Aristotle's Astronomy and Cosmology

1. Αστρονομία και Κοσμολογία
στο έργο του Αριστοτέλη
Δρ. Φιόρη – Αναστασία Μεταλληνού
Ινστιτούτο Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης
Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών

2. Ίωνες Φιλόσοφοι
(6ος
αι. π.Χ)
Μελέτησαν τα φυσικά φαινόμενα,
αμφισβήτησαν τον μύθο τον μυστικισμό και την
θρησκειολατρεία, χρησιμοποίησαν την λογική
(αιτιακή σκέψη).
Πρόβλημα της «πρώτης αρχής»
Βασικά ερωτήματα
1.Η αρχή του κόσμου
2.Η δομή (μορφή) του κόσμου
Πρώτη Επανάσταση της Επιστήμης
Θαλής ο Μιλήσιος
(630 π.Χ - 543 π.Χ)
Η επινόηση-εισαγωγή της απόδειξης από τον Θαλή στα μαθηματικά,
αποτελεί την βάση για την δημιουργία του ευρωπαϊκού πολιτισμού.
I. Kant (1724-1804), Κριτική του Καθαρού Λόγου

3. Πυθαγόρειοι Φιλόσοφοι
Πυθαγόρας (569-475π.Χ)
Το Σύμπαν εξελίχθηκε από έναν απειροστό
πυρήνα, που διαστελλόμενος επεκτείνεται
σφαιρικά και επ’ άπειρον.
Φιλόλαος: Η Γη περιφέρεται κυκλικά γύρω
από τη φωτιά (Κεντρικό Πυρ),
διαγράφοντας λοξό κύκλο, όμοια με τον
Ήλιο και τη Σελήνη.
Αναξίμανδρος: Περιστροφή της Γης περί
τον άξονά της
Ηρακλείδης Ποντικός - Έκφαντος:
Η Γη περιστρέφεται, καθώς περιστρέφεται ο
τροχός γύρω από τον άξονά του, από Δυσμάς
προς Ανατολάς, γύρω από το κέντρο της.

4. Αρίσταρχος (310-230 π.Χ)
Γεννήθηκε στη Σάμο.
Φοίτησε στην Περιπατητική Σχολή του
Αριστοτέλη στην Αθήνα.
Εισηγητής του Ηλιοεντρικού Συστήματος.
Κατηγορήθηκε για αθεΐα και φυγαδεύτηκε στην
Αλεξάνδρεια.
Υπέθετο τον ήλιον μένειν ακίνητον, την δε γην
φέρεσθαι περί τον ήλιον κατά λοξού κύκλου
περιφέρειαν
Μούσα Ουρανία

5. Αριστάρχειο Σύστημα
• Η Γη περιστρέφεται περί τον άξονά της
• Η Γη κινείται περί τον ήλιο
• Ηλιοκεντρικό σύστημα: Ερμής, Αφροδίτη, Γη (Σελήνη), Άρης, Δίας, Κρόνος
• Ακίνητοι οι απλανείς αστέρες και ο Ήλιος

6. Αριστοτέλης
(384– 322 π.Χ )
 Από τον 13ο
αι. οι θεωρίες του Αριστοτέλη επικρατούσαν στην
πανεπιστημιακή εκπαίδευση.
 Ο Δάντης θεωρούσε τον Αριστοτέλη “δάσκαλο εκείνων που γνωρίζουν”
Η πλέον πολυσχιδής και πολυμαθέστατη
προσωπικότητα της αρχαιότητας. Φυσικός,
φιλόσοφος, διαλεκτικός, με μεγάλο συγγραφικό έργο.
Κάθε τι αποτελείται από ύλη και πνεύμα που είναι
άρρηκτα συνδεδεμένα μεταξύ τους.

