Kada je posmatrač iz kamenog doba podigao pogled ka tamnom, zvezdanom svodu iznad sebe, nije video samo nasumične svetleće tačke na crnom platnu. Vidio je divovsku, živu zagonetku koja je u isto vreme izazivala i strahopoštovanje i duboku radoznalost. Nebo je za drevnog čoveka bilo i sat i kalendar i hram i kompas. Taj presudni trenutak u kojem je čovek primetio da se nebeske svetiljke ne kreću haotično, već po strogo utvrđenom, cikličnom ritmu koji se ponavlja iz godine u godinu, označava pravi početak ljudske civilizacije i rađanje najstarije od svih prirodnih nauka — astronomije.
Istorija astronomije nije samo suva hronologija otkrića, proračuna i tehničkih izuma. Ona je pre svega uzbudljiva, višemilenijumska epska priča o tome kako je ljudski um, zarobljen na površini jedne sićušne planete, uspeo da dešifruje geometriju i fiziku beskraja. U ovom prvom delu našeg feljtona krećemo na obimno putovanje kroz prve tri epohe te priče: od zagonetnih pećinskih crteža i monumentalnih megalita, preko pedantnih glinenih tablica Babilona i sunčanih hramova Egipta, pa sve do zlatnog doba starogrčke filozofije i Ptolomejevog grandioznog koji je vladao ljudskim umovima više od hiljadu i po godina.
Da bismo razumeli zašto je astronomija imala tako centralnu ulogu u razvoju ljudskog društva, moramo se vratiti u vreme pre električnog osvetljenja. U svetu bez veštačke svetlosti, noćno nebo nije bilo sporedna pozadina; ono je bilo dominantan vizuelni doživljaj. Zvezde su bile prisutne, jasne i moćne. Razumevanje njihovog kretanja pružalo je prve odgovore na večita pitanja: gde se nalazimo, koliko je sati, kada će doći zima i kako bezbedno preći pustinju ili otvoreno more.
1. Drevno nebo: Praistorijski kalendari i megalitske opservatorije
Pre nastanka pisma ljudi su pažljivo posmatrali promene na nebu. Na kostima, rogovima i kljovama iz gornjeg paleolita sa lokaliteta u Evropi i Africi pronađeni su nizovi ureza. Pojedini istraživači smatraju da su neki od njih možda služili za praćenje Mesečevih mena, čiji ciklus traje oko 29,5 dana. Međutim, za većinu tih predmeta ne postoji opšteprihvaćeno tumačenje: isti tragovi mogli su imati i druge namene.
Mikroskopska analiza pojedinih predmeta može pokazati da urezi nisu nastali u jednom trenutku, ali sama po sebi ne dokazuje da svaki znak beleži jedan dan ili jednu Mesečevu fazu. Ideja o praistorijskim lunarnim kalendarima zato je zanimljiva istraživačka hipoteza, a ne utvrđena činjenica. Ako su neke zajednice zaista pratile Mesečeve mene, to im je moglo pomoći u planiranju aktivnosti i merenju kraćih vremenskih razmaka.
U pećini Lasko u jugozapadnoj Francuskoj, među poznatim paleolitskim slikama životinja, nalaze se i grupe tačaka. Jedno tumačenje povezuje tačke iznad bika sa Plejadama, a samog bika sa sazvežđem Bika. Pojedini autori povezivali su i druge figure sa Letnjim trouglom, koji na današnjem nebu čine , Deneb i Altair. To su domišljate, ali sporne interpretacije: nema dovoljno nezavisnih dokaza da su slikari zaista nameravali da naprave kartu zvezda. Slike zato ne treba predstavljati kao potvrđen najstariji zvezdani katalog.
Presekom u neolit (mlađe kameno doba), kada ljudske zajednice pređu sa lovačkog načina života na zemljoradnju i stočarstvo pre oko 10.000 godina, poznavanje solarnog kalendara postaje uslov svih uslova. Setva, žetva i skladištenje hrane zahtevali su apsolutno precizno određivanje ciklusa godišnjih doba. Bilo je neophodno tačno znati kada nastupaju letnji i zimski (dugodnevica i kratkodnevnica) i prolećna i jesenska . Ljudi neolita više nisu gradili samo skromna skloništa; oni su uložili gigantski rad u podizanje monumentalnih kamenih i drvenih opservatorija.
