Astronomia In Evul Mediu - Contributii Arabe, Contributii Europene, Renasterea In Astronomie

Astronomia în Evul Mediu

Modelul "matematic" al lui Ptolemeu, încearcă să explice corect mişcarea planetelor pe circumferinţe şi a fost preluat de marea majoritate a astronomilor şi astrologilor Evului Mediu în timp ce o serie de filosofi medievali (de exemplu, Alexander Neckam, "De naturis rerum", Albert cel Mare ("Magnus", 1193"1280), Toma d™Aquino (1227"1274) şi mai apoi Dante Alighieri (1265 - 1321) au îmbrăţişat modelul "fizic" al lui Aristotel. Contribuţia ştiinţifică a gânditorilor medievali la cunoaşterea structurii, evoluţiei şi legilor Universului a fost însă foarte redusă, în special datorită intransigentei bisericii Evului Mediu, cu dogmele căreia orice teorie cosmologică venea în contradicţie.

Spre deosebire de teoriile cosmologice, care permiteau speculaţii filozofice şi chiar ingerinţe teologice, astronomia a avut de la început un caracter ştiinţific, fiind bazată pe observaţii directe şi pe experimente, folosind instrumente din ce în ce mai perfecţionate. Cele două ştiinţe, astronomia şi cosmologia, s-au îndepărtat treptat una de alta în timpul Evului Mediu, mergând până la separarea lor completă după apariţia modelului heliocentric al lui Nicolaus Copernic.

Pe de altă parte, încă din secolul VII, astronomia nu a fost doar o ştiinţă pur teoretică ci a avut un pronunţat caracter practic, servind la: calcularea datei Paştilor, determinarea latitudinii, stabilirea adevăratei direcţii nordice sau a orei cu ajutorul austrolabului.

Contribuţii arabe

Înţelepţii arabi au fost primii care, în Evul Mediu timpuriu, au valorificat şi au analizat critic moştenirea culturii antice, operele lor influenţând apoi puternic civilizaţia şi cultura noilor popoare europene rezultate în urma invaziilor şi migraţiilor barbare din secolele IV - IX, îndeosebi prin intermediul Spaniei şi Siciliei, ultima fiind ocupată de arabi între anii 902 "1091. În Universitate şi în cele 27 de şcoli publice înfiinţate în capitala Spaniei, Cordoba, de califul al-Hakam ÎI (961"976) au studiat multe personalităţi ilustre ale culturii occidentale, printre care matematicianul Leonardo Pisano (sau Fibonacci, 1170"1240) şi astronomul Roger Bacon (1214"1280).

Încă din antichitatea greacă şi până în Evul Mediu, astronomia a fost una din cele patru discipline ale quadrivium-ului, alături de aritmetică, geometrie şi muzica. Astronomia era considerată în lumea islamică "ştiinţa cea mai nobilă, cea mai înaltă şi cea mai frumoasă" pentru că era strâns legată de nevoile cultului şi ale astrologiei dar şi de cele ale navigaţiei şi agriculturii. Suveranii arabi au construit mari observatoare astronomice la Cairo, Isfahan, Bagdad, Granada şi Toledo, dotate cu instrumente astronomice (astrolabul, folosit pentru determinarea latitudinii, cvadrantul, folosit pentru măsurarea unghiurilor şi torquetum, pentru trecerea de la coordonatele ecuatoriale la cele ecliptice şi invers) şi cu personal specializat. Înţelepţii arabi, "al-hakim", din cele trei mari centre de cultură Bagdad, Cordoba şi Cairo au continuat tradiţia lui Ptolemeu, îmbogăţind-o cu cunoştinţele perşilor şi ale indienilor (Brahmagupta, autorul tratatului "Siddhanta"). Tratatul de astronomie al lui Ptolemeu este tradus de arabi în anul 827, sub titlul Almageste (magiste = "cel mare" cu sens de tratat, precedat de articolul arab "al"), în timp ce prima traducere în limba latină a acestei faimoase lucrări a apărut mult mai târziu, abia în anul 1160, în Sicilia.

