Astronomía de la antigua Grecia

Las principales características de la cosmología griega arcaica son compartidas con las de la cosmología del antiguo Cercano Oriente . Estas incluyen una Tierra ( plana ), un Cielo (firmamento) donde se ubican el Sol, la Luna y las estrellas, un océano exterior que rodea el reino humano habitado y el inframundo ( Tártaro ), los tres primeros de los cuales correspondían a los dioses Urano , Gea y Océano (o Ponto ). ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Tales de Mileto fue una figura clave de la escuela jónica de filosofía griega. En la historiografía moderna, también se le suele atribuir el inicio de la tradición de la ciencia griega , aunque otros han cuestionado esta atribución. ^{[ 7 ]} Al igual que sus predecesores, como Hesíodo y Homero , Tales aceptaba que la Tierra era plana y descansaba sobre un océano primordial e infinito. También propuso, de manera notable, que el universo estaba compuesto fundamentalmente de agua. ^{[ 8 ]} Los sucesores más famosos de la tradición iniciada por Tales fueron Platón y Aristóteles ; si bien gran parte del pensamiento continuó basándose en la intuición, el legado perdurable de esta obra fue que ofreció explicaciones no sobrenaturales para el funcionamiento normal del universo; las matemáticas (especialmente la geometría ) se desarrollaron y aplicaron significativamente a los problemas que se abordaron; y se creía que la observación podía descartar posibles explicaciones sobre cómo funcionaba el mundo. ^{[ 9 ]}

Anaximandro , discípulo de Tales y otro miembro destacado de la escuela jónica, se percató de que el cielo del norte parecía girar alrededor de la Estrella Polar , lo que lo llevó al concepto de una esfera celeste alrededor de la Tierra. Y, dado que el cielo parecía variar con la latitud, también consideró que la superficie terrestre podría ser curva. Sin embargo, erróneamente creyó que la Tierra era un cilindro en lugar de una esfera. La noción de una Tierra esférica fue aceptada por primera vez por los pitagóricos , pero esto se debió a razones filosóficas más que científicas: la esfera se consideraba una figura perfectamente geométrica. ^{[ 10 ]}

Según Ptolomeo en su Almagesto (1.2), la astronomía griega se basaba en los siguientes supuestos (o hipótesis en la terminología griega): ^{[ 11 ]}

• Los cielos son esféricos
• La esfera celeste gira
• La Tierra es esférica.
• La Tierra es el centro del cosmos.
• "La Tierra, en tamaño y distancia, tiene la proporción de un punto con respecto a la esfera de las estrellas fijas."
• La Tierra es inmóvil

El primer libro del Almagesto incluía un capítulo dedicado a la defensa de cada una de estas suposiciones y a la refutación de posiciones alternativas, utilizando tanto la filosofía como la observación astronómica. ^{[ 12 ]}

El término «planeta» proviene del término griego πλανήτης ( planētēs ), que significa «errante», ya que los antiguos astrónomos observaron cómo ciertos puntos de luz se movían por el cielo en relación con las demás estrellas (que parecen fijas). Cinco planetas pueden verse a simple vista: Mercurio , Venus , Marte , Júpiter y Saturno , cuyos nombres griegos son Hermes, Afrodita, Ares, Zeus y Cronos. ^{[ 13 ]} Los primeros astrónomos griegos pensaban que las apariciones vespertinas y matutinas de Venus representaban dos objetos diferentes, llamándolo Héspero («estrella vespertina») cuando aparecía en el cielo occidental vespertino y Fósforo («portador de luz») cuando aparecía en el cielo oriental matutino. Finalmente, llegaron a reconocer que ambos objetos eran el mismo planeta. El mérito de este descubrimiento se atribuye indistintamente a Pitágoras o a Parménides . ^{[ 14 ]}

Generalmente se considera que Eudoxo estandarizó los nombres de las constelaciones. La descripción más antigua que se conserva de las constelaciones, los Fenómenos de Arato (270 a. C.), es la fuente principal de su obra sobre este tema. Los libros séptimo y octavo del Almagesto constituirían un catálogo estelar con los nombres, posiciones y magnitudes de más de mil estrellas que Ptolomeo clasificó según la tradición de 48 constelaciones. Las más importantes de estas fueron las doce constelaciones que definen el zodíaco . ^{[ 15 ]}

