمات المهمة في العلوم.

ولد Aristarchus في جزيرة ساموس. ربما درس في الإسكندرية ، مصر ، تحت قيادة ستراتو لامبساكوس. يحق له العمل الوحيد الباقي حول أحجام ومسافات الشمس والقمر.

تمكن Aristarchus من وضع الشمس في منتصف النظام الشمسي وقام أيضًا بوضع الكواكب في الترتيب الصحيح من الشمس. قدم نموذجًا للكون بشمس ثابتة وكواكب تدور في مدارات دائرية حول الشمس. يبدو أن النجوم ، التي هي في الواقع ثابتة ، تدور لأن الأرض تدور حول محورها.

كان أريستارخوس من أوائل علماء الفلك الذين قاموا بحساب الأحجام النسبية للشمس والقمر والأرض. لقد فعل ذلك من خلال مراقبة القمر أثناء خسوف القمر وتقدير زاوية وحجم الأرض. لقد فهم أن الشمس والقمر والأرض تشكل زاوية قريبة من اليمين خلال الربع الأخير والأول من القمر.

بناءً على ذلك ، حسب أن الشمس كانت تبعد عن الأرض تسعة عشر مرة عن القمر. ومع ذلك ، فقد أخطأ في حساباته: لقد أخذ الزاوية بـ 87 درجة والزاوية الصحيحة هي 89 & Acirc & deg 50 & # 39. وبالتالي ، فإن المسافة الفعلية هي 390 مرة وليس تسعة عشر مرة ، كما اقترح أريستارخوس. على الرغم من أن النظرية الهندسية حديثة ، إلا أن الحسابات كانت خاطئة بسبب عدم وجود أدوات دقيقة بدلاً من المنطق.

نظريته القائلة بأن أقطار القمر والشمس يجب أن تتناسب مع بعدهما عن الأرض منطقية أيضًا ولكنها أعطت نتائج خاطئة. اليوم بعد أن اشتهر ذكاء Aristarchus ومساهمته في العلم ، أطلق العلماء اسمه على فوهة بركان على سطح القمر.


فهرس

توماس دبليو أفريقيا ، "علاقة كوبرنيكوس بأريستارخوس وفيثاغورس ،" في مشاكل, 52 (1961) ، 403-409 أنجوس أرميتاج ، كوبرنيكوس ، مؤسس علم الفلك الحديث (لندن ، 1938) جون إل إي درير ، تاريخ أنظمة الكواكب من تاليس إلى كبلر (كامبريدج ، إنجلترا ، 1906 repr. ، نيويورك ، 1953) بيير دوهيم ، Le système du monde، المجلدات. الأول والثاني (باريس ، 1954) السير توماس هيث ، Aristarchus of Samos (أكسفورد ، 1913) و تاريخ الرياضيات اليونانية، 2 مجلد. (أكسفورد ، 1921) أوتو نيوجباور ، "أرخميدس وأريستارخوس ،" في مشاكل. 39 (1942) ، 4–6 Giovanni V. Schiaparelli ، "Origine del sistema planetario eliocentrico presso i Greci" ، في Memorie del’Istituto لومباردودي scienze e lettere, 18 (1898) ، تصاعدي. 5 و William H. Stahl ، "نظرية مركز الشمس اليوناني والتخلي عنها." في معاملات الجمعية الفلسفية الأمريكية, 77 (1945), 321–332.


نظريات ارسترخوس - التاريخ

لدينا القليل جدًا في شكل معلومات مسجلة عن انطباع الإنسان المبكر عن السماء ، ومعظمها بعض الرسومات للخسوف والمذنبات والمستعرات الأعظمية مثل بويبلو بتروغراف (انظر أدناه). ومع ذلك ، من الواضح أن الإنسان الأول كان خائفًا / مغمورًا بالسماء. أحد أقدم الملاحظات الفلكية المسجلة هو قرص سماء نيبرا من شمال أوروبا والذي يرجع تاريخه إلى حوالي 1600 قبل الميلاد. يصور هذا القرص البرونزي الذي يبلغ طوله 30 سم الشمس وهلالًا قمريًا ونجومًا (بما في ذلك عنقود نجمي Pleiades).

من المحتمل أن يكون القرص رمزًا دينيًا بالإضافة إلى أداة أو تقويم فلكي خام. في النصف الغربي من الكرة الأرضية ، تطور فهم مماثل للسلوك النجمي والكوكبي الأساسي. على سبيل المثال ، كانت الثقافة الأمريكية الأصلية في نفس الوقت تقريبًا تترك رسومات صخرية ، أو نقوشًا صخرية ، لظاهرة فلكية. أوضح مثال موجود أدناه ، نقش صخري يصور المستعر الأعظم 1.006 بعد الميلاد الذي نتج عنه سديم السرطان.

اعتقد الإنسان الأوائل أيضًا أن السماوات تمتلك القوة على الوجود الترابي (علم نفس المجهول) وهو أصل علم التنجيم الزائف كمحاولة لفهم الأحداث والتنبؤ بها والتأثير عليها.

أقدم السجلات المكتوبة (أي التاريخ) كانت ملاحظات فلكية أنتجها البابليون (

1600 قبل الميلاد) الذي سجل مواقع الكواكب ، وأوقات الخسوف ، وما إلى ذلك. هناك أيضًا أدلة على الاهتمام بالظواهر الفلكية من الحضارات الصينية وأمريكا الوسطى وأوروبا الشمالية المبكرة مثل ستونهنج ، وهو جهاز كمبيوتر كبير لحساب موقع الكواكب و الشمس (أي متى يكون لديك هذا الشيء الكبير الذي ينفجر فيه الانقلاب الشمسي)

وهكذا ، كان علم الفلك هو العلم الأول ، حيث كان أول شيء سجلنا ملاحظات له.

في وقت لاحق من التاريخ ، منذ 5000 إلى 20000 سنة ، بدأت البشرية في تنظيم نفسها وتطوير ما نسميه الآن الثقافة. يؤدي الشعور الأكبر بالديمومة في وجودك اليومي إلى تطور الثقافة ، حيث يطور الناس قصصًا سردية للوحدة الثقافية التي نسميها الآن أساطير.

تحافظ معظم الأساطير على موضوعات خارقة للطبيعة ، مع الآلهة والشخصيات الإلهية وشبه الإلهية ، ولكن كان هناك عادةً اتساق منطقي داخلي في السرد. على سبيل المثال ، غالبًا ما تكون الأساطير محاولات لتفسير عقلاني للأحداث في العالم اليومي ، وهدفهم هو التدريس. حتى لو اعتبرنا بعض القصص سخيفة ، فقد كانت ، إلى حد ما ، أولى نظرياتنا العلمية. هم أيضًا يتبعون في العادة دينًا معينًا ، ولذلك تتميز هذه المرة بتزاوج وثيق بين العلم والدين.

