Astronomia si istoria astronomiei - Momente din istoria astronomiei

Momente din istoria astronomiei

Diana Neamtu, clasa a IX-a H

Colegiul National “Mihai Viteazul” Bucuresti 36887zci71jrt3n

1. Cateva definitii

1. Astronomia este stiinta care se ocupa cu studiul astrilor, al miscarii si evolutiei lor, al structurii si compozitiei lor, precum si cu studiul sistemelor de astri, al galaxiilor si al Universului.

   
   

   
   

2. Cosmogonia este ramura astronomiei care studiaza formarea si evolutia corpurilor si a sistemelor de corpuri ceresti. cr887z6371jrrt

3. Cosmografia este ramura astronomiei care se ocupa de descoperirea corpurilor si a fenomenelor ceresti.

4. Cosmologia este ramura astronomiei care studiaza structura si evolutia Universului si legile generale care il conduc. Cosmologia filozofica este ramura filozofiei care trateaza despre structura Universului in termenii primelor principii.

2. Astronomia preistorica

Primele observatii sistematice asupra cerului au fost facute inca din mileniul III i.e.n., in China, India, Mesopotamia si Egipt.

De la prima civilizatie a antichitatii, de la asiro-babilonienii stabiliti in Mesopotamia (in limba greaca “tara dintre fluvii” Tigru si Eufrat, pe teritoriul de azi al Irak-ului) s-au pastrat sute de mii de tablite de lut pe care erau inscrise, alaturi de calcule si operatii aritmetice, in sistem hexazecimal si inregistrari ale observatiilor lor astronomice. Se pare ca instrumenetele lor de observatii astronomice nu erau cu nimic inferioare celor folosite de grecii antici mult mai tarziu. Asiro-babilonienilor li se atribuie pentru prima data capacitatea de a deosebi o planeta de o stea, determinarea echinoctiilor si a solstitiilor, impartirea eclipticii in douasprezece semne zodiacale, delimitarea constelatiilor si realizarea primei harti ceresti, in care erau bine precizate orbitele, conjunctiile si eclipsele planetelor. Inca din mileniul III i.e.n., anul sumero-babilonian avea 354 de zile si 12 luni, corectia anului calendaristic fata de anul solar facandu-se prin introducerea unei luni o data la trei ani. De asemenea, ziua avea 12 ore duble, fiecare avand 60 minute duble iar fiecare minut avand 60 de secunde duble. Acest principiu de subdiviziune a timpului s-a transmis pana la noi prin intermediul evreilor, grecilor si apoi al romanilor.

Primele observatii astronomice, consemnate pe “oasele de ghicit” descoperite pe teritoriul Chinei, datand din sec.XIV – XIII i.e.n. se refera la eclipsele de Luna si de Soare. Vechii chinezi cunosteau 5 planete (Jupiter, Marte, Saturn, Venus si Mercur) pe care le puneau in conjunctie cu cele 5 elemente (pamant, lemn, metal, foc si apa). In sec.IV i.e.n. anul chinezesc avea 365 zile asa cum cercul avea si el 365 de grade. Pentru masurarea timpului chinezii foloseau clepsidra. Un catalog chinez din sec.III i.e.n. cuprindea 1464 de stele grupate in 284 constelatii. Primul observator astronomic chinez este datat aproximativ in anul 2500 i.e.n. Pe langa biblioteca imperiala a functionat in anul 621 e.n. un alt observator astronomic. Marele observator din Beijing a fost construit in anul 1438 si a fost incredintat incepand cu anul 1629 astronomilor europeni veniti aici ca misionari iezuiti. Chinezul Su Song a inventat in anul 1088 unul din cele mai rafinate instrumente pentru observatii astronomice, sfera armilara, pe care o vom gasi in Europa abia in secolele XIII – XIV. De asemenea, montajul ecuatorial al telescopului modern a fost inventat in China cu peste 3 secole inaintea aparitiei primului telescop.

In a doua jumatate a mileniului al II-lea i.e.n. sunt consemnate si primele preocupari astronomice in India: studiul miscarii Soarelui si a Lunii, impartirea anului in 360 zile si alcatuirea de liste a 27 sau 28 constelatii. Cel mai important tratat indian de astronomie, Suryasiddhanta, datat in sec.IV e.n., cuprinde in cele 500 de distihuri informatii despre masurarea timpului, cele mai vechi tabele de sinusuri cunoscute, despre meridiane, puncte cardinale, echinoctii si solstitii, despre eclipsele de Luna si de Soare.