Jedan od najstarijih i najpreciznijih neolitskih objekata jeste kružni rov u Goseku u Nemačkoj, sagrađen oko 4900. godine pre nove ere. Ova struktura prečnika 75 metara sastojala se od koncentričnih rovova i drvenih palisada sa trojim vratima. Dvoja vrata bila su usmerena sa matematičkom preciznošću ka mestima na horizontu gde Sunce izlazi i zalazi na dan zimskog (21. decembar). Tog najkraćeg dne u godini, Sunčevi zraci prolazili su kroz kapije i osvetljavali centralno svetilište, označavajući pobedu svetlosti nad tamom i početak novog solarnog ciklusa.
Još stariji primer otkriven je na lokalitetu Voren Fild u Škotskoj, gde je pronađen niz od 12 jama napravljenih pre čak 10.000 godina (u mezolitu). Ove jame formiraju zakrivljenu liniju koja prati Mesečeve faze tokom godine, ali sa ugrađenom korekcijom prema solarnom useku u planinskom horizontu gde Sunce izlazi na zimski . Ovo je najstariji poznati lunarno-solarni kalendarski sistem na planeti koji se automatski rebalansirao svake zime.
Kruna neolitskog i bronzanodobnog nebeskog inženjerstva jeste svakako Stounhendž na Solsberijskoj ravnici u Engleskoj, građen i preoblikovan u fazama od 3000. do 1500. godine pre nove ere. Gigantski megatonski blokovi peščara (sarseni) i manje 'plavi kamenje' dovučeni iz stotinama kilometara udaljenih majdana postavljeni su u kružnu formaciju sa centralnom osom prolaza usmerenom tačno prema mestu gde Sunce izlazi na dan letnjeg (najdužeg dana u godini).
Kada dođe jutro letnjeg , prvi zrak Sunca izroni iznad takozvanog Petnog kamena (Heel Stone) i obasja oltarski kamen u samom središtu spomenika, dok posmatrač prisustvuje savršenom spoju arhitekture, astronomije i duhovnosti. Astronom Džerald Hokins je šezdesetih godina 20. veka pomoću računarskih simulacija dokazao da Stounhendž nije služio samo za obeležavanje , već da raspored njegovih 56 takozvanih Obrijevih rupa omogućava tačno predviđanje Mesečevih ciklusa i opasnih sezona pomračenja Sunca i Meseca.
Iz srednje Evrope bronzanog doba dolazi nam jedan od najlepših i najdragocenijih astronomska artefakata ikada pronađenih — . Otkriven u Nemačkoj 1999. godine i datiran na oko 1600. godinu pre nove ere, ovaj bronzani disk prečnika 30 centimetara i mase oko 2 kilograma sa inkrustacijama od čistog zlata predstavlja najstariji slikoviti prikaz kosmosa u istoriji čovečanstva.
Na tamnozelenoj patiniranoj površini diska nalaze se zlatni prikazi Sunca (ili punog Meseca), srpa mladog Meseca, 30 pojedinačnih zvezda među kojima se jasno izdvaja zbijena grupa od sedam zvezda koja predstavlja Plejade, kao i dva bočna zlatna luka. Zanimljivo je da bočni lukovi zaklapaju ugao od tačno 82 stepena — što precizno odgovara ugaonom rasponu na horizontu između tačaka izlaska i zalaska Sunca od zimskog do letnjeg na geografskoj širini centralne Nemačke gde je disk pronađen!
2. Mesopotamija i Egipat: Matematika zvezda i nebeski kalendari
Dok su u zapadnoj i srednjoj Evropi cvetale megalitske i bronzane kulture bez pisanih arhivskih svedočanstava, u dolinama velikih reka Tigra, Eufrata i Nila rađale su se prve pismene civilizacije. Sa pojavom pisma, astronomija doživljava svoju prvu veliku transformaciju: prelazi iz usmenog predanja i kamenih međaša u pedantno vođene tekstualne arhive, matematičke tablice i državne kalendare.
Drevni Vavilonci u Mesopotamiji (na prostoru današnjeg Iraka) bili su prvi sistematski knjigovođe nebeskih pojava. Od 2000. godine pre nove ere, u senkama svojih visokih stepenastih hramova — zigurata — babilonski sveštenici-astronomi svakonoćno su posmatrali i na glinenim tablicama klinastim pismom beležili položaje planeta, Sunca i Meseca. Čuvena serija glinenih tablica pod nazivom Enuma Anu Enlil obuhvata preko 70 tablica sa desetinama hiljada astromskih posmatranja i proročanstava sakupljanih kroz više od hiljadu godina!
