Пояснення астрономічних явищ і природи небесних тіл

Класичний період характеризується широким розповсюдженням спекуляцій про природу небесних тіл. Анаксагор з Клазомен (V століття до н. е..) першим припустив, що Місяць світить відбитим світлом Сонця і на цій основі вперше в історії дав правильне пояснення природи місячних фаз і сонячних і місячних затемнень. Сонце Анаксагор вважав гігантським каменем (завбільшки зПелопоннес), розпеченим за рахунок тертя об повітря (за що філософ мало не піддався смертної кари, оскільки ця гіпотеза була визнана суперечить державної релігії). Емпедокл вважав Сонце не самостійним об'єктом, а відображенням на небосхилі Землі, освяченої небесним вогнем. Піфагорієць Філолай вважав, що Сонце є прозорим сферичним тілом, що світиться тому, що заломлює світло небесного вогню; те, що ми бачимо в якості денного світила, це зображення, що виходить в атмосфері Землі. Деякі філософи ( Парменід, Емпедокл) вважали, що яскравість денного неба обумовлена ​​тим, що небосхил і двох півсфер, світлої та темної, період звернень яких навколо Землі становить добу, як і період обертання Сонця. Аристотель вважав, що прийняте нами випромінювання небесних тіл породжується не ними самими, а нагрівається ними повітрям (частиною підмісячного світу) ^[40].

Велику увагу грецьких вчених привертали комети. Піфагорійці вважали їх різновидом планет. Такої ж думки дотримувався і Гіппократ Хиосськом, вважав також, що хвіст належить не самій кометі, а іноді купується в її блуканнях в просторі. Ці думки були відкинуті Аристотелем, який вважав комети (як і метеори) займанням повітря у верхній частині підмісячному світу. Причина цих займань полягає в неоднорідності оточує Землю повітря, наявності в ньому легко займистих включень, які спалахують через передачу тепла від обертового над підмісячному світом ефіру ^[41].

На думку Аристотеля, ту ж природу має і Чумацький Шлях; вся різниця в тому, що у разі комет і метеорів світіння виникає через нагрівання повітря однієї конкретної зіркою, в той час як Чумацький Шлях виникає через нагрівання повітря всій надлунном областю ^[41]. Деякі піфагорійці разом з Енопідом Хиосськом вважали Чумацький Шлях випаленої траєкторією, по якому колись зверталося Сонце. Анаксагор вважав Чумацький Шлях удаваним скупченням зірок, що знаходяться в тому місці, де на небосхил падає земна тінь. Абсолютно правильну точку зору висловив Демокріт, який вважав, що Чумацький Шлях - це спільне світіння багатьох розташованих поруч зірок.

Математична астрономія

Рух Сонця як суперпозиція річного руху по екліптиці (внутрішня сфера) та добового паралельно небесному екватору (зовнішня сфера). T - Земля.

Головним досягненням математичної астрономії аналізованого періоду є концепція небесної сфери. Ймовірно, спочатку це було чисто умоглядне уявлення, засноване на міркуваннях естетики. Однак пізніше було усвідомлено, що явища сходу і заходу світил, їх кульмінації дійсно відбуваються таким чином, нібито зірки були жорстко скріплені з сферичним небозводом, що обертається навколо нахиленою до земної поверхні осі. Таким чином природно пояснювалися основні особливості рухів зірок: кожна зірка завжди сходить в одній і тій же точці горизонту, різні зірки за один і той же час проходять по небу різні дуги, причому чим ближче зірка до полюса світу, тим меншу дугу вона проходить за одне і той же час. Необхідною етапом роботи зі створення цієї теорії мало стати усвідомлення того, що розмір Землі незмірно малий у порівнянні з розміром небесної сфери, що давало можливість нехтувати добовими паралакса зірок. До нас не дійшли імена людей, які вчинили цю найважливішу інтелектуальну революцію; швидше за все, вони належали до пифагорейской школі. Найбільш раннє дійшли до нас керівництво по сферичної астрономії належатьАвтолік з живильних (близько 310 р. до н. е..). Там доведено, зокрема, що точки обертається сфери, не лежать на її осі, при рівномірному обертанні описують паралельні кола, перпендикулярні осі, причому за рівний час всі крапки поверхні описують подібні дуги ^[42].

Іншим найважливішим досягненням математичної астрономії класичної Греції є введення уявлення про екліптиці - великому колі, нахиленому по відношенню до небесного екватора, за яким здійснює свій рух серед зірок Сонце. Ймовірно, це подання було введено знаменитим геометром Енопідом Хиосськом, який також зробив і першу спробу вимірювання нахилу екліптики до екватора (24 ) ^[43].

Система з чотирьох концентричних сфер, що використовувалась для моделювання руху планет в теорії Евдокса. Цифрами позначені сфери, що відповідали за добове обертання небосхилу (1), за рух уздовж екліптики (2), за назадній руху планети (3 і 4). T - Земля, пунктирна лінія зображує екліптику (екватор другої сфери).

В основу геометричних теорій руху небесних тіл давньогрецькі астрономи поклали наступний принцип: рух кожної планети, Сонця і Місяця є комбінацією рівномірних кругових рухів. Цей принцип, запропонований Платоном або ще піфагорійцями, виходить з уявлення про небесні тіла як про богів, яким може бути притаманний тільки найдосконаліший вид руху - рівномірний рух по колу ^[44]. Як вважається, першу теорію руху небесних тіл, засновану на цьому принципі, запропонував Евдокс Кнідський ^[45]. Це була теорія гомоцентріческіх сфер - різновид геоцентричної системи світу, в якій небесні тіла вважаються жорстко прикріпленими до комбінації скріплених між собою жорстких сфер із загальним центром. Удосконаленням цієї теорії займався Калліпп з Кизика, а Аристотельпоклав її в основу своєї космологічної системи. Теорія гомоцентріческіх сфер була згодом залишена, оскільки передбачає незмінність відстаней від світил до Землі (кожне зі світил рухається по сфері, центр якої збігається з центром Землі). Однак до кінця класичного періоду вже було накопичено значну кількість свідчень, що відстані небесних тіл від Землі насправді змінюються: значні зміни блиску деяких планет, мінливість кутового діаметра Місяця, наявність поряд з повними і кільцеподібних сонячних затемнень.

На думку ван дер Варден, піфагорійці ще доплатоновой епохи розробили також теорії руху планет, засновані на моделі епіциклів ^[46]. Йому навіть вдалося відновити деякі параметри цієї ранньої теорії епіциклів ^[47]. Досить успішними були теорії руху внутрішніх планет і Сонця, причому остання, на думку дослідника, була покладена в основу календаря Калліппа. Думка ван дер Варден, однак, не поділяється більшістю істориків науки ^[48].