In Egiptul antic, astronomia si cosmologia au fost alterate de gandirea mitica: pamantul plutea pe un haos de apa, iar deasupra se arcuieste cerul sustinut de patru stalpi, pe care navigheaza soarele in barca serii si in barca diminetii, avand ca vaslasi stelele. Soarele, luna si stelele erau divinizate in timp ce constelatiile reprezentau niste fiinte ceresti. Observand pozitia celor 36 de constelatii – “decanii” – de-a lungul ecuatorului ceresc si periodicitatea aparitiei lor la 10 zile, egiptenii au stabilit un ciclu de 360 zile. Din anul 2776 i.en. dateaza primul calendar lunar, in functie de fazele Lunii. El a fost corectat ulterior la 365 zile folosind ca punct de reper pozitia stelei Sirius la orizont, alaturi de Soare. Anul egiptean avea 12 luni a cate 30 zile si cuprindea trei anotimpuri, in functie de starea Nilului: ”revarsarea”, “acoperirea” si “anotimpul uscat”. Calendarul egiptean, modificat de Ptolemeu, a devenit mai tarziu calendarul iulian, si apoi calendarul gregorian de astazi. Pentru masurarea timpului egiptenii foloseau clepsidre si calendare solare. Egiptenii au determinat nordul cu precizie de un grad, si au construit piramidele cu cate o fata spre un punct cardinal.

Conform unor cercetatori, evreii antici nu au studiat stelele si planetele, asa cum au facut babilonienii, egiptenii si grecii, pentru a nu cadea in idolatrie. Nici un text biblic nu face referire la cunostinte de astronomie, desi evreii stiau sa fixeze datele diverselor sarbatori.

3. Astronomia si teoriile cosmologice din Grecia antica

Incepand cu secolul VI i.e.n. grecii au studiat miscarea astrilor, forma cerului si a Pamantului, si de la ei se pastreaza pana astazi denumirile stelelor si ale constelatiilor, dintre care cele mai celebre sunt urmatoarele: Orion (numele marelui vanator din mitologia greaca), Canis Major (cu cea mai stralucitoare stea, Sirius), Canis Minor, Lepus si Taurus, Perseus, Andromeda si Cassiopeia. Grecii au fost primii care au incercat sa explice, intr-o maniera logica si sistematica, cum functioneaza Universul, folosind modele si observatii. Inca din secolul VII i.e.n. grecii au considerat ca Universul este un loc rational guvernat de legi naturale, universale si ca omul poate sa afle aceste legi. In acest domeniu stiinta nu era capabila insa sa dea raspunsuri sigure, absolute.

Harta lumii, pe vremea poetului Homer (sec.VIII I.e.n.)

si a istoricului si geografului Hecateus din Millet (sec.VI i.e.n.)

Se pare ca primele preocupari astronomice au apartinut unuia din cei sapte intelepti ai Greciei antice, savantul si filozoful Thales din Milet (625 – 547 i.e.n.) care a ramas in istorie prin prezicerea unei eclipse de Soare. Thales considera ca apa este elementul primar in Univers.

Mai tarziu matematicianul si filozoful Pitagora din Samos (582 – 507 i.e.n.) este cel care numeste cerul – “cosmos” si declara ca Pamantul are forma sferica. Filozoful Parmenide din Eleea (515 – 440 i.e.n.) sustinea si el teoria sfericitatii Pamantului si afirma ca “Luna miscandu-se in jurul Pamantului ilumineaza noptile cu o lumina imprumutata”. Numele lui Pitagora este retinut de istoria astronomiei pentru ca a fost primul matematician care a ajutat, prin teoremele sale, la dezvoltarea astronomiei ca stiinta. Teorema lui Pitagora a fost extrem de utila in calculul distantelor astronomice.

Totusi prima teorie cosmologica importanta ii apartine savantului si filozofului grec Aristotel (384 – 322 i.e.n), discipolul lui Platon, care considera ca in centrul Universului se afla Pamantul, sferic si invaluit de mai multe sfere concentrice; primele trei sfere sunt formate din cele trei elemente fundamentale: apa, aerul si focul. Ultima sfera este invaluita de alte sapte sfere cristaline, in care sunt fixate cele sapte planete cunoscute, in ordinea urmatoare: Luna, Mercur, Venus, Soarele, Marte, Jupiter si Saturn. Dincolo de ultima sfera cristalina se afla firmamentul cu stelele fixe, aflat in miscare permanenta. Permanenta miscare a stelelor reprezenta in conceptia lui Aristotel “agentul motor primordial” (primum movens), iar miscarea lor era comunicata mecanic si sferelor din interiorul sistemului. Pentru a evita interferenta miscarii sferelor, Aristotel considera ca intre sferele planetelor se afla alte sfere compensatoare, care se rotesc uniform in jurul aceleiasi axe, dar in sens invers cu primele. In acest fel, cele 56 de sfere din care este compus Universul asigura perpetuitatea miscarii si imposibilitatea existentei vidului, fiecare sfera aderand cu cea imediat invecinata. Conform lui Aristotel, corpurile din sfera Lunii si cele din sferele urmatoare se compun din al cincilea element, de natura eterica, subtila – “quintesenta” care asigura continuitatea infinita a miscarii sferelor ceresti. Desi permitea explicarea unor fenomene, modelul cosmologic al lui Aristotel nu putea explica de ce planetele se afla la distante diferite de Pamant si nici neuniformitatea eclipselor.