Printre astronomii arabi celebri care au trăit în secolele VIII - XI se număra Abu Mashar, autorul lucrării "Introducere în astrologie", sec. IX, al-Farghani ("Elemente de astronomie", sec. IX), al-Battani (cca. 850"929, "Despre ştiinţa stelelor"), al-Zarqali (autorul celebrelor tabelele astronomice "Tabele Toledane", sec. XI) şi al-Biruni (973"cca. 1051, "Elemente de astrologie"). Principalele probleme de care s-au ocupat astronomii arabi din această perioadă şi cărora le-au adus contribuţii remarcabile, în special datorită observaţiilor lor pertinente şi perseverente, au fost cele despre natura sferelor cereşti, despre mişcarea planetelor şi cele privitoare la calculul distanţelor dintre planete şi a dimensiunilor lor. La calculul distanţelor dintre planete, astronomul iranian al - Farghani a folosit teoria potrivit căreia nu există "spaţiu gol" în Univers, cu alte cuvinte, ca apogeul unei planete este tangent cu perigeul celei următoare. Distanţele calculate de el în lucrarea "Elemente de astronomie" au fost unanim acceptate în Occident până în timpul lui Copernic. Cel mai renumit dintre astronomii arabi, al"Battani, a extins folosirea trigonometriei în astronomie şi a determinat cu mare precizie oblicitatea eclipticii, durata anului tropic şi a anotimpurilor, adevărata mişcare a Soarelui, distrugând definitiv dogma ptolemeica a imobilităţii apogeului solar. Al"Battani a demonstrat, contra lui Ptolemeu, variaţia diametrului aparent angular al Soarelui şi posibilitatea eclipselor anulare ale Soarelui, a corectat cunoştinţele despre mişcarea lunii şi a planetelor. Observaţiile sale privind eclipsele lunare şi solare i-au servit mult mai târziu lui Dunthorne pentru a determina, în 1749, accelerarea seculara a mişcării lunii.

În secolele XII - XIII arabii readuc în discuţie operele ştiinţifice ale lui Aristotel precum şi teoria cosmologica ptolemeica din "Almageste". Astronomul arab Ibn Ezra (cca. 1090"1167) a scris opt tratate astrologice, tratatul "Diviziunea sferelor" al lui al-Khwarizmi (sec. XII) reia doctrina sferelor materiale pentru a explica mişcarea corpurilor cereşti, în timp ce Ibn Bagia (1105"1198) revizuieşte sistemul ptolemeic. Marele savant Ibn Rosd, cunoscut şi sub numele latin de Averroes, 1126"1198, scrie un tratat despre sferele cereşti şi un compendiu al Almagestei. Al-Bitrugi foloseşte teoria aristotelica a sferelor concentrice pentru a contrazice doctrina ptolemeica în lucrarea să "Theoria Planetarum". Traduse mai târziu şi în limba latină (la Toledo exista un grup de traducători între care s-a evidenţiat Michael Scotus, 1180"1235), aceste lucrări, chiar dacă nu sunt profund originale, au avut rolul de a stimula activitatea astronomilor timpului şi au avut un efect revoluţionar asupra gândirii ştiinţifice europene din perioada Evului Mediu şi a Renaşterii. Pe de altă parte, traducerile arabe din secolele VIII"XIII au salvat de la pieire multe opere antice, al căror text original s-a pierdut.

Contribuţii europene

Primele contribuţii originale ale gândirii astronomice şi cosmologiei europene le-au avut Robert Grosseteste şi Roger Bacon. În lucrarea să "De generatione stellarum", Robert Grosseteste susţine, în opoziţie cu Aristotel, ca aştrii sunt compuşi din aceleaşi elemente fundamentale ca şi Pământul: pământ, aer, apă şi foc, iar în lucrarea "De cometis et causis ipsarum" formulează pentru prima dată o interesantă teorie despre comete: cometa este un "foc sublimat" atras de aştri cu o forţă asemănătoare celei magnetice. Teoria influenţei aştrilor asupra mareelor este expusă în lucrarea "De impressionibus aeris" iar în lucrarea "De luce" susţine că lumină este la originea materiei şi că prin rarefiere sau condensare a dat naştere sferelor cereşti şi celor patru sfere ale elementelor naturii. Robert Grosseteste a stabilit principiul inducţiei şi deducţiei cu aceeaşi claritate că şi Newton.

