Las Historias de Heródoto (484 a. C. a 425 a. C.) ofrecen una ventana notable al mundo como era conocida por la astronomía griega antigua a mediados del siglo Va.C. Sin embargo, casi tan interesante como lo que sabían es lo que no sabían. Esto establece la base para los notables avances en su comprensión durante los próximos siglos, simplemente confiando en lo que podrían observar con sus propios ojos.
Heródoto afirmó que África estaba rodeada casi por completo por el mar. ¿Como sabía esto? Cuenta la historia de los marineros fenicios que fueron enviados por el rey Neco II de Egipto (alrededor de 600 a.C.) para navegar alrededor de África continental, en el sentido de las agujas del reloj, comenzando en el Mar Rojo. Esta historia, si es cierta, cuenta la circunnavegación más antigua conocida de África, pero también contiene una visión interesante del conocimiento astronómico del mundo antiguo.
El viaje tomó varios años. Después de redondear el extremo sur de África, y siguiendo un curso hacia el oeste, los marineros observaron que el Sol estaba en su lado derecho, sobre el horizonte norte. Esta observación simplemente no tenía sentido en ese momento porque aún no sabían que la Tierra tiene una forma esférica y que hay un hemisferio sur.
Unos siglos más tarde, se había avanzado mucho. Aristarco de Samos (310 a. C. a 230 a. C.) argumentó que el Sol era el "fuego central" del cosmos y colocó todos los planetas conocidos en su orden correcto de distancia a su alrededor. Esta es la teoría heliocéntrica más antigua conocida del sistema solar.
Desafortunadamente, el texto original en el que hace este argumento se ha perdido en la historia, por lo que no podemos saber con certeza cómo lo resolvió. Aristarco sabía que el Sol era mucho más grande que la Tierra o la Luna, y puede haber supuesto que, por lo tanto, debería tener la posición central en el Sistema Solar.
Sin embargo, es un hallazgo asombroso, especialmente cuando consideras que no fue redescubierto hasta el siglo XVI por Nicolaus Copernicus, quien incluso reconoció a Aristarco durante el desarrollo de su propio trabajo.
Retrato de Nicolás Copérnico. El primer hombre en redescubrir los hallazgos de Aristarco de la astronomía griega antigua. (Museo regional de Toruń / dominio público)
Uno de los libros de Aristarco que sobrevivió es sobre los tamaños y distancias del Sol y la Luna. En este notable tratado, Aristarco presentó los primeros intentos de cálculo conocidos de los tamaños relativos y las distancias al Sol y la Luna.
Durante mucho tiempo se había observado que el sol y la luna parecían tener el mismo tamaño aparente en el cielo, y que el sol estaba más lejos. Se dieron cuenta de esto a partir de eclipses solares, causados por el paso de la luna frente al sol a cierta distancia de la Tierra.
Además, en el instante en que la luna está en el primer o tercer cuarto, Aristarco razonó que el sol, la tierra y la luna formarían un triángulo rectángulo.
Como Pitágoras había determinado cómo se relacionaban las longitudes de los lados del triángulo un par de siglos antes, Aristarco usó el triángulo para estimar que la distancia al sol era entre 18 y 20 veces la distancia a la luna. También calculó que el tamaño de la luna era aproximadamente un tercio del de la Tierra, en base al cuidadoso momento de los eclipses lunares.
Una reproducción del siglo X de un diagrama de Aristarco que muestra parte de la geometría que utilizó en sus cálculos, demostrando los avances realizados en la astronomía griega antigua. (Dominio publico)
Si bien su distancia estimada al Sol era demasiado baja (la proporción real es de 390), debido a la falta de precisión telescópica disponible en ese momento, el valor de la proporción del tamaño de la Tierra a la luna es sorprendentemente preciso (la luna tiene un diámetro 0.27 veces mayor que el de la Tierra).
Hoy, conocemos el tamaño y la distancia a la luna con precisión por una variedad de medios, incluidos telescopios precisos, observaciones de radar y reflectores láser que los astronautas del Apolo dejaron en la superficie.