Astronomul Aristarh din Samos (310 – 230 i.e.n.), discipolul lui Straton din Lampsakos, este considerat precusorul lui Nicolaus Copernic pentru ca in tratatul sau “Despre dimensiunile si distantele Soarelui si Lunii” afirmase ca “stelele fixe si Soarele raman imobile, iar Pamantul se roteste in jurul Soarelui, descriind un cerc, Soarele aflandu-se in centrul orbitei”. Aristarh a descoperit prima metoda de calcul a distantei relative dintre Pamant si Soare si dintre Pamant si Luna. Ipoteza heliocentrica a lui Aristarh a fost insa respinsa de toti marii astronomi greci care i-au urmat (Arhimede, Apollonios din Perga si Hiparchos) cu o singura exceptie, Seleucos (sec. II i.e.n.).

In sec.II i.e.n. cel mai important astronom grec a fost Hiparchos din Niceea (c.190 – c.125 i.e.n.), care a introdus subdiviziunea hexazecimala a cercului in 360 de grade, a gradului in 60 de minute, si a minutului in 60 secunde, asemeni vechilor babilonieni. Hiparchos a folosit instrumente construite chiar de el pentru observatiile sale astronomice: dioptru, astrolab, sfera armilara, planetariul, sfera stelelor fixe, care i-au permis efectuarea unor calcule stiintifice riguroase ale distantelor dintre astri si a longitudinilor. Hiparchos a scris un tratat de trigonometrie sferica, a descoperit proiectia stereografica si a intocmit tabele pentru urmatorii 600 ani, cu pozitiile zi de zi ale Soarelui, a recalculat datele producerii eclipselor, mai precis decat babilonienii si intervalele de repetitie ale fazelor Lunii (lunatia). Hiparchos a determinat cu o precizie foarte de buna, mai mica de o secunda, durata lunii sinodice (intervalul de timp in care Luna, aflata in una din fazele ei, face o miscare de rotatie completa in jurul Pamantului si revine la faza de la care a plecat) la 29 zile 12 ore 44 minute si 2,5 secunde (valoarea acceptata azi se termina cu 2,8 secunde!). Hiparchos a intocmit primul catalog al stelelor, determinand pozitia a 805 stele fixe, clasificate in functie de stralucirea lor aparenta in sase clase de stralucire, principiu pastrat si astazi. A stabilit durata anului solar (intervalul de timp in care Pamantul efectueaza o rotatie completa in jurul Soarelui) si a anului sideral (intervalul de timp de 365 zile, 9 ore si 9 secunde, in care Soarele, in miscarea lui aparenta, plecand de la o stea ajunge iarasi acolo) cu o precizie de numai 6 minute, respective 50 secunde, fata de valorile calculate in timpurile moderne. Cea mai importanta descoperire a lui Hiparchos a fost insa deplasarea anuala a punctelor echinoctiale (cele doua puncte de intersectie ale eclipticii cu ecuatorul ceresc in care se afla Soarele la echinoctiu) sau “precesia echinoctiilor“.

Geograful Posidonius (135 – 51 i.e.n.) a descoperit fenomenul refractiei atmosferice, si a calculat distanta de la Pamant la Soare, valoarea determinata de el fiind cea mai apropiata de valoarea calculata in timpurile moderne dintre toti astronomii greci.

Ptolemeu (100 – 170 e.n.) preia teoria lui Hiparchos (sec.II i.e.n) si, in lucrarea sa “Compendiu de matematica”, cel mai vechi tratat de astronomie cunoscut, inlocuieste sistemul de sfere concentrice al lui Aristotel cu o serie de traiectorii circulare care permiteau explicarea neregularitatii miscarii astrilor. Conform teoriei geocentrice ptolemeice, fiecare planeta se misca pe o circumferinta (epiciclu) al carui centru se afla situat pe o alta circumferinta (deferenta). In centrul deferentei nu se afla Pamantul ci un punct mobil care roteste circular in jurul Pamantului. Ptolemeu a descoperit ecvetia Lunii si a calculat eroarea de paralaxa a Lunii (unghiul maxim sub care se vede raza Lunii de pe Pamant) cu o precizie buna. Documentatia imensa, observatiile directe si demonstratiile riguroase din punct de vedere matematic fac din opera lui Pltolemeu mostenirea cea mai importanta a astronomiei antichitatii si o opera fundamentala pana la sfarsitul Evului Mediu si inceputul Renasterii.