Aristarco también escribió un libro titulado Sobre los tamaños y distancias del Sol y la Luna , que es su única obra que ha sobrevivido. En este trabajo, calculó los tamaños del Sol y la Luna, así como sus distancias a la Tierra en términos de radios terrestres . Poco después, Eratóstenes calculó el tamaño de la Tierra, proporcionando un valor para los radios terrestres de 252 000 estadios , que puede ser equivalente a 39 690 kilómetros, bastante cercano a la cifra real de 40 120 kilómetros. ^{[ 16 ]} Hiparco escribió otro libro sobre los tamaños y distancias del Sol y la Luna , que no ha sobrevivido. Tanto Aristarco como Hiparco subestimaron drásticamente la distancia del Sol a la Tierra. ^{[ 17 ]}

El geocentrismo , la idea de que la Tierra estaba en el centro del Sistema Solar (o incluso del cosmos) y que los demás cuerpos celestes, incluidos el Sol, la Luna y los planetas, giraban a su alrededor, fue dominante en la antigua Grecia y en los sistemas cosmográficos antiguos en general. Sin embargo, surgieron varias alternativas en algún momento. Por ejemplo, el sistema astronómico pitagórico , propuesto por Filolao en el siglo V a. C., planteaba la existencia de un "Fuego Central" invisible (que no debe confundirse con el Sol) alrededor del cual giraban todos los demás cuerpos del cosmos. ^{[ 18 ]} Heráclides Póntico postuló un sistema geoheliocéntrico, donde el Sol giraba alrededor de la Tierra, pero todos los demás cuerpos giraban alrededor del Sol. ^{[ 19 ]} Finalmente, en el siglo III a. C., Aristarco de Samos (a veces llamado el "antiguo Copérnico " ^{[ 20 ]} ) fue la primera y única figura premoderna en proponer un modelo verdaderamente heliocéntrico del Sistema Solar , colocando al Sol, no a la Tierra, en el centro del universo. ^{[ 21 ]}

Apolonio de Perga ( c. 240 a. C. – c. 190 a. C. ) respondió a los problemas de las teorías astronómicas anteriores, especialmente la de Eudoxo, mediante la formulación de la teoría de las excéntricas y los epiciclos (y sus deferentes). Esta teoría fue desarrollada posteriormente por Hiparco en el siglo II a. C. y, más tarde, por Ptolomeo en el siglo II d. C. Este modelo permitió explicar los cambios en la distancia entre la Tierra y otros cuerpos celestes. ^{[ 29 ]} Sin embargo, si bien a menudo se atribuye a Apolonio el desarrollo de esta teoría, algunos consideran que la evidencia al respecto es débil. Cierta evidencia podría vincular a un autor anterior, Arquímedes , con el conocimiento de los epiciclos y las excéntricas, y el mecanismo de Anticitera también parece presuponer excéntricas y epiciclos en la forma en que realiza los cálculos. ^{[ 30 ]} 

Hiparco fue una figura importante de la astronomía griega en el siglo II a. C. Compiló un catálogo estelar , según Plinio el Viejo observó una nova (estrella nueva) y descubrió la precesión de los equinoccios . Parece haber tenido información sustancial sobre los astrónomos babilonios ; no existen indicios de tal conocimiento de la astronomía babilónica en autores griegos anteriores. ^{[ 31 ]} Se desconoce cómo tuvo acceso a esta información ^{[ 32 ]} y es probable que el conocimiento de la astronomía babilónica entre los sucesores de Hiparco en épocas posteriores, como Ptolomeo, dependiera de Hiparco para su información. ^{[ 33 ]} Las observaciones de Hiparco le permitieron descubrir que el año tropical era ligeramente inferior a 365,25 días, mientras que el año sideral era ligeramente superior a 365,25 días. Ahora se sabe que Hiparco tenía razón, aunque no está claro cómo lo descubrió. ^{[ 34 ]}