بعد حوالي 1000 عام ، ورث الإغريق القدماء السجلات الفلكية من البابليين وطبقوا البيانات لبناء إطار كوني. لم يتم استخدام البيانات فقط للأهداف العملية ، مثل التنقل ، ولكن أيضًا للتفكير فيها الجديد التجارب ، أصل ما نسميه بالفلاسفة الطبيعيين.

من بين العديد من الفلاسفة الطبيعيين قبل عصر سقراط (ما قبل السقراط) كان طاليس (

480 قبل الميلاد). سمح له الجمع بين الرياضيات والبيانات البابلية بالتنبؤ بالكسوف.

بين الأساس الكوني الذي وضعه ما قبل السقراطيين وعالم الأفكار الذي قدمه أفلاطون ، كانت هناك مجموعة من الحسابات الأساسية حول حجم الأرض والقمر والشمس والمسافات بين الكواكب القريبة التي قام بها إراتوستينس وأريستارخوس (حوالي 250 قبل الميلاد) . باستخدام بعض الهندسة البسيطة ، تمكن هذان الفيلسوفان الطبيعيان ، لأول مرة ، من وضع بعض التقديرات لحجم الكون من حيث الأرض.

لفترة طويلة ، تم إدراك أن سطح الأرض منحني من قبل أشخاص على دراية بسلوك السفن الواردة والصادرة. لأنه كان من الواضح أنه عندما مرت سفينة عبر الأفق ، اختفى الهيكل أولاً ، ثم صواري الإبحار الأعلى (على الرغم من أنه يمكن للمرء أن يجادل في أن هذا هو تأثير الانكسار في الغلاف الجوي). يمكن لعلماء الفلك القدماء أن يروا بأعينهم أن الشمس والقمر كانا دائريين. وظل الأرض ، الذي يلقي على سطح القمر أثناء خسوف القمر ، منحني. الكرة هي أبسط شكل لشرح ظل الأرض (قد يعرض القرص أحيانًا ظلًا على شكل خط أو بيضاوي).

استخدم إراتوستينس نموذجًا كرويًا للأرض وبعض الأشكال الهندسية البسيطة لحساب محيطه. يعرف إراتوستينس أنه في يوم خاص (الانقلاب الصيفي) ظهرًا في مدينة سين المصرية ، لن تلقي العصا الموضوعة في الأرض أي ظل (أي أنها موازية لأشعة الشمس). ستلقي عصا في الأرض عند الإسكندرية شمالًا بظلالها بزاوية 7 درجات. يدرك إراتوستينس أن نسبة الدائرة الكاملة (360 درجة) إلى 7 درجات هي نفس نسبة محيط الأرض إلى المسافة من الإسكندرية إلى سوينيت. قرون من المسح من قبل كتبة الفراعنة المصريين أعطته المسافة بين مدينتي 4900 ملعب ، حوالي 784 كيلومترًا. نتج عن ذلك محيط يبلغ 40320 كيلومترًا ، وهو قريب بشكل مذهل من القيمة الحديثة البالغة 40.030 كيلومترًا. مع هذا الحساب ، أصبح إراتوستينس أب الجغرافيا في نهاية المطاف رسم الخرائط الأولى للعالم المعروف وتحديد حجم أكثر الأشياء الأساسية في الكون ، كوكبنا.

أنتج هيبارخوس (100 قبل الميلاد) أول كتالوج للنجوم وسجل أسماء الأبراج.

خلال الأوقات التي سبقت اختراع التلسكوب ، لم يكن هناك سوى سبعة أشياء مرئية للقدماء ، الشمس والقمر ، بالإضافة إلى الكواكب الخمسة ، عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل. كان من الواضح أن الكواكب لم تكن على الكرة السماوية لأن القمر يمر بوضوح أمام الشمس ويمكن رؤية الكواكب عطارد والزهرة عبور الشمس (الشمس تمر أمام المريخ والمشتري وزحل). اقترح أفلاطون أولاً أن الكواكب تتبع مدارات دائرية مثالية حول الأرض (لأن الدائرة هي الشكل الأكثر مثالية). في وقت لاحق ، طور هيراكليدس (330 قبل الميلاد) أول نموذج للنظام الشمسي ، حيث وضع الكواكب بالترتيب من الأرض وأصبح يسمى الآن نموذج النظام الشمسي الأرضي وبداية الجدل حول مركزية الأرض مقابل مركزية الشمس.

لاحظ أن المدارات عبارة عن دوائر كاملة (لأسباب فلسفية = كل الأشياء في السماوات "مثالية")

بعد ذلك بقليل ، اقترح Aristarchus (270 قبل الميلاد) نموذجًا بديلًا للنظام الشمسي يضع الشمس في المركز مع الأرض والكواكب في مدار دائري حولها. القمر يدور حول الأرض. أصبح هذا النموذج معروفًا باسم نموذج مركزية الشمس.

كان أريستارخوس أول من اقترح علم الكونيات "الجديد" المتمركز حول الشمس وأحد الاعتراضات الأساسية على نموذج مركزية الشمس هو أن النجوم لا تظهر أي اختلاف (التحول الظاهري للنجوم القريبة في السماء بسبب حركة الأرض حول الشمس). ومع ذلك ، اعتقد أريستارخوس أن النجوم كانت بعيدة جدًا ، وبالتالي فهي تعرض اختلافًا في المنظر أصغر من أن تُرى بالعين (في الواقع ، لن يتم قياس المنظر الأول حتى عام 1838 بواسطة فريدريك بيسل). يقول أرسطرخس إن الشمس مثل النجوم الثابتة ، لا تتحرك على كرة مع الشمس في مركزها. بالنسبة لأريستارخوس ، كان من السخف أن يتحرك "موقد" السماء ، الشمس ، ويسهل تفسير الكسوف بحركة القمر حول الأرض.

مشاكل نظرية هيليوسنتريك:

بينما نعلم اليوم أن الشمس هي مركز النظام الشمسي ، لم يكن هذا واضحًا بالنسبة للتكنولوجيا التي كانت موجودة قبل القرن الخامس عشر الميلادي. على وجه الخصوص ، تم استبعاد نموذج Aristarchus من قبل الفلاسفة في ذلك الوقت لثلاثة أسباب:

  1. الأرض في مدار حول الشمس تعني أن الأرض تتحرك. قبل اكتشاف قانون نيوتن للحركة ، كان من المستحيل تخيل الحركة دون القدرة على "الشعور" بها. من الواضح أنه لم يتم الكشف عن أي حركة (على الرغم من أن الرياح التجارية ترجع إلى دوران الأرض).
  2. إذا مرت الأرض بمدار دائري ، فإن النجوم القريبة سيكون لها اختلاف في المنظر. المنظر هو تحول واضح في موقع النجوم القريبة بالنسبة للنجوم البعيدة.

بالطبع ، إذا تم زرع كل النجوم في الكرة السماوية البلورية ، فلا يوجد اختلاف في المنظر.

