Арыстарх Самоскі (; каля 310 да н.э., Самас — каля 230 да н.э.) — старажытнагрэчаскі астраном і матэматык. Ён быў аўтарам першай вядомай геліяцэнтрычнай мадэлі, згодна з якой Сонца знаходзіцца ў цэнтры сусвету, а Зямля рухаецца вакол яго, робячы поўны абарот за год, і адначасова круціцца вакол уласнай восі з перыядам у суткі. Ён таксама падтрымліваў гіпотэзу Анаксагора пра тое, што Сонца з’яўляецца адной з мноства зорак.
Мяркуецца, што Арыстарх пераехаў у Александрыю, дзе быў вучнем Стратона з Лампсака, які пазней узначаліў школу перыпатэтыкаў у Грэцыі. Паводле сведчанняў Пталамея, Арыстарх назіраў летняе сонцастаянне ў 280 годзе да н.э. Рымскі архітэктар Вітрувій піша, што Арыстарх вынайшаў два тыпы сонечных гадзіннікаў: плоскі дыск і паўсферычны (скафіс).
Арыстарх вылічыў памеры Сонца і Месяца адносна Зямлі, а таксама адлегласць да іх. Ягоная ацэнка, паводле якой Сонца ў 7 разоў большае за Зямлю (насамрэч — у 109 разоў), прывяла да важнай высновы: дзякуючы сваім гіганцкім памерам менавіта Сонца, а не Зямля, з’яўляецца натуральным цэнтрам сусвету. На погляды Арыстарха паўплывала канцэпцыя Філалая з Кратона (каля 470—385 гг. да н.э.) пра існаванне агню ў цэнтры сусвету. Арыстарх пераасэнсаваў гэты «цэнтральны агонь» як Сонца і размясціў іншыя планеты ў правільным парадку ў залежнасці ад адлегласці да свяціла.
Як і Анаксагор да яго, Арыстарх меркаваў, што зоркі — гэта такія ж нябесныя целы, як і Сонца, толькі знаходзяцца значна далей ад Зямлі. Аднак ягоныя астранамічныя ідэі часта адхіляліся на карысць геацэнтрычных тэорый Арыстоцеля і Клаўдзія Пталамея. Мікалай Капернік ведаў, што Арыстарх прытрымліваўся тэорыі пра «рухомую Зямлю», аднак наўрад ці яму было вядома, што гэта была менавіта сфармуляваная геліяцэнтрычная сістэма.
Біяграфічныя звесткі
Звестак пра жыццё Арыстарха, як і пра большасць іншых антычных астраномаў, захавалася вельмі мала. Вядома, што ён нарадзіўся на востраве Самас. Дакладныя гады жыцця не ўсталяваныя; перыяд у 310-я—230-я гг. да н.э., які звычайна прыводзіцца ў літаратуры, вызначаны на падставе ўскосных даных.
Паводле сведчання Клаўдзія ПталамеяАльмагест, кніга III, глава I., улетку 280 года да н.э. Арыстарх назіраў сонцастаянне — гэта адзіная дакладная дата ў ягоным жыццяпісе. Настаўнікам Арыстарха быў выбітны філосаф, прадстаўнік школы перыпатэтыкаў Стратон з Лампсака. Ёсць падставы меркаваць, што даволі працяглы час Арыстарх працаваў у егіпецкай Александрыі — тагачасным навуковым цэнтры элінізму.
За прапанову геліяцэнтрычнай сістэмы свету паэт і філосаф Клеанф абвінаваціў навукоўца ў бязбожжы і блюзнерстве, аднак пра наступствы гэтага абвінавачання нічога не вядома.
Унёсак у сусветную навуку
Памеры і адлегласці Сонца і Месяца З усіх твораў Арыстарха Самаскага да нас дайшоў толькі адзін — «Пра памеры і адлегласці Сонца і Месяца». У ім ён упершыню ў гісторыі навукі зрабіў спробу вызначыць адлегласці да гэтых нябесных целаў і іхнія памеры. Старажытнагрэчаскія вучоныя папярэдняй эпохі неаднаразова выказваліся на гэтыя тэмы: так, Анаксагор з Клазаменаў лічыў, што Сонца па памерах большае за Пелапанес. Аднак усе гэтыя меркаванні не мелі пад сабой ніякага навуковага абгрунтавання: адлегласці і памеры Сонца і Месяца не вылічваліся на падставе астранамічных назіранняў, а проста грунтаваліся на здагадках. У адрозненне ад іх, Арыстарх выкарыстаў навуковы метад, заснаваны на назіранні месяцавых зацьменняў і фаз Месяца.
У 270 г. да н.э. Арыстарх Самаскі вылічыў адлегласць да Месяца па працягласці месяцавага зацьмення. Ён разважаў наступным чынам: максімальная працягласць месяцавага зацьмення (пры праходжанні Месяца праз цэнтр зямнога ценю) складае 3,5 гадзіны (, працягласць фаз). За гэты час Месяц праходзіць скрозь зямны цень, дыяметр якога роўны дыяметру Зямлі (, дзе — радыус Зямлі). Пры гэтым адзін поўны абарот вакол Зямлі Месяц робіць за 27,3 сутак () па перыметры арбіты , дзе — адлегласць ад Зямлі да Месяца. Арыстарх прымаў скорасць руху Месяца па арбіце як пастаянную велічыню, аднолькавую ва ўсіх яе пунктах. Такім чынам, ён атрымаў ураўненне , і далей . Гэты лік вельмі блізкі да сучасных даных. У разліках Арыстарха выкарыстоўвалася спрашчэнне, што цень Зямлі — гэта не конус, а цыліндр (быццам Сонца з’яўляецца кропкавай крыніцай святла). У рэчаіснасці ж дыяметр зямнога ценю на арбіце Месяца на 25 % меншы за памер нашай планеты.
Для разліку адлегласці да Сонца Арыстарх прыняў пастулат, што Месяц мае падабенства шара і не выпраменьвае ўласнага святла, а толькі адбівае сонечнае. З гэтага вынікала, што ў момант квадратуры (калі назіральнік з Зямлі бачыць роўна палову асветленага дыска Месяца) вугал Зямля—Месяц—Сонца з’яўляецца прамым (). Задача зводзілася да вымярэння вугла паміж бачнымі цэнтрамі Месяца і Сонца пры назіранні з Зямлі. Разглядаючы прамавугольны трохвугольнік, утвораны гэтымі трыма целамі, можна вызначыць суадносіны катэтаў — адлегласці ад Зямлі да Месяца () і адлегласці ад Месяца да Сонца (): . Згодна з вымярэннямі Арыстарха, гэты вугал складаў . Адсюль ён вывеў, што Сонца знаходзіцца прыкладна ў 19 разоў далей ад Зямлі, чым МесяцВідэа з рэканструкцыяй метаду Арыстарха на турэцкай мове без субтытраў («Aristarchus of Samos Yöntemi ile Ay ve Güneş'in Büyüklük ve Uzaklıkları» [«Памеры і адлегласці Месяца і Сонца паводле метаду Арыстарха Самаскага»], аўтар — Cilga Misli).. Паколькі ў антычнасці яшчэ не існавала паняцця трыганаметрычных функцый (асновы якіх Арыстарх фактычна і заклаў у гэтай працы), для атрымання выніку навуковец выкарыстаў метад складаных геаметрычных няроўнасцей, падрабязна выкладзеных у трактаце.
Далей Арыстарх прыцягнуў даныя назіранняў за поўнымі сонечнымі зацьменнямі. Разумеючы механізм гэтай з’явы (Месяц перакрывае дыск Сонца), ён адзначыў, што вуглавыя дыяметры абодвух свяцілаў на небе практычна супадаюць. З геаметрычнага падабенства вынікала: Сонца настолькі ж разоў большае за Месяц фізічна, у колькі разоў яно знаходзіцца далей ад Зямлі. Абапіраючыся на свае папярэднія разлікі адлегласці, Арыстарх вызначыў суадносіны радыусаў Сонца і Месяца як .
Наступным этанам стала супастаўленне памераў Сонца і Месяца з памерам Зямлі праз аналіз месяцавых зацьменняў. Арыстарх зыходзіў з таго, што зацьменне адбываецца пры праходжанні Месяца праз конус зямнога ценю. Паводле ягоных ацэнак, дыяметр зямнога ценю на адлегласці месяцавай арбіты ў 2 разы перавышае дыяметр самога Месяца. Выкарыстоўваючы гэты параметр, а таксама атрыманыя раней суадносіны памераў свяцілаў, Арыстарх праз сістэму геаметрычных пабудоў вылічыў межы, у якіх знаходзяцца адносіны радыусаў Сонца і Зямлі: яны складаюць больш чым 19 да 3, але менш чым 43 да 6. Таксама быў ацэнены радыус Месяца, які, паводле Арыстарха, прыкладна ў тры разы меншы за радыус Зямлі (сучаснае значэнне — 0,273, што сведчыць пра высокую дакладнасць гэтай часткі разлікаў).
Арыстарх недаацаніў адлегласць да Сонца прыкладна ў 20 разоў. Галоўная прычына хібнасці палягала ў немагчымасці дакладнага візуальнага вызначэння моманту месяцавай квадратуры. Нават нязначная памылка ў вымярэнні вугла (які набліжаецца да ) прыводзіць да крытычнага змянення выніку. Нягледзячы на тэхнічную недасканаласць і высокую адчувальнасць да хібнасцей назірання, прапанаваны Арыстархам геаметрычны метад заставаўся адзіным даступным спосабам вымярэння касмічных адлегласцей у антычную эпоху.
У захаваным трактаце адсутнічаюць прамыя вылічэнні лінейных адлегласцей да Месяца і Сонца, хоць аўтар валодаў неабходнымі данымі для такіх разлікаў. У тэксце сцвярджаецца, што вуглавы дыяметр Месяца складае частку знака задыяка (г.зн. ), што ў 4 разы перавышае сапраўднае значэнне (). Зыходзячы з гэтага, разліковая адлегласць да Месяца складала б каля 19 радыусаў Зямлі. Аднак Архімед у працы «Вылічэнне пясчынак» адзначае, што менавіта Арыстарх першым вызначыў правільнае значэнне вуглавога дыяметра — . На падставе гэтай супярэчнасці гісторык навукі Дэніс Роўлінз высунуў гіпотэзу, што вядомы нам трактат «Пра памеры і адлегласці…» належыць не самому Арыстарху, а аднаму з ягоных вучняў. Велічыня ў задыяка магла з’явіцца ў выніку памылковага капіравання або няправільнай інтэрпрэтацыі даных з першакрынічнага сачынення настаўніка.
Пры выкарыстанні карэктнага значэння вуглавога дыяметра () вылічаная па метадзе Арыстарха адлегласць да Месяца складае каля 80 радыусаў Зямлі, што перавышае сапраўдны паказчык прыкладна на 20 радыусаў. Гэтае разыходжанне тлумачыцца недаацэнкай шырыні зямнога ценю на арбіце Месяца: у трактаце яна прымаецца роўнай 2 дыяметрам Месяца, тады як фактычнае значэнне бліжэйшае да 2,6. Пазней гэты параметр удакладніў Гіпарх Нікейскі (а магчыма, і Архімед), што дазволіла атрымаць значэнне адлегласці да Месяца каля 60 радыусаў Зямлі, якое адпавядае сучасным вымярэнням.
Гістарычнае значэнне працы Арыстарха лічыцца выключным: яна паклала пачатак навуковаму вызначэнню «трэцяй каардынаты» — адлегласці да нябесных целаў. Гэтыя даследаванні сталі фундаментам для ўсведамлення сапраўдных маштабаў Сонечнай сістэмы, Галактыкі і Сусвету.
