Χωράει ο κόσμος στα χέρια μας;

Σε αυτή τη θεματική θα ερευνήσουμε τα όργανα και τους μηχανισμούς που οι αρχαίοι Έλληνες χρησιμοποιούν για την παρατήρηση του ουρανού και τη μέτρηση του χρόνου. Από απλά εργαλεία όπως ο γνώμονας και το ηλιακό ωρολόγιο, μέχρι πιο σύνθετες κατασκευές όπως η διόπτρα, ο αστρολάβος και η ουράνια σφαίρα, οι Έλληνες αξιοποιούν την τεχνογνωσία της εποχής τους, ώστε να κατανοήσουν το σύμπαν και να οργανώσουν τη ζωή τους σύμφωνα με τα αστρονομικά φαινόμενα.

Ο γνώμονας

Το αρχαιότερο αστρονομικό όργανο της ανθρωπότητας είναι ο γνώμονας. Ένας πάσσαλος τοποθετημένος κάθετα, σε ηλιόλουστο σημείο, που ρίχνει σκιά στο έδαφος. Οι άνθρωποι παρατηρούν την πορεία της σκιάς και μελετούν τη φαινομενική κίνηση του Ήλιου στον ουρανό. Μέσα από αυτό το εργαλείο εντοπίζουν τα ηλιοστάσια, προσδιορίζουν τις εποχές και πιθανώς μετρούν την ώρα.

Ο Ηρόδοτος αναφέρει ότι οι Έλληνες διδάσκονται τη χρήση του γνώμονα από τους Βαβυλώνιους.

Ωστόσο, ο γνώμονας φαίνεται

πως ανακαλύπτεται ανεξάρτητα σε πολλές κουλτούρες.

Στην Ελλάδα, χρησιμοποιείται ήδη από τον 5ο αιώνα π.Χ.

ThematicSections1-Image-Gnomon_edited.jp

Το ηλιακό ωρολόγιο

Ένα από τα αρχαιότερα παρατηρησιακά όργανα που χρησιμοποιούν οι Έλληνες

για τη μέτρηση του χρόνου είναι το ηλιακό ωρολόγιο. Το παλαιότερο δείγμα που διασώζεται προέρχεται από την Αίγυπτο και χρονολογείται γύρω στο 1500 π.Χ.

Στην ελληνική και ρωμαϊκή αρχαιότητα έχουν βρεθεί περίπου 250 τέτοια όργανα,

κυρίως λόγω της ανθεκτικότητας των υλικών τους.

Ανάμεσα στα διάφορα είδη, το κωνικό ωρολόγιο είναι το πιο διαδεδομένο.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει και το σφαιρικό ωρολόγιο, το οποίο προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια. Ωστόσο, η κατασκευή του είναι τεχνικά πιο απαιτητική

και η λειτουργία του επηρεάζεται από καιρικές συνθήκες, όπως η βροχή.

Για τον λόγο αυτό, συχνά χρησιμοποιείται μόνο το ένα ημισφαίριο της σφαίρας.

Sundial from Athens [Photograph]. Altes Museum, Berlin

Η διόπτρα

Ένα από τα βασικά οπτικά όργανα που χρησιμοποιούν οι αρχαίοι μελετητές είναι η διόπτρα.

Εμφανίζεται γύρω στον 5ο αιώνα π.Χ. και χρησιμεύει για την πραγματοποίηση

γεωμετρικών και αστρονομικών μετρήσεων.

Αν και δεν έχει διασωθεί κάποιο αυθεντικό δείγμα από τον ελλαδικό χώρο,

η ύπαρξή της επιβεβαιώνεται μέσα από τις αναφορές πολλών αρχαίων συγγραφέων.

Στην απλούστερη μορφή της, η διόπτρα είναι ένας σωλήνας μέσα από τον οποίο

οι αστρονόμοι παρατηρούν τα άστρα.

Σε άλλη εκδοχή, αποτελείται από μια ράβδο με δύο οπές στα άκρα της.

Με κατάλληλες τροποποιήσεις, το όργανο μετατρέπεται σε εργαλείο μέτρησης γωνιών: χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό γωνιακών υψών (όπως βουνών ή κτηρίων)

και γωνιακών διαμέτρων του Ήλιου και της Σελήνης.