Vavilonci su uočili da se Sunce, Mesec i svih pet golim okom vidljivih planeta (Merkur, Venera, Mars, Jupiter i Saturn) uvek kreću duž uske trake na nebu koju su nazvali zodijak (zvezdani put). Oko 500. godine pre nove ere, oni su podelili ten zodijački pojas na 12 jednakih delova od po 30 lučnih stepeni i svakom delu dodelili ime po najistaknutijem sazviježđu koje se u njemu nalazilo (Bik, Blizanci, Rak, Lav, Devica, Vaga, Škorpija, Strelac, Jarac, Vodolija, Ribe, Ovan). Ta sazviježđa i njihove granice i danas čine osnovu astronomskih karata i istorije neba, mada danas, zbog promene ose rotacije naše planete i kretanja nebeskih tela, zapravo postoji 13 sazvežđa u zoni zodijačkog pojasa.
Jedan od najvećih intelektualnih doprinosa Vavilonaca bio je razvoj šezdesetinskog brojevnog sistema (sa bazom 60). Za razliku od našeg dekadnog sistema (sa bazom 10), broj 60 je izuzetno deljiv — bez ostatka se deli sa 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 i 30. Ovo je znatno olakšalo računanje sa razlomcima pri merenju uglova i vremena. Upravo od Vavilonaca smo nasledili konvenciju da se pun krug deli na 360 stepeni, jedan stepen na 60 lučnih minuta, a jedan minut na 60 lučnih sekundi. Takođe, podela sata na 60 minuta i minuta na 60 sekundi direktan je poklon vavilonske astronomije savremenom svetu.
Dugotrajno i pedantno beleženje astronomskih podataka omogućilo je Vaviloncima da otkriju duboke skrivene cikluse u kretanju nebeskih tela. Najpoznatije među njima jeste otkriće Sarosovog ciklusa. Vavilonci su primetili da se nakon perioda od 223 sinodička meseca (što iznosi tačno 18 godina, 11 dana i 8 sati), Sunce, Zemlja i Mesec vraćaju u gotovo identičan međusobni geometrijski položaj. Kao posledica toga, svako pomračenje Sunca ili Meseca se ponavlja u gotovo identičnom obliku i trajanju nakon jednog Saros perioda. Ovo je bio prvi fantastičan trijumf matematičke prognoze u prirodnim naukama.
Sa druge strane Sredozemlja, u dolini reke Nil, drevni Egipćani su razvili astronomiju koja je bila izuzetno praktična i usmerena na održanje poljoprivrede i državne administracije. Zivot u Egiptu u potpunosti je zavisio od godišnjeg izlivanja reke Nil, koja je natapala pustinjske obale i ostavljala za sobom sloj plodnog crnog mulja. Egipatski astronomi su uočili da se izlivanje Nila svake godine poklapa sa jednim preciznim nebeskim događajem — helijakinim izlaskom zvezde Sirijus (egipatski Sopdet).
Helijakini izlazak zvezde jeste trenutak kada se ta zvezda prvi put pojavi na istočnom horizontu neposredno pre izlaska Sunca, nakon što je mesecima bila nevidljiva zbog Sunčeve blještavosti. Kada bi se Sirijus pojavio u jutarnjem svitu iznad horizonta, Egipćani su znali da poplava stiže za nekoliko dana. Na osnovu ovog posmatranja, oni su kreirali solarni kalendar od 365 dana, podeljen na 12 meseci od po 30 dana, uz dodatak od 5 prazničnih dana na kraju godine. Ovaj egipatski građanski kalendar bio je daleko jednostavniji i stabilniji od složenih lunarnih kalendara i kasnije je poslužio kao osnova za Julijansku i Gregorijansku reformu kalendara.
Egipćani su bili i neprevaziđeni majstori nebeske orijentacije arhitektonskih objekata. Drevne piramide u Gizi, podignute oko 2500. godine pre nove ere, pokazuju zapanjujuću astronomsku poravnatost sa stranama sveta. Stranice Velike Kufuove (Keopsove) piramide usmerene su prema pravom geografskom severu, jugu, istoku i zapadu sa greškom manjom od 4 lučna minuta (što je manje od jedne desetine jednog stepena!).
Ovu nevjerovatnu preciznost egipatski graditelji su postigli posmatranjem cirkumpolarnih zvezda — zvezda koje kruže blizu nebeskog pola i nikada ne zalaze ispod horizonta (Egipćani su ih nazivali 'Neuništivim zvezdama'). Koristeći jednostavan vizuelni instrument merket (visak sa prorezom), oni su određivali liniju sever-jug presecanjem putanje zvezde Alpha Draconis (Tuban), koja se u to vreme nalazila vrlo blizu severnog nebeskog pola.