4. Astronomia in Evul Mediu

Modelul “matematic” al lui Ptolemeu, incearca sa explice corect miscarea planetelor pe circumferinte si a fost preluat de marea majoritate a astronomilor si astrologilor Evului Mediu in timp ce o serie de filozofi medievali (de exemplu, Alexander Neckam, “De naturis rerum”, Albert cel Mare (“Magnus”, 1193 – 1280), Toma d’Aquino (1227 – 1274) si mai apoi Dante Alighieri (1265 - 1321) au imbratisat modelul “fizic” al lui Aristotel. Contributia stiintifica a ganditorilor medievali la cunoasterea structurii, evolutiei si legilor Universului a fost insa foarte redusa, in special datorita intransigentei bisericii Evului Mediu, cu dogmele careia orice teorie cosmologica venea in contradictie.

Spre deosebire de teoriile cosmologice, care permiteau speculatii filozofice si chiar ingerinte teologice, astronomia a avut de la inceput un caracter stiintific, fiind bazata pe observatii directe si pe experimente, folosind instrumente din ce in ce mai perfectionate. Cele doua stiinte, astronomia si cosmologia, s-au indepartat treptat una de alta in timpul Evului Mediu, mergand pana la separarea lor completa dupa aparitia modelului heliocentric al lui Nicolaus Copernic.

Pe de alta parte, inca din secolul VII, astronomia nu a fost doar o stiinta pur teoretica ci a avut un pronuntat caracter practic, servind la: calcularea datei Pastilor, determinarea latitudinii, stabilirea adevaratei directii nordice sau a orei cu ajutorul austrolabului.

1. Contributii arabe

Inteleptii arabi au fost primii care, in Evul Mediu timpuriu, au valorificat si au analizat critic mostenirea culturii antice, operele lor influentand apoi puternic civilizatia si cultura noilor popoare europene rezultate in urma invaziilor si migratiilor barbare din secolele IV - IX, indeosebi prin intermediul Spaniei si Siciliei, ultima fiind ocupata de arabi intre anii 902 – 1091. In Universitate si in cele 27 de scoli publice infiintate in capitala Spaniei, Cordoba, de califul al-Hakam II (961 – 976) au studiat multe personalitati ilustre ale culturii occidentale, printre care matematicianul Leonardo Pisano (sau Fibonacci, 1170 – 1240) si astronomul Roger Bacon (1214 – 1280).

Inca din antichitatea greaca si pana in Evul Mediu, astronomia a fost una din cele patru discipline ale quadrivium-ului, alaturi de aritmetica, geometrie si muzica. Astronomia era considerata in lumea islamica “stiinta cea mai nobila, cea mai inalta si cea mai frumoasa” pentru ca era strans legata de nevoile cultului si ale astrologiei dar si de cele ale navigatiei si agriculturii. Suveranii arabi au construit mari observatoare astronomice la Cairo, Isfahan, Bagdad, Granada si Toledo, dotate cu instrumente astronomice (astrolabul, folosit pentru determinarea latitudinii, cvadrantul, folosit pentru masurarea unghiurilor si torquetum, pentru trecerea de la coordonatele ecuatoriale la cele ecliptice si invers) si cu personal specializat. Inteleptii arabi, “al-hakim”, din cele trei mari centre de cultura Bagdad, Cordoba si Cairo au continuat traditia lui Ptolemeu, imbogatind-o cu cunostintele persilor si ale indienilor (Brahmagupta, autorul tratatului “Siddhanta”). Tratatul de astronomie al lui Ptolemeu este tradus de arabi in anul 827, sub titlul Almageste (magiste = “cel mare” cu sens de tratat, precedat de articolul arab “al”), in timp ce prima traducere in limba latina a acestei faimoase lucrari a aparut mult mai tarziu, abia in anul 1160, in Sicilia.

Printre astronomii arabi celebri care au trait in secolele VIII - XI se numara Abu Mashar, autorul lucrarii “Introducere in astrologie”, sec.IX, al-Farghani (“Elemente de astronomie”, sec.IX), al-Battani (cca. 850 – 929, “Despre stiinta stelelor”), al-Zarqali (autorul celebrelor tabelele astronomice “Tabele Toledane”, sec. XI) si al-Biruni (973 – cca.1051, “Elemente de astrologie”). Principalele probleme de care s-au ocupat astronomii arabi din aceasta perioada si carora le-au adus contributii remarcabile, in special datorita observatiilor lor pertinente si perseverente, au fost cele despre natura sferelor ceresti, despre miscarea planetelor si cele privitoare la calculul distantelor dintre planete si a dimensiunilor lor. La calculul distantelor dintre planete, astronomul iranian al - Farghani a folosit teoria potrivit careia nu exista “spatiu gol” in Univers, cu alte cuvinte, ca apogeul unei planete este tangent cu perigeul celei urmatoare. Distantele calculate de el in lucrarea “Elemente de astronomie” au fost unanim acceptate in Occident pana in timpul lui Copernic. Cel mai renumit dintre astronomii arabi, al – Battani, a extins folosirea trigonometriei in astronomie si a determinat cu mare precizie oblicitatea eclipticii, durata anului tropic si a anotimpurilor, adevarata miscare a Soarelui, distrugand definitiv dogma ptolemeica a imobilitatii apogeului solar. Al – Battani a demonstrat, contra lui Ptolemeu, variatia diametrului aparent angular al Soarelui si posibilitatea eclipselor anulare ale Soarelui, a corectat cunostintele despre miscarea lunii si a planetelor. Observatiile sale privind eclipsele lunare si solare i-au servit mult mai tarziu lui Dunthorne pentru a determina, in 1749, accelerarea seculara a miscarii lunii.

