ΙΣΤΟΡΙΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ

ΟΥΡΑΝΙΟΙ ΧΑΡΤΕΣ
   Ο Έλληνας μαθηματικός Εύδοξος ίσως το 350 π.Χ. περίπου, σχεδίασε έναν καλύτερο χάρτη της Γης από εκείνον που είχε συντάξει ο Εκαταίος  και ήταν ο πρώτος που προσπάθησε να σχεδιάσει έναν αστρικό χάρτη.
Η χαρτογράφηση του ουρανού είναι πιο δύσκολη από την χαρτογράφηση της Γης. Στην Γη υπάρχουν ορόσημα: ακτές, ποταμοί, οροσειρές κ.λ.π. Στον ουρανό υπάρχουν μόνο άστρα. 
Η λογική λύση σε αυτό το πρόβλημα ήταν η δημιουργία ορόσημων. Έτσι ο Εύδοξος χάραξε μια σειρά φανταστικών γραμμών που εκκινούσαν από τον πολικό αστέρα και εκτείνονταν προς όλες τις κατευθύνσεις• και μια δεύτερη σειρά φανταστικών γραμμών που έτεμναν τις προηγούμενες σε ορθή γωνία. Οι γραμμές που αποκλίνουν από τον πολικό αστέρα είναι αυτές που σήμερα ονομάζουμε ουράνιο μήκος, ενώ οι γραμμές που σχηματίζουν ορθή γωνία με τις πρώτες είναι το ουράνιο πλάτος. Με τον τρόπο αυτό ο Εύδοξος μπορούσε να εντοπίσει με ακρίβεια τις θέσεις των άστρων πάνω στον ουρανό.        
ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΗΣ ΣΕΛΗΝΗΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ
   Είναι εύκολο να σχηματίσει κανείς την εντύπωση ότι τα ουράνια σώματα έχουν ασήμαντο μέγεθος σε σχέση με την τεράστια Γη. Εξάλλου, τα άστρα δεν είναι παρά φωτεινά στίγματα στον ουράνιο θόλο, ο οποίος μοιάζει να βρίσκεται λίγο πάνω από τα όρη της Γης. Ο Ήλιος και η Σελήνη έχουν σφαιρικό σχήμα, αλλά το μέγεθός τους φαίνεται επίσης μικρό. Αν κάποιος υποστήριζε το αντίθετο, σίγουρα θα τον θεωρούσαν ανόητο ή τρελό.
Έτσι, όταν ο Έλληνας φιλόσοφος Αναξαγόρας (περίπου 500-428 π.Χ.) υποστήριξε ότι ο Ήλιος είναι ένας βράχος που έχει το μέγεθος της νότιας Ελλάδας προκάλεσε την φρίκη των Αθηναίων συντηρητικών, που τον κατηγόρησαν ότι είναι άθεος, τον δίκασαν και τον εξόρισαν.
Από τότε είχαν περάσει δύο αιώνες και ο ελληνικός κόσμος είχε επεκταθεί σε τεράστιο βαθμό. Οι ορίζοντές του είχαν διευρυνθεί και οι τολμηρές σκέψεις δεν προκαλούσαν πλέον τόσο μεγάλη αναταραχή. Ο Έλληνας αστρονόμος Αρίσταρχος (περίπου 270 π.Χ.) ήταν ο πρώτος που προσπάθησε να προσδιορίσει το μέγεθος των ουράνιων σωμάτων.
Γύρω στο 280 π.Χ. πρόσεξε το μέγεθος της σκιάς που ρίχνει η Γη πάνω στην Σελήνη και, ακολουθώντας μια σωστή σειρά μαθηματικών συλλογισμών, υπολόγισε ότι η Σελήνη είναι ένα ουράνιο σώμα με διάμετρο το ένα τρίτο της διαμέτρου της Γης. Το αποτέλεσμα στο οποίο κατέληξε είναι λίγο μεγαλύτερο από το πραγματικό, επειδή δεν είχε τα απαραίτητα όργανα για να μετρήσει σωστά την σκιά.
Ο Αρίσταρχος προσπάθησε επίσης να προσδιορίσει το σχετικό μέγεθος της Σελήνης και του Ηλίου χρησιμοποιώντας τριγωνομετρικές μεθόδους. Παρατήρησε πως όταν η Σελήνη είναι φωτισμένη κατά το ήμισυ, τότε σχηματίζει, μαζί με τον Ήλιο και την Γη, ένα ορθογώνιο τρίγωνο. Συνεπώς, αν μετρηθούν οι γωνίες, είναι δυνατόν να υπολογισθούν οι λόγοι των πλευρών του τριγώνου. Οι μαθηματικοί συλλογισμοί του Αριστάρχου ήταν σωστοί, αλλά έπεσε και πάλι θύμα της έλλειψης οργάνων που θα του επέτρεπαν να κάνει τις μετρήσεις του με την απαιτούμενη ακρίβεια. Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η απόσταση Ηλίου-Γης είναι είκοσι φορές μεγαλύτερη από την απόσταση Σελήνης-Γης, επομένως ο Ήλιος πρέπει να έχει διάμετρο επταπλάσια της Γης. Αυτή η τιμή είναι πολύ μικρότερη από την πραγματική. Ωστόσο, ο Αρίσταρχος ήταν ο πρώτος που κατέδειξε, με επιστημονικούς συλλογισμούς, ότι τα ουράνια σώματα είναι αντικείμενα με μέγεθος συγκρίσιμο με το μέγεθος της Γης.
Το γεγονός ότι ο Αρίσταρχος θεωρούσε τον Ήλιο πολύ μεγαλύτερο από την Γη είναι πιθανόν να τον οδήγησε στην θεωρία ότι ο Ήλιος, και όχι η Γη, είναι το κέντρο του Σύμπαντος και ότι οι διάφοροι πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης της Γης, περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο. Δεν είχε καμιά ένδειξη για την ορθότητα της θεωρίας του, η οποία δεν έπεισε κανέναν. Ακόμη και αν ο Ήλιος ήταν ένα τεράστιο ουράνιο σώμα, τον θεωρούσαν μια άυλη πύρινη σφαίρα, με αποτέλεσμα να φαίνεται γελοία η ιδέα ότι η σταθερή, βαριά Γη μπορεί να περιφέρεται γύρω του.