7. Φυσικά συγγράμματα του Αριστοτέλη
• Τα φυσικά
• Περί ουρανού : αστρονομία, κοσμολογία
• Περί γενέσεως και φθοράς : φυσική επίγεια μεταβολή (Χημεία)
• Μετεωρολογικά : μετεωρολογικά φαινόμενα
• Βιολογικά συγγράμματα : μελέτη έμβιων όντων
• Περί ψυχής – Μικρά φυσικά : ανθρώπινος οργανισμός
και λειτουργίες του

8. 1. Ημερήσια κίνηση του ήλιου γύρω από τη Γη.
Αποδίδει στον Ήλιο 2 ταυτόχρονες κυκλικές κινήσεις
(υιοθετώντας την αστρονομική θεωρία του Εύδοξου)

9. εκλειπτική
ήλιος
γη
εκλειπτική
2. Ετήσια κίνηση του ήλιου επί της εκλειπτικής

11. Αποδείξεις για τη σφαιρικότητα της Γης
από τον Αριστοτέλη (περί ουρανού)
• Από το σχήμα της σκιάς που ρίχνει η γη στην σελήνη κατά την διάρκεια
μιας ολικής έκλειψης σελήνης
• Από την αλλαγή της θέσης των αστέρων που βλέπουμε από
διαφορετικούς τόπους της γης την ίδια χρονική στιγμή. Η παρατήρηση
αυτή οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η γη δεν είναι και πολύ μεγάλη.
(Αστέρες που φαίνονται από την Αίγυπτο, φαίνονται και από την Κύπρο, όχι
όμως από βορειότερες χώρες).
• Οι τροχιές σωμάτων που πέφτουν στη Γη δεν είναι παράλληλες, αλλά
συγκλίνουν προς το κέντρο της Γης.

13. Γη
• ακινητεί στο κέντρο του σύμπαντος
• είναι σφαιρική
Σελήνη
• σφαιρικό σχήμα
• παρατήρηση των φάσεων
• ο ρόλος της στη δημιουργία των ηλιακών εκλείψεων
• Από τη Γη βλέπουμε πάντα το ίδιο πρόσωπο της Σελήνης
Γη και Σελήνη (περί ουρανού)

16. Έκλειψη ηλίου
Η ερμηνεία των εκλείψεων εδόθη από τον Αναξαγόρα (500 – 428 π.Χ)

17. Αστρικός μήνας: Η Σελήνη χρειάζεται 27,32 μέρες για να επανέλθει στο ίδιο σημείο
της ουράνιας σφαίρας (σε σχέση με τα άστρα)
Συνοδικός μήνας: Η Σελήνη χρειάζεται 29,53 μέρες για να επανέλθει στην ίδια φάση.
(σε σχέση με τον ήλιο). Η διαφορά οφείλεται στην κίνηση της Γης γύρω από τον
Ήλιο.
Κύκλος του Μέτωνα (433 π.Χ.): Περιοδικότητα σελήνης 235 συνοδικών μηνών
(ισούνται με 19 ηλιακά έτη). Οι φάσεις της Σελήνης επαναλαμβάνονται στα ίδια

18. Κινήσεις πλανητών
Παρατηρησιακά δεδομένα στον Αριστοτέλη
 Ανάδρομη κίνηση του Άρη
Άλλοτε κινείται κανονικά από τη δύση προς την ανατολή, άλλοτε από την
ανατολή προς τη δύση (ανάδρομα)
 Την κίνηση της Αφροδίτης
Άλλοτε φαίνεται ως Αυγερινός, άλλοτε ως Αποσπερίτης,
για 3 το πολύ ώρες πριν την ανατολή ή μετά τη δύση του ηλίου.
(γνωστό από τον 6ο
αι. π.Χ)
 Την κίνηση του Ερμή
Φαίνεται για δύο το πολύ ώρες, στον πρωινό ή τον απογευματινό ουρανό
 Απόκρυψη του Άρη από την Σελήνη (βιβλίο 2, κεφ. 12)

19. Ο Ερμής και η Αφροδίτη γίνονται ορατοί
στον ουρανό για λίγο, είτε μετά τη δύση
του ηλίου, είτε πριν την ανατολή.
Μέγιστη αποχή του Ερμή από τον Ήλιο:
28ο
(τον παρατηρούμε για περίπου 2
ώρες μετά τη δύση του ηλίου)
Αντίστοιχα την Αφροδίτη την
παρατηρούμε για 3 ώρες το πολύ μετά
την δύση του Ηλίου ή πριν την ανατολή.

