Astronomia in Evul Mediu - Contributii arabe, Contributii europene, Renasterea in astronomie

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 19319xvz75vlf5p

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. vl319x9175vllf

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.