Aristarchus of Samos

Deux sphères égales sont comprises par un seul et même cylindre, et deux sphères inégales par un seul et même cône qui a son sommet dans la direction de la sphère la plus petite ; et la ligne droite tracée par les centres des sphères est perpendiculaire à chacun des cercles dans lesquels la surface du cylindre, ou du cône, touche les sphères."

Aristarchus of Samos était un astronome et mathématicien grec ancien qui a présenté le premier modèle héliocentrique connu qui plaçait le Soleil au centre de l'univers connu avec la Terre qui tourne autour de lui. 

Il a été influencé par Philolaus of Croton, mais Aristarchus a identifié le « feu central » avec le Soleil, et il a placé les autres planètes dans leur ordre correct de distance autour du Soleil. Comme Anaxagoras avant lui, il soupçonnait que les étoiles n'étaient que d'autres corps comme le Soleil, bien que plus éloignés de la Terre. Ses idées astronomiques ont souvent été rejetées en faveur des théories géocentriques d'Aristotle et de Ptolemy. Nicolaus Copernicus a attribué la théorie héliocentrique à Aristarchus.

Héliocentrisme

Le texte original a été perdu, mais une référence dans le livre d'Archimedes The Sand Reckoner Archimedis Syracusani Arenarius & Dimensio Circuli décrit un ouvrage dans lequel il a avancé le modèle héliocentrique comme une hypothèse alternative au géocentrisme :

Vous êtes maintenant conscient ['vous' étant le roi Gelon] que l'« univers » est le nom donné par la plupart des astronomes à la sphère dont le centre est le centre de la terre, tandis que son rayon est égal à la ligne droite entre le centre du soleil et le centre de la terre. C'est le récit commun comme vous l'avez entendu de la part des astronomes. Mais Aristarchus a présenté un livre composé de certaines hypothèses, dans lequel il apparaît, en conséquence des suppositions faites, que l'univers est beaucoup plus grand que l'« univers » mentionné précédemment. Ses hypothèses sont que les étoiles fixes et le soleil restent immobiles, que la terre tourne autour du soleil sur la circonférence d'un cercle, le soleil se trouvant au milieu de l'orbite, et que la sphère des étoiles fixes, située autour du même centre que le soleil, est si grande que le cercle dans lequel il suppose que la terre tourne porte une proportion à la distance des étoiles fixes comme le centre de la sphère se rapporte à sa surface.

Aristarchus soupçonnait que les étoiles étaient d'autres soleils très éloignés, et qu'en conséquence il n'y avait pas de parallaxe observable, c'est-à-dire un mouvement des étoiles les unes par rapport aux autres alors que la Terre tourne autour du Soleil. Puisque la parallaxe stellaire n'est détectable qu'avec des télescopes, sa spéculation exacte était improuvable à l'époque.

C'est une idée fausse courante que la vision héliocentrique était considérée comme sacrilège par les contemporains d'Aristarchus. Lucio Russo retrace cela à l'impression par Gilles Ménage d'un passage du texte de Plutarch On the Apparent Face in the Orb of the Moon, dans lequel Aristarchus plaisante avec Cleanthes, qui est le chef des Stoïciens, un adorateur du soleil, et opposé à l'héliocentrisme. Dans le manuscrit du texte de Plutarch, Aristarchus dit que Cleanthes devrait être accusé d'impiété. La version de Ménage, publiée peu après les procès de Galileo et Giordano Bruno, transpose un accusatif et un nominatif afin que ce soit Aristarchus qui soit censé être impie. La malcompréhension qui en résulte d'un Aristarchus isolé et persécuté est encore transmise aujourd'hui.

Selon Plutarch, tandis qu'Aristarchus ne postulait l'héliocentrisme que comme une hypothèse, Seleucus of Seleucia, un astronome hellénistique qui a vécu un siècle après Aristarchus, l'a maintenu comme une opinion définitive et en a donné une démonstration mais aucun dossier complet n'a été trouvé. Dans son Naturalis Historia, Pliny the Elder s'est demandé plus tard si les erreurs dans les prédictions concernant les cieux pouvaient être attribuées à un déplacement de la Terre de sa position centrale. Pliny et Seneca ont fait référence au mouvement rétrograde de certaines planètes comme un phénomène apparent et non réel, ce qui est une implication de l'héliocentrisme plutôt que du géocentrisme. Néanmoins, aucune parallaxe stellaire n'a été observée, et Plato, Aristotle, et Ptolemy préféraient le modèle géocentrique, qui était considéré comme vrai tout au long du Moyen Âge.

La théorie héliocentrique a été relancée par Copernicus, après quoi Johannes Kepler a décrit les mouvements planétaires avec plus de précision avec ses trois lois. Isaac Newton a ensuite donné une explication théorique basée sur les lois de l'attraction gravitationnelle et de la dynamique.

Après avoir réalisé que le soleil était beaucoup plus grand que la terre et les autres planètes, Aristarchus a conclu que les planètes tournaient autour du soleil. Mais cette brillante intuition, il s'avère, « était trop pour les philosophes de l'époque à avaler et l'astronomie a dû attendre 2000 ans de plus pour trouver le bon chemin. »

Distance au dichotomie lunaire du Soleil

Le seul ouvrage connu survivant généralement attribué à Aristarchus, On the Sizes and Distances of the Sun and Moon, est basé sur une vision du monde géocentrique. Il a historiquement été lu comme affirmant que l'angle sous-tendu par le diamètre du Soleil est de deux degrés, mais Archimedes affirme dans The Sand Reckoner qu'Aristarchus avait une valeur d'une demi-degré, ce qui est beaucoup plus proche de la valeur moyenne réelle de 32' ou 0,53 degrés. La discordance peut provenir d'une mauvaise interprétation de l'unité de mesure désignée par un certain terme grec dans le texte d'Aristarchus.

Aristarchus a affirmé qu'à la demi-lune premier ou dernier quartier, l'angle entre le Soleil et la Lune était de 87°. Il aurait pu proposer 87° comme limite inférieure, puisque évaluer l'écart du terminateur lunaire de la linéarité à une précision d'un degré dépasse la limite oculaire humaine sans aide avec cette limite étant d'environ trois arcminutes de précision. Aristarchus est connu pour avoir également étudié la lumière et la vision.

En utilisant une géométrie correcte, mais la donnée insuffisamment précise de 87°, Aristarchus a conclu que le Soleil était entre 18 et 20 fois plus éloigné que la Lune. La vraie valeur de cet angle est proche de 89° 50', et la distance du Soleil est en réalité environ 400 fois celle de la Lune. La parallaxe solaire fausse implicite de légèrement inférieure à trois degrés a été utilisée par les astronomes jusqu'à et y compris Tycho Brahe, c. AD 1600. Aristarchus a souligné que la Lune et le Soleil ont presque les mêmes tailles angulaires apparentes, et donc leurs diamètres doivent être en proportion de leurs distances à la Terre ; ainsi, le diamètre du Soleil a été calculé comme étant entre 18 et 20 fois le diamètre de la Lune.