In secolele XII - XIII arabii readuc in discutie operele stiintifice ale lui Aristotel precum si teoria cosmologica ptolemeica din “Almageste” . Astronomul arab Ibn Ezra (cca.1090 – 1167) a scris opt tratate astrologice, tratatul “Diviziunea sferelor” al lui al-Khwarizmi (sec.XII) reia doctrina sferelor materiale pentru a explica miscarea corpurilor ceresti, in timp ce Ibn Bagia (1105 – 1198) revizuieste sistemul ptolemeic. Marele savant Ibn Rosd, cunoscut si sub numele latin de Averroes, 1126 – 1198, scrie un tratat despre sferele ceresti si un compendiu al Almagestei. Al-Bitrugi foloseste teoria aristotelica a sferelor concentrice pentru a contrazice doctrina ptolemeica in lucrarea sa “Theoria Planetarum”. Traduse mai tarziu si in limba latina (la Toledo exista un grup de traducatori intre care s-a evidentiat Michael Scotus, 1180 – 1235), aceste lucrari, chiar daca nu sunt profund originale, au avut rolul de a stimula activitatea astronomilor timpului si au avut un efect revolutionar asupra gandirii stiintifice europene din perioada Evului Mediu si a Renasterii. Pe de alta parte, traducerile arabe din secolele VIII – XIII au salvat de la pieire multe opere antice, al caror text original s-a pierdut.

2. Contributii europene

Primele contributii originale ale gandirii astronomice si cosmologiei europene le-au avut Robert Grosseteste si Roger Bacon. In lucrarea sa “De generatione stellarum”, Robert Grosseteste sustine, in opozitie cu Aristotel, ca astrii sunt compusi din aceleasi elemente fundamentale ca si Pamantul: pamant, aer, apa si foc, iar in lucrarea “De cometis et causis ipsarum” formuleaza pentru prima data o interesanta teorie despre comete: cometa este un “foc sublimat” atras de astri cu o forta asemanatoare celei magnetice. Teoria influentei astrilor asupra mareelor este expusa in lucrarea “De impressionibus aeris” iar in lucrarea “De luce” sustine ca lumina este la originea materiei si ca prin rarefiere sau condensare a dat nastere sferelor ceresti si celor patru sfere ale elementelor naturii. Robert Grosseteste a stabilit principiul inductiei si deductiei cu aceeasi claritate ca si Newton.

Roger Bacon, 1214 – 1280, considerat pionierul metodei experimentale si a stiintei moderne in Occident, foloseste observatiile si datele invatatului arab al-Farghani afirmand ca Pamantul este de 18 ori mai mic decat cea mai mica stea fixa si evidentiaza erorile stiintifice prezente in Biblie pe baza Almagestei lui Ptolemeu.

In secolul XIV, cei mai reprezentativi astronomi au fost fizicianul Jean Buridan, rectorul Universitatii din Paris, Levi ben Gerson (numit si Leon Ebreul, 1288 – 1344) si teologul Nicolas Oresme (1323 – 1382). Jean Buridan a criticat doctrina referitoare la “inteligentele ingeresti”, opunandu-i propria teorie despre impetus: in momentul creatiei Dumnezeu a imprimat diferitelor corpuri ceresti un impuls (impetus), un elan imanent corpurilor ceresti, datorita caruia acestea se misca la infinit, fara a se ciocni si fara a intampina vreo rezistenta, prin urmare fara a avea nevoie de inteligenta ingereasca.

Leon Ebreul a inventat arbalestrila (sau “bastonul lui Iacob”), un instrument folosit de el pentru masurarea inaltimii soarelui si a astrilor. Adaptand acest instrument la camera obscura (folosita prima data de fizicianul arab Ibn al-Haytham (in latina, Alhazen, 965 – 1039), Leon Ebreul a determinat diametrul aparent al Soarelui si al Lunii. “Bastonul lui Iacob” a fost folosit mai tarziu pentru masurarea distantelor unghiulare dintre doua stele sau ca instrument de navigatie, observand inaltimea Soarelui la orizont.