كتب بطليموس أطروحة رائعة عن الكرة السماوية وحركة الكواكب تسمى المجسطي. ينقسم المجسطي إلى 13 كتابًا ، يتناول كل منها مفاهيم فلكية معينة تتعلق بالنجوم والأشياء في النظام الشمسي. لا شك أن الطبيعة الموسوعية للعمل هي التي جعلت المجسطي مفيدًا جدًا لعلماء الفلك اللاحقين وأعطت الآراء الواردة فيه تأثيرًا عميقًا للغاية. في جوهرها ، هو تجميع للنتائج التي حصل عليها علم الفلك اليوناني ، وهو أيضًا المصدر الرئيسي للمعرفة حول عمل هيبارخوس ، الذي رسم خريطة للسماء وأطلق عليها اسم الأبراج.

الكون الأرسطي المسيحي ، نقش من كوزموغرافيا بيتر أبيان ، 1524

في الكتاب الأول من كتاب المجسطي ، يصف بطليموس نظام مركزية الأرض الخاص به ويقدم حججًا مختلفة لإثبات أن الأرض ، في موقعها في مركز الكون ، يجب أن تكون ثابتة. على الأقل ، أظهر أنه إذا تحركت الأرض ، كما اقترح بعض الفلاسفة السابقين ، فيجب بالتالي ملاحظة بعض الظواهر. على وجه الخصوص ، جادل بطليموس أنه نظرًا لأن جميع الأجسام تسقط في مركز الكون ، يجب أن تكون الأرض ثابتة هناك في المركز ، وإلا فلن تُرى الأجسام المتساقطة وهي تسقط باتجاه مركز الأرض. مرة أخرى ، إذا كانت الأرض تدور مرة واحدة كل 24 ساعة ، فإن الجسم الملقى عموديًا لأعلى لا ينبغي أن يعود إلى نفس المكان ، كما شوهد. كان بطليموس قادرًا على إثبات أنه لم يتم الحصول على ملاحظات معاكسة.

قبل بطليموس الترتيب التالي للأجرام السماوية في النظام الشمسي: الأرض (المركز) والقمر وعطارد والزهرة والشمس والمريخ والمشتري وزحل. ومع ذلك ، عند فحص الملاحظات التفصيلية للكواكب في السماء ، تخضع الكواكب لحركة يستحيل تفسيرها في نموذج مركزية الأرض ، وهو مسار خلفي للكواكب الخارجية. يسمى هذا السلوك بالحركة العكسية.

كان الحل للحركة العكسية هو استخدام نظام من الدوائر على دوائر لشرح مدارات الكواكب تسمى التدويرات والمؤشرات. المدار الرئيسي هو المؤجل ، المدار الأصغر هو فلك التدوير. على الرغم من أن فلك التدوير واحد فقط يظهر في الشكل أدناه ، إلا أنه كان مطلوبًا أكثر من 28 لشرح المدارات الفعلية للكواكب.

في النظام البطلمي ، كانت المؤجِّلات عبارة عن دوائر كبيرة متمركزة على الأرض ، وكانت التدويرات عبارة عن دوائر صغيرة تتحرك مراكزها حول محيط المؤجِّلات. تحركت الشمس والقمر والكواكب حول محيط دوراتها. في اللامتراكز المتحرك ، كانت هناك دائرة واحدة تركزت على نقطة نزحت من الأرض ، مع تحرك الكوكب حول المحيط. كانت هذه مخططات مكافئة رياضيا.

على الرغم من أن بطليموس أدرك أن الكواكب كانت أقرب إلى الأرض من النجوم "الثابتة" ، إلا أنه يبدو أنه يؤمن بالوجود المادي للمجالات البلورية ، التي يقال إن الأجرام السماوية مرتبطة بها. خارج مجال النجوم الثابتة ، اقترح بطليموس مجالات أخرى ، تنتهي بـ Primum Mobile ("المحرك الرئيسي") ، والتي وفرت القوة المحركة للأجسام المتبقية التي شكلت مفهومه عن الكون. بدا نموذج النظام الشمسي الناتج كما يلي ، على الرغم من أن الكواكب بها ما يصل إلى 28 دورة (غير معروضة) لحساب جميع تفاصيل حركتها.

كان هذا النموذج ، على الرغم من تعقيده ، وصفًا كاملاً للنظام الشمسي يشرح ويتنبأ بـ واضح حركات جميع الكواكب. بدأ نظام البطالمة النموذج الرياضي الأول أو إطار العمل لفهمنا للطبيعة.

نعلم من التاريخ أن المكتبة العظيمة بالإسكندرية احترقت عام 272 بعد الميلاد ، مما أدى إلى تدمير قدر كبير من البيانات الفلكية في ذلك الوقت. تنهار الثقافة الرومانية ودخلنا العصور المظلمة. لكن الكنيسة الرومانية الكاثوليكية استوعبت أساليب أرسطو العلمية ونموذج بطليموس في عقيدتها الخاصة. وبالتالي ، الحفاظ على المنهج العلمي والنظام الشمسي لبطليموس. لسوء الحظ ، تم قبول نموذج مركزية الأرض كعقيدة ، وبالتالي لم يخضع للمنهج العلمي لمئات السنين.

حتى . عصر النهضة ، حيث كانت الأفكار الجديدة أكثر أهمية من العقيدة.

أعاد كوبرنيكوس (1500 م) اختراع نظرية مركزية الشمس وتحدى عقيدة الكنيسة. لم يكن كوبرنيكوس (حوالي 1520) أول عالم فلك يتحدى نموذج مركزية الأرض لبطليموس ، لكنه كان أول من نجح في صياغة نموذج مركزية الشمس ونشر نموذجه. كان قادرًا على التغلب على قرون من المقاومة لنموذج مركزية الشمس لسلسلة من الأسباب السياسية والعلمية. من الناحية السياسية ، كانت سلطة الكنيسة تضعف في شمال أوروبا في القرن الخامس عشر مما سمح بمزيد من التنوع في التفكير العلمي (على الرغم من أن الأديان البروتستانتية الجديدة لم تكن سريعة أيضًا في تبني نموذج مركزية الشمس). علميًا ، كان الفهم الأفضل للحركة (خاصة القصور الذاتي) يقوض المفهوم الكامل للأرض غير المتحركة. دوران الأرض هو تفسير أبسط بكثير للحركة النهارية للنجوم ، فالأرض التي تدور على بعد خطوة واحدة فقط من الأرض التي تدور حول الشمس. كان لنموذج مركزية الشمس تأثير أكبر من مجرد تحسين لحل الحركة التراجعية. من خلال وضع الشمس في مركز النظام الشمسي ، فرض كوبرنيكوس تغييرًا في نظرتنا للعالم = تحول نموذجي أو ثورة علمية.

بدأ كوبرنيكوس سعيه للحصول على نموذج محسن للنظام الشمسي مع بعض المبادئ الأساسية. كان الافتراض الأول هو أن الأرض لم تكن مركز الكون ، بل كانت فقط مركز الجاذبية المحلية والقمر. ثانيًا ، الافتراض بأن الشمس كانت مركز النظام الشمسي ، فجميع الكواكب تدور حول الشمس. وبهذه الطريقة ، فإن الحركة العكسية لا تسببها الكواكب نفسها ، بل سببها مدار الأرض.