300 π.Χ.
ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΗΛΙΔΕΣ
   Οι ηλιακές κηλίδες ήταν ένα φαινόμενο γνωστό στους αρχαιότερους μελετητές του ουρανού. Ο Θεόφραστος ο Αθηναίος το 300 π.Χ. δήλωνε ότι είχε ήδη εντοπίσει πάνω στον ηλιακό δίσκο τις κηλίδες, την ίδια εποχή περίπου που τις εντόπιζε και ο Κινέζος αστρονόμος Kan Te. Ειδικότερα, από το 28 π.Χ., με τον Ma Twan Lin, μέχρι το 1638 μ.Χ., οι Κινέζοι αστρονόμοι κατέγραψαν την ύπαρξη εκατόν δώδεκα εκρήξεων ηλιακών κηλίδων.


240 π.Χ.
ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΗΣ ΓΗΣ
   Αν και ήταν γνωστό ότι η Γη είναι σφαιρική, παρέμενε το ερώτημα του μεγέθους αυτής της σφαίρας. Οπωσδήποτε έπρεπε να είναι τεράστια, αφού κανένας ταξιδιώτης δεν είχε κάνει ποτέ τον γύρο της.
Ωστόσο, ένας Έλληνας μαθηματικός, ο Ερατοσθένης (περίπου 276- 194 π.Χ.), που εργαζόταν στην Αλεξάνδρεια, επινόησε έναν τρόπο να μετρήσει την περίμετρο της Γης χωρίς να φύγει καν από την Αίγυπτο. Ο Ερατοσθένης είχε πληροφορηθεί ότι την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου, ο Ήλιος δεν έριχνε καθόλου σκιά στην πόλη της Συήνης (το σημερινό Ασουάν), η οποία βρισκόταν σε μεγάλη απόσταση νότια της Αλεξάνδρειας. Αυτό σήμαινε ότι εκείνη την στιγμή ο Ήλιος βρισκόταν ακριβώς πάνω από την Συήνη. Την ίδια στιγμή, όμως, στην Αλεξάνδρεια ο Ήλιος απείχε 7 μοίρες από το ζενίθ. Αυτή η διαφορά έπρεπε να οφείλεται στο γεγονός ότι η επιφάνεια της Γης καμπυλωνόταν ανάμεσα στην Συήνη και την Αλεξάνδρεια. Αφού ο Ερατοσθένης γνώριζε την απόσταση Συήνης-Αλεξάνδρειας, μπορούσε να υπολογίσει με μαθηματικό τρόπο πόση απόσταση θα έπρεπε να καλυφθεί, με την καμπύλωση της Γης προσδιορισμένη ανάμεσα στην Συήνη και την Αλεξάνδρεια, ώστε να διαγραφεί ένας πλήρης κύκλος, να σχηματισθεί δηλαδή η περιφέρεια της Γης.
Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η περίμετρος της Γης έχει μήκος 40.255 χιλιόμετρα. Το αποτέλεσμά του ήταν σωστό.
Ωστόσο, οι αρχαίοι θεώρησαν αυτό τον αριθμό πολύ μεγάλο και προτιμούσαν να δέχονται έναν μικρότερο.

