Teoria geocentryczna

Teoria geocentryczna, głosiła, że Ziemia jest centrum Wszechświata. Wszystkie natomiast planety i Słońce krąży wokół naszego globu. Jednak teoria ta nie były jedyną teorią dotyczącą położenia naszej planety we Wszechświecie, Niektóre z nich były całkiem blisko prawdy. Na przykład w przypadku teorii głoszonej w Indiach, Ziemia jest pewnego rodzaju pyłkiem znajdującym się w niemożliwym do ogarnięcia dziele Bogów i że takich podobnych pyłków jest więcej. Były także teorie bliskie prawdy, tak jak teoria powstała w Grecji, wysnuta przez Arystarcha z Samos i zakładająca, że nie Ziemia a Słońce jest centrum Wszechświata. Jednak były to tylko słabe głosy zagłuszane przez zwolenników teorii geocentralizmu. Tak więc przez bardzo długi czas, cała ludzkość żyła w przekonaniu iż nasza planeta jest centralnym punktem kosmosu. Pogląd ten był tak mocno zakorzeniony, że model ten był ciągle udoskonalany, tak że jego finalna postać była praktycznie doskonała. Przyczynił się ku temu pewien Aleksandryjczyk - Ptolomeusz, który praktykował w II wieku naszej ery sztukę astronomii. Opracował on swoje dzieło, które stało się swoistą biblią ówczesnej astronomii, a które tłumaczyło ruch planet i Słońca po nieboskłonie. Dzieło to składało się z 13 ksiąg i zawierało kompletny wykład potwierdzony matematycznymi wzorami i dowodami, opisujący ruch planet. Ptolomeusz nazwał swe dzieło "Matematyczny zbiór":

Jednak nazwa z biegiem czasu ewoluowała, aż w końcu odpowiadała łacińskiej "Almagest", której używa się do dziś.

Według teorii opisanej w Almageście, każda planeta poruszała się po tak zwanym epicyklu. Epicykl ten miał kształt koła o środku, który także się poruszał po większym kole tzw. deferencie. Deferent ten miał swój środek w punkcie gdzie znajdowała się Ziemia. W ten sposób ruch punktu na epicyklu, poruszającym się po deferencie wyznaczał tor ruchu planety wokół Ziemi. Samo pojęcie epicyklu zostało już wcześniej wprowadzone przez Apoloniusza z Pergii, który użył go w swoich pracach związanych z geometrią. W astronomii epicykl pojawił się natomiast dzięki Hipparchowi w połowie II wieku.

Jak już wiemy dzisiaj model ten oczywiście był błędny i faktycznie zaczął on stwarzać problemy ówczesnym astronomom. Próbowano sobie radzić z pojawiającymi się nieścisłościami poprzez wprowadzanie tzw. epicykli wyższego rzędu, czyli kolejnych epicykli poruszających się po głównej epicykli. Wprowadzając coraz więcej takich epicykli astronomowie w zadowalający sposób radzili sobie ze sprzecznościami w swoich obserwacjach.

A jak wyglądał układ słoneczny według Ptolomeusza? Otóż wyjaśnia to poniższy rysunek:

Jak widać, według Ptolomeusza, dolna granica deferentu Jowisza stykała się z epicyklem Marsa. Z kolei górna granica deferentu Jowisza była styczna do epicyklu Saturna. Widać także z tego rysunku, iż Słońce nie porusza się po żadnym epicyklu, oraz co ciekawe, promienie epicykli Saturna, Jowisza i Marsa są równoległe do linii łączącej Ziemię i Słońce, na której z kolei leżą środki epicykli Merkurego i Wenus.

Obliczenia Ptolomeusza co do wzajemnej odległości ciał niebieskich, ogólnie się nie zgadzały z rzeczywistymi wartościami. W przypadku odległości Merkurego od Ziemi, obliczona przez niego wartość jest 100 razy mniejsza niż wartość rzeczywista. Jednak w przypadku Księżyca, udało mu się całkiem poprawnie, bo na ok. 60 promieni Ziemi, oszacować odległość w jakiej znajduje się od Ziemi. Jednak w pozostałych przypadkach, były to wielkość bardzo zaniżone. Układ słoneczny Ptolomeusza był miejscem bardzo ciasnym.

W poniższej tabeli zebrano wartości odległości poszczególnych obiektów względem Ziemi. Wartości te uszeregowano od największej do najmniejszej.

Ciało niebieskie

Średni promień deferentu - średnia odległość od Ziemi [jako wielokrotność promienia Ziemi]

Saturn

17026

Jowisz

11503

Mars

5040

Słońce

1210

Wenus

623

Merkury

115

Księżyc

48