3. Starogrčki preokret: Od mitologije do geometrije i prirodne filozofije
Iako su Vavilonci i Egipćani prikupili neprocenjivo blago posmatračkih podataka i stvorili funkcionalne kalendare, njihovo shvatanje prirode ostalo je duboko uronjeno u mitologiju i religijski misticizam. Pomračenje Sunca za Vavilonca bilo je opasno upozorenje o gnevu bogova, a nebo je za Egipćanina bilo telo boginje Nut koja se natkriljuje nad zemaljskim bogom Gebom. Niti jedni niti drugi nisu postavljali pitanje: od čega je napravljeno nebo i koji to prirodni mehanizam pokreće zvezde?
Veliki intelektualni preokret koji je promenio tok ljudske istorije dogodio se u 6. veku pre nove ere u staroj Grčkoj, u Joniji na zapadnoj obali Male Azije. Grčki mislioci napravili su hrabar skok koji označava rođenje nauke u modernom smislu: umesto da prirodne pojave objašnjavaju voljom, hrovitošću ili gnevom mitoloških bogova, postavili su revolucionarnu hipotezu da je kosmos uređen celina (kosmos na grčkom znači red, ukras, harmonija) kojom vladaju nepromenljivi prirodni zakoni koje ljudski razum može otkriti i opisati geometrijom i logikom.
Prvi među ovim filozofima prirode bio je Tales iz Mileta (oko 624–546. p.n.e.). Tales se sa pravom smatra ocem grčke filozofije i nauke. Bio je matematičar, inženjer i posmatrač. Stari istorijski izvori navode da je Tales uspešno predvideo pomračenje Sunca koje se dogodilo 28. maja 585. godine pre nove ere. To pomračenje je prekinulo krvavu bitku na reci Halis između vojski Liđana i Međana — ratnici su bili toliko prestravljeni iznenadnom tamom usred dana da su odložili oružje i sklopili mir.
Iako je Tales još uvek verovao da je Zemlja ravna ploča koja pluta na beskrajnom okeanu, njegov ključni istorijski doprinos nije bila sama ta hipoteza, već njegov stav da se priroda mora objašnjavati unutrašnjim prirodnim uzrocima, a ne natprirodnim intervencijama Zevsovih munja ili Posejdonovih trozubaca.
Njegov učenik Anaksimandar (oko 610–546. p.n.e.) otišao je korak dalje. Anaksimandar je napravio prvi smeli kosološki model u kojem Zemlja slobodno lebdi u praznom prostoru u centru sveta, bez ikakvog oslonca ili stubova! Tvrdio je da Zemlja ne pada zato što je jednako udaljena od svih granica kosmosa, pa nema razloga da se kreće na bilo koju stranu. Ovo je bio prvi nagoveštaj koncepta gravitacione simetrije i svemira kao otvorenog prostora.
Ubrzo nakon toga, Pitagora sa Samosa (oko 570–495. p.n.e.) i njegova filozofska škola unose u astronomiju matematički misticizam i koncept geometrijske lepote. Pitagorejci su prvi proglasili da je osnova celokupne stvarnosti broj i matematička srazmera. Oni su bili prvi u istoriji koji su predložili da je Zemlja lopta (sfera)!
Pitagora je do ideje o sfernoj Zemlji došao kombinacijom estetskih i posmatračkih razloga. Filozofski, Pitagorejci su smatrali da je sfera najsavršenije od svih geometrijskih tela, jer je potpuno simetrična u svim pravcima. Posmatrački, uočili su da lučni horizont mora uvek izgleda zakrivljeno, da brod koji plovi u daljinu prvo gubi iz vida trup pa tek onda vrh jedra, kao i da senka koju Zemlja baca na Mesec tokom pomračenja uvek ima kružni ivicu, bez obzira na ugao pod kojim Mesec zalazi. Pitagora je takođe uočio da su zvezda Danica i zvezda Večernjača jedno te isto nebesko telo — planeta Venera.
Fascinantnu i iznenađujuće modernu ideju izneo je i Demokrit iz Abdere (oko 460–370. p.n.e.), tvorac atomističke teorije. Demokrit je posmatrao beličastu, magličastu traku Mlečnog puta na vedrom noćnom nebu i izneo tvrdnju da se ta traka sastoji od ogromnog broja izuzetno dalekih i zbijenih zvezda čija se svetlost u našim očima stapa u jedinstven sjaj. Bilo je to zapanjujuće tačno predviđanje koje će tek dve hiljade godina kasnije potvrditi Galileo Galilej svojim teleskopom.