Nicolas Oresme, traducator in limba franceza al operelor lui Aristotel, de la curtea regelui Carol V, este autorul celebrului “Tratat despre cer si lume”, in care demonstreaza matematic ca raporturile dintre miscarile sferelor ceresti nu pot fi calculate. Oresme admite ca teza lui Jean Buridan, referitoare la impulsul initial, impetus, este posibila dar sustine ca intre mecanica corpurilor ceresti si cea a corpurilor de pe Pamant este o deosebire substantiala. Oresme este cel dintai in Evul Mediu care afirma ca Pamantul are, pe langa miscarea efectuata in cadrul sistemului planetar, si o miscare giratorie in jurul axei sale, probabil sub influenta sistemului semi-heliocentric al lui Heraclid din Pont (sec.IV i.e.n.). Argumentatiile folosite de el sunt insa pur filozofice si nu i-au convins pe astronomi care au continuat sa-l urmeze, pana in secolul XVII, pe Ptolemeu.

Tot in secolul XIV, Giovanni Dondi construieste timp de 16 ani, folosind principiul orologiului, un planetariu, pentru a reproduce miscarile Soarelui, ale Lunii si ale planetelor.

In secolul XV se dezvolta mai puternic astronomia teoretica si experimentala. Astronomii acestui secol renunta la contributiile astronomilor arabi si, pe baza propriilor observatii, formuleaza noi teorii mult mai riguroase din punct de vedere stiintific. Nicolaus Cusanus, sau Nicolas Krebs, 1401 – 1464, a fost primul astronom din Evul Mediu care a afirmat ca Universul este infinit. In lucrarea “De docta ignorantia”, Nicolaus Cusanus respinge pozitia de inferioritate pe care cosmologia traditionala o acorda Pamantului, afirmand ca “Terra este o stea nobila, care are o lumina, o caldura si o influenta proprii si distincte de cele ale tuturor celorlalte stele”. Astronomii occidentali au fost aceia care au stabilit principiile metodei stiintifice, teoretice.

Astrologia reprezinta o deviere a astronomiei in directia superstitiei care postuleaza ca viata omului, caracterul si destinul sau sunt dependente de astri. Originara din Babilonia, astrologia s-a dezvoltat in paralel cu astronomia, cu care s-a si confundat uneori. Primul si ultimul astronom grec care a fost si astrolog, a fost Ptolemeu, care fundamenteaza astrologia ca “stiinta” in lucrarea sa “Tetrabiblos”. Aceasta lucrare este folosita ca referinta si in zilelele noastre, fiind doar adaptata la progresul si la descoperirile moderne. Succesul astrologiei se explica atat prin puterea superstitiei specifica popoarelor primitive cat si prin asocierea sa de catre astronomii arabi, in secolele IX - XII, cu magia, alchimia si medicina. In secolul XIV biserica a ars pe rug pe astrologul Cecco d’Ascoli pentru ca a incercat sa explice dogmele si evenimentele biblice cu ajutorul fenomenelor ceresti. Apogeul succesului astrologiei a fost atins in secolul XVI cand fiecare rege, print si papa avea astrologul sau. Ea s-a mentinut pana in zilele noastre chiar si in tari cu cultura straveche, precum Franta si Germania, datorita naivitatii credulilor.

Astrologia a impiedicat dezvoltarea astronomiei in Evul Mediu, tot asa cum alchimia a intarziat dezvoltarea chimiei.

3. Renasterea in astronomie

Sfarsitul veacului al XV-lea si inceputul veacului al XVI-lea au fost vremuri minunate pentru carturari, vremea marilor descoperiri geografice, a marilor giganti ai renasterii in artele plastice - Leonardo da Vinci si Michelangelo Buonarotti, a marilor filozofi. In aceasta efervescenta culturala se dezvolta si stiinta astronomiei, dupa ce astronomul polonez Nicolaus Copernic (1473 – 1543) a fundamentat sistemul heliocentric (1543). Primul sambure al acestui concept revolutionar a aparut in anii 1512 – 1513, in urma unui exercitiu de gandire libera, in lucrarea sa „Nicolai Copernici de hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus”, cunoscuta mai ales sub titlul prescurtat „Commentariolus” („Micul comentariu”). Dupa multi ani de studii si reflectii, Nicolaus Copernic publica in 1543 celebrul tratat “De revolutionibus orbium coelestium, libri VI” (“Despre revolutia sferelor ceresti”) in care contrazice, cu argumente matematice de aceast data, sistemul geocentric al lui Ptolemeu care supravietuise timp de peste paisprezece secole. Copernic afirma, pentru prima data dupa grecul Aristarh din Samos (310 – 230 i.e.n.) ca Soarele si nu Pamantul se afla in centrul orbitelor planetare. In momentul aparitiei teoriei heliocentrice si in anii care au urmat, Biserica Catolica a criticat dur negarea rolului privilegiat al Pamantului in Univers. Martin Luther, fondatorul Bisericii Luterane, declara: “acest nebun vrea sa rastoarne intreaga stiinta a astronomiei, dar Sfanta Scriptura ne spune ca Joshua a poruncit Soarelui sa ramana nemiscat, si nu Pamantului.” Sistemul heliocentric imaginat de Copernic avea, fata de sistemul geocentric al lui Ptolemeu, avantajul simplitatii, regularitatii si al coerentei, dar nu aducea dovezi bazate pe observatii, fiind doar o teorie. Abia in secolul XVII, dupa inventarea lunetei de catre Galileo Galilei, teoria heliocentrica a lui Copernic a fost definitiv si unanim recunoscuta.