20. • Η Γη τοποθετημένη στο κέντρο του
σύμπαντος
• Υποσελήνιο: Μέχρι την τροχιά που
διαγράφει η Σελήνη περί την Γη. Ο
χώρος της μεταβολής, αλλοίωσης,
γένεσης και φθοράς. Επικρατούν τα 4
στοιχεία: ύδωρ, νερό, γη, φωτιά.
Κοσμολογικό μοντέλο του Αριστοτέλη
• Υπερσελήνιο: Πέραν της τροχιάς της Σελήνης.
Επικρατεί ο αιθέρας (πεμπτουσία), υλικό των αστέρων
• Ομόκεντρες κρυστάλλινες, ημιδιαφανείς σφαίρες των 7 πλανητών
(Σελήνη, Ήλιος, Ερμής, Αφροδίτη, Άρης, Δίας, Κρόνος) και των απλανών,
του κρυστάλλινου ουρανού και του πρώτου κινούντος
• Ακολουθούσε ο εκλεκτός αιθέριος ουρανός που κατοικούσαν οι θεοί
• Μοναδικός, ενιαίος και πεπερασμένος κόσμος

21. Εύδοξος ο Κνίδιος (407 – 355 π.Χ)
• Ο πρώτος αστρονόμος που προσπαθεί να κατασκευάσει ένα μοντέλο
περιγραφής της κίνησης των ουρανίων σωμάτων, το οποίο να ερμηνεύει
τα παρατηρησιακά δεδομένα.
• Ασχολήθηκε με τους πλανήτες
• Συντάσσει κατάλογο αστέρων και προσδιορίζει τη θέση τους
• Περιγράφει τους αστερισμούς
• Υπολόγισε μεγέθη και αποστάσεις των πλανητών από τη γη, τον ήλιο
και τη σελήνη.
• Θεωρούσε τον ήλιο μεγαλύτερο της σελήνης κατά 9 φορές
• Χώρισε το έτος σε 4 εποχές και μέτρησε την διάρκειά τους
• Έφτιαξε ένα ετήσιο αστρονομικό ημερολόγιο (οκταετηρίδα)

22.  Η Γη στο κέντρο.
 Τα ουράνια σώματα τοποθετούνται σε ομόκεντρες σφαίρες
διαφορετικών ακτίνων και κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες.
 Κάθε ουράνιο σώμα ήταν σταθεροποιημένο σε ένα σημείο της
ουράνιας σφαίρας που το μετέφερε
Μοντέλο του Εύδοξου
 Οι πόλοι της σφαίρας που φέρει το
σώμα κινούνται από μια μεγαλύτερη
ομόκεντρη σφαίρα
 Η φαινόμενη από τη Γη κίνηση
κάθε σώματος προκύπτει ως
συνδυασμός της κίνησης της δικιάς
του σφαίρας και των εξωτερικών

23. Τέσσερις σφαίρες για κάθε έναν από τους πέντε πλανήτες
(Ερμή, Αφροδίτη, Άρη, Δία, Κρόνο)
Τρεις για τον ήλιο και τη σελήνη
Μια σφαίρα, την εξώτερη από όλες, που περιέστρεφε όλο τον ουράνιο
θόλο μια φορά κάθε εικοσιτέσσερις ώρες
Έτσι το σύνολο των σφαιρών της θεωρίας ήταν 27
Δε διατύπωσε υποθέσεις
σχετικά με τις αιτίες των κινήσεων ή
για τον τρόπο που μεταδίδονται από τη
μια σφαίρα στην άλλη.
Δεν διερεύνησε το υλικό από το οποίο
θα ήταν φτιαγμένες, τα μεγέθη τους
και τις σχετικές τους αποστάσεις.
Δεν έδωσε υλική υπόσταση και
μηχανικές διασυνδέσεις στις σφαίρες .

24. Ο Κάλλιππος (370 – 300 π.Χ) επέκτεινε τις 27 σφαίρες του Ευδόξου σε 34
και ο Αριστοτέλης τις έκανε 55
Ο Αριστοτέλης εισάγει τον αιθέρα ως
πέμπτο στοιχείο και τις ανελλίτουσες
σφαίρες (αντισταθμιστικές) να
παραβάλλονται ανάμεσα στις σφαίρες
του Ευδόξου, ώστε να μεταδίδεται
μηχανικά η κίνηση των σφαιρών
Αναπαριστά τον ουρανό ως μηχανικό
σύστημα.
Αναπτύσσει την ουράνια μηχανική.