Međutim, filozof čiji je uticaj ubedljivo najjače oblikovao zapadnu astronomiju bio je Aristotel (384–322. p.n.e.), učenik Platonov i učitelj Aleksandra Velikog. Aristotel je stvorio sveobuhvatan fizičko-kosmološki sistem koji je dao logičan, sistematičan i naizgled nepobitan odgovor na sva pitanja o prirodi Svemira.
U Aristotelovoj fizici, kosmos je bio konačan, sferan i strogo podeljen na dve fizikalno potpuno različite oblasti ili sfere:
1. Sublunarna (podmesečeva) sfera: Obuhvata Zemlju i prostor do Mesečeve putanje. Ova sfera izgrađena je od četiri nesavršena, teška i promenljiva elementa — zemlje, vode, vazduha i vatre. U njoj vladaju rađanje, propadanje, promena, nesavršenost i pravolinijsko kretanje koje je uvek ograničeno i ima svoj početak i kraj.
2. Superlunarna (nadmesečeva) sfera: Obuhvata nebo iznad Meseca — planete, Sunce i zvezde. Ova sfera je izgrađena od petog, savršenog elementa — etera (ili kvintecencije). Eter je neuništiv, nepromenljiv, večan i nema masu. Pošto je nebo savršeno i nepromenljivo, jedino prirodno kretanje u njemu jeste ravnomerno kružno kretanje bez početka i bez kraja.
Aristotel je ponudio tri neoboriva fizička dokaza da je Zemlja sferno telo: prvo, senka Zemlje na Mesecu tokom pomračenja uvek je okrugla; drugo, putnik koji putuje na jug vidi zvezde koje se na severu ne vide i vice versa; treće, sva teška tela prirodno padaju ka centru sveta, gomilajući se u oblik sfere. Međutim, Aristotelova zabluda je bila u tome što je Zemlju postavio u nepokretni centar čitavog Svemira, utemeljivši geocentričnu dogmu koja će vladati naukom narednih 15 vekova.
4. Helenistički giganti: Aristarh, Eratosten i Hiparh
Nakon osvajanja Aleksandra Velikog, težište grčkog intelektualnog života seli se iz Atine u Aleksandriju, novopodignutu metropolu na obali Egipta. U Aleksandriji je osnovana čuvena Aleksandrijska biblioteka i Muzej (hram muza), koji su postali prvi svetski naučnoistraživački centar. U ovom helenističkom dobu (od 3. do 1. veka p.n.e.), astronomija doživljava svoj prvi pravi naučni procvat u modernom smislu — spoj teorijske geometrije, izrade mernih instrumenata i sistematskih osmatranja.
Prvi genije ovog doba bio je Aristarh sa Samosa (oko 310–230. p.n.e.), čovek koga sa potpunim pravom nazivaju 'starogrčkim Kopernikom'. Aristarh je bio genijalan geometričar. U svom jedinom sačuvanom spisu O veličinama i udaljenostima Sunca i Meseca, izveo je fantastičan misaoni i geometrijski eksperiment.
Aristarh je uočio da u trenutku kada je Mesec tačno prepolovljen (faza prve ili treće četvrtine), trougao koji formiraju Zemlja, Mesec i Sunce mora imati prav ugao od 90 stepeni kod Meseca. Mjereći ugao između Meseca i Sunca u tom tačnom trenutku na nebu, Aristarh je izračunao da taj ugao iznosi 87 stepeni. Pomoću geometrije zaključio je da je Sunce oko 19 puta udaljenije od Zemlje nego što je to Mesec (stvaran ugao je 89,5 stepeni, a Sunce je zapravo 400 puta udaljenije, jer je antičkim instrumentima bilo nemoguće precizno odrediti tačan trenutak polusečenja Mesečevog diska).
Iako je zbog nesavršenosti instrumenata dobio manju cifru, Aristarhov logički zaključak bio je revolucionaran: izračunavši dimenzije Zemljine senke tokom pomračenja Meseca, shvatio je da je Sunce ogromno telo, po zapremini stotinama puta veće od čitave Zemlje! Aristarh je tada napravio genijalan logički skok: smatrao je potpuno apsurdnim da jedno gigantsko Sunce kruži oko znatno manje Zemlje. Zato je predložio prvi sistem u istoriji!