بينما يتضمن كوبرنيكوس الأرض الدوارة في نموذجه الشمسي ، فإنه يستمر في التمسك بالحركات السماوية لأرسطو ، أي المدارات التي هي دوائر كاملة (بدلاً من شكلها الحقيقي ، القطع الناقص). هذا يجبر كوبرنيكوس على تبني سلسلة من الكرات المتحركة لكل كوكب لشرح حركة خط الطول. في حين أن كوبرنيكوس لديه عدد أقل من الكرات ، نظرًا لأن المزيد من الحركة التراجعية يتم حسابها ، فإن نظامه لا يزال معقدًا للغاية بالمعنى الحسابي. وتتمثل ميزتان عظيمتان في أنه يضع الكواكب السفلية بالقرب من الشمس ، مما يفسر بشكل طبيعي افتقارها إلى استطالات شرقية أو غربية كبيرة ، ويزيل أي حركات متطرفة ، مثل تلك اللازمة لشرح التغيرات النهارية.

قام كوبرنيكوس أيضًا بتغيير جنة الإمبراطورية غير المنقولة إلى مجال ثابت من النجوم ، مما أدى إلى فصل اللاهوت عن علم الكونيات. ومع ذلك ، فشل كوبرنيكوس في إنتاج مخطط بسيط ميكانيكيًا للمنجمين لإلقاء الأبراج أو علماء الفلك لإنتاج التقويمات ، لأن الجداول التي ينتجها في نهاية المطاف معقدة مثل بطليموس ولم ينشر جميع نتائجه في الطبعة الأخيرة من عمله ، "في ثورات الأجواء السماوية ".

ومع ذلك ، استخدم كوبرنيكوس ، مثل بطليموس ، أيضًا مدارات دائرية واضطر إلى اللجوء إلى التدويرات والمؤجِّلات لشرح الحركات إلى الوراء. في الواقع ، اضطر كوبرنيكوس إلى استخدام المزيد من التدويرات أكثر من بطليموس ، أي نظام أكثر تعقيدًا من الدوائر في الدوائر. وهكذا ، كان نموذج كوبرنيكوس قد فشل في معاييرنا الحديثة بأن يكون النموذج العلمي بسيطًا قدر الإمكان (أوكام الحلاقة).

كان تايكو براهي (1580) أول مراقب حقيقي في علم الفلك. قام ببناء المرصد الدنماركي (باستخدام السدس لأن التلسكوبات لم يتم اختراعها بعد) والتي قاس منها مواقع الكواكب والنجوم إلى أعلى درجة من الدقة لتلك الفترة الزمنية (قاعدة البيانات الحديثة الأولى). أظهر أن الشمس كانت أبعد بكثير من القمر عن الأرض ، باستخدام حساب المثلثات البسيط للزاوية بين القمر والشمس في الربع الأول.

كانت حركة الأرض ، باعتبارها مسألة ديناميكية بسيطة ، محيرة للغاية لمفكر القرون الوسطى. كان حجم وكتلة الأرض معروفين تقريبًا منذ أن قام إراتوستينس بقياس محيط الأرض (وبالتالي ، فإن الحجم معروف ويمكن للمرء ببساطة مضاعفة الحجم مع متوسط ​​كثافة الصخور للحصول على تقدير الكتلة الخام). بدت القوة المطلوبة لتحريك الأرض مستحيلة بالنسبة للفيلسوف الطبيعي في العصور الوسطى.

كان لدى Brahe سبب إضافي للتشكيك في حركة الأرض ، لأن ملاحظاته الموضعية النجمية الممتازة استمرت في الفشل في اكتشاف أي اختلاف في المنظر. هذا النقص في المنظر السنوي يعني أن الكرة السماوية كانت "كبيرة بما لا يقاس". حاول براهي أيضًا قياس حجم النجوم ، دون أن يفهم أن الحجم الظاهر للنجم يعكس ببساطة التشويش الناجم عن مرور ضوء النجوم عبر الغلاف الجوي. إن تقدير براهي لحجم النجوم سيجعلها أكبر من تقدير اليوم الحالي لحجم مدار الأرض. هذه النجوم "العملاقة" سخيفة وفقًا لفهم براهي للنجوم في ذلك الوقت.

بالإضافة إلى إنجازات Tycho Brahe في ساحة المراقبة ، فقد تم تذكره أيضًا لتقديمه حلين وسط لنموذج النظام الشمسي الذي يشار إليه الآن باسم نماذج مركزية الأرض. تأثر براهي بشدة بفكرة دوران عطارد والزهرة حول الشمس لشرح حقيقة أن حركتهما الظاهرة عبر السماء لا تأخذهما أبدًا أكثر من بضع عشرات من الدرجات من الشمس (يُطلق عليهما أكبر استطالة لهما). يختلف سلوك العوالم الداخلية عن السلوك المداري للكواكب الخارجية ، والتي يمكن العثور عليها في أي مكان على شكل إهليلجي خلال دورتها المدارية.

اقترح براهي حلولا هجينة لنموذج مركزية الأرض الذي يحافظ على طبيعة الأرض المركزية في مركز الكون ، لكنه وضع الكواكب الداخلية (عطارد والزهرة) في مدار حول الشمس. يحل هذا التكوين مشكلة عدم وجود مسافات زاويّة كبيرة بين عطارد والزهرة من الشمس ، ولكنه يحفظ النقد الأساسي لنموذج مركزية الشمس ، وهو أن الأرض تتحرك. في أعمال أخرى ، يتلاءم نموذج Brahe's Geoheliocentric مع البيانات المتاحة ولكنه يتبع الحدس الفلسفي للأرض غير المتحركة.

لا يتنبأ أي منهما بنجاح بحركة الكواكب. سيتم اكتشاف الحل بواسطة أحد طلاب Tycho ، الذي قرر أخيرًا علم الكونيات المتمركز حول الشمس باستخدام المدارات الإهليلجية.

كبلر (1600) أحد طلاب تايكو الذي استخدم قاعدة بيانات براهي لصياغة قوانين حركة الكواكب التي تصحح مشاكل التدوير في نظرية مركزية الشمس باستخدام القطع الناقص بدلاً من الدوائر لمدارات الكواكب.

هذه صيغة رياضية رئيسية لأن السبب الذي يجعل نموذج كوبرنيكوس المتمركز حول الشمس يستخدم التدوير يرجع إلى حقيقة أنه افترض مدارات دائرية تمامًا. باستخدام علامات الحذف ، يلغي نموذج مركزية الشمس الحاجة إلى التدويرات والمفارقات. يتم وصف الحركة المدارية للكوكب بالكامل من خلال ستة عناصر: المحور شبه الرئيسي ، والانحراف ، والميل ، وخط طول العقدة الصاعدة ، وحجة الحضيض الشمسي ، ووقت الحضيض الشمسي.

تمثل صياغة نظام دقيق للغاية لتحديد حركات جميع الكواكب بداية مفهوم كون الساعة ، وتحول نموذجي آخر في فلسفتنا العلمية.