25. πρόβλημα του μοντέλου των σφαιρών:
Η υπόθεση περί σταθερότητας της απόστασης κάθε πλανήτη από τη γη, που
ερχόταν σε αντίθεση με
• τις παρατηρούμενες αλλαγές στις λαμπρότητες των πλανητών
(κυρίως του Ερμή και της Αφροδίτης)
• και με τη διαφορά στα φαινόμενα μεγέθη του ήλιου και της σελήνης

26. Παρατηρισιακό δεδομένο που δύσκολα. ερμηνεύεται
από το Γεωκεντρικό Σύστημα:
Ανάδρομη κίνηση των πλανητών

27. Η θεωρία των επικύκλων εισήχθη ήδη από τον 2ο
αι. π.Χ

29. Αρμονία των σφαιρών
περί ουρανού II, 9
Περιγράφει τις θεωρίες των Πυθαγορίων, χωρίς να τις αποδέχεται.
Η θεωρία παραγωγής ήχου από τα ουράνια σώματα δεν
ανταποκρίνεται στην αλήθεια.

30. Χορδή
Aυλός
Κρουστά
μήκος των χορδών – λόγος ακεραίων αριθμών
τονικό ύψος
1/2 όγδοη
2/3 πέμπτη
3/4 τέταρτη
Πυθαγόρας (6ος
αι. π.Χ)

31. οκτάβα
πέμπτη
έκτη μεγάλη
έκτη μικρή
τέταρτη
τρίτη μεγάλη
τρίτη μικρή
Διαίρεση μιας χορδής – παραγόμενα μουσικά διαστήματα

32. - Η μουσική μαθηματική επιστήμη.
Ουσία της ο αριθμός και η ομορφιά
της η έκφραση των αρμονικών
σχέσεων των αριθμών
- Οι αρμονικές σχέσεις των αριθμών μεταφέρονταν στους πλανήτες
Πλάτων: «Μουσική και Αστρονομία
αδελφές επιστήμες»
Πυθαγόρας (6ος
αι. π.Χ)

33. Η δημιουργία ήχου από ένα ουράνιο αντικείμενο ως συνάρτηση:
απόστασης
ταχύτητας περιφοράς
Μουσική των σφαιρών

34. Κρόνος υπάτη
Δίας παρυπάτη
Άρης λιχανός (ή υπερμέση)
Ήλιος μέση
Ερμής παραμέση
Αφροδίτη παρανήτη
Σελήνη νήτη
7 πλανήτες – 7 μουσικοί φθόγγοι
(θέση τους σε σχέση προς τη Γη)

35. Το αδράχτι της Ανάγκης με τις 8 στιβάδες των πλανητών και
το κεντρικό φως

37. Θέλει μάλλον να αναπαραστήσει τον
ουρανό ως μηχανικό σύστημα
Ο Αριστοτέλης θεωρεί ότι οι πυθαγόρειοι
προσαρμόζουν την παρατήρηση και την
εμπειρία στις θεωρίες τους.
Δεν βλέπει τον ουρανό σαν πεδίο
μαθηματικής τάξης.
Φυσικοποιεί την Αστρονομία.
Δεν παρακάμπτει τα δεδομένα της
παρατήρησης, ούτε τα αγνοεί
ισχυριζόμενος τον μύθο.

38. Κατά τον Πτολεμαίο:
• Οι πλανήτες βρίσκονται πλησιέστερα στη Γη
απ’ ότι οι απλανείς
• πλανήτες: Σελήνη, Ερμής, Αφροδίτη, Ήλιος,
Άρης, Δίας, Κρόνος
• Οι αστέρες είναι προσκολλημένοι σε κρυστάλλινες σφαίρες
• Υπάρχουν επιπλέον σφαίρες
• Ύπαρξη του πρώτου κινούντος, του υπέρτατου όντος, ως
κινητήρια δύναμη για το σύμπαν
Κλαύδιος Πτολεμαίος
(Claudius Ptolemaeus, 90 – 168 μ.Χ )

39. Νικόλαος Κοπέρνικος
(Nicolaus Copernicus, 1473 - 1543)
Τροποποιεί την θεωρία του Πτολεμαίου για μια
κινούμενη Γη:
• Θεωρεί το Σύμπαν σε 8 ομόκεντρες σφαίρες,
με τον ήλιο στο κέντρο
• Ερμής, Αφροδίτη, Γη , Άρης, Δίας, Κρόνος
σε κυκλικές τροχιές
• Δεν εγκατέλειψε τις κυκλικές τροχιές,
χρησιμοποιώντας τους επίκυκλους του
Πτολεμαίου
Ηλιοκεντρική Θεωρία
Υπήρξε γνώστης της ελληνικής γλώσσας. Είχε διαβάσει τις απόψεις του
Αρίσταρχου, Φιλολάου, Ικέτα κ.α. πυθαγορείων φιλοσόφων.

