System ptolemejski to geocentryczny system świata, zgodnie z którym centralne miejsce we Wszechświecie zajmuje planeta Ziemia, która pozostaje nieruchoma. Księżyc, Słońce, wszystkie gwiazdy i planety już gromadzą się wokół niego. Po raz pierwszy została sformułowana w starożytnej Grecji. Stał się podstawą starożytnej i średniowiecznej kosmologii i astronomii. Alternatywą stał się później heliocentryczny system świata, który stał się podstawą dla obecnych kosmologicznych modeli Wszechświata.
Pojawienie się geocentryzmu
System ptolemejski był od wieków uważany za fundamentalny dla wszystkich naukowców. Od czasów starożytnych Ziemia była uważana za centrum wszechświata. Założono, że istnieje oś środkowa Wszechświata, a jakieś wsparcie chroni Ziemię przed upadkiem.
Starożytni ludzie wierzyli, że to jakieś mityczne gigantyczne stworzenie, takie jak słoń, żółw lub kilka wielorybów. Tales z Miletu, którego uważano za ojca filozofii, sugerował, że takim naturalnym oparciem może być sam ocean świata. Niektórzy sugerują, że Ziemia, będąc w centrum kosmosu, nie musi się w nią poruszaćw dowolnym kierunku, po prostu spoczywa w samym centrum wszechświata bez żadnego wsparcia.
System światowy
Klaudiusz Ptolemeusz starał się podać własne wyjaśnienie wszystkich widocznych ruchów planet i innych ciał niebieskich. Głównym problemem było to, że wszystkie obserwacje w tamtym czasie były prowadzone wyłącznie z powierzchni Ziemi, z tego powodu niemożliwe było wiarygodne ustalenie, czy nasza planeta jest w ruchu, czy też nie.
W tym względzie starożytni astronomowie mieli dwie teorie. Według jednego z nich Ziemia znajduje się w centrum wszechświata i pozostaje nieruchoma. W większości teoria opierała się na osobistych wrażeniach i obserwacjach. A według drugiej wersji, opartej wyłącznie na wnioskach spekulacyjnych, Ziemia obraca się wokół własnej osi i porusza się wokół Słońca, które jest centrum całego świata. Fakt ten jednak wyraźnie przeczył dotychczasowym opiniom i poglądom religijnym. Dlatego drugi punkt widzenia nie otrzymał matematycznego uzasadnienia, przez wiele stuleci opinia o bezruchu Ziemi była aprobowana w astronomii.
Procedury astronoma
W księdze Ptolemeusza zatytułowanej „Wielka Konstrukcja” podsumowano i nakreślono główne idee starożytnych astronomów dotyczące budowy Wszechświata. Powszechnie stosowano arabskie tłumaczenie tego dzieła. Znany jest pod nazwą „Almagest”. Ptolemeusz oparł swoją teorię na czterech głównych założeniach.
Ziemia znajduje się bezpośrednio wśrodek Wszechświata i jest nieruchomy, wszystkie ciała niebieskie poruszają się wokół niego po okręgu ze stałą prędkością, czyli równomiernie.
System Ptolemeusza nazywa się geocentrycznym. W uproszczeniu opisuje się to następująco: planety poruszają się po okręgu ze stałą prędkością. We wspólnym centrum wszystkiego znajduje się nieruchoma Ziemia. Księżyc i Słońce krążą wokół Ziemi bez epicykli, ale wzdłuż deferentów, które leżą wewnątrz kuli, a „nieruchome” gwiazdy pozostają na powierzchni.
Codzienny ruch którejkolwiek z gwiazd został wyjaśniony przez Klaudiusza Ptolemeusza jako obrót całego Wszechświata wokół nieruchomej Ziemi.
Ruch planet
Ciekawe, że dla każdej z planet naukowiec wybrał wielkość promieni deferentu i epicyklu, a także prędkość ich ruchu. Można to zrobić tylko pod pewnymi warunkami. Na przykład Ptolemeusz przyjął za pewnik, że centra wszystkich epicykli planet niższych znajdują się w określonym kierunku od Słońca, a promienie epicykli planet wyższych są równoległe.
W rezultacie kierunek do Słońca w systemie Ptolemeusza stał się dominujący. Stwierdzono również, że okresy obrotu odpowiednich planet są równe tym samym okresom gwiezdnym. Wszystko to w teorii Ptolemeusza sprawiło, że system świata zawiera najważniejsze cechy rzeczywistych i rzeczywistych ruchów planet. Znacznie później inny genialny astronom, Kopernik, zdołał je w pełni ujawnić.