قوانين كبلر هي صيغة رياضية للنظام الشمسي. ولكن ، هل النظام الشمسي "حقاً" مؤلف من مدارات بيضاوية ، أم أن هذه مجرد خدعة حسابية والنظام الشمسي "الحقيقي" هو مركزية الأرض. Of course, the answer to questions of this nature is observation.

The pioneer of astronomical observation in a modern context is Galileo. Galileo (1620's) developed laws of motion (natural versus forced motion, rest versus uniform motion). Then, with a small refracting telescope (3-inches), destroyed the the idea of a "perfect", geocentric Universe with the following 5 discoveries:

mountains and "seas" (maria) on the Moon

Milky Way is made of lots of stars

These first three are more of an aesthetic nature. Plato requires a `perfect' Universe. Spots, craters and a broken Milky Way are all features of imperfection and at odds with Plato's ideas on purely philosophical grounds. However, the laws of motion are as pure as Plato's celestial sphere, but clearly are not easy to apply in the world of friction and air currents etc. So these observations, by themselves, are not fatal to the geocentric theory. The next two are fatal and can only be explained by a heliocentric model.

Jupiter has moons (Galilean moons: Io, Europa, Callisto, Ganymede)

Notice that planets with phases are possible in a geocentric model. But for a planet to change in apparent size with its phases, like Venus is impossible if the planet orbits the same distance from the Earth. And, lastly, if all bodies orbit around the Earth, then the moons of Jupiter, which clearly orbit around that planet, are definitive proof that the geocentric model is wrong.

Newton (1680's) developed the law of Universal Gravitation, laws of accelerated motion, invented calculus (math tool), the 1st reflecting telescope and theory of light.

. off to the 18-20th century, with discovery of the outer planets and where astronomy moves towards discoveries in stellar and galactic areas, next paradigm shift occurs in early 1960's with NASA deep space probes


Facts about Aristarchus 3: The Sand Reckoner

The Sand Reckoner was a book written by Archimedes. This book attempted to describe the work of Aristarchus. He believed that the heliocentric model of Aristarchus could be the alternative for geocentrism.

Facts about Aristarchus 4: the rejection

There were many contemporaries of Aristarchus rejected his heliocentric view. The proof of other people’s rejection can be seen in Plutarch’s On the Apparent Face in the Orb of the Moon. Plutacrh reported that Aristarchus jokingly told his contemporary named Cleanthes to charge of impiety since he was the opponent of heliocentric model and a worshiper of the sun.


A Very Brief History of Heliocentric Theory

300 BC Greek Philosophers Plato and Aristotle models Geocentric Theory with Earth as a Sphere. Aristotle publishes in his book “On the Heavens”.

200 BC Greek Aristarchus of Samos placed Earth and other planets in motion around the central Sun but rejected by Aristotleans.

140 CE Cladius Ptolemy of Alexandria devised complex system of “epicycles” to account for retrograde (going backwards) motion of the planets. Published his theories in book called “Almagest”

1270 Roman Catholic church adopts priest Thomas Aquinas theory of a “God-ordained and man-centered” universe which declared the glory of God.

1453 Guttenberg Printing Press developed

1543 Nicholas Copernicus publishes “On the Revolution of Heavenly Spheres” in his last year of his life which postulates a heliocentric, Sun centered, solar system where Earth and planets are revolving around the Sun. “For who would place this lamp of a very beautiful temple in another or better place than this, wherefrom it can illuminate everything at the same time?”

1580 Tycho Brahe, A Danish Astronomer, claimed the most accurate measurement of planet and stars yet still was uncertain of a heliocentric or geocentric model. Was first to suggest a non-circular orbit of planets.

1582 Gregorian Calendar replaces Julian Calendar by Roman Catholic Church by Pope Gregory.

1609 Galileo Galilei grinds his own glass and makes telescope. Observes Venus moons going around Venus “proving” the Heliocentrism. Publishes his work in Italian so all laymen can read instead of scholar Roman Latin. Recants at Roman Inquisition and banished to _____.

1619 Johannes Kepler, German Astronomer student of Tycho Brahe “proved” Heliocentric theory by identifying planet orbits as elliptical and not circular

1687 Sir Isaac Newton, English Astronomer and President of the Royal Society of England, stated “Law of Universal Gravitation” which mathematically showed the force that kept the Earth and planets going around the Sun as well as what kept the oceans in and air from flying away. Wrote the book “Principia Mathematica.

1758 Edmund Halley successfully predicted, using Newton equations, the return of a comet last seen

1822 Congregation of the Holy Office remove heliocentric books from the Vatican banned book list.

1838 Friedrich Bessel measures “Stellar Parrallax” method to measure first distance of star, 61 Cygni.

in 1915, Albert Einstein (1879 – 1955) published the general theory of relativity, in which gravity is not a force but it is a consequence of the curvature of space-time.

From as far back as Man has records until the Age of Enlightenment, science and philosophy taught the the Earth was the center of the Universe with the exception of Aristarchus (310-230 BC) who was said to be the first to propose a sun-centered universe.

Plato and Aristotle (300 BC) postulated that the Earth was a sphere but still a geocentric, earth centered universe.

Claudius Ptolemy (85-165 AD) of Alexandria devised a complex system of “epicycles” to account for planets that appeared to go backward, or in retrograde.

The Bible taught that the Earth had four corners and was flat, a plane. Thomas Aquinas (1225-1274), as the Roman Catholic Church was coming to power, stated famously the heavens were “God-ordained and man-centered”.

“For who would place this lamp of a very beautiful temple in another or better place than this, wherefrom it can illuminate everything at the same time?” Copernicus defending his heliocentric theory.

Nicholas Copernicus (1473-1543), a priest at the University of Bologna realized that the rising and setting of the Sun, Moon, and stars could be accounted for by a daily revolution of the Earth. Also, he found that if he put the Sun at the center of the planet’s orbits he could simplify the number of epicycles from 80 in Ptolemy’s system to a mere 34.

Although epicycles do not exist, Copernicus was the first to set to prove that the earth, and all planets, rotated around a stable sun not earth. His idea that the Earth and planets orbited about the sun became know as the “heliocentric theory.” He wrote about it in his book “De Revolutionibus, ” which translates to “Concerning the Revolutions.”

However, for his contemporaries, the ideas presented by Copernicus were not markedly easier to use than the geocentric theory and did not produce more accurate predictions of planetary positions. Copernicus was aware of this and could not present any observational “proof”, relying instead on arguments about what would be a more complete and elegant system.

Tycho Brahe (1546-1601) was a Danish astronomer who made measurements of the planet and stars. His measurements were the most accurate that had yet been made. Tycho began his observations in Denmark but later moved to Prague to continue his work.

Tycho proposed a system in which all of the planets except for Earth orbited about the Sun. He claimed that the Sun still orbited about the Earth. As an astronomer, Tycho worked to combine what he saw as the geometrical benefits of the Copernican system with the philosophical benefits of the Ptolemaic system into his own model of the universe, the Tychonic system. Furthermore, he was the last of the major naked eye astronomers, working without telescopes for his observations.

After disagreements with the new Danish king Christian IV in 1597, he was invited by the Bohemian king and Holy Roman emperor Rudolph II to Prague, where he became the official imperial astronomer. He built the new observatory at Benátky nad Jizerou.

There, from 1600 until his death in 1601, he was assisted by Johannes Kepler who later used Tycho’s astronomical data to develop his three laws of planetary motion working without telescopes for his observations.

• Tycho was the first to suggest a non-circular orb it for a celestial body (a comet).
• Used calibrated and bigger instruments, new techniques to measure angles (similar to a sextant).
• Built an observatory (remember – no telescopes yet) and made accurate and continuous measurements for 20 years. His measurements helped to prove that planets orbited the sun.
• Accurate map of the stars with 777 stars.
• Measured length of the year to within 1 second.
• Was still unable to choose between the geocentric and heliocentric model. He had his own model with the Earth at the center, orbited by the sun and the moon, with planets orbiting the sun. Never worked out the mathematical details, and his model was never accepted.

Tycho’s observations of stellar and planetary positions were noteworthy both for their accuracy and quantity. His celestial positions were much more accurate than those of any predecessor or contemporary.

Interestingly, before the breakthrough by Galileo of direct observation the Roman Catholic Church led by Pope Gregory adopted the Solar Calendar in 1582. The Gregorian calendar, also called the Western calendar and the Christian calendar, is internationally the most widely used civil calendar.

The calendar was a refinement in 1582 to the Julian calendar amounting to a 0.002% correction in the length of the year.

The Gregorian reform contained two parts: a reform of the Julian calendar as used prior to Pope Gregory XIII’s time and a reform of the lunar cycle used by the Catholic Church, with the Julian calendar, to calculate the date of Easter. The reform was a modification of a proposal made by Aloysius Lilius.

His proposal included reducing the number of leap years in four centuries from 100 to 97, by making 3 out of 4 centurial years common instead of leap years. Lilius also produced an original and practical scheme for adjusting the epacts of the moon when calculating the annual date of Easter, solving a long-standing obstacle to calendar reform.

The Gregorian reform modified the Julian calendar’s scheme of leap years as follows:
Every year that is exactly divisible by four is a leap year, except for years that are exactly divisible by 100, but these centurial years are leap years if they are exactly divisible by 400. For example, the years 1700, 1800, and 1900 are not leap years, but the year 2000 is.

In addition to the change in the mean length of the calendar year from 365.25 days (365 days 6 hours) to 365.2425 days (365 days 5 hours 49 minutes 12 seconds), a reduction of 10 minutes 48 seconds per year, the Gregorian calendar reform also dealt with the accumulated difference between these lengths. (Source)

“Though the implications of the new science were not worked out immediately, it began to be suspected that if the theories were true, man had lost his birthright as the creature for whose sake all else existed, and had been reduced to the position of a puny and local spectator of infinite forces unresponsive to his wishes and unmindful of his purposes.” Preserved Smith

In the same era, Italian Galileo Galilei (1564-1642) saw a crude magnifying looking glass at a circus coming through town and got the idea to make a telescope. He learned to grind his own glass and made the first telescope to peer into the heavens.

He used the newly-invented telescope to make his own observations. He studied mountains and craters on the Earth’s moon, the phases of Venus, and the moons of Jupiter. Particularly he noted that Venus at times appears to be a crescent, just as the Earth’s moon does. All of these findings supported Copernicus’ heliocentric theory.

In 1610, Galileo observed that Venus has a full set of phases like the phases of the Moon. It was contradictory to geocentric model where Venus should not have a full lit from the perspective of the Earth.

Actually, Venus phases are result of the orbit of Venus around the Sun inside of Earth orbit so here we see he was incorrect in his theory. (That way, when Venus is between Sun and Earth, it is full shadowy. Then Venus is partially illuminated when it moves in its orbit until it becomes fully lit when it is on the opposite side of the Earth orbit. In sequence, the shadowy is covering Venus when it moving from the opposite side of Earth orbit to the position between Sun and Earth. Thus, Venus has a complete set of phase when complete its orbit around the Sun.)

In the same year, Galileo observed with his telescope four objects moving near the planet Jupiter. After analyzing data of their full period of moving, he concluded that actually these four objects are orbiting the Jupiter as moons. This was unacceptable by the geocentric model where all celestial body should just orbit around a stationary earth.

Galileo’s significance of what he saw:

  • Cast doubt on the view of the “perfection of the heavens” (of Aristotle and Plato)
  • Showed deficiencies of the geocentric (Ptolemaic) model
  • Rotation of sunspots around sun suggested that if the sun could rotate, perhaps the Earth could too.
  • Phases of Venus would be a natural consequence of the heliocentric model.
  • Jupiter’s moons showed that centers of motion other than Earth existed.

Galileo wrote about his observations and thus angered the Roman Catholic Church. The Church eventually placed him under house arrest. The Inquisition was the tribunal of the Roman Catholic Church at this time. The Inquisition made Galileo kneel before them and confess that the heliocentric theory was false.

Interestingly, Galileo (why do we use his first name?) published in the commoner language of Italian, not Roman Catholic scholarly Latin as to be widely disseminated by the commoner now that books were coming available to the more thanks to book publishing technology.

Johannes Kepler (1571 – 1630) was a German astronomer. Kepler was invited to live in Prague by Tycho Brahe. Tycho died a year after Kepler’s arrival. Kepler inherited a wealth of astronomical data from Tycho. In 1594 Kepler accepted an appointment as professor of mathematics at the Protestant seminary in Graz (in the Austrian province of Styria). He was also appointed district mathematician and calendar maker.

Kepler used this data to draw conclusions about the orbits of the planets.

  1. Why are there only 6 planets?
  2. How are their orbital periods related to their distance from the sun?

After trying many geometric curves and solids in Copernicus’s heliocentric model to match earlier observations of planetary positions, Kepler found that the model would match the observed planetary positions if the Sun is placed at one focus of elliptical planetary obits. This is Kepler’s First Law of Planetary Motion. Kepler’s three laws of planetary motion allow accurate matches and predictions of planetary positions.

Kepler hypothesized that a physical force moved the planets, and that the force diminished with distance. Planets closer to the sun feel a stronger force and move faster. The concept of a physical force was a monumental step. Kepler was on the verge of assigning physical causes to celestial motions.

Kepler later determined that the orbits were not circular but elliptical.

  1. PERIHELION = where a planet is closest to the sun
  2. APHELION = where a planet is farthest from the sun
  1. “The orbit of every planet is an ellipse with the sun at a focus.”
  2. “A line joining a planet and the sun sweeps out equal areas during equal intervals of time.”
  3. “The square of the orbital period of a planet is directly proportional to the cube of the semi-major axis of its orbit.”

