Terra pode estar girando ao redor do Sol?

    Aristarchus de Samos, astrônomo grego antigo (aproximadamente 310 a 230 AC), foi o primeiro a sugerir que a Terra orbitava ao redor do Sol, em lugar do contrário. Ele fez a primeira estimativa da distância da Lua e era a observação cuidadosa dele de uma eclipse lunar--alfinete--ing a posição do Sol no lado oposto do céu--isso habilitou Hipparchus, 169 anos depois, deduzir o processo dos equinócios.

   

Só um cálculo de Aristarchus sobreviveu, uma estimativa da distância e tamanho do Sol. Disto, porém, poderia adivinhar a pessoa por que ele acreditou que o Sol, não a Terra, era ao redor o corpo central que o outro revolveu. Lhe falou que o Sol era muito maior que a Terra--uma melancia, comparou a um pêssego--e parecia improvavelmente que um corpo grande iria órbita um tanto menor.

Aqui desenvolveremos aquela linha de razoamento (para o cálculo atual por Aristarchus, veja referência ao fim). Ele começou de uma observação de uma eclipse lunar (seção (8c)). Em tal um momento os movimentos de Lua pela sombra da Terra, e que serra de Aristarchus o convenceu que a sombra era duas vezes aproximadamente tão largo quanto a Lua. Suponha a largura da sombra também era a largura da Terra (de fato reduz um pouco). Então o diâmetro da Lua seria meio a Terra.

Que às vezes acontece que são vistas o Sol e a meio-lua de dia. Em tal um momento, Aristarchus tentou achar o momento quando exatamente meio o disco visível da Lua estava iluminado pelo sol, que é, quando o limite de sombra-luz era uma linha direta que corta a Lua precisamente pela metade (puxando à direita). Para isto acontecer, o ângulo da a Terra-Lua-Sol (ângulo EMS no desenho) deve ser exatamente de 90 graús.

Os ângulos dentro de um triângulo somam 180°. O ângulo SEM entre a direção observada do Sol e que da Lua seria então menor que 90°, e nós denotaremos a diferença pela carta grega? (alfa). Nós sabemos agora que? é muito pequeno ser medido confiantemente (certamente tão mais que 18 séculos antes da invenção do telescópio!), mas Aristarchus usa as observações dele e concluiu que importou a 1/30 de um ângulo certo ou 3°.

If Rs is the Sun's distance and Rm the Moon's, a full 360° circle around the Sun at the Earth's distance has length of 2Rs ( = 3.14159...). A distância Rm = EM está então aproximadamente contanto que um arco daquele círculo, cobrindo só 3° ou 1/120 do círculo cheio. Segue isso

            

Rm = 2?Rs/120 ~ Rs/19 Então              Rs/Rm ~ 19

Supondo o Sol (de acordo com Aristarchus) 19 vezes mais distante que a Lua. Mas os dois têm muito quase o mesmo tamanho no céu, embora um deles seja 19 vezes mais distante! O diâmetro do Sol deve ser então também 19 vezes maior que isso da Lua.

Se agora o diâmetro da Lua é metade do tamanho da Terra, o Sol deve ser 19/2 ou quase 10 vezes mais largo que a Terra. O fato que a sombra cultiva narrower gradualmente com distância modifica este argumento um pouco (detalha aqui), e de fato a Terra é 3 vezes e uma fração mais largo que a Lua, não duas vezes. Se todas as outras figuras de Aristarchus estivessem corretas, que faria para o diâmetro do Sol 19/3 vezes--um pouco mais de 6 vezes--que a Terra.

Atualmenter as suas figuras eram bastante inexatas. A posição formal da Lua perto de M é ' no desenho, e o ângulo? está em realidade aproximadamente 20 vezes menor que 3°, colocando o Sol 400 vezes até onde a Lua, e fazendo para seu diâmetro mais de 100 vezes isso de Terra.

Mas dá no mesmo. A conclusão principal, que o Sol é imensamente maior que Terra, ainda segura, e o argumento de Aristarchus é feito até mais forte. Ele pôde da mesma maneira que bem disse que o ângulo? era no máximo 3 graus, em qual caso estava pelo menos o Sol 19 vezes mais distante que a Lua, e seu tamanho pelo menos 19/3 vezes o de Terra. De fato ele disse assim--mas ele também colocou um limite superior em seu tamanho que não era muito maior. Dá no mesmo: contanto que o Sol seja muito maior que a Terra, faz sentido mais que isto, em lugar de a Terra, está ao centro.