Evans, J. (1998). Dioptra [Image]. In The history and practice of ancient astronomy (p. 36).

Oxford University Press

Παρατηρώντας το σύμπαν

Οι αρχαίοι Έλληνες δεν παρατηρούν τα άστρα μόνο με γυμνό μάτι, αλλά κατασκευάζουν και χρησιμοποιούν διάφορα όργανα και μηχανισμούς που τους βοηθούν να κάνουν πιο ακριβείς

και συστηματικές παρατηρήσεις του ουρανού. Μέσα από αυτά τα εργαλεία,

η παρατήρηση μετατρέπεται σε μέθοδο, και η εμπειρική γνώση αποκτά σταθερότητα και ακρίβεια. Με αυτό τον τρόπο γίνεται εφικτή η ακριβέστερη παρατήρηση των αστρονομικών φαινομένων,

της μέτρησης της ώρας και του προσανατολισμού.

Μετρώντας τις Μέρες

Στην προσπάθειά τους να επιλύσουν το ζήτημα του χρονικού συντονισμού, οι Έλληνες υιοθετούν ένα σεληνο-ηλιακό ημερολόγιο. Σε αυτό, οι μήνες και οι ημέρες υπολογίζονται με βάση τις φάσεις της Σελήνης, ενώ ταυτόχρονα το ημερολόγιο προσπαθεί να συμβαδίζει με τον ηλιακό κύκλο.

Η διαδοχή των ημερών οργανώνεται σε μήνες, που ξεκινούν με βάση τη νέα Σελήνη.

Οι μήνες, με τη σειρά τους, καθορίζουν τα έτη, ώστε η αρχή του χρόνου να πλησιάζει την αλλαγή των εποχών. Αν και κάθε έτος μπορεί να ξεκινά σε διαφορετική εποχή,

η αρχή των μηνών παραμένει σταθερή.

Το βασικό αστρονομικό πρόβλημα είναι ο συνδυασμός δύο ασύμβατων κύκλων:

του σεληνιακού μήνα (29,5 ημέρες) και του ηλιακού έτους (365,25 ημέρες).

Για να εναρμονιστούν, απαιτείται μια μεγαλύτερη χρονική περίοδος

που να συνδυάζει και τους δύο ρυθμούς και να επιτρέπει την προσθήκη εμβόλιμων μηνών.

Ο πρώτος καλά τεκμηριωμένος τέτοιος κύκλος συνδέεται με δύο Αθηναίους αστρονόμους του 5ου αιώνα π.Χ., τον Μέτωνα και τον Ευκτήμονα.

Γύρω στο 430 π.Χ., ο Μέτων προτείνει έναν κύκλο 19 ετών, γνωστό ως κύκλος του Μέτωνα,

ο οποίος περιλαμβάνει 235 σεληνιακούς μήνες, από τους οποίους 7 είναι εμβόλιμοι,

φτάνοντας συνολικά τις 6.940 ημέρες.

Έτσι, οι αρχαίοι Έλληνες προσθέτουν επτά επιπλέον μήνες μέσα σε κάθε περίοδο 19 ετών.

Με αυτόν τον τρόπο, κάποια έτη έχουν δώδεκα μήνες (κανονικά),

ενώ άλλα δεκατρείς (εμβόλιμα), διατηρώντας την ευθυγράμμιση

ανάμεσα στον σεληνιακό και τον ηλιακό κύκλο.

Η πρόοδος στα μαθηματικά και τη μηχανική οδηγεί στην κατασκευή ακριβέστερων μετρητικών και παρατηρησιακών οργάνων, όπως τα ηλιακά ωρολόγια, ο γνώμονας και η διόπτρα. Μέσα από αυτά συγκεντρώνονται πολύτιμες αστρονομικές παρατηρήσεις. Για να αποκτήσουν όμως πρακτική αξία, οι παρατηρήσεις αυτές χρειάζονται ένα ημερολογιακό σύστημα που να τις οργανώνει και να τις ερμηνεύει.