Aristarh je tvrdio da Sunce i zvezde stoje nepokretne u prostoru, dok Zemlja i ostale planete kruže oko Sunca po kružnim putanjama, pri čemu se Zemlja istovremeno rotira oko svoje sopstvene ose jednom u 24 sata. Nažalost, njegovi savremenici, predvođeni uticajnim filozofima i astronomima poput Hiparha, odbacili su ovu vizionarsku ideju. Glavni prigovor protiv heliocentrizma bio je fizički: ako se Zemlja zaista kreće kroz prostor ogromnom brzinom, zašto to ne osećamo, zašto vetar ne duva neprekidno sa istoka i zašto ne vidimo da se bliže zvezde pomeraju u odnosu na daljnje (paralaktičko pomeranje)? Aristarh je tačno odgovorio da su zvezde nezamislivo daleke i da je toliko sićušna da se ne može videti okom, ali antički svet nije bio spreman da prihvati tako beskrajan kosmos.
Sledeći velikan helenističke nauke bio je Eratosten iz Kirene (oko 276–194. p.n.e.), upravnik Aleksandrijske biblioteke, matematičar, geograf i astronom. Eratosten je izveo jedno od najlepših i najuticajnijih merenja u istoriji nauke — izmerio je obim planete Zemlje koristeći samo jedan običan štap, malo sferne geometrije i duboku ljudsku radoznalost!
Eratosten je pročitao u jednom starom papirusu iz biblioteke da u gradu Sijeni (današnji Asuan u južnom Egiptu), na dan letnjeg (21. juna) u tačno podne, Sunce sija direktno u dno dubokog bunara, što znači da se nalazi tačno u zenitu (iznad glave posmatrača) i da vertikalni stubovi ne bacaju nikakvu senku. Istog tog dana i u isto vreme (u podne na letnji ), Eratosten je u Aleksandriji, koja se nalazila severnije na istom meridijanu, izmerio ugao senke koju baca vertikalni štap (gnomon). Ugao je iznosio 7,2 stepena, što predstavlja tačno jednu pedesetinu punog kruga od 360 stepeni (360 / 7,2 = 50).
Pod pretpostavkom da su Sunčevi zraci koji padaju na Zemlju međusobno paralelni (zbog velike udaljenosti Sunca), Eratosten je zaključio da zakrivljenost Zemljine površine između Sijene i Aleksandrije mora odgovarati tom istom uglu od 7,2 stepena. Znajući da rastojanje između ova dva grada iznosi oko 5.000 stadija (oko 800 kilometara, što su izmerili profesionalni merači koraka — bematisti), Eratosten je jednostavno pomnožio 5.000 sa 50 i dobio da ukupan obim Zemlje iznosi 250.000 stadija!
Eratostenov rezultat bio je izuzetno blizak današnjoj proceni obima Zemlje, ali tačna greška zavisi od toga koliko je bio dug stadij koji je koristio. Ta istorijska mera nije svuda imala istu dužinu, pa se iz sačuvanih podataka ne može sa sigurnošću izvesti jedna precizna procentualna greška. Meridionalni obim Zemlje danas procenjujemo na približno 40.008 kilometara. Važnija od same cifre jeste njegova metoda: iz razlike Sunčevih senki i razdaljine između dva mesta izračunao je veličinu planete.
Hiparh sa Roda (oko 190–120. p.n.e.) bio je jedan od ključnih astronoma antike. Razvio je precizne metode posmatranja i računanja, radio na trigonometriji i sastavio zvezdani katalog sa položajima i sjajem velikog broja zvezda. Nekada mu se pripisivalo izumiteljstvo , ali nastanak tog instrumenta nije pouzdano vezan za jednu osobu.
Da bi opipao i klasifikovao sjaj zvezda, Hiparh je uveo sistem zvezdanih veličina (magnituda) koji uz manje modifikacije koristimo i danas: najsjajnije zvezde na noćnom nebu svrstao je u 1. veličinu, nešto slabije u 2. veličinu, i tako redom sve do najslabijih zvezda jedva vidljivih ljudskom oku koje je označio kao zvezde 6. veličine.
Hiparovo najveće i najimpresivnije otkriće bila je . Poredeći svoja posmatranja zvezde Spika (Alpha Virginis) sa zapisima koje su 150 godina ranije napravili aleksandrijski astronomi Timoharis i Aristil, Hiparh je primetio da su se nebeske koordinate zvezda sistemski pomerile! Shvatio je da se tačke prolećne i jesenske ravnodnevnice polako pomaraju duž zodijaka brzinom od oko 1 stepen po veku (stvarna vrednost je 1 stepen za 72 godine). Ovo pomeranje uzrokovano je laganim kolebanjem Zemljine rotacione ose (poput čigre koja usporava), zbog čega nebeski pol opisuje pun krug na nebu svake 25.772 godine!
