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2013 年 1 月 9 日
   

太陽系的前世今生 (9):古希臘天文量測時期對宇宙的思維

提供者 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 古希臘天文學晚期最著名的是 亞歷山大學派阿里斯塔克(Aristarchus, 約 310 –230 BC.) 是這一學派早期的代表人物。他的大部分著作至今已以失傳,僅存《太陽月球的大小和距離》一文。 在該文中,他敘述了從日食月食中月球和地球的陰影比例大小, 推測定太陽實際上比地球大得多、 月球比地球小。 又由月球在上弦和下弦間的夾角, 推測出太陽距離地球是月球距離地球的十倍。左上圖是阿里斯塔克利用直角三角形的原理在上弦月或下弦月的時候,測量從地球看太陽和月球之間的夾角, 巧妙地測量出太陽、月亮距離的比。 阿里斯塔克進一步認為一個大的東西不應該繞小的東西轉動, 於是他提出了「日心地動說」 (可惜未被當代人接受)。他認為地球一方面每天自西向東轉一周, 導致天體的東昇西落景象。 另一方面它又在一年中繞太陽公轉一周,水、金、火、木、土等行星也是一樣 繞著太陽公轉。 他還認為與地球繞日公轉的軌道直徑相比,恆星幾乎在無限遠處。 因此無慛法看到由於地球公轉而造成的恆星視差現象。

          阿波羅尼士(Apollonius, 262 – 190 BC.)提出了「本輪套均輪說」, 來解釋為什麼我們可以看到行星的順行和逆行的現象。 他認為地球位於宇宙的中心, 天體在本輪 (上中圖示紅圈所示)上轉動, 而本輪中心又在均輪 (黃圈所示)(以地球為中心的圓) 上作等速率圓周運動。 如上圖動畫所演示的,行星 (紅色星點) 在恆星 (白色星點) 不動的背景前移動, 從地球看過去真的會呈現出行星時而順行、時而逆行的現象。 其實,現今利用阿波羅尼士的本輪套均輪說的模型,但以太陽為圓形軌道的中心、 以均輪的軌道表示地球的軌道、 以本輪的軌道表示月球的軌道來解釋地球的衛星 月球繞行地球的情景仍是蠻適用的, 但用這本輪套均輪說來說明其他的行星和地球間的運動關係就不對了。

        古希臘天文學家堅信地球是圓的, 並認為太陽離地球相當遙遠, 它照射到地球的光係平行光。 應用這兩個觀念亞歷山大學派的厄拉托西尼 (Eratosthenes, 約 276– 195 BC., 哲學家、地理學家),用很巧妙的方法估計出地球的大小。 他利用夏至日太陽位處西奈(Syene) 天頂 時(也就是,右上圖示陽光直射到井底的時候), 他在其北邊約 768 公里遠的亞歷山大城 (Alexandria) 量得夾角,再應用圓周率估出地球的周長。 除了測量地球的大小外,厄拉托西尼還測得黃道面赤道面的夾角為 23 度 22 分。  

明日主題 : 太陽系的前世今生 (10):匯整古希臘宇宙思維的托勒密的地心體系
天文史上的今天 :  1922 年 1 月 9 日,美國生物化學家、基因遺傳學家 哈爾•葛賓•科拉納 (Har Gobind Khorana,1922.1.9.-2011.11.9.)出生。他因解出遺傳密碼而與羅伯特•W•霍利 (Dr Robert W. Holley,1922.1.28.-1993.2.11.)和馬歇爾•沃倫•尼倫伯格 (Marshall Warren Nirenberg,1927.4.10. - 2010.1.15.)共同榮獲得 1968 年諾貝爾生理學或醫學獎。  
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