Danezul Tycho (in daneza, Tyge) Brache (1546 – 1601) este considerat cel mai mare observator al astrelor de pana la inventarea telescopului. Dovedind calitati de copil-minune, Tycho Brache a intrat la Universitatea din Copenhaga la doar 13 ani, pentru a studia politica, dar s-a reorientat spre astronomie dupa ce a vazut prima eclipsa de Soare, la 14 ani. Pe o insula din apropierea orasului Copenhaga, daruita tatalui sau vitreg de regele Frederick al II-lea, Tycho Brache, care a mai mostenit si o avere impresionanta, a construit in 1580 propriul observator astronomic (valoarea sa ar depasi astazi 1,5 milioane de dolari). Inca inainte de terminarea observatorului, in anul 1572, Tycho Brache observa o supernova – o stea variabila, a carei stralucire este egala cu cea a unui intreg sistem solar. Era a treia supernova observata vreodata dupa cele observate in China in 1006 si in Japonia in 1054. In 1577 Tycho determina, prin masuratori exacte, ca traiectoria unei comete este o elipsa si nu un cerc, asa cum sustinea Aristotel. Dupa aceasta descoperire, Tycho afirma: “Acum imi este cat se poate de limpede ca nu exista nici o sfera solida in cer”, punand la indoiala teorii care supravietuisera de secole. Cu toate acestea, Tycho nu a acceptat ideea lui Copernic, ca Pamantul se roteste in jurul Soarelui, pentru ca spunea el “daca ar fi fost asa as fi simtit-o”. A acceptat doar ideea ca celelalte planete orbiteaza in jurul Soarelui si a sugerat ideea ca Soarele efectueaza o miscare de revolutie in jurul Pamantului, pastrand astfel ideea universului geocentric traditional. Mai tarziu, pe baza observatiilor sale, Tycho Brache a determinat precesia echinoctiilor la 51’’ pe an, cu lichidarea definitiva a “trepidatiei”. Tot el a mai determinat cu precizie inclinarea eclipticii la 23º31’ si miscarea anuala a perigeului Soarelui la 45’’ (in loc de 61’’). Catalogul sau cuprindea pozitiile precise a 777 stele, cu o eroare mai mica de 1’. In 1599 Tycho Brache s-a intalnit cu Johannes Kepler a carui prima carte, publicata in 1596 o citise. Dupa moartea lui Tycho Brache, Kepler a preluat de la acesta, pe langa nenumaratele date rezultate din observatiile sale, si functia de matematician imperial.

cu cuburile semiaxelor mari”. Kepler considera aceasta ultima lege ca pe o dovada puternica a supremei armonii si a perfectiunii Universului. Ulterior s-a dovedit ca legile lui Kepler nu se aplica doar planetelor ci tuturor corpurilor ceresti. Pentru cele trei legi de miscare ale planetelor, Kepler a fost supranumit “legiuitorul cerului”. Spre deosebire de greci, Kepler n-a facut nici o incercare sa explice de ce se misca planetele, ci doar cum, banuind doar ca Soarele exercita un fel de atractie magnetica care mentine planetele in miscare orbitala in jurul sau. La descrierea miscarii planetelor el s-a folosit doar de matematica si de observatii astronomice, desi cunostea lucrarea despre magnetism a medicului si fizicianului englez William Gilbert (1544 – 1603), publicata in anul 1601. Putem spune ca, prin descoperirile sale, Kepler a pregatit terenul pentru cei care l-au urmat in secolul al XVII–lea.

5. Bazele astronomiei moderne

In secolele XVII si XVIII se pun de fapt bazele astronomiei moderne, prin contributiile majore ale celor doi titani ai revolutiei stiintifice: Galileo Galilei si Isaac Newton.

Prima luneta refractoare simpla a fost construita de un fabricant de ochelari, olandezul Hans Lippershey, in anul 1608, pentru a vedea detaliile de pe corabiile aflate in largul marii. Luneta refractoare foloseste o lentila de sticla pentru a forma imaginea in focar. Lentila este convexa iar puterea unei astfel de lunete de a aduna razele de lumina este proportionala cu marimea obiectivului. Lentilele refractoare sunt afectate de aberatiile cromatice care consta in focalizarea in focare diferite a fiecarei culori din spectrul luminii albe, deoarece fiecare culoare are propriul sau unghi de refractie. Aberatia cromatica face ca imaginea unei stele sau planete sa fie inconjurata de cercuri de diferite culori.

