Die von der modernen Wissenschaft zurückgewiesene geozentrische Theorie (auf Griechisch bedeutet ge Erde), die behauptete, dass die Erde das Zentrum des Universums sei, dominierte die antike und mittelalterliche Wissenschaft. Es schien den frühen Astronomen offensichtlich, dass sich der Rest des Universums um eine stabile, bewegungslose Erde bewegte. Sonne, Mond, Planeten und Sterne bewegten sich Tag für Tag auf kreisförmigen Wegen über die Erde., Es erschien vernünftig anzunehmen, dass die Erde stationär war, denn nichts schien sie in Bewegung zu bringen. Darüber hinaus lieferte die Tatsache, dass Objekte auf die Erde fallen, eine Unterstützung für die geozentrische Theorie. Schließlich entsprach der Geozentrismus dem theozentrischen (gottzentrierten) Weltbild, das im Mittelalter vorherrschte, als die Wissenschaft ein Unterfeld der Theologie war.
Das von griechischen Astronomen erstellte geozentrische Modell ging davon aus, dass die Himmelskörper, die sich um die Erde bewegten, perfekt kreisförmigen Pfaden folgten., Dies war keine zufällige Annahme: Der Kreis wurde von griechischen Mathematikern und Philosophen als perfekte geometrische Figur und folglich als einzige für die Himmelsbewegung geeignete angesehen. Wie Astronomen beobachteten, waren die Muster der Himmelsbewegung jedoch nicht konstant. Der Mond stieg etwa eine Stunde später von einem Tag zum nächsten auf und sein Weg über den Himmel änderte sich von Monat zu Monat. Auch der Weg der Sonne änderte sich mit der Zeit und sogar die Konfiguration der Sternbilder änderte sich von Saison zu Saison.,
Diese Veränderungen könnten durch die unterschiedlichen Raten erklärt werden, mit denen sich die Himmelskörper um die Erde drehten. Die Planeten (die ihren Namen vom griechischen Wort planetes erhielten, was Wanderer und Irrtum bedeutet) verhielten sich jedoch auf eine schwer zu erklärende Weise. Manchmal zeigten diese Wanderer eine rückläufige Bewegung—sie schienen anzuhalten und sich in umgekehrter Richtung zu bewegen, wenn sie vor dem Hintergrund der fernen Sternbilder oder fester Sterne betrachtet wurden, die sich nicht relativ zueinander bewegten.,
Um die Bewegung der Planeten zu erklären, entwickelten griechische Astronomen, deren Bemühungen in der Arbeit von Claudius Ptolemäus (um 90-168 n. Chr.) gipfelten, komplizierte Modelle, in denen sich Planeten entlang von Kreisen (Epizyklen) bewegten, die kreisförmigen Umlaufbahnen um die Erde überlagert waren. Diese geozentrischen Modelle konnten zum Beispiel erklären, warum sich Merkur und Venus niemals mehr als 28° bzw.
Als Astronomen ihre Beobachtungs-und Messmethoden verbesserten, wurden die Modelle immer komplizierter, mit ständigen Zusätzen von Epizyklen., Während es diesen komplexen Modellen gelang, rückläufige Bewegungen zu erklären, veranlassten sie Berichten zufolge Alfonso X (1221-1284), König von Kastilien, zu bemerken, dass Gott, wenn er während der Schöpfung um seinen Rat gebeten hätte, ein einfacheres Design für das Universum empfohlen hätte. Trotzdem blieb die geozentrische Theorie bestehen, weil sie funktionierte.
Die wissenschaftliche Widerlegung des Geozentrismus ist mit der Arbeit des polnischen Astronomen Nicolaudas geozentrische Universum. Illustration von Hans & Cassidy. Mit freundlicher Genehmigung von Gale Group.