“Nature and nature’s laws lay hid in night God said “Let Newton be” and all was light. ” Alexander Pope

Sir Isaac Newton (1642 – 1727) lived in England. He was an English physicist and mathematician (described in his own day as a “natural philosopher”) who is widely recognised as one of the most influential scientists of all time and as a key figure in the scientific revolution. His book Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (“Mathematical Principles of Natural Philosophy”), first published in 1687, laid the foundations for classical mechanics.

In 1666, Newton observed that the spectrum of colours exiting a prism in the position of minimum deviation is oblong, even when the light ray entering the prism is circular, which is to say, the prism refracts different colours by different angles. This led him to conclude that colour is a property intrinsic to light—a point which had been debated in prior years. Replica of Newton’s second Reflecting telescope that he presented to the Royal Society in 1672.

He also showed that coloured light does not change its properties by separating out a coloured beam and shining it on various objects. Newton noted that regardless of whether it was reflected, scattered, or transmitted, it remained the same colour. Thus, he observed that colour is the result of objects interacting with already-coloured light rather than objects generating the colour themselves. This is known as Newton’s theory of colour

Newton moved to London to take up the post of warden of the Royal Mint in 1696, a position that he had obtained through the patronage of Charles Montagu, 1st Earl of Halifax, then Chancellor of the Exchequer. He took charge of England’s great recoining, somewhat treading on the toes of Lord Lucas, Governor of the Tower (and securing the job of deputy comptroller of the temporary Chester branch for Edmond Halley). Newton became perhaps the best-known Master of the Mint upon the death of Thomas Neale in 1699, a position Newton held for the last 30 years of his life.

These appointments were intended as sinecures, but Newton took them seriously, retiring from his Cambridge duties in 1701, and exercising his power to reform the currency and punish clippers and counterfeiters. As Warden, and afterwards Master, of the Royal Mint, Newton estimated that 20 percent of the coins taken in during the Great Recoinage of 1696 were counterfeit. Counterfeiting was high treason, punishable by the felon’s being hanged, drawn and quartered.

Newton was made President of the Royal Society in 1703 and an associate of the French Académie des Sciences. In his position at the Royal Society, Newton made an enemy of John Flamsteed, the Astronomer Royal, by prematurely publishing Flamsteed’s Historia Coelestis Britannica, which Newton had used in his studies.

In April 1705, Queen Anne knighted Newton during a royal visit to Trinity College, Cambridge. Newton was the second scientist to be knighted, after Sir Francis Bacon.

Newton was one of many people who lost heavily when the South Sea Company collapsed. Their most significant trade was slaves, and according to his niece, he lost around £20,000. Newton died in his sleep in London on 20 March 1727 and was buried in Westminster Abbey.

The mathematician Joseph-Louis Lagrange often said that Newton was the greatest genius who ever lived, and once added that Newton was also “the most fortunate, for we cannot find more than once a system of the world to establish.

” I do not know what I may appear to the world, but to myself I seem to have been only like a boy playing on the sea-shore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me” Sir I. Newton

Newton’s Law of Gravity and Motion

Newton derived the law of gravitation between two masses. Since the Sun was the most massive object in the planetary system, all of the planets would naturally be attracted to it and revolve around it, in the same manner as the Moon revolves around the Earth.

Based on Galileo’s and Kepler’s works, Newton published “Principia” in 1687. In this book, Newton posed the theory of Gravity, in which the force that makes planets to move around the Sun is the same force that makes object to fall in the Earth: force of gravity.

In his theory, Newton deduced gravity is a force of mutual interaction of body with mass and this force is inversely proportional to the square of the distance between objects.

The heliocentric model was established by Newton but there were some question about the gravity, for example, its action at a distance and immediately action. Even Newton had doubts about the gravity action at a distance. How can massive objects attract each other at distance without mediation of anything? And how can attraction force between them be immediately without a time to action?

Newton eventually wrote about gravitation and the heliocentric theory in Principia Mathematica in 1687, at the prompting of another famous astronomer, Edmund Halley (1656-1742). Halley used Newton’s equations to predict that a comet seen in 1682 would return in 1758. The return of Halley’s comet gave final proof to the heliocentric theory and is now known as “Halley’s Comet”.

Final “proof”, according to the heliocentric theory for the solar system came in 1838, when F.W. Bessel (1784-1846) determined the first firm trigonometric parallax for the two stars of 61 Cygni (Gliese 820). Their parallax (difference in apparent direction of an object as seen from two different points) ellipses were consistent with orbital motion of Earth around the Sun.

Bessel was a German astronomer, mathematician. He was the first astronomer who determined reliable values for the distance from the sun to another star by the method of parallax. Although he left school at the age of 14, he was appointed in January 1810 as director of the Königsberg Observatory by King Frederick William III of Prussia. Bessel won the Gold Medal of the Royal Astronomical Society in 1829 and 1841.

in 1915, Albert Einstein (1879 – 1955) published the general theory of relativity, in which gravity is not a force but it is a consequence of the curvature of space-time. Thus, massive body creates a curve in the space-time then inertial trajectory that was straight lines became curved. These inertial trajectories are called geodesics.

An object can inertial follow a geodesic without an interaction of forces. As consequence, heavy objects create a “big” curvature on space-time that makes other object fall towards them by a geodesic. If an object has extremely big mass even the light will suffer a noticeable deflection. This object is called of black hole.

Einstein’s master insight was that the constant, familiar pull of the Earth’s gravitational field is fundamentally the same as these fictitious forces.

ال apparent magnitude of the fictitious forces always appears to be proportional to the mass of any object on which they act – for instance, the driver’s seat exerts just enough force to accelerate the driver at the same rate as the car. By analogy, Einstein proposed that an object in a gravitational field should feel a gravitational force proportional to its mass, as embodied in Newton’s law of gravitation.

President Dwight D. Eisenhower established the National Aeronautics and Space Administration (NASA) in 1958. Former SS Nazi, Wernher Magnus Maximilian, Freiherr Von Braun (1912-1977) led NASA’s rocketeers.

Von Braun was already the central figure in the Nazis’ rocket development program, responsible for the design and realization of the V-2 rocket during World War II. His was said to be directly responsible for the killing of prisoners by hanging at the Peenemeunde Rocket Facility he commanded during WWII as well as the death of tens of thousands in England and France from Nazi V-1 and V-2 rockets. (Source)

After the war, he and selected members of his rocket team were taken to the United States as part of the secret Operation Paperclip.

Braun worked on the United States Army’s intermediate-range ballistic missile (IRBM) program before his group was assimilated by NASA. Under NASA, he served as director of the newly formed Marshall Space Flight Center and as the chief architect of the Saturn V launch vehicle, the superbooster that propelled the Apollo spacecraft to the Moon.

According to one NASA source, he is “without doubt, the greatest rocket scientist in history”. In 1975 he received the National Medal of Science. (Source).

بالإضافة إلى, C. Fred Kleinknecht, head of NASA at the time of the Apollo Space Program, is now the Sovereign Grand Commander of the Council of the 33rd Degree of the Ancient and Accepted Scottish Rite of Freemasonry of the Southern Jurisdiction.