Claudio Ptolomeo fue un matemático que trabajó en la ciudad de Alejandría, en el Egipto romano, durante el siglo II d. C., estudiando en profundidad la forma y el movimiento de la Tierra y otros cuerpos celestes. Su obra más importante fue el Almagesto (también conocido como Composición Matemática ), y compuso otras obras como las Hipótesis , el Tetrabiblos , las Tablas Prácticas , la Inscripción Canóbica y otras obras menores. ^{[ 35 ]}

El Almagesto es uno de los libros más influyentes en la historia de la astronomía occidental. El Almagesto fue una serie monumental de 13 libros que incluían aproximadamente un cuarto de millón de palabras en griego y que ofrecía un tratamiento exhaustivo de la astronomía hasta su época, incorporando teoremas, modelos y observaciones de muchos matemáticos anteriores. ^{[ 36 ]} Los temas cubiertos por los 13 libros son los siguientes: ^{[ 37 ]}

• El libro 1 explica los presupuestos y las herramientas con las que trabaja.
• El libro 2 ofrece los resultados básicos a los que se puede llegar con la astronomía esférica.
• El libro 3 presenta una teoría sobre el Sol.
• El libro 4 ofrece un tratamiento equivalente para la Luna.
• El libro 5 trata de las nuevas complicaciones que surgen al aplicar la teoría de Ptolomeo a la Luna, en contraposición al caso más sencillo del Sol.
• El libro 6 combina la teoría del Sol y la Luna para elaborar una teoría que predice los eclipses.
• Los libros 7 y 8 parten de cero; exponen la teoría y la práctica al trabajar con estrellas fijas y concluyen con un catálogo de 1.022 estrellas.
• Los libros del 9 al 13 están dedicados a los cinco planetas visibles (y, por lo tanto, en aquel momento, los cinco conocidos ).
• El libro 9 expone un enfoque general para todos los planetas, seguido de la teoría para Mercurio .
• El libro 10 trata sobre Venus y Marte .
• El libro 11 trata sobre Júpiter y Saturno .
• El libro 12 trata sobre el fenómeno de la retrogradación y otras características del movimiento planetario.
• El libro 13 trata sobre las desviaciones de los planetas respecto a la eclíptica.

Los griegos intentaron explicar cómo un modelo podría explicar los movimientos irregulares de los cuerpos celestes. Dado que la Luna y otros objetos parecen cambiar de tamaño según el momento de la observación, se entendió que la distancia de la Tierra a otros cuerpos celestes variaba, y que un simple movimiento circular de otro cuerpo alrededor de la Tierra, como en la teoría homocéntrica de Eudoxo, no podía explicar este fenómeno. Ptolomeo aceptó y desarrolló la noción de excéntricas y epiciclos para explicarlo. La excéntrica se basa en la suposición de que el observador no se encuentra en el centro de rotación. Por lo tanto, si la Tierra no estuviera, por ejemplo, en el centro de su rotación, la Luna parecería tener un movimiento no uniforme desde la perspectiva terrestre: cuando la Luna pasara más cerca de la Tierra, su movimiento parecería más rápido y se vería más grande (porque estaría más cerca); de lo contrario, parecería más lenta y más pequeña. La noción de epiciclo implicaba la existencia de un círculo de rotación alrededor de la Tierra, pero rechazando la idea de que el cuerpo en rotación se ubicara sobre dicho círculo. En cambio, se colocaría un círculo de rotación más pequeño sobre el círculo mayor que gira alrededor de la Tierra, y este círculo menor se denomina deferente. El cuerpo gira alrededor del círculo del deferente, mientras que el deferente en su conjunto gira alrededor de la Tierra. Esto también permitiría a un observador desde la Tierra observar un movimiento irregular en parte del cuerpo astral. ^{[ 38 ]}