                                                     
 150 π.Χ.
Η ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΣΕΛΗΝΗΣ
   Στην αστρονομία είναι απαραίτητο να εργάζεται κανείς με γωνίες. Είναι αδύνατον να μετρηθεί με το μέτρο η απόσταση ανάμεσα σε δύο ουράνια σώματα. Το μόνο που μπορεί να μετρηθεί είναι η γωνία που πρέπει να στρέψει κανείς το κεφάλι του όταν κοιτάξει πρώτα το ένα σώμα και μετά το άλλο.
Αν θεωρήσουμε ότι αυτή η γωνία αποτελεί μέρος ενός ορθογώνιου τριγώνου, τότε οι λόγοι των πλευρών του τριγώνου παίρνουν συγκεκριμένες τιμές που εξαρτώνται από το μέγεθος της γωνίας. Οι λόγοι αυτοί ονομάζονται ημίτονο, συνημίτονο και εφαπτομένη και αποτελούν παραδείγματα των λεγόμενων τριγωνομετρικών συναρτήσεων.
Ο Έλληνας αστρονόμος Ίππαρχος (εργάσθηκε στο διάστημα 146-127 π.Χ.), που συνήθως θεωρείται ο μεγαλύτερος αρχαίος αστρονόμος, ήταν ο πρώτος που συνέταξε πίνακες στους οποίους οι γωνίες συσχετίζονται με τους λόγους των πλευρών. Σε έναν τέτοιο πίνακα, αν γνωρίζουμε την γωνία, μπορούμε να βρούμε τον λόγο και αντίστροφα. Γι’ αυτό ο Ίππαρχος θεωρείται συνήθως ο θεμελιωτής της τριγωνομετρίας.
Ο Ίππαρχος χρησιμοποίησε τριγωνομετρικές μεθόδους για να υπολογίσει την απόσταση Γης-Σελήνης. Πρώτα σημείωσε την θέση της Σελήνης σε σχέση με τα άστρα, από διαφορετικές θέσεις πάνω στην Γη. Το έκανε αυτό γιατί, όταν αλλάζει το σημείο παρατήρησης, ένα αντικείμενο που βρίσκεται σχετικά κοντά φαίνεται να αλλάζει θέση σε σχέση με ένα αντικείμενο που βρίσκεται σχετικά μακριά. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται παράλλαξη. Όσο πιο μικρή είναι η μετατόπιση για μια σταθερή αλλαγή θέσης τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση του κοντινού αντικειμένου. Αφού μέτρησε την παράλλαξη της Σελήνης, μπορούσε να προσδιορίσει με τριγωνομετρική μέθοδο την απόστασή της ως συνάρτηση του μεγέθους της Γης. Με τον τρόπο αυτό υπολόγισε ότι η Σελήνη έχει από την Γη απόσταση 30 φορές μεγαλύτερη από την διάμετρο της Γης.
Αν, όπως είχε υπολογίσει ο Ερατοσθένης, η Γη έχει περίμετρο 40.000 χιλιόμετρα, τότε η διάμετρός της πρέπει να είναι 12.800 χιλιόμετρα. Αυτό σημαίνει ότι η Σελήνη απέχει 30 x 12.800 χιλιόμετρα, δηλαδή 384.000 χιλιόμετρα. (Το αποτέλεσμα αυτό πλησιάζει πολύ στην σωστή τιμή). Επρόκειτο για μια τεράστια απόσταση και, επί πλέον, ήταν γνωστό ότι η Σελήνη είναι το κοντινότερο από τα ουράνια σώματα. Ήταν η πρώτη ένδειξη ότι το Σύμπαν είναι πολύ μεγαλύτερο από ότι νόμιζε ο άνθρωπος μέχρι τότε. Όμως, η μέθοδος του Ιππάρχου δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για άλλα ουράνια σώματα. Όσο πιο μακριά βρίσκεται το αντικείμενο τόσο μειώνεται η παράλλαξη• και η Σελήνη είναι το μοναδικό ουράνιο σώμα που βρίσκεται αρκετά κοντά στην Γη ώστε να δίνει παράλλαξη μετρήσιμη με γυμνό μάτι.
Ο Ίππαρχος επεξεργάσθηκε επίσης λεπτομερώς τα μαθηματικά ενός γεωκεντρικού πλανητικού συστήματος.