Το πρόβλημα είναι πως στον ελληνικό κόσμο του 5ου αιώνα π.Χ. δεν υπάρχει ενιαίο ημερολόγιο. Κάθε πόλη-κράτος χρησιμοποιεί το δικό της σύστημα, με διαφορετικά ονόματα για τους μήνες και τις ημέρες, καθώς και διαφορετική αφετηρία για την αρχή του έτους.

Ο Μέτων και ο Ευκτήμων αναφέρονται συχνά στα παραπήγματα. Αυτά αποτελούν αστρονομικά ημερολόγια, χαραγμένα σε λίθινες ή ξύλινες πλάκες, και τοποθετούνται σε δημόσιους χώρους, όπως οι αγορές, τα πρυτανεία και τα ιερά. Δίπλα από κάθε παρατήρηση υπάρχει μια μικρή οπή, μέσα στην οποία τοποθετείται ένας πάσσαλος. Έτσι ο περαστικός μπορεί να μάθει τι ακριβώς συμβαίνει στον ουρανό εκείνη την ημέρα.

Evans, D. S. (2013). Parapegma [Image]. In The material culture of Greek astronomy (p. 258). In The sciences in Greco-Roman society. Springer

Σημειώνοντας πρόοδο

Μέσα από τον κύκλο του Μέτωνα, τα παραπήγματα και τις απλές παρατηρησιακές συσκευές,

οι αρχαίοι Έλληνες αρχίζουν να οργανώνουν τον χρόνο, να προβλέπουν τις εποχές

και να συνδέουν τις κινήσεις των άστρων με την καθημερινή ζωή. Αυτό αποτελεί το πρώτο βήμα. Στους αιώνες που ακολουθούν, προχωρούν σταδιακά σε πιο σύνθετους μηχανισμούς.

Η παρατήρηση του ουρανού μετατρέπεται σε επιστήμη και τα όργανά τους εξελίσσονται σε προδρόμους της αστρονομίας.

Ο αστρολάβος και η ουράνια σφαίρα

Κατά την Ελληνιστική εποχή,

γεννιέται ένα από τα πιο εντυπωσιακά όργανα παρατήρησης του ουρανού: ο αστρολάβος.

Αν και τα παλαιότερα σωζόμενα δείγματα

είναι μεταγενέστερα, η επινόησή του αποδίδεται

σε Έλληνες επιστήμονες, όπως ο Απολλώνιος ο Περγαίος.

Στον αστρολάβο, ο ουρανός ξεδιπλώνεται

πάνω σε μια επίπεδη επιφάνεια,

μετατρέποντας τον σε έναν φορητό χάρτη του ουράνιου θόλου. Με τη βοήθειά του,

οι παρατηρητές υπολογίζουν την ανατολή και τη δύση των άστρων,

τη διάρκεια της ημέρας,

την πορεία του Ήλιου στον ουρανό και πολλά ακόμη ουράνια φαινόμενα.

Παρόμοιος με τον επίπεδο αστρολάβο είναι και ο σφαιρικός αστρολάβος,

γνωστός και ως ουράνια σφαίρα.

Η βασική διαφορά είναι πως ο σφαιρικός αστρολάβος αποτελείται από μεταλλικούς δακτυλίους που σχηματίζουν τον σκελετό μιας νοητής σφαίρας.

Οι χρήσεις του είναι πολλαπλές: δείχνει την ανατολή και τη δύση των άστρων,

τον ετήσιο κύκλο του Ήλιου, καθώς και φαινόμενα που αλλιώς θα απαιτούσαν μήνες παρατηρήσεων για να γίνουν αντιληπτά.

Με τη βοήθειά του, οι αστρονόμοι κατανοούν φαινόμενα όπως ο ήλιος του μεσονυκτίου,

οι «ημέρες» που διαρκούν μήνες και η αντιστροφή των εποχών στο νότιο ημισφαίριο.

Όταν είναι κατασκευασμένη με ακρίβεια, η ουράνια σφαίρα λειτουργεί και ως παρατηρησιακό όργανο, ικανό να μετρά ουράνιες συντεταγμένες άστρων και πλανητών.

Μέχρι την εποχή του Πτολεμαίου,

παραμένει το δημοφιλέστερο εργαλείο των Ελλήνων αστρονόμων.