Jedną z ważnych kwestii w tej teorii była potrzeba kalkulacjiodległość, ile kilometrów od Ziemi do Księżyca. Obecnie niezawodnie ustalono, że jest to 384 400 kilometrów.
Zasługa Ptolemeusza
Główną zaletą Ptolemeusza było to, że zdołał podać pełne i wyczerpujące wyjaśnienie pozornych ruchów planet, a także pozwolił im obliczyć ich położenie w przyszłości z dokładnością odpowiadającą obserwacjom dokonanym przez gołym okiem. W rezultacie, chociaż sama teoria była zasadniczo błędna, nie wywołała poważnych zastrzeżeń, a wszelkie próby jej zaprzeczenia zostały natychmiast poważnie stłumione przez kościół chrześcijański.
Z biegiem czasu odkryto poważne rozbieżności między teorią a obserwacjami, które pojawiły się wraz z poprawą dokładności. Zostały ostatecznie wyeliminowane jedynie poprzez znaczne skomplikowanie układu optycznego. Na przykład pewne nieprawidłowości w pozornym ruchu planet, które odkryto w wyniku późniejszych obserwacji, tłumaczono tym, że to już nie sama planeta krąży wokół środka pierwszego epicyklu, ale tzw. zwany centrum drugiego epicyklu. A teraz ciało niebieskie porusza się po swoim obwodzie.
Jeżeli taka konstrukcja okazała się niewystarczająca, wprowadzono dodatkowe epicykle, dopóki pozycja planety na okręgu nie była skorelowana z danymi obserwacyjnymi. W efekcie na początku XVI wieku opracowany przez Ptolemeusza system okazał się na tyle skomplikowany, że nie spełniał wymagań, jakie w praktyce stawiane były obserwacjom astronomicznym. Przede wszystkim dotyczyło to nawigacji. Potrzebne były nowe metody obliczania ruchu planet, które miały być łatwiejsze. Zostały opracowane przez Mikołaja Kopernika, który położył podwaliny pod nową astronomię, na której opiera się współczesna nauka.
Poglądy Arystotelesa
Popularny był również system geocentryczny świata Arystotelesa. Polegała ona na postulacie, że Ziemia jest dla Wszechświata ciałem ciężkim.
Jak pokazała praktyka, wszystkie ciężkie ciała spadają pionowo, gdy poruszają się w kierunku środka świata. Sama ziemia znajdowała się w centrum. Na tej podstawie Arystoteles obalił ruch orbitalny planety, dochodząc do wniosku, że prowadzi to do paralaktycznego przemieszczenia gwiazd. Starał się również obliczyć, ile z Ziemi na Księżyc, udało mu się uzyskać jedynie przybliżone obliczenia.
Biografia Ptolemeusza
Ptolemeusz urodził się około 100 AD. Głównymi źródłami informacji o biografii naukowca są jego własne pisma, które współczesnym badaczom udało się uporządkować w porządku chronologicznym poprzez odsyłacze.
Fragmentowe informacje o jego losie można również uzyskać z dzieł autorów bizantyjskich. Należy jednak zauważyć, że są to niewiarygodne informacje, które nie są godne zaufania. Uważa się, że swoją szeroką i wszechstronną erudycję zawdzięczał aktywnemu korzystaniu z woluminów przechowywanych w Bibliotece Aleksandryjskiej.
Procedury naukowca
Główne prace Ptolemeusza są związane z astronomią, ale pozostawił on również ślad w innych dziedzinach naukowych. Ww szczególności w matematyce wyprowadził twierdzenie i nierówność Ptolemeusza, w oparciu o teorię iloczynu przekątnych czworokąta wpisanego w okrąg.
Pięć książek składa się na jego traktat o optyce. Opisuje w nim naturę widzenia, rozważa różne aspekty percepcji, opisuje właściwości luster i prawa odbicia, omawia prawa załamania światła. Po raz pierwszy w światowej nauce podano szczegółowy i dość dokładny opis refrakcji atmosferycznej.
Wiele osób zna Ptolemeusza jako utalentowanego geografa. W ośmiu księgach szczegółowo opisuje wiedzę tkwiącą w człowieku starożytnego świata. To on położył podwaliny pod kartografię i geografię matematyczną. Opublikował współrzędne ośmiu tysięcy punktów, położonych od Egiptu po Skandynawię i od Indochin po Ocean Atlantycki.