Kopernikus (1473-1543)., In Commentariolus, einem kurzen Werk, das um 1514 verfasst wurde, schlug Kopernikus einen Ersatz für den Ersatz des geozentrischen Systems vor. Laut Kopernikus, der seine Ideen in De revolutionibus orbium coelestium (1543), bekannt als Über die Revolution der Himmelssphären, vollständig entwickelte, könnte eine heliozentrische Theorie die Bewegung von Himmelskörpern einfacher erklären als die geozentrische Ansicht. Im kopernikanischen Modell umkreist die Erde die Sonne zusammen mit allen anderen Planeten., Ein solches Modell kann die rückläufige Bewegung eines Planeten erklären, ohne auf Epizyklen zurückzugreifen, und auch erklären, warum Merkur und Venus niemals mehr als 28° und 47° von der Sonne abweichen.
Kopernikus ‚ Arbeit buchstabierte jedoch nicht den Untergang des Geozentrismus. Der dänische Astronom Tycho Brahe (1546-1601), ein brillanter experimenteller Wissenschaftler, dessen Messungen der Positionen der Sterne und Planeten alle vor der Erfindung des Teleskops erreichten, schlug ein Modell vor, das als Kompromiss zwischen der geozentrischen Erklärung und der kopernikanischen Theorie zu dienen versuchte., Seine sorgfältige Beobachtung eines Kometen führte ihn zu dem Schluss, dass die Umlaufbahn des Kometen nicht kreisförmig sein konnte; aber trotz dieser Einsicht konnte er das geozentrische System nicht verlassen. Stattdessen schlug er ein Modell vor, das die alte geometrische Struktur bewahrte, schlug jedoch vor, dass sich alle Planeten außer der Erde um die Sonne drehten. Die Sonne bewegte sich jedoch gemäß der geozentrischen Ansicht, die alle Planeten mit sich führte, immer noch um die Erde.,
Nachdem Galileo (1564-1642) ein Teleskop gebaut und in den Himmel gedreht hatte, begannen sich Beweise für ein heliozentrisches Modell anzusammeln. Durch seine Brechung (mit Linsen, um Bilder zu bilden) sah Galileo, dass Venus und Merkur Phasen durchlaufen, die denen des Mondes ähnlich sind. Das geozentrische Modell konnte diese Veränderungen im Aussehen der minderwertigen Planeten (der Planeten zwischen Erde und Sonne) nicht vollständig erklären. Darüber hinaus machten Galileos Beobachtungen der Jupitermonde deutlich, dass sich Himmelskörper um andere Zentren als die Erde bewegen.,
Um die Zeit, als Galileo mit seinem Teleskop den Himmel zu vermessen begann, verwendete Johannes Kepler (1571-1630), ein bemerkenswerter Mathematiker und theoretischer Astronom, Brahes präzise Messungen, um die genauen Pfade der Planeten zu bestimmen. Kepler konnte zeigen, dass sich die Planeten nicht auf kreisförmigen Wegen bewegten, sondern dass jeder Planet einem elliptischen Verlauf folgte, wobei die Sonne in einem Fokus der Ellipse stand. Die Tatsache, dass die Umlaufbahnen der Planeten um die Sonne Ellipsen sind, wurde als Keplers erstes Gesetz bekannt., Sein zweites Gesetz besagt,dass die Erde für jeden Planeten In der alten geozentrischen Theorie das Zentrum des Universums und der Körper war, um den sich Sonne und Planeten drehten. Illustration von Argosy. Der Sturm-Gruppe.,
eine imaginäre Linie, die den Planeten mit der Sonne verbindet, fegt gleiche Flächen in gleichen Zeiten heraus; und das dritte Gesetz, das später von Isaac Newton (1642-1727) zur Festlegung des universellen Gravitationsgesetzes verwendet wurde, zeigt, dass das Verhältnis des Würfels der Halbmajorachse eines Planeten zum Quadrat seiner Periode (der Zeit, um eine Umdrehung zu machen) eine Konstante ist; das heißt, das Verhältnis ist für alle Planeten gleich., Als Newton die Bewegungsgesetze festlegte—Gesetze, die er sowohl für himmlische als auch für irdische Objekte als gültig erwies -, bestand kein Zweifel daran, dass die Funktionsweise der Sonnensysteme das geozentrische Modell eindeutig ungültig machte.