Η αρχαία ελληνική αστρονομία: από τον Θαλή στον Πτολεμαίο

Πολύ πριν από τα τηλεσκόπια, οι Έλληνες κοίταζαν ψηλά τη νύχτα και αναρωτιούνταν πώς λειτουργεί ο ουρανός. Για το αστέρι είχαν τις λέξεις ἀστήρ και ἄστρον· σήμερα οι Έλληνες λένε αστέρι ή άστρο. Τα περισσότερα αστέρια κρατούν τη θέση τους καθώς γυρίζει ο ουρανός, αλλά μερικά κινούνται ανάμεσα στα άλλα. Ο Ξενοφώντας τα ονομάζει πλάνητες ἀστέρες, «περιπλανώμενα άστρα», και από αυτή την ιδέα βγαίνει η λέξη πλανήτης.

Ο ουρανός ήταν και χρήσιμος. Το αγροτικό ποίημα του Ησιόδου, τα Έργα και Ημέρες, λέει ότι το άστρο Αρκτούρος ανατέλλει περίπου εξήντα ημέρες μετά το χειμερινό ηλιοστάσιο, και συμβουλεύει τους γεωργούς να κλαδεύουν τότε τα αμπέλια τους.

Η μελέτη των άστρων είχε ήδη όνομα τον 5ο αιώνα π.Χ., ἀστρονομία. Στην κωμωδία του Αριστοφάνη Νεφέλες, ένας μαθητής δείχνει κάποια αντικείμενα στο σχολείο του και λέει ότι αυτό είναι η αστρονομία. Οι Έλληνες δεν ξεκίνησαν από το μηδέν: Βαβυλώνιοι παρατηρητές είχαν κρατήσει αρχεία πριν από αυτούς, και μεταγενέστεροι Έλληνες αστρονόμοι, όπως ο Ίππαρχος, τα χρησιμοποίησαν.

Το πρώτο διάσημο όνομα είναι ο Θαλής ο Μιλήσιος. Ο Ηρόδοτος (1.74) λέει ότι προανήγγειλε στους Ίωνες το έτος κατά το οποίο η μέρα έγινε ξαφνικά νύχτα, στη διάρκεια μιας μάχης ανάμεσα σε Λυδούς και Μήδους. Οι σύγχρονοι μελετητές το συνδέουν με την ηλιακή έκλειψη της 28ης Μαΐου 585 π.Χ. Το πώς μπορούσε να το γνωρίζει ο Θαλής είναι άλλο ζήτημα: ο Ότο Νόιγκεμπαουερ υποστήριξε ότι δεν υπήρχε κύκλος για τις ηλιακές εκλείψεις σε έναν συγκεκριμένο τόπο, και ίσως ήταν μια εικασία. Κανένα κείμενό του δεν σώζεται.

Ο Αναξίμανδρος, επίσης από τη Μίλητο, φανταζόταν τη Γη σαν κύλινδρο που κρέμεται στο μέσο του ουρανού. Τον 5ο αιώνα π.Χ. ο Αναξαγόρας, που έζησε στην Αθήνα, λέγεται ότι εξήγησε πως η Σελήνη λάμπει με το φως του Ήλιου, και αποκάλεσε τον Ήλιο πυρακτωμένη πέτρα. Στην Απολογία του Πλάτωνα (26δ) ο Σωκράτης λέει ότι η ιδέα πως ο Ήλιος είναι πέτρα και η Σελήνη γη ανήκει στον Αναξαγόρα. Αρχαίοι συγγραφείς αναφέρουν ότι κατηγορήθηκε για ασέβεια· οι προτεινόμενες χρονολογίες κυμαίνονται από το 450 ως το 430 π.Χ.

Τον 4ο αιώνα π.Χ. ο Αριστοτέλης υποστήριξε στο έργο του Περί ουρανού (2.14) ότι η Γη είναι σφαίρα. Η σκιά της πάνω στη Σελήνη, κατά τη διάρκεια της έκλειψης, έχει καμπύλη άκρη, και ένα μικρό ταξίδι προς τον νότο φέρνει στο βλέμμα άστρα που δεν φαίνονται βορειότερα. Αργότερα, ο Ερατοσθένης υπολόγισε μάλιστα το μέγεθος της Γης.

