Aristarchus of Samos

Due sfere uguali sono comprese da uno stesso cilindro, e due sfere disuguali da uno stesso cono che ha il vertice nella direzione della sfera minore; e la linea retta tracciata attraverso i centri delle sfere è perpendicolare a ciascuno dei cerchi in cui la superficie del cilindro, o del cono, tocca le sfere."

Aristarchus di Samos era un antico astronomo e matematico greco che presentò il primo modello eliocentrico conosciuto che poneva il Sole al centro dell'universo conosciuto con la Terra che vi ruotava intorno. 

Fu influenzato da Filolao di Crotone, ma Aristarchus identificò il "fuoco centrale" con il Sole e posizionò gli altri pianeti nel loro corretto ordine di distanza attorno al Sole. Come Anassagora prima di lui, sospettava che le stelle fossero solo altri corpi come il Sole, sebbene più lontani dalla Terra. Le sue idee astronomiche erano spesso rifiutate a favore delle teorie geocentriche di Aristotele e Tolomeo. Niccolò Copernico attribuì la teoria eliocentrica ad Aristarchus.

Eliocentrismo

Il testo originale è stato perso, ma un riferimento nel libro di Archimede "L'Arenario" (Archimedis Syracusani Arenarius & Dimensio Circuli) descrive un'opera in cui avanzò il modello eliocentrico come ipotesi alternativa al geocentrismo:

Tu sei ora consapevole ['tu' riferito al Re Gelone] che l'"universo" è il nome dato dalla maggior parte degli astronomi alla sfera il cui centro è il centro della terra, mentre il suo raggio è uguale alla linea retta tra il centro del sole e il centro della terra. Questo è il racconto comune come hai sentito dagli astronomi. Ma Aristarchus ha prodotto un libro composto da certe ipotesi, dal quale appare, come conseguenza delle assunzioni fatte, che l'universo sia molte volte più grande dell'"universo" appena menzionato. Le sue ipotesi sono che le stelle fisse e il sole rimangono immobili, che la terra ruota intorno al sole sulla circonferenza di un cerchio, con il sole al centro dell'orbita, e che la sfera delle stelle fisse, situata intorno allo stesso centro del sole, è così grande che il cerchio in cui suppone che la terra ruoti ha una proporzione con la distanza delle stelle fisse come il centro della sfera sta alla sua superficie.

Aristarchus sospettava che le stelle fossero altri soli molto lontani, e che di conseguenza non vi fosse parallasse osservabile, cioè un movimento delle stelle l'una rispetto all'altra mentre la Terra si muove intorno al Sole. Poiché la parallasse stellare è rilevabile solo con i telescopi, la sua accurata speculazione era allora indimostrabile.

È un errore comune pensare che la visione eliocentrica fosse considerata sacrilega dai contemporanei di Aristarchus. Lucio Russo fa risalire questo a Gilles Ménage, che stampo un brano da "Sul volto apparente nell'orbe della Luna" di Plutarco, nel quale Aristarchus scherza con Cleante, che è a capo degli Stoici, un adoratore del sole, e contrario all'eliocentrismo. Nel manoscritto del testo di Plutarco, Aristarchus dice che Cleante dovrebbe essere accusato di empietà. La versione di Ménage, pubblicata poco dopo i processi di Galileo e Giordano Bruno, traspone un accusativo e un nominativo in modo che sia Aristarchus colui che dovrebbe essere considerato empio. La conseguente concezione sbagliata di un Aristarchus isolato e perseguitato è ancora trasmessa oggi.

Secondo Plutarco, mentre Aristarchus postulò l'eliocentrismo solo come ipotesi, Selèuco di Seleucia, un astronomo ellenistico che visse un secolo dopo Aristarchus, lo mantenne come opinione definitiva e fornì una dimostrazione di esso, ma nessun registro completo è stato trovato. Nella sua "Naturalis Historia", Plinio il Vecchio si chiese in seguito se gli errori nelle previsioni sui cieli potessero essere attribuiti a uno spostamento della Terra dalla sua posizione centrale. Plinio e Seneca si riferirono al moto retrogrado di alcuni pianeti come a un fenomeno apparente e non reale, il che è un'implicazione dell'eliocentrismo piuttosto che del geocentrismo. Tuttavia, nessuna parallasse stellare fu osservata, e Platone, Aristotele e Tolomeo preferirono il modello geocentrico, che fu considerato vero durante tutto il Medioevo.

La teoria eliocentrica fu ripresa da Copernico, dopo di che Johannes Kepler descrisse i moti planetari con maggiore precisione con le sue tre leggi. Isaac Newton in seguito fornì una spiegazione teorica basata sulle leggi dell'attrazione gravitazionale e della dinamica.

Dopo aver capito che il sole era molto più grande della terra e degli altri pianeti, Aristarchus concluse che i pianeti ruotavano intorno al sole. Ma questa brillante intuizione, si scoprì, "era troppo per i filosofi dell'epoca da inghiottire e l'astronomia dovette aspettare 2000 anni in più per trovare il percorso giusto."

Distanza dal Sole e dicotomia lunare

L'unica opera conosciuta superstite solitamente attribuita a Aristarchus, "Sulle dimensioni e le distanze del Sole e della Luna", si basa su una visione del mondo geocentrica. È stata storicamente letta come se affermi che l'angolo sotteso dal diametro del Sole sia di due gradi, ma Archimede afferma ne "L'Arenario" che Aristarchus aveva un valore di mezzo grado, che è molto più vicino al valore medio effettivo di 32' o 0,53 gradi. La discrepanza potrebbe provenire da un'interpretazione errata di quale unità di misura fosse intesa da un certo termine greco nel testo di Aristarchus.

Aristarchus sostenne che a metà luna, al primo o ultimo quarto lunare, l'angolo tra il Sole e la Luna era di 87°. Potrebbe aver proposto 87° come limite inferiore, poiché valutare la deviazione del terminatore lunare dalla linearità con una precisione di un grado è oltre il limite oculare umano senza ausili, con quel limite essendo di circa tre arcminuti di precisione. Aristarchus è noto anche per aver studiato la luce e la visione.

Usando la geometria corretta, ma il dato insufficientemente accurato di 87°, Aristarchus concluse che il Sole era tra 18 e 20 volte più lontano della Luna. Il valore vero di questo angolo è vicino a 89° 50', e la distanza del Sole è in realtà circa 400 volte quella della Luna. La parallasse solare falsa implicita di poco inferiore a tre gradi fu utilizzata dagli astronomi fino a e includendo Tycho Brahe, c. 1600 d.C. Aristarchus fece notare che la Luna e il Sole hanno dimensioni angolari apparenti quasi uguali, e pertanto i loro diametri devono essere in proporzione alle loro distanze dalla Terra; quindi, il diametro del Sole fu calcolato essere tra 18 e 20 volte il diametro della Luna.