5. Ptolomej i Almagest: Vrhunac i kavez geocentričnog sistema
Svo bogato antičko astronomsko znanje akumulirano tokom prethodnih vekova sabrano je, matematički uobličeno i krunisano u radu poslednjeg velikog astronoma antičkog sveta — Klaudija Ptolomeja (oko 100–170. n.e.), koji je živeo i stvarao u Aleksandriji tokom zlatnog doba Rimskog carstva.
Oko 150. godine naše ere, Ptolomej je objavio svoje monumentalno remek-delo u 13 knjiga pod originalnim grčkim nazivom Mathemateke Syntaxis (Matematička rasprava). Kasniji arapski prevodioci bili su toliko zadivljeni obimom i preciznošću ovog dela da su mu dodali arapski odredbeni član 'Al' i grčki pridev 'Megiste' (Najveća), stvorivši naziv Almagest — ime pod kojim je ovo delo ušlo u istoriju svetske nauke.
Ptolomejev cilj u Almagestu bio je izuzetno ambiciozan: stvoriti jedinstven, sveobuhvatan matematički model koji može sa apsolutnom preciznošću predvideti buduće i prošle položaje Sunca, Meseca i svih pet planeta u bilo kom trenutku, uz strogo poštovanje Aristotelovog filozofskog zahteva da se sva kretanja na nebu moraju odvijati po savršenim kružnim putanjama uniformnom brzinom.
Međutim, Ptolomej se suočio sa ogromnim posmatračkim problemom koji je mučio sve antičke astronome — pojavom takozvanog planeta. Kada astronomi sa Zemlje posmatraju kretanje planeta (naročito Marsa, Jupitera i Saturna) u odnosu na pozadinske zvezde, one se obično kreću s leva na desno (od zapada ka istoku). Međutim, u određenim pravilnim vremenskim intervalima, planeta naglo uspori, stane na nebu (stacionarna tačka), krene u suprotnom smeru (od istoka ka zapadu — retrogradno), ponovo stane i zatim nastavi svoje uobičajeno kretanje napred! Tokom te retrogradne petlje, planeta je znatno sjajnija i izgleda bliža Zemlji nego inače.
Da bi objasnio ovo zagonetno kretanje bez napuštanja Aristotelovog aksioma, Ptolomej je razvio i usavršio složenu mašineriju spojenih krugova:
1. Deferent: Veliki zamišljeni vodeći krug čiji se centar nalazi u blizini nepokretne Zemlje.
2. Epicikl: Manji krug čiji se centar kreće po obodu deferenta. Sama planeta se istovremeno kreće po obodu ten manjeg epicikla.
Kada se planeta kreće po spoljašnjoj strani epicikla u istom smeru kao epicikl po deferentu, posmatrač sa Zemlje vidi njeno uobičajeno kretanje napred. Ali kada se planeta na unutrašnjoj strani epicikla kreće u suprotnom smeru (bliže Zemlji), posmatraču sa Zemlje izgleda kao da planeta ide unazad i privremeno pravi retrogradnu petlju, bivajući ujedno i znatno sjajnija! Ovim genijalnim trikom Ptolomej je uspeo da spase model.
Međutim, precizna merenja su pokazala da prosti epicikli nisu dovoljni — brzine planeta i dužine varirale su od ciklusa do ciklusa. Da bi uskladio model sa stvarnim podacima, Ptolomej je morao uvesti dodatne matematičke modifikacije: pomerio je Zemlju malo van geometrijskog centra deferenta (ekscentrični krug) i uveo potpuno novu, apstraktnu geometrijsku tačku nazvanu Ekvant.
Ekvant je bila tačka postavljena nasuprot Zemlji u odnosu na centar deferenta, sa koje je kretanje centra epicikla izgledalo ravnomerno (sa konstantnom ugaonom brzinom), iako ono u stvarnosti nije bilo ravnomerno u odnosu na sam centar krug niti u odnosu na Zemlju!
Uvođenjem ekvanta Ptolomej je zapravo prekršio strogi Aristotelov princip o ravnomernom kružnom kretanju, ali je dobio matematički izuzetno moćan aparat koji je davao zapanjujuće tačna predviđanja za to vreme.
Kao dokaz da su stari Grci stvarali ne samo teorijske već i mehaničke modele Ptolomejeve i Hiparhove astronomije, stoji fantastični . Otkriven 1901. godine u olupini rimske trgovačke galije pored grčkog ostrva Antikitera, ovaj korodirani bronzani uređaj datiran na 1. vek pre nove ere predstavlja najstariji znani analogni računar u istoriji.