Roger Bacon, 1214"1280, considerat pionierul metodei experimentale şi a ştiinţei moderne în Occident, foloseşte observaţiile şi datele învăţatului arab al-Farghani afirmând că Pământul este de 18 ori mai mic decât cea mai mică stea fixă şi evidenţiază erorile ştiinţifice prezente în Biblie pe baza Almagestei lui Ptolemeu.

În secolul XIV, cei mai reprezentativi astronomi au fost fizicianul Jean Buridan, rectorul Universităţii din Paris, Levi ben Gerson (numit şi Leon Ebreul, 1288"1344) şi teologul Nicolas Oresme (1323"1382). Jean Buridan a criticat doctrina referitoare la "inteligenţele îngereşti", opunându-i propria teorie despre impetus: în momentul creaţiei Dumnezeu a imprimat diferitelor corpuri cereşti un impuls (impetus), un elan imanent corpurilor cereşti, datorită căruia acestea se mişca la infinit, fără a se ciocni şi fără a întâmpina vreo rezistenţă, prin urmare fără a avea nevoie de inteligenta îngerească.

Leon Ebreul a inventat arbalestrila (sau "bastonul lui Iacob"), un instrument folosit de el pentru măsurarea înălţimii soarelui şi a aştrilor. Adaptând acest instrument la camera obscură (folosită prima dată de fizicianul arab Ibn al-Haytham (în latină, Alhazen, 965"1039), Leon Ebreul a determinat diametrul aparent al Soarelui şi al Lunii. "Bastonul lui Iacob" a fost folosit mai târziu pentru măsurarea distanţelor unghiulare dintre două stele sau ca instrument de navigaţie, observând înălţimea Soarelui la orizont.

Nicolas Oresme, traducător în limba franceză al operelor lui Aristotel, de la curtea regelui Carol V, este autorul celebrului "Tratat despre cer şi lume", în care demonstrează matematic ca raporturile dintre mişcările sferelor cereşti nu pot fi calculate. Oresme admite ca teza lui Jean Buridan, referitoare la impulsul iniţial, impetus, este posibilă dar susţine că între mecanică corpurilor cereşti şi cea a corpurilor de pe Pământ este o deosebire substanţială. Oresme este cel dintâi în Evul Mediu care afirmă că Pământul are, pe lângă mişcarea efectuată în cadrul sistemului planetar, şi o mişcare giratorie în jurul axei sale, probabil sub influenţa sistemului semi-heliocentric al lui Heraclid din Pont (sec. IV i. e. n.). Argumentaţiile folosite de el sunt însă pur filozofice şi nu i-au convins pe astronomi care au continuat să-l urmeze, până în secolul XVII, pe Ptolemeu.

Tot în secolul XIV, Giovanni Dondi construieşte timp de 16 ani, folosind principiul orologiului, un planetariu, pentru a reproduce mişcările Soarelui, ale Lunii şi ale planetelor.

În secolul XV se dezvolta mai puternic astronomia teoretică şi experimentală. Astronomii acestui secol renunţa la contribuţiile astronomilor arabi şi, pe baza propriilor observaţii, formulează noi teorii mult mai riguroase din punct de vedere ştiinţific. Nicolaus Cusanus, sau Nicolas Krebs, 1401"1464, a fost primul astronom din Evul Mediu care a afirmat că Universul este infinit. În lucrarea "De docta ignorantia", Nicolaus Cusanus respinge poziţia de inferioritate pe care cosmologia tradiţionala o acorda Pământului, afirmând că "Terra este o stea nobilă, care are o lumină, o căldură şi o influenţă proprii şi distincte de cele ale tuturor celorlalte stele". Astronomii occidentali au fost aceia care au stabilit principiile metodei ştiinţifice, teoretice.