In 1992, the Roman Catholic Church finally repealed the ruling of the Inquisition against Galileo. The Church gave a pardon to Galileo and admitted that the heliocentric theory was correct. This pardon came 350 years after Galileo’s death.


Aristarchus- The First mind to depict The Heliocentric Model

If you browse “who proposed the heliocentric model first” the most presumable answer will be Nicolaus Copernicus, who published a book on heliocentrism from his death bed in 1543 afraid of the mass opposition from people who believed in Geocentrism. But was he the first?

Even before the mathematician, Claudius Ptolemy supported the idea of geocentrism, that survived for 1500 years, there lived a Greek astronomer and mathematician named Aristarchus of Samos (c.310 – c.230 BC).

Aristarchus of Samos is credited as the first person to present the Heliocentric model. The book where he depicted his idea was among the vast marvel collection of the Great Library of Alexandria but it didn’t survive its destruction. The only main reference of Aristarchus’ work is Archimedes’ book named ‘The Sand Reckoner’. But, the true essence of his first-hand understandings is lost in the obscured pages of history.

When Plato and Aristotle emphasized on the geocentric model a generation ago, Aristarchus wasn’t appealing to the thought. Probably inspired by the views of Philolaus of Croton, he believed in a Sun-centered Universe and went on to determine the distance from the Earth to the Moon and Sun with the primitive instruments of the time and geometry.

He knew that at the first and last quarter moons, a right triangle would be created between the three celestial bodies and he observed the angle between the Sun and Moon to be 87°(the actual angle was about 89°50′). Further, he calculated the Sun to be 18-20 times (400 times in actual) farther than the Moon and about 6.3-7.2 times (109 times in actual) larger than the Earth.

Even though highly inaccurate, his predictions were truly an astounding achievement for an astronomer living 2300 years ago. Aristarchus’ model went unnoticed as geocentrism ascended to its peak during the time and had to wait another 2000 years until Copernicus. Also, Aristarchus was the first person to place the planets in order from the Sun and suspected all the other stars to be far-away Suns.

Aristarchus was a right man at the right place in the wrong time and a pure genius the world wasn’t ready for.


Historical Astronomy: Ancient Greeks: Aristarchus

  • Relative distance to moon and sun.
  • Relative sizes of earth, moon and sun.
  • Heliocentric theory.

Born in Samos, not a lot is known about Aristarchus. Most of his work is lost, and we only know about him because other ancient Greek people talked about him.

Only one book of Aristarchus survives, "On the Sizes and Distances of the Sun and Moon." In it he proves:

  • The distance to the sun is greater than 18, but less than 20, times the distance to the moon.
  • The radius of the sun is greater than 18, but less than 20, times greater than the radius of the moon.
  • The radius of the sun is greater than 19/3 (6.3), but less than 43/6 (7.2), times the radius of the earth.

While the results are off, his basic geometry and methods are sound. (Actually, the sun is about 400 times farther than the moon, and about 109 times bigger than the earth.)

Aristarchus' method for determining the relative distances to the moon and the sun is pretty easy to understand. Imagine drawing a triangle by connecting the centers of earth, moon and sun, as in the diagram below.

When the moon is "exactly" 1/2 full, and looks like a semicircle, then the angle earth-moon-sun is 90, so that the distance between the earth and the sun is the hypoteneuse of the right triangle. One just has to measure the angle theta in the diagram, and we can say that the ratio of the distance to the moon to the distance to the sun is equal to the cosine of theta. Aristarchus said that the angle theta was 87, which is too small. It turns out that the angle would be just under 90. In practice, it is also difficult to accurately decide when the moon is exactly half full, and so difficult to accurately measure the angle, so while the method is correct, it turns out to be difficult to do.

Aristarchus notes that the angular size of the moon and sun are the same, which is basically true. Because of this, if the sun is about 19 times farther away than the moon, then it must be about 19 times larger.

Having calculated how much farther away the sun is than the moon, Aristarchus is then able to calculate how much bigger the sun is than the earth. To do this, he notes that during a lunar eclipse, when the moon enters the shadow of the earth, the size of the shadow is about twice the size of the moon. (Again, his data is a little off: it is closer to 3 times the size of the moon.) The image below show the moon, earth and sun during a lunar eclipse.

The image below is the one above, with some triangles highlighted.

Lastly, the image below is the triangles from above, but drawn larger and labeled.

Ds = Distance to the sun Dm = Distance to the moon and D = Distance from earth to apex of its shadow.
Rs = Radius of sun Re = Radius of the earth and R = Radius of the earth's shadow at the moon's position.

Using the above diagram, we can make a couple approximations, and then use some geometry and algebra to find the relative sizes of the earth and sun. First, notice that the two triangles with the dotted-line bases are similar, so that we can say:

Since we know that Dm/Ds = Rm/Rs, we can rewrite the equation above as:

Factoring out Re/Rs from the right side:

Finally rearranging we get the ratio of the radii of the sun to the earth:

So we find that the ratio of the sun's radius to the earth's radius depends on two other ratios: the size of the sun to the moon and the size of the eclipse shadow to the moon. From earlier, Aristarchus had already found that the sun was about 19 times farther away than the moon. Because the moon and sun are the same angular size in the sky, the sun must therefor be about 19 times bigger than the moon. Aristarchus had also said that the size of earth's shadow was twice the size of the moon during a lunar eclipse. So we plug in 19 and 2 for those ratios to get:

So we end up with the sun being about 7 times bigger than the earth. If we use "correct" values for those ratios, the sun is 400 times the size of the moon, and the the average eclipse shadow is about 3 times the size of the moon, which makes Rs/Re about 100 which isn't too far from the actual value of 109. In addition, since Aristarchus knew the angular size of the sun, and now the size of the sun, he can calculate how far away the sun is.

Aristarchus can then find the size and distance for the moon. Since the moon will also be 19 times smaller and closer than the sun, we know that the moon is therefor about 7/19 times the size of the earth, or about 1/3 the size of the the earth. (The correct value is about 1/4.) And lastly, knowing the angular size of the moon and the actual size of the moon, we can calculate the actual distance to the moon. Using the actual angular size of 1/2, and calling "R" the radius of the moon and "D" the distance to the moon, we can use a little trig to see that the moon is almost 240 moon radii away, which means that it is almost 60 earth radii away.

It should be noted that Aristarchus didn't use degrees or trigonometry as neither had been invented yet. His basic geometry and methods are valid, but for some reason his claims on some of the measurements are way off. Archimedes also states that Aristarchus had actually measured the angular sizes of the sun and moon to be 1/2, which is correct. Historians tend to think Aristarchus wrote "On the Sizes and Distances of the Sun and Moon" early on in his career, before he made more accurate measurements.

Aristarchus is also the first person to propose a heliocentric theory, though none of the actual details survive. In "The Sand Reckoner," Archimedes says:

He is basically saying that the universe is a lot bigger than everyone else is proposing at the time, and that the stars are infinitely (or at least immeasurably) far away. This way there wouldn't be any measurable stellar parallax. No one really buys into his theory, though.