Galileo Galilei mai observa petele solare si le interpreteaza corect, determinand si perioada de rotatie a Soarelui. Toate aceste observatii facute cu ajutorul telescopului l-au convins pe Galilei de corectitudinea modelului heliocentric imaginat de Copernic. In anul 1610 Galilei si-a publicat observatiile in lucrarea “Sidereus nuncius” (“Mesagerul stelelor”), castigand in notorietate: este numit filozof si mare matematician al marelui duce al Toscaniei, Cosimo al II-lea de Medici. Ideile si scrierile sale au fost considerate ofensatoare la adresa religiei astfel ca in 1616 Sfantul Oficiu al Bisericii de la Roma i-a interzis in mod expres lui Galilei sa-si propage ideile sau sa le apere in scris. Mai tarziu, cand Biserica a cautat sa rescrie lucrarile lui Copernic pentru a le adapta la teologia curenta, Galilei s-a oferit sa faca el insusi acest lucru.

celebra expresie: “E pur si muove !” (Si totusi (Pamantul) se misca !). Galilei nu a fost inchis niciodata, dar marea sa carte a fost interzisa pana in 1835; abia in 1992 papa a declarat ca Galilei nu s-a inselat! Galilei insusi a exprimat rolul sau de pionierat astfel: “am deschis drumul spre aceasta stiinta vasta si de cea mai buna calitate, pentru care opera mea nu reprezinta decat inceputul, oferind cai si mijloace cu ajutorul carora alte minti, mai agere decat a mea, vor explora cotloanele cele mai indepartate”. Galilei a murit pe 8 ianuarie 1642, in aceeasi perioada in care se stingea marea Renastere italiana dar si in acelasi an in care, un alt mare om de stiinta, Isaac Newton, se nastea in Anglia.

Isaac Newton s-a nascut la 25 decembrie 1642 intr-o ferma din satul Woolsthorpe din Lincolshire, Anglia. Intre 1660 – 1665 a absolvit cursurile Universitatii Cambridge, fara sa dea semne deosebite de inteligenta. In timpul marii ciume bubonice, timp de aproape optsprezece luni, Newton s-a retras la ferma, punand bazele calculului infinitezimal. Tot la ferma din Lincolshire Newton a observat un mar cazand pe pamant si s-a intrebat daca nu cumva forta care atrage marul spre Pamant era aceeasi cu cea care mentine Luna pe orbita. Aceasta idee contravenea teoriei lui Aristotel care sustinea ca pe Pamant si in cosmos functioneaza doua seturi de legi diferite. In aceeasi perioada de izolare fortata, Newton descopera ca o prisma poate descompune lumina alba in componentele sale si ca tot o prisma le poate recompune. In 1667 Newton revine la Universitatea din Cambridge, unde va incepe sa predea matematica din 1669. In 1672, Newton a fost admis ca membru al Societatii Regale (Royal Society), infiintata in 1662 .

matematic pentru analiza fenomenelor naturale, in special a miscarii Lunii, planetelor si cometelor. Mecanica newtoniana, acceptata si in prezent, are la baza principiul inertiei (legea I, un corp aflat in repaus sau in miscare uniforma pastreaza aceasta stare atat timp cat asupra sa nu actioneaza forte externe), proportionalitatea fortei cu acceleratia (F=m*a, legea a II-a) si egalitatea actiunii si a reactiunii (legea a III-a, pentru fiecare actiune exista o reactiune egala si de sens contrar, principiu capital in functionarea rachetelor moderne). Legea atractiei universale a stat la baza descoperirii celei de a treia legi a lui Kepler. Pe baza acestei lucrari fundamentale se va constitui o noua ramura a astronomiei, mecanica cereasca. In 1689, Newton a devenit membru al Parlamentului, in 1699 a devenit directorul Monetariei, iar in 1703 a fost ales presedinte al Societatii Regale, post pe care l-a detinut pana la moartea sa, in 1727. In anul 1705 a primit rangul de cavaler din partea reginei Anne. Isaac Newton a fost, fara indoiala, unul din cei mai mari oameni de stiinta ai tuturor timpurilor, despre care Albert Einstein, marele savant al secolului XX, afirma: “In aceeasi persoana el a combinat experimentatorul, teoreticianul, mecanicul si, nu in ultimul rand, un artist al expunerii. El se inalta in fata noastra puternic, sigur si singur: bucuria creatiei si precizia minutioasa sunt evidente in fiecare cuvant si in fiecare cifra”. Constient de valoarea propriilor descoperiri, Isaac Newton afirmase cu modestia caracteristica marilor personalitati:

”Daca am vazut mai departe, e pentru ca m-am ridicat pe umerii unor giganti”

Bibliografie

1. Ovidiu Dramba – Istoria culturii si civilizatiei, vol. 2, Editura stiintifica si enciclopedica, Bucuresti, 1985.

2. Ray Spangenburg, Diane K.Moser – Istoria stiintei, de la grecii antici la revolutia stiintifica, vol.1 si 2, Editura Lider, Bucuresti, 2003.

Dictionarul enciclopedic, vol.1 si 2, Editura enciclopedica, Bucuresti, 1993.