Astrologia reprezintă o deviere a astronomiei în direcţia superstiţiei care postulează că viaţa omului, caracterul şi destinul sau sunt dependente de aştri. Originară din Babilonia, astrologia s-a dezvoltat în paralel cu astronomia, cu care s-a şi confundat uneori. Primul şi ultimul astronom grec care a fost şi astrolog, a fost Ptolemeu, care fundamentează astrologia ca "ştiinţa" în lucrarea să "Tetrabiblos". Această lucrare este folosită ca referinţă şi în zilelele noastre, fiind doar adaptată la progresul şi la descoperirile moderne. Succesul astrologiei se explica atât prin puterea superstiţiei specifică popoarelor primitive cât şi prin asocierea sa de către astronomii arabi, în secolele IX - XII, cu magia, alchimia şi medicină. În secolul XIV biserică a ars pe rug pe astrologul Cecco d™Ascoli pentru că a încercat să explice dogmele şi evenimentele biblice cu ajutorul fenomenelor cereşti. Apogeul succesului astrologiei a fost atins în secolul XVI când fiecare rege, prinţ şi papa avea astrologul sau. Ea s-a menţinut până în zilele noastre chiar şi în ţări cu cultura străveche, precum Franţa şi Germania, datorită naivităţii credulilor.

Astrologia a împiedicat dezvoltarea astronomiei în Evul Mediu, tot aşa cum alchimia a întârziat dezvoltarea chimiei.

Renaşterea în astronomie

Sfârşitul veacului al XV-lea şi începutul veacului al XVI-lea au fost vremuri minunate pentru cărturari, vremea marilor descoperiri geografice, a marilor giganţi ai renaşterii în artele plastice - Leonardo da Vinci şi Michelangelo Buonarotti, a marilor filozofi. În această efervescenta culturală se dezvolta şi ştiinţa astronomiei, după ce astronomul polonez Nicolaus Copernic (1473"1543) a fundamentat sistemul heliocentric (1543). Primul sâmbure al acestui concept revoluţionar a apărut în anii 1512"1513, în urma unui exerciţiu de gândire liberă, în lucrarea să Nicolai Copernici de hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus", cunoscută mai ales sub titlul prescurtat Commentariolus" (Micul comentariu"). După mulţi ani de studii şi reflecţii, Nicolaus Copernic publică în 1543 celebrul tratat "De revolutionibus orbium coelestium, libri VI" ("Despre revoluţia sferelor cereşti") în care contrazice, cu argumente matematice de aceast dată, sistemul geocentric al lui Ptolemeu care supravieţuise timp de peste paisprezece secole. Copernic afirma, pentru prima dată după grecul Aristarh din Samos (310"230 i. e. n.) ca Soarele şi nu Pământul se afla în centrul orbitelor planetare. În momentul apariţiei teoriei heliocentrice şi în anii care au urmat, Biserica Catolică a criticat dur negarea rolului privilegiat al Pământului în Univers. Martin Luther, fondatorul Bisericii Luterane, declară: "acest nebun vrea să răstoarne întreaga ştiinţă a astronomiei, dar Sfânta Scriptură ne spune că Joshua a poruncit Soarelui să rămână nemişcat, şi nu Pământului. " Sistemul heliocentric imaginat de Copernic avea, faţă de sistemul geocentric al lui Ptolemeu, avantajul simplităţii, regularităţii şi al coerentei, dar nu aducea dovezi bazate pe observaţii, fiind doar o teorie. Abia în secolul XVII, după inventarea lunetei de către Galileo Galilei, teoria heliocentrica a lui Copernic a fost definitiv şi unanim recunoscută.

