Каким образом греческий ученый Эратосфен определил размер Земли

В Древней Греции многие ученые занимались изучением мира, