천문학의 여행에 착수하면서 고대 그리스 문학은 헤로드의 일리아드와 오디세이에서 오리온, 대왕곰, 부티스, 시리우스, 그리고 플레이아데스와 같은 별자리에 대한 언급으로 천문학의 존재를 시사했습니다. 그러나 헤시오도스의 '일과 날'에서는 허물없이 농업 작업이나 안전한 항해 계절을 규정하기 위해 중요한 고정 별의 출현과 소멸을 연간 주기에 맞춰 사용했습니다. 이 천문학적 오디세이는 바빌로니아의 통찰과 유사했지만 그리스는 상당히 발전하지 않았음을 보여주었습니다.
우주를 밝히는 기하학
그리스 천문학에 독특한 특성을 부여한 돌파구는 기하학을 우주적인 문제에 적용한 것이었습니다. 구체적으로 지구가 구 형태이며 이 주장을 뒷받침하는 유효한 논리를 제공한 가장 오래된 자료는 아리스토텔레스의 '천체에 관하여' (기원전 350년 경)지만 이 지식은 몇 세대 전으로 거슬러 올라갔을 가능성이 높습니다. 아리스토텔레스는 월식 동안 달에서 지구의 그림자가 원형이라고 언급했습니다. 또한 북쪽에서 남쪽으로 이동할 때 별들에서 일어나는 변화에 대해서도 언급했습니다. 아리스토텔레스는 일정 기간 동안 지구의 둘레를 측정하기 위해 일부 수학자들이 노력했으며 40만 스타드의 값을 찾았다고 말했습니다. 여러 길이의 스타드가 사용되었지만 일반적인 스타드는 약 0.18km (0.11마일)이었으며 이는 지구의 둘레에 대한 값이 약 72,000km (44,000마일)이라는 것을 의미합니다. (실제 값은 40,075km [24,902마일]입니다.) 최초의 이러한 측정을 한 사람은 알려져 있지 않지만 아리스토텔레스는 에우독소스라는 친구가 아테네에서 이러한 측정을 수행했다고 언급했을 것입니다.
행성의 움직임: 동심원 구체에서 초심원 원형까지
기원전 400년 경쯤에 시작된 그리스의 행성 운동에 대한 사고는 유도스의 동심원 구체를 이용한 최초의 이론을 알려진 세부 사항이 있는 그리스 이론으로 만들었습니다. 동심원은 중첩된 구체 위에서 움직이는 천체로 간주되며 각 행성에 대해 설명해야 하는 세 가지 다른 운동이 있으며 유도 스는 이를 네 개의 구체로 처리하려고 했습니다. 첫 번째는 서쪽으로 매일 회전하는 외부 구체(1)에 의해 발생하는 것입니다. 그다음 안쪽에는 구체 1과 약 24° 정도의 각도로 중첩되는 구체 2가 있으며 구체 2는 행성의 황도 주기에 따라 동쪽으로 회전합니다. 세 번째 운동은 역행 운동입니다. 이에 대해 유도 스는 두 개의 구체 조합(3과 4)을 사용했습니다. 행성 자체는 구체 4의 적도 원 위를 이동합니다. 4의 축은 구체 3과 약간의 각도로 중첩됩니다. 3과 4는 서로 반대 방향으로 같은 속도로 회전합니다. 구체 3과 4의 회전에서 비롯된 행성의 운동은 구 형태 표면에 위치한 숫자 여덟입니다. 3과 4의 두 개 구체 어셈블리는 구체 2의 내부 표면에 삽입됩니다. 따라서 모든 세 운동이 어느 정도는 충족됩니다. 적어도 질적으로는 구체 1에 의한 서쪽의 매일 운동, 구체 2에 의한 황도 주기 주변의 느린 동쪽 운동 및 3과 4의 이중 구체 어셈블리에 의한 가끔의 역행 운동입니다. 이론은 때로 동심원 구체론이라고 불리며 모든 구체가 같은 중심을 가지고 있기 때문입니다.
이 단계에서 그리스의 천문학자들은 우주의 타당한 묘사나 기하학적 정리를 제공하는 것보다는 수학적으로 정확한 행성 운동의 기술보다는 더 관심이 있었습니다. 유도스의 후계자 칼리푸스는 모델을 몇 가지 개선했지만 특히 몇몇 행성 (특히 화성과 금성)이 주기의 어떤 시기에 다른 시기보다 훨씬 밝다는 사실을 설명하지 못하고 구체론은 일반적으로 행성의 움직임을 설명하는 이론으로 버려졌습니다. 그러나 이것은 문화 적으로 큰 영향을 끼쳤습니다. 왜냐하면 문명이 다시 리네상스까지 일련의 중첩된 구체로 우주를 여전히 생각했기 때문입니다.
기원전 3세기 후반에는 두꺼운 원과 초심원을 기반으로 한 대안적인 이론 모델이 개발되었습니다. (두꺼운 원은 지구에서 살짝 벗어난 원이고 초심원은 다른 원 위에서 반지름을 따라 이동하는 원입니다.) 이 혁신은 일반적으로 22년경에 아폴로니우스에게 연결되지만 첫 번째로 이러한 모델을 제안한 사람이 누구인지는 단정적으로 알려져 있지 않습니다. 태양의 움직임을 고려할 때 유도스의 동심원 구체 이론은 태양이 연중 주기 동안 움직이면서 속도가 빨라졌다가 느려졌다는 사실을 무시했습니다. (이것은 봄이 가을보다 며칠 더 길다는 것에서 분명합니다.) 두꺼운 (다시 말해 중심에서 벗어난) 원은이 사실을 설명할 수 있습니다. 태양은 여전히 완벽한 원의 주위를 일정한 속도로 움직이지만 원의 중심은 지구에서 약간 이동합니다. 태양이 지구에 가장 가까울 때 물체는 태양이 적도에서 조금 더 빨리 이동하는 것처럼 보입니다. 멀리 떨어져 있을 때는 조금 더 느리게 보입니다. 알려진 바에 따르면 히파르코스는 태양의 원의 중심이 반지름의 약 4 % 정도 이동한다는 정도와 방향을 추론한 것으로 알려져 있습니다. 이러한 두꺼운 원 이론은 태양의 운동을 관찰한 결과에 대해 훌륭한 정확도를 보여 주었으며 17세기까지 표준으로 남아 있었습니다.
행성의 표준 이론은 초심원을 사용하여 두꺼운 원을 운반했습니다. 태양계 평면의 북극에서 내려다 본 것처럼 생각해 보십시오. 행성은 초심원에서 반시계 방향으로 이동합니다. 한편, 초심원의 중심은 지구 근처에 있지만 정확한 중심이 아닙니다. 지구에서 본 이행성은 초심원의 내부 부분 (지구에 더 가까운 곳)에 있을 때 행성은 뒤로 움직인 것처럼 보일 것입니다. 이것은 초심원의 중심이 초심원의 주위를 도는 동안 행성의 서쪽 움직임이 초심원의 중심의 동쪽으로의 움직임을 충분히 앞지를 때 나타납니다.
히파르코스는 바빌로니아 숫자 매개변수를 그리스 천문학에 도입하는 데 주요한 역할을 했습니다. 실제로 그때 그리스 천문학에 대한 태도에서 중요한 변화가 있었습니다. 바빌로니아의 예가 그리스에게 일종의 깨워줌이 되었습니다. 이전의 그리스 행성 사상은 철학적 원칙과 기하학적 모델을 기반으로 한 올바른 큰 그림을 만드는 것이었습니다(동심원 구체를 사용하거나 에피클래스와 초심원을 사용하든). 바빌로니아인들은 기하학적 모델 대신 실제 예측력이 있는 산술 이론을 개발하는 데 중점을 두었습니다. 히파르코스는 태양과 달에 대한 수치적으로 효과적인 기하학적 이론을 성취했지만 행성에 대해서는 성공하지 못했습니다. 그는 현재 사용 중인 행성 이론이 현상과 일치하지 않음을 보여 주었지만 행성에 대한 정확한 기하학적 모델을 찾지 못했습니다. 그러나 히파르코스가 강조한 것은, 만약 기하학적 이론이 사실이라면 그것은 세부적인 수준에서 작동해야 한다는 것이었으며 이것은 그리스 천문학에서의 큰 진전을 나타냈습니다.
히파르코스의 또 다른 공헌은 소행성의 발견과 관련이 있습니다. 그는 한 번도 존재하지 않았던 소행성을 발견하는 첫 번째 사람 중 하나였습니다. 그는 134년의 탐사로 그의 위치를 정확하게 확인했습니다. 이를 통해 그는 소행성의 평균 운동이 25.7 시간이라는 사실을 발견했습니다. 이는 그가 사용한 천문 기술에 기반한 것이었으며 당시로서는 주목할 만한 성취였습니다.
히파르코스의 연구 중 일부는 대톨레미가 책으로 정리한 것이 더 많습니다. 히파르코스의 원래 노트는 적게 혹은 전혀 남아 있지 않았습니다. 톨레미가 이러한 관찰을 정리하여 그의 저서에서 정리한 것으로 보이며 Ptolemaic 천문학의 기초를 제공했습니다.
기원전 17세기까지는 초심원으로 구성된 두꺼운 원을 사용한 행성 운동의 표준 이론이었습니다. 당시의 기술과 관측 가능한 정확도로는 유지되는데는 충분했습니다. 그러나 이후 발전한 망원경 기술과 더 정확한 측정 방법이 나타나면서 톨레미의 모델이 행성 운동을 설명하는 데 더 이상 충분하지 않았습니다.
결론:
고대 그리스 천문학은 기하학적 통찰과 수학적 모델의 결합을 통해 우주의 움직임을 이해하는 데 큰 발전을 이루었습니다. 동심원 구체론과 두꺼운 원 및 초심원 이론은 그리스 천문학의 주요 단계를 나타내며 유럽의 지식을 지배하는 데에 영향을 미쳤습니다. 그리고 히파르코스의 기하학적 관점과 산술적 예측력의 중요성은 천문학의 발전에 새로운 지평을 열었습니다. 이러한 고대 그리스 천문학의 터전 위에 세워진 현대 천문학은 우리가 우주를 이해하는 데 필수적인 기반을 제공하고 있습니다.