Геліяцэнтрычная сістэма свету
Арыстарх Самаскі ўпершыню ў гісторыі навукі (прынамсі, публічна) выказаў гіпотэзу, што ўсе планеты верцяцца вакол Сонца. Згодна з гэтай мадэллю, Зямля з’яўляецца адной з планет, робячы поўны абарот вакол дзённага свяціла за адзін год і адначасова круцячыся вакол уласнай восі з перыядам у адны суткі. Усвядоміўшы, што Сонца значна большае за Зямлю і іншыя планеты, Арыстарх прыйшоў да высновы, што неразумна лічыць большае цела рухам вакол меншага, як меркавалі ягоныя папярэднікі (Эўдокс Кнідскі, Каліп Кізікскі і Арыстоцель).
Першакрынічная праца Арыстарха на гэтую тэму не захавалася, аднак мы ведаем пра яе з прац іншых аўтараў: Аэцыя, Плутарха, Секста Эмпірыка і, што самае галоўнае, Архімеда. У сваёй кнізе «Псаміт» («Вылічэнне пясчынак») Архімед апісвае геліяцэнтрычную мадэль як альтэрнатыву пануючаму тады геацэнтрызму, звяртаючыся да цара Гелона:
Найбольш важным укладам Арыстарха было вырашэнне праблемы бачнага зрушэння зорак. Антычная касмалогія змяшчала ўсе зоркі на адной сферы. Калі б Зямля рухалася, павінен быў бы назірацца гадавы паралакс — змяненне ўзаемнага размяшчэння зорак. Аднак гэтага не адбывалася, што служыла галоўным аргументам супраць руху Зямлі. Арыстарх знайшоў выйсце, выказаўшы здагадку, што зоркі знаходзяцца надзвычай далёка — фактычна, гэта іншыя сонцы. У «Псаміце» Архімед прыводзіць геаметрычную прапорцыю Арыстарха:
Гэта азначала, што Сусвет мае няўяўныя для таго часу памеры, з-за чаго паралакс становіцца нябачным для чалавечага вока.
Цяжка сказаць, наколькі шырока былі распаўсюджаныя гэтыя погляды. Адзіным вядомым паслядоўнікам, які не толькі прыняў, але і развіў тэорыю (праз стагоддзе пасля Арыстарха), быў селеўкідскі вучоны Селеўк з СелеўкііПлутарх, Platonicae quaestiones, VIII, i. Ён адстойваў тэорыю як ісціну і нават прывёў доказ, поўны запіс якого, аднак, не знойдзена. Рымскія аўтары Пліній СтарэйшыПліній Старэйшы (77 да н.э.). Натуральная гісторыя, II, 70 і СенекаСенека (65 да н.э.). Прыродазнаўчыя праблемы, VII, xxv, 6-7 пазней разглядалі зваротны (папятны) рух планет як ілюзію, што больш уласціва геліяцэнтрызму, чым геацэнтрызму, аднак канчаткова перамагла мадэль Пталамея.
Існуе папулярнае меркаванне, што Арыстарх падвяргаўся пераследу за свае ідэі. Плутарх у трактаце «Пра аблічча, бачнае на дыску Месяца» піша, што кіраўнік школы стоікаў і сонцапаклоннік Клеанф лічыў неабходным прыцягнуць Арыстарха да суда за тое, што ён «зрушвае з месца Ачаг свету»Плутарх, О лике, видимом на диске Луны (отрывок 6) .. Гэта часта інтэрпрэтуецца як доказ рэлігійных ганенняў, падобных да лёсу Сакрата або Анаксагора. Аднак гісторык навукі Луча Руса даказвае, што гэта пазнейшае скажэнне. У арыгінальным тэксце Плутарха Арыстарх жартуе, што гэта Клеанфа трэба судзіць за бязбожжа. Памылка ўзнікла ў выданні Жыля Менажа (XVII ст.), які выпадкова памяняў месцамі падзейнік і выказнік. Версія Менажа выйшла неўзабаве пасля працэсаў над Галілеем і Джардана Бруна, што паспрыяла замацаванню міфа пра «ганімага вучонага-адзіночку».