Ο Εύδοξος ο Κνίδιος, τον 4ο αιώνα π.Χ., εξήγησε την περιπλάνηση των πλανητών με περιστρεφόμενες σφαίρες που έχουν κέντρο τη Γη. Δεν ξέρουμε αν τις θεωρούσε πραγματικές· ο Αριστοτέλης, κατά τη συνηθισμένη άποψη, τις θεώρησε πραγματικές, αν και ορισμένοι μελετητές διαφωνούν. Ο Αρίσταρχος ο Σάμιος (περ. 310–230 π.Χ.) έκανε μια πιο τολμηρή πρόταση. Ο Αρχιμήδης, στον Ψαμμίτη, αναφέρει την υπόθεσή του ότι η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο. Λίγοι τη δέχτηκαν. Το μοναδικό βιβλίο του Αρίσταρχου που σώζεται υπολογίζει ότι ο Ήλιος απέχει περίπου 20 φορές περισσότερο από τη Σελήνη· ο πραγματικός αριθμός είναι περίπου 400.

Ο Ίππαρχος, που γεννήθηκε στη Νίκαια, έκανε παρατηρήσεις στη Ρόδο το 127 και το 126 π.Χ. Σύγκρινε τα στοιχεία του με παλαιότερα, ανάμεσά τους και βαβυλωνιακά, και ανακάλυψε την αργή μετατόπιση που ονομάζουμε μετάπτωση. Πιθανότατα έφτιαξε τον πρώτο πίνακα χορδών, μια πρώιμη μορφή τριγωνομετρίας, καθώς και έναν κατάλογο άστρων, ίσως περίπου 850. Σώζεται μόνο ένα έργο του, γι’ αυτό τον γνωρίζουμε κυρίως μέσα από τον Πτολεμαίο.

Ο Πτολεμαίος έκανε παρατηρήσεις στην Αλεξάνδρεια ανάμεσα στο 127 και το 141 μ.Χ. Το μεγάλο του βιβλίο έβαλε τη Γη στο κέντρο και χρησιμοποίησε επικύκλους, δηλαδή κύκλους πάνω σε κύκλους, για να προβλέπει τις θέσεις του Ήλιου, της Σελήνης και των πλανητών. Καταγράφει 1.022 άστρα σε 48 αστερισμούς, και οι ιστορικοί συζητούν ακόμη πόσα πήρε από τον Ίππαρχο. Ο ελληνικός τίτλος του σήμαινε «Μαθηματική Σύνταξη», αλλά μέσα από το αραβικό al-majisti έγινε η Αλμαγέστη. Ο Κοπέρνικος δημοσίευσε το ηλιοκεντρικό του σύστημα το 1543, και η Αλμαγέστη αντικαταστάθηκε μόνο περίπου έναν αιώνα αργότερα.

Πολλές από αυτές τις λέξεις ζουν σήμερα. Η έκλειψη βγαίνει από το ἔκλειψις, που σήμαινε και την εγκατάλειψη. Ο κόσμος σήμαινε αρχικά την τάξη και το στόλισμα· σήμερα σημαίνει τον κόσμο ως σύμπαν, αλλά και απλώς τους ανθρώπους: «το ξέρει όλος ο κόσμος». Ο κομήτης είναι το «μακρυμάλλικο» άστρο, από την ουρά του. Το ζώδιο, από το ζῴδιον, «μικρή μορφή», μας δίνει την ερώτηση «Τι ζώδιο είσαι;». Η Σελήνη λέγεται σελήνη στην επιστήμη, αλλά στην καθημερινή γλώσσα λέμε φεγγάρι, άλλη λέξη, από το φέγγος, το «φεγγαρόφωτο». Η ἀστρολογία σήμαινε κάποτε αστρονομία· σήμερα οι δύο λέξεις ξεχωρίζουν.

Και ο Γαλαξίας; Ο Άρατος, ποιητής του 3ου αιώνα π.Χ., τον ονομάζει Γάλα (Φαινόμενα 476). Ο Αριστοτέλης αναφέρει ότι ο Αναξαγόρας και ο Δημόκριτος τον θεωρούσαν φως ορισμένων άστρων, και απέρριψε την άποψή τους. Το 1610, το τηλεσκόπιο του Γαλιλαίου έδειξε ότι είναι μια μάζα αμέτρητων άστρων, και στη δεκαετία του 1920 ο Έντουιν Χαμπλ έδειξε ότι το σύμπαν εκτείνεται πολύ πέρα από αυτόν.