40. Τύχο Μπράχε
(Tycho Brahé, 1546-1601)
• Ακριβείς και μεγάλου όγκου παρατηρήσεις για την κίνηση των πλανητών
• Συνέταξε κατάλογο με 777 αστέρες
• 1572: παρατήρηση υπερκαινοφανούς στην Κασσιόπη. Κατάρριψη του
αριστοτελικού αξιώματος περί αφθαρσίας των ουρανών (Ίππαρχος επίσης)
• Το 1577 μελέτησε την απόσταση κομήτη από τη Γη
• Η Γη στο κέντρο του Σύμπαντος
• Ο Ήλιος και η Σελήνη περιφέρονται περί τη Γη
• Ερμής, Αφροδίτη, Άρης, Δίας, Κρόνος, γυρνούν
γύρω από τον Ήλιο
Γεωκεντρικό – Ηλιοκεντρικό Σύστημα

41. Τζιορντάνο Μπρούνο
(Giordano Bruno, 1548 - 1600)
Φιλόσοφος, αστρονόμος, μαθηματικός.
Υποστηρικτής της ηλιοκεντρικής θεωρίας.
Κοσμολογικές απόψεις
• Θεός: ενότητα των πάντων
• Άπειρο του Σύμπαντος
• Πολλαπλότητα των κόσμων
(σε συμφωνία με
προσωκρατικούς έλληνες
φιλόσοφους, Επίκουρο,
Δημόκριτο)
Se non e vero, e molto ben trovato

42. 8 Φεβρουαρίου 1600: ο πάπας Κλήμης ο Η’ και η Ιερά Εξέταση της
Ρώμης έστειλαν τον G. Bruno στην πυρά

43. Γαλιλαίο Γαλιλέι
(Galileo Galilei, 1564 – 1642)
Φυσικός, μαθηματικός,
αστρονόμος, κατασκευαστής
οργάνων, συγγραφέας
επιστημονικών έργων,
εκλαϊκευτής της επιστήμης,
άριστος μουσικός, από τους
σημαντικότερους συγγραφείς
έργων πρόζας στην Ιταλία.

44.  Τέσσερις δορυφόροι του Δία
 Φάσεις της Αφροδίτης
 Εκλείψεις δορυφόρων
 Όρη και κρατήρες της Σελήνης
 Δακτύλιοι του Κρόνου
 Ηλιακές κηλίδες
 Αστρική φύση του Γαλαξία *
 Σύγχρονη περιστροφή της Σελήνης
Ανακαλύψεις του Γαλιλαίου – Χρήση του τηλεσκοπίου

45. Γιοχάνες Κέπλερ
(Johannes Kepler, 1571 – 1630)
Αστρονόμος, μαθηματικός και συγγραφέας
• Κληρονόμησε από τον Τυχό Μπραχέ μεγάλο όγκο παρατηρήσεων για τις
θέσεις των πλανητών.
• Παρατήρησε το 1604 τον supernova στον αστερισμό του Οφιούχου:
Απόδειξη ότι ο Αριστοτελικός “υπερσελήνιος” κόσμος δεν ήταν
αμετάβλητος.

46. Λογική του Αριστοτέλη
Χωρίς αρχές είναι αδύνατη η επιστήμη
Η μετάβαση από τις γενικές προτάσεις
της επιστήμης στις ειδικές ονομάζεται
συλλογισμός
Ο συλλογισμός οδηγεί τον επιστήμονα
στην απόδειξη
Μετάβαση από το γενικό στο ειδικό
Χρήση των πρώτων αρχών για την
εξήγηση των επιμέρους φαινομένων

47. Πως φτάνουμε στη γνώση των πρώτων αρχών;
Έλεγχος των πρώτων αρχών αν
ερμηνεύουν τα επιμέρους φαινόμενα
Με την μέθοδο της επαγωγής
• Παρατήρηση και συλλογή δεδομένων
• Η αίσθηση δημιουργεί μνήμη
• Επαναλαμβανόμενη μνήμη – εμπειρία
Η εμπειρία είναι η αρχή της Τέχνης και
της Επιστήμης
• Οδηγεί στις πρώτες αρχές
Πολλές φορές η μετάβαση γίνεται
με ένα άλμα φαντασίας (αγχίνοια)
Μετάβαση από το ειδικό στο γενικό