Eratóstenes (276 a. C. a 195 a. C.) fue bibliotecario jefe de la Gran Biblioteca de Alejandría y un gran experimentador. Entre sus muchos logros estuvo el primer cálculo conocido de la circunferencia de la Tierra. Pitágoras es generalmente considerado como el primer defensor de una Tierra esférica, aunque aparentemente no es de su tamaño. El famoso y sencillo método de Eratóstenes se basaba en medir las diferentes longitudes de sombras proyectadas por postes atrapados verticalmente en el suelo, al mediodía en el solsticio de verano, en diferentes latitudes.
El Sol está lo suficientemente lejos como para que, donde sea que sus rayos lleguen a la Tierra, sean efectivamente paralelos, como lo había demostrado anteriormente Aristarco. Entonces, la diferencia en las sombras demostró cuánto se curvó la superficie de la Tierra. Eratóstenes usó esto para estimar la circunferencia de la Tierra como aproximadamente 40,000 km (24,856 millas). Esto está dentro de un par de por ciento del valor real, según lo establecido por la geodesia moderna (la ciencia de la forma de la Tierra).
Más tarde, otro científico llamado Posidonio (135BC a 51BC) usó un método ligeramente diferente y llegó a casi exactamente la misma respuesta. Posidonio vivió en la isla de Rodas durante gran parte de su vida. Allí observó que la brillante estrella Canopus yacería muy cerca del horizonte. Sin embargo, cuando estaba en Alejandría, en Egipto, notó que Canopus ascendería a unos 7.5 grados sobre el horizonte.
Dado que 7.5 grados es 1/48 de un círculo, multiplicó la distancia de Rodas a Alejandría por 48, y llegó a un valor también de aproximadamente 40,000 km.
La calculadora mecánica superviviente más antigua del mundo es el Mecanismo de Anticitera. El sorprendente dispositivo fue descubierto en un antiguo naufragio frente a la isla griega de Antikythera en 1900.
Este dispositivo, el mecanismo de Anticitera, se considera la computadora más antigua del mundo. A través de una serie de engranajes, se utilizó para predecir posiciones astronómicas y eclipses con fines calendáricos y astrológicos. (Turistas de fin de semana / CC BY 2.0)
El dispositivo ahora está fragmentado por el paso del tiempo, pero cuando está intacto, habría aparecido como una caja que alberga docenas de ruedas dentadas de bronce finamente mecanizadas. Cuando se gira manualmente mediante una manija, la distancia de los engranajes marca en el exterior mostrando las fases de la luna, el momento de los eclipses lunares y las posiciones de los cinco planetas conocidos (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) en diferentes épocas del año. Esto incluso explica su movimiento retrógrado, un cambio ilusorio en el movimiento de los planetas a través del cielo.
No sabemos quién lo construyó, pero data de algún momento entre los siglos III y I a.C., e incluso puede haber sido obra de Arquímedes. La tecnología de engranajes con la sofisticación del Mecanismo de Anticitera no se volvió a ver en mil años.
Lamentablemente, la gran mayoría de estos trabajos se perdieron en la historia y nuestro despertar científico se retrasó por milenios. Como una herramienta para introducir la medición científica, las técnicas de Eratóstenes son relativamente fáciles de realizar y no requieren equipo especial, lo que permite que aquellos que recién comienzan su interés en la ciencia entiendan, experimenten y, en última instancia, sigan los pasos de algunos de los primeros científicos.
Uno puede especular dónde podría estar nuestra civilización ahora si esta ciencia antigua hubiera continuado sin cesar.
Imagen de portada: La astronomía griega antigua ha desconcertado a los expertos durante siglos: ¿cómo sabían lo que sabían hace tanto tiempo? Estos cuatro descubrimientos personifican esto. En la imagen: vista de la Tierra, la Luna y el Sol desde los elementos espaciales (imagen original de la NASA). Fuente: vovan/ Adobe stock
El artículo "Cuatro descubrimientos de la astronomía griega antigua que aún desconciertan a los expertos" de Gareth Dorain e Ian Whittaker se publicó originalmente como "Cuatro descubrimientos astronómicos sorprendentes de la antigua Grecia" en The Conversation y se ha vuelto a publicar bajo una licencia Creative Commons.