                                                          
140 π.Χ.
ΓΕΩΚΕΝΤΡΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ
   Ο Κλαύδιος Πτολεμαίος (2ος αιώνας) ήταν ο τελευταίος σημαντικός αστρονόμος της αρχαιότητας. Έγραψε μια σύνοψη της αρχαίας αστρονομίας, που αργότερα οι Άραβες την ονόμασαν Άλμαγεστ ή Αλμαγέστη, που σημαίνει «Η μεγίστη», αντλώντας κυρίως από τα έργα του Ιππάρχου. Σύμφωνα με το σύστημα του Πτολεμαίου, η Γη είναι το κέντρο του Σύμπαντος και όλοι οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από αυτήν σε κυκλικές τροχιές. Για να εξηγήσει τις ορατές κινήσεις των πλανητών, ο Πτολεμαίος αναγκάσθηκε να καταφύγει σε εξαιρετικά περίπλοκους συνδυασμούς κυκλικών κινήσεων. Παρ’ όλα αυτά, βρήκε ορισμένες μαθηματικές μεθόδους που του επέτρεπαν να προβλέπει τις πλανητικές κινήσεις. Οι μέθοδοι αυτοί θεωρήθηκαν επαρκείς από τους συγχρόνους του αλλά και από τις μετέπειτα γενιές επί δεκατέσσερις αιώνες. (Το κύριο όργανο που χρησιμοποιούσε ο Πτολεμαίος ήταν ο αστρολάβος, μια συσκευή που επέτρεπε τον προσδιορισμό του ουράνιου πλάτους των σωμάτων. Είχε εφευρεθεί δύο αιώνες παλαιότερα και θεωρείται το αρχαιότερο επιστημονικό όργανο).


1054 μ.Χ.
Ο ΥΠΕΡΚΑΙΝΟΦΑΝΗΣ ΤΟΥ ΤΑΥΡΟΥ
   Όπως αναφέρουν τα Χρονικά της Σινίκης, ο υπερκαινοφανής του Ταύρου, ανέλαμψε στις 4 Ιουλίου του 1054 μ.Χ. και παρατηρήθηκε από τον Κινέζο αστρονόμο Γιανγκ Βέι Τεκ, που τον ονόμασε «επισκέπτη αστέρα» και έλαμπε περισσότερο από την Αφροδίτη. Ο Κινέζος αστρονόμος έγραφε χαρακτηριστικά: «Τον πέμπτο μήνα του πρώτου χρόνου της βασιλείας του Τσι Χο, παρατήρησα το πρωί την εμφάνιση του επισκέπτη αστέρα σε μικρή απόσταση από τα άστρα Τιέν Κουέν». Τα άστρα Τιέν Κουέν αποτελούν τμήμα του διεθνώς αναγνωρισμένου αστερισμού του Ταύρου.
Η φαινόμενη λαμπρότητα του φαίνεται ότι ήταν τέτοια, ώστε ήταν ορατός ακόμα και τη μέρα επί 23 συνεχείς ημέρες μετά την ανάλαμψή του και εύκολα αντιληπτός τη νύχτα μέχρι τις 17 Απριλίου του 1056 μ.Χ., οπότε έπαψε να είναι ορατός με γυμνό μάτι.
Έξι αιώνες αργότερα το 1731, παρατηρήθηκε στη θέση του «επισκέπτη αστέρα» ένα νεφέλωμα εκπομπής, από τον ερασιτέχνη αστρονόμο Brevis και ξανά-παρατηρήθηκε το 1844 από τον λόρδο Rosse, που το ονόμασε νεφέλωμα του Καρκίνου επειδή έχει το σχήμα καβουριού (καρκίνου). To 1942 οι αστρονόμοι Mayall και Oort κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το Νεφέλωμα Καρκίνος δεν ήταν παρά το υπόλειμμα της έκρηξης του υπερκαινοφανούς που είχε αναφερθεί στα Χρονικά της Σινίκης. Αξίζει να σημειωθεί πως στο κέντρο του παραπάνω νεφελώματος, που έχει διάμετρο 10 έτη φωτός, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά με τηλεσκόπιο ένας πάλσαρ με πυκνότητα ασύγκριτα μεγαλύτερη της γήινης και ακτίνα μόλις 10 Km.


476 - 1453
Ο ΜΕΣΑΙΩΝΑΣ                 
   Οι τεχνολογικές πρόοδοι συνεχίστηκαν και κατά τον Μεσαίωνα. ωστόσο, το φως της καθαρής επιστημονικής έρευνας είχε γίνει πολύ θαμπό, ιδίως κατά τους πέντε πρώτους αιώνες αυτής της μακράς περιόδου που αναφέρεται συχνά ως Μεσαίωνας. Ήταν μια εποχή έντονα θεολογική, που σημαδευόταν από την αμφιγνωμία σχετικά με τις επιστήμες, όταν τα επιστημονικά πορίσματα φαινόταν ότι έρχονταν σε σύγκρουση με τις θρησκευτικές διδασκαλίες. Η αναζωογόνηση του ενδιαφέροντος για τη θεωρητική επιστήμη, προς το τέλος της περιόδου αυτής, εξασθένησε γρήγορα, όταν ενέσκηψε ο Μαύρος Θάνατος, μια τρομακτική επιδημία βουβωνικής πανώλης.