Η πλινθίς

Ο Πτολεμαίος, στο έργο του Αλμαγέστη, περιγράφει διάφορα όργανα για την παρατήρηση του Ήλιου, ανάμεσα στα οποία ξεχωρίζει η πλινθίς.

Η απλούστερη μορφή της πλινθίδος αποτελείται από ένα κομμάτι ξύλου ή πέτρας με λεία επιφάνεια. Τοποθετείται στο επίπεδο του μεσημβρινού, και η σκιά ενός κάθετου πασσάλου

πάνω της αποκαλύπτει το υψόμετρο του απογευματινού Ήλιου.

Η πλινθίς χρησιμοποιείται για την παρατήρηση των ηλιοστασίων και των ισημεριών,

προσφέροντας πολύτιμα δεδομένα. Μέσα από αυτές τις παρατηρήσεις, οι αρχαίοι αστρονόμοι καθορίζουν βασικές αστρονομικές παραμέτρους: τη διάρκεια του έτους,

τη λοξότητα του άξονα της Γης, αλλά και τη διαφορετική διάρκεια των εποχών.

Evans, J. (1999). Representation of Ptolemy’s quadrant [Image]. In The material culture of Greek astronomy, Journal for the History of Astronomy, 30(3), 274

Ο κρίκος

Ένα ακόμη σημαντικό παρατηρησιακό όργανο που περιγράφεται στην Αλμαγέστη είναι ο κρίκος,

ένας μεταλλικός δακτύλιος τοποθετημένος στο επίπεδο του ουράνιου ισημερινού.

Ο κρίκος χρησιμοποιείται για την παρατήρηση των ισημεριών:

όταν ο Ήλιος περνά από το επίπεδο αυτό, το φως του διαπερνά τον δακτύλιο,

υποδεικνύοντας με ακρίβεια τη στιγμή της ισημερίας.

Σε αντίθεση με άλλα όργανα,

ο κρίκος έχει το πλεονέκτημα ότι επιτρέπει παρατηρήσεις οποιαδήποτε ώρα της ημέρας,

όχι μόνο στο μεσημέρι. Ωστόσο, παρουσιάζει και δυσκολίες:

η ακριβής ευθυγράμμισή του με τον ισημερινό είναι τεχνικά απαιτητική

και δύσκολη να διατηρηθεί σταθερή. Για τον λόγο αυτό,

ο Πτολεμαίος δεν τον προτιμά και στρέφεται σε πιο σταθερά όργανα,

όπως η πλινθίς, για μετρήσεις μεγαλύτερης αξιοπιστίας.

Evans, J. (1999). Krikos [Image]. In The material culture of Greek astronomy, Journal for the History of Astronomy, 30(3), 273

Κρατώντας τον κόσμο

Η ουράνια σφαίρα

Ήδη από τον 5ο αιώνα π.Χ., ο Πλάτωνας, στον Τίμαιο, περιγράφει ένα κοσμικό μοντέλο με τέτοιο τρόπο ώστε γίνεται σαφές πως έχει γνώση μιας σφαιρικής αναπαράστασης του ουρανού.

Αργότερα, τον 3ο αιώνα π.Χ., στην εποχή του Αρχιμήδη,

η σφαιροποιία, η πρακτική απεικόνισης του ουράνιου θόλου πάνω στην επιφάνεια μιας σφαίρας, καθιερώνεται ως κλάδος της μηχανικής.

Η αρχαιότερη ουράνια σφαίρα που σώζεται είναι η λεγόμενη σφαίρα Farnese:

μια μαρμάρινη σφαίρα τοποθετημένη στους ώμους του Άτλαντα, στο αντίστοιχο άγαλμα.

Το έργο χρονολογείται στον 1ο ή 2ο αιώνα μ.Χ. και αποτελεί αντίγραφο ελληνιστικού πρωτοτύπου.

Οι πρώιμες σφαίρες πιθανόν κατασκευάζονται από εύθραυστα υλικά, όπως ξύλο ή πηλό,

και για αυτό δεν διατηρούνται.