Danezul Tycho (în danezã, Tyge) Brache (1546 – 1601) este considerat cel mai mare observator al astrelor de pânã la inventarea telescopului. Dovedind calitãţi de copil-minune, Tycho Brache a intrat la Universitatea din Copenhaga la doar 13 ani, pentru a studia politica, dar s-a reorientat spre astronomie dupã ce a vãzut prima eclipsã de Soare, la 14 ani. Pe o insulã din apropierea oraşului Copenhaga, dãruitã tatãlui sãu vitreg de regele Frederick al II-lea, Tycho Brache, care a mai moştenit şi o avere impresionantã, a construit în 1580 propriul observator astronomic (valoarea sa ar depãşi astãzi 1,5 milioane de dolari). Încã înainte de terminarea observatorului, în anul 1572, Tycho Brache observã o supernovã – o stea variabilã, a cãrei strãlucire este egalã cu cea a unui întreg sistem solar. Era a treia supernovã observatã vreodatã dupã cele observate în China în 1006 şi în Japonia în 1054. În 1577 Tycho determinã, prin mãsurãtori exacte, cã traiectoria unei comete este o elipsã şi nu un cerc, aşa cum susţinea Aristotel. Dupã aceastã descoperire, Tycho afirmă: “Acum îmi este cât se poate de limpede cã nu existã nici o sferã solidã în cer”, punând la îndoialã teorii care supravieţuiserã de secole. Cu toate acestea, Tycho nu a acceptat ideea lui Copernic, cã Pãmântul se roteşte în jurul Soarelui, pentru cã spunea el “dacã ar fi fost aşa aş fi simţit-o”. A acceptat doar ideea cã celelalte planete orbiteazã în jurul Soarelui şi a sugerat ideea cã Soarele efectueazã o mişcare de revoluţie în jurul Pãmântului, pãstrând astfel ideea universului geocentric tradiţional. Mai târziu, pe baza observaţiilor sale, Tycho Brache a determinat precesia echinocţiilor la 51’’ pe an, cu lichidarea definitivã a “trepidaţiei”. Tot el a mai determinat cu precizie înclinarea eclipticii la 23ş31’ şi mişcarea anualã a perigeului Soarelui la 45’’ (în loc de 61’’). Catalogul sãu cuprindea poziţiile precise a 777 stele, cu o eroare mai micã de 1’. În 1599 Tycho Brache s-a întâlnit cu Johannes Kepler a cãrui primã carte, publicatã în 1596 o citise. Dupã moartea lui Tycho Brache, Kepler a preluat de la acesta, pe lângã nenumãratele date rezultate din observaţiile sale, şi funcţia de matematician imperial.

Astronomul german Johannes Kepler (1571"1630), a descoperit în 1604 în galaxia noastră a doua supernovă după cea descoperită de Tycho Brache în ultimii 40 de ani, supernovă care-i va purta numele, "steaua lui Kepler". Pe baza observaţiilor personale şi ale lui Tycho Brache, Johannes Kepler a publicat în 1609 lucrarea "Astronomia nova" ("Noua astronomie") în care sunt enunţate primele două legi din cele trei cunoscute şi sub numele de "legile lui Kepler privind mişcarea planetelor". Legea I spune că "planetele se mişca pe orbite eliptice, având Soarele în unul din focare"; legea a II-a spune că "raza vectoare matura arii egale în timpuri egale". În anul 1619 publică lucrarea "Harmonices Mundi" (Armoniile lumii"), în care apare şi legea a III-a: "pătratele perioadelor siderale de revoluţie a oricărei planete sunt proporţionale cu cuburile semiaxelor mari". Kepler consideră această ultimă lege ca pe o dovadă puternică a supremei armonii şi a perfecţiunii Universului. Ulterior s-a dovedit că legile lui Kepler nu se aplică doar planetelor ci tuturor corpurilor cereşti Pentru cele trei legi de mişcare ale planetelor, Kepler a fost supranumit “legiuitorul cerului”. Spre deosebire de greci, Kepler n-a fãcut nici o încercare sã explice de ce se mişcã planetele, ci doar cum, bãnuind doar cã Soarele exercitã un fel de atracţie magneticã care menţine planetele în mişcare orbitalã în jurul sãu. La descrierea mişcãrii planetelor el s-a folosit doar de matematicã şi de observaţii astronomice, deşi cunoştea lucrarea despre magnetism a medicului şi fizicianului englez William Gilbert (1544 – 1603), publicatã în anul 1601. Putem spune cã, prin descoperirile sale, Kepler a pregãtit terenul pentru cei care l-au urmat în secolul al XVII–lea.

download