Rentgenski snimci i tomografija otkrili su da se u unutrašnjosti ovog mehanizma dimenzija kutije za cipele nalazilo preko 30 precizno isečenih bronzanih zupčanika sa diferencijalnim prenosom. Okretanjem jedne ručice, mehanizam je na prednjim i zadnjim brojčanicima prikazivao položaje Sunca i planetarnih krugova u zodijaku, faze Meseca (pomoću male rotirajuće crno-bele kuglice), Metonski ciklus od 19 godina, Saros ciklus pomračenja, pa čak i kalendar održavanja antičkih Olimpijskih igara! dokazuje da je antička tehnologija bila na pragu prave industrijske i mehaničke revolucije.
6. Regionalni ugao: Kokino i antičko nebo Južnih Slovena
Iako su se glavne pozornice antičke naučne astronomije nalazile u Vavilonu, Aleksandriji, Atini i Rimu, tragovi nebeskih posmatranja i arheoastronomskih spomenika nalaze se i na balkanskim prostorima gde danas žive Južni Sloveni.
Najupečatljiviji i najspektakularniji lokalitet u našem regionu jeste megalitska opservatorija Kokino, koja se nalazi u Severnoj Makedoniji, oko 30 kilometara od Kumanova. Smeštena na vulkanskom brežuljku Tatičev Kamen na nadmorskoj visini od 1.013 metara, Kokino potiče iz bronzanog doba — nastala je oko 1800. godine pre nove ere, što znači da je vršnjakinja Stounhendža i Nebeskog diska iz Nebre!
Američka svemirska agencija NASA je 2005. godine uvrstila Kokino na zvaničnu listu četiri najstarijih i najznačajnijih drevnih opservatorija na svetu, odmah iza Abu Simbela u Egiptu, Stounhendža u Engleskoj i Angkor Vata u Kambodži.
Na lokalitetu Kokino, drevni posmatrači su na dve kamene platforme uklesali posebne kamene markere (ureze) u vulkanskim stenama i četiri kamena trona na kojima su sedeli vladari i sveštenici. Posmatrano sa tronova, Sunce i Mesec su se na određene ključne datume pojavljivali tačno u prorezima urezanim na istočnom horizontu. Preko ovih ureza precizno su markirani letnji i zimski , prolećna i jesenska , kao i složeni ciklusi Mesečevih zastoja (tzv. ekstremni Mesečevi izlasci). Kokino neoborivo dokazuje da je Balkansko poluostrvo u bronzanom dobu imalo izuzetno razvijenu kulturu nebeskih osmatranja i praćenja kalendara.
U novijoj istoriji naših naroda, antičkim nasleđem astronomije najdirljivije i najdublje se bavio naš velikan svetske nauke Milutin Milanković (1879–1958). U svom čuvenom naučno-popularnom delu Kroz vasionu i vekove, pisanom u obliku pisama dragoj prijateljici, Milanković sa jedinstvenim spojem vrhunske naučne tačnosti i pesničke lepote vodi čitaoca kroz istoriju astronomije.
Milanković sa neizmernom toplinom oživljava likove Eratostena, Aristarha i Ptolomeja, vodeći čitaoca u zamišljenu šetnju aleksandrijskim ulicama i hodnicima Aleksandrijske biblioteke. On posebno veliča Eratostenov podvig, ističući da je merenje obima planete Zemlje pomoću običnog štapa i senke u bunaru u Sijeni jedan od najuzvišenijih trijumfa ljudskog uma u istoriji.
Kroz Milankovićevo nadahnuto pero, antička astronomija nije ostala mrtvo slovo na papiru ili suvi istorijski podatak, već je postala živa, inspirativna intelektualna avantura koja i danas nadahnjuje mlade generacije naših gimnazijalaca i istraživača.
Sa Ptolomejem i kasnijim padom Zapadnog rimskog carstva, antičko zlatno doba astronomije se polako završava. Evropa ulazi u rani Srednji vek, a baklju astronomskog znanja i sačuvanih grčkih spisa preuzeće islamski učenjaci u Bagdadu, Kordobi i Kairu. U sledećem, Drugom delu našeg feljtona, pratićemo kako je astronomija preživela Srednji vek, kako je izumljen teleskop i kako su Nikola Kopernik, Tiho Brahe, Johan Kepler i Galileo Galilej srušili Ptolomejev kavez i konačno vratili Sunce u centar našeg sveta!