Las excéntricas y los epiciclos son las dos herramientas principales de la astronomía ptolemaica, y Ptolomeo demostró que ambas estaban estrechamente relacionadas. En el caso del Sol, Ptolomeo comprendió que su movimiento podía predecirse mediante una excéntrica o un epiciclo. ^{[ 39 ]} Una vez que se incorporaron al modelo otros cuerpos celestes además del Sol, como los planetas, este se volvió más complejo. Los modelos para Júpiter, Saturno y Marte incluían el centro del círculo, el punto ecuante, el epiciclo y un observador terrestre para dar perspectiva. El descubrimiento de este modelo fue que el centro de los epiciclos de Mercurio y Venus siempre debe ser colineal con el Sol. Esto asegura la elongación limitada. ^{[ 40 ]} La elongación limitada es la distancia angular de los cuerpos celestes al centro del universo. El modelo del cosmos de Ptolomeo y sus estudios le otorgaron un lugar importante en la historia del desarrollo de la ciencia moderna. En el sistema ptolemaico, la Tierra se encontraba en el centro del universo, con la Luna, el Sol y cinco planetas orbitándola. El círculo de estrellas fijas marcaba la esfera más externa del universo, y más allá se extendía el reino filosófico del «éter». La Tierra estaba en el centro exacto del cosmos. La esfera que contiene la Luna se describe como el límite entre el mundo sublunar, corruptible y cambiante, y los Cielos, incorruptibles e inmutables, situados sobre él. ^{[ 41 ]}

La astronomía ptolemaica se convirtió en el sistema estándar de la astronomía medieval europea occidental e islámica hasta que fue desplazada por los sistemas Maraghan , heliocéntrico y Tychónico en el siglo XVI.

El primer análisis crítico del Almagesto lo realizó Artemidoro a finales del siglo II o principios del III, aunque su comprensión era limitada. En el siglo IV, Papo de Alejandría y Teón de Alejandría compusieron comentarios o tratados sobre secciones del Almagesto. ^{[ 42 ]} Sin embargo, estas obras solo buscaban comprender el Almagesto, en lugar de mejorarlo o ampliarlo. Esto cambió en el siglo V con el filósofo neoplatónico Proclo . Su exposición del Almagesto demostró, a diferencia de sus predecesores, un conocimiento detallado de los aspectos técnicos de la obra de Ptolomeo. Si bien Proclo criticó algunos elementos del Almagesto, como su sugerencia de la existencia de epiciclos, él y los futuros neoplatónicos creían que la astronomía era esencial para la teología y continuaron leyendo las obras de Ptolomeo. Entre los discípulos y sucesores de Proclo que continuaron trabajando en la tradición del Almagesto se encuentran Hilario de Antioquía y Marino. En el siglo VI se elaboró ​​un comentario exhaustivo, aunque poco estudiado, sobre el Almagesto. Para los historiadores, resulta de interés la gran cantidad de escolios añadidos a sus márgenes y entre columnas por escribas que copiaron el texto en siglos posteriores, los cuales profundizan en el análisis del Almagesto. Sin embargo, se desconoce la identidad del autor del comentario original, ya que muchos candidatos plausibles, estudiados en la astronomía de Ptolomeo, vivieron en esta época, como Eutocio de Ascalón y Juan Filopono . ^{[ 43 ]}

Se sabe que varios tratados astrológicos grecorromanos también fueron importados a la India durante los primeros siglos de nuestra era. El Yavanajataka ("Dichos de los griegos") fue traducido del griego al sánscrito por Yavanesvara durante el siglo II, bajo el patrocinio del rey saka sátrapa occidental Rudradaman I. La capital de Rudradaman en Ujjain "se convirtió en el Greenwich de los astrónomos indios y el Arin de los tratados astronómicos árabes y latinos; pues fue él y sus sucesores quienes fomentaron la introducción de la horoscopia y la astronomía griegas en la India". ^{[ 44 ]}

Más tarde, en el siglo VI, la Romaka Siddhanta ("Doctrina de los romanos") y la Paulisa Siddhanta (a veces atribuida como la "Doctrina de Pablo " o en general la Doctrina de Paulisa muni) fueron consideradas como dos de los cinco principales tratados astrológicos, que fueron compilados por Varahamihira en su Pañca-siddhāntikā ("Cinco tratados"). ^{[ 45 ]}

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