Αν και η σφαίρα Farnese λειτουργεί κυρίως ως διακοσμητικό αντικείμενο,

είναι γνωστό ότι στην αρχαιότητα φορητές ουράνιες σφαίρες χρησιμοποιούνται ευρέως

για διδακτικούς και παρατηρησιακούς σκοπούς.

Seah, G. (2006). Farnese Atlas [Photograph]. National Archaeological Museum, Naples. Wikimedia Commons

Lalupa. (2025). Farnese Atlas [Photograph]. National Archaeological Museum, Naples. Wikimedia Commons

Ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων

Μια απεικονιστική συσκευή ύψιστης σημασίας για την ιστορία της επιστήμης και της τεχνολογίας είναι ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων, που χρονολογείται στον 2ο αιώνα π.Χ.

Το εύρημα εντυπωσιάζει όχι μόνο για την περιπλοκότητα της κατασκευής του

και τις πολλαπλές λειτουργίες του, αλλά και για τη μοναδικότητά του στην αρχαιότητα.

Στις γραπτές πηγές, ο Θέων ο Σμυρναίος (70–135 μ.Χ.) αναφέρει ότι κατασκευάζει ο ίδιος

ένα μοντέλο του σύμπαντος,

Σήμερα, διαθέτουμε απλούστερους μηχανισμούς από μεταγενέστερες εποχές,

με περιορισμένες δυνατότητες. Όργανα αντίστοιχης τεχνικής πολυπλοκότητας δεν εμφανίζονται παρά μόνο με την Αναγέννηση. Ένα παράδειγμα είναι ο αστρολάβος των Ahmad και Muhammed, γύρω στο 984/5 ή 1003/4 μ.Χ., ο οποίος, αν και απλούστερος,

φέρει λειτουργίες συγγενείς με εκείνες του Μηχανισμού.

Οι λειτουργίες του Μηχανισμού των Αντικυθήρων είναι εντυπωσιακές.

Λειτουργεί ως αστρονομικό εργαλείο που υπολογίζει:

το γεωγραφικό πλάτος του Ήλιου, της Σελήνης και των πέντε τότε γνωστών πλανητών,
τους συνοδικούς κύκλους των πλανητών,
τις εκλείψεις,
την ανατολή και δύση του Ήλιου,
τη θέση των αστεριών και αστερισμών,
τις ημέρες, τους μήνες, τα χρόνια και τις εποχές.

και πολλά άλλα.

Όλες αυτές οι λειτουργίες γίνονται μηχανικά, με το γύρισμα ενός διακόπτη

και την κίνηση ενός καντράν, ενώ ο χρήστης επιλέγει κάθε φορά διαφορετικές ρυθμίσεις.

Ο Μηχανισμός συγκεντρώνει όλες τις αστρονομικές γνώσεις της ύστερης ελληνιστικής εποχής και αποδεικνύει το υψηλό επίπεδο τεχνολογίας και επιστήμης

που έχει φτάσει ο αρχαίος ελληνικός κόσμος.

Στον ελληνικό κόσμο, η απεικόνιση της ουράνιας σφαίρας και των ουράνιων φαινομένων

ξεκινά από τον 6ο με 5ο αιώνα π.Χ. Οι Έλληνες βασίζονται σε καταγραφές χιλιάδων ετών

από τη Βαβυλώνα, την Αίγυπτο και άλλες περιοχές. Συνδυάζουν αυτές τις γνώσεις

με τις δικές τους παρατηρήσεις και με την πρόοδο στα μαθηματικά και τη μηχανική,δημιουργoύν μοντέλα του ουρανού που απεικονίζουν το σύμπαν και τους επιτρέπουν να κατανοήσουν καλύτερα τον κόσμο.

Από τη σκιά ενός πασσάλου, οι αρχαίοι αρχίζουν να κατανοούν τον κόσμο. Με απλά εργαλεία κοιτάζουν τον ουρανό με νέο βλέμμα. Η παρατήρηση γίνεται γνώση. Η γνώση, τρόπος να οργανώσουν τον χρόνο και να ερμηνεύσουν το σύμπαν. Ίσως τελικά, κοιτάζοντας τα άστρα, να μαθαίνουν και κάτι για τον εαυτό τους.

Θεματικές Ενότητες