Boa lógica, mas poucos aceitaram isto, nem mesmo Hipparchus e Ptolemy. De fato, o argumento oposto foi feito: se a Terra orbitasse o Sol, estariam em lados opostos do Sol a cada 6 meses. Se aquela distância fosse que tão grande quanto Aristarchus reivindicou ser, as posições das estrelas não difeririam quando vistas de tão longe separadamente como duas manchas? Nós sabemos a resposta agora: as estrelas estão tão distantes de nós, aquele até mesmo com os dois aponta mais adiante separadamente 20 vezes que Aristarchus tinha reivindicado, nossos melhores telescópios podem observar a troca de até mesmo o ones apenas mais íntimo para nós. Levou quase 18 séculos antes das idéias de Aristarchus foi reavivado por Copernicus.

Pós-escrito

  No ano 1600, William Gilbert, o médico para a Rainha Elizabeth de Inglaterra eu e o primeiro investigador de magnetismo, De Magnete publicado (" No Imã " em latim no qual o livro foi escrito). Aquele livro marca o fim de pensamento medieval, construído em grande parte em citações de autores antigos, e o começo de ciência moderna baseado em experiências. (Para um local de rede grande que contém duas revisões do livro e a história do magnetismo da Terra de Gilbert para nosso tempo, veja aqui.)

  Gilbert era um partidário forte de Copernicus (veja seção #9c), mas é interessante a nota que ele ainda cita o resultado de Aristarchus (o Livro 6 " de Gilbert, seção 2,

aproximadamente 2/3 pela seção), escrevendo " O Sol em sua maior excentricidade tem uma distância de 1142 semi-diâmetros da Terra ". Aristarchus calculou a distância do Sol para estar ligeiramente debaixo de 20 vezes isso da Lua que estava em uma distância de cerca de 60 rádio de Terra e 20x60 = 1200, perto da figura de Gilbert. Em 1800 anos, ninguém tinha conferido aquele resultado!

A introdução para Gilbert ' livro foi escrito por Edward Wright que usou aquele valor para derivar a velocidade do Sol se fosse circular a Terra todo 24 horas, ariving a uma velocidade tão alto que ele considerou isto impossível:

Então se pareceria mais provável, que o aequator do globo terrestre, em um único segundo (quer dizer, em aproximadamente o tempo em qual caminhar depressa serão avançar só um único passo) enlate acomplish um quarto de uma milha britânica (de qual sessenta igualam um grau de um grande círculo na Terra), ou que o aequator do primum móvel no mesmo tempo deveria atravessar cinco mil milhas com ineffable de celeridade... mais prontamente que as asas de raio, se realmente eles mantêm a verdade que especialmente assalta o movimento da terra.

Este é o mesmo argumento que Aristarchus poderia ter feito, e provavelmente fez.

Nota: O cálculo atual por Aristarchus era mais complexo e menos transparente. Veja UM. Pannekoek: UMA História de Astronomia, Interscience, 1961, pág., 118-120 e Apêndice UM.

  While que o método usou por Aristarchus para calcular a distância de Terra-sol não dá o valor correto--o Sol está muito distante--uma variação disto era usada por um estudante dinamarquês, prosperamente, calcular a distância para Saturno, em termos da distância de Sol-terra.

  Saturn tem um bem-knowen sistema de anéis ao redor seu equador. Usando um telescópio bom, a pessoa pode observar a sombra do planeta nos anéis, e nota sua posição. Vendo os anéis como um redondo dial, a pessoa nota a posição da extremidade da sombra relativo para o ponto onde os anéis estão forrados para cima com o centro do planeta, como visto de Terra.

  That dá o (pequeno) ângulo entre a linha de Sol-Saturno e o Terra-Saturno enfileira. Sabendo as posições no céu de Saturno e do Sol dá outro ângulo do triângulo de Terra-sol-Saturno. Relativo à distância de Terra-sol como uma " unidade " astronômica (AU), a pessoa pode calcular a distância de Terra-Saturno agora (e o Sol-Saturno distancia) em unidades astronômicas. Para detalhes, veja:    http://www.amtsgym-sdbg.dk/as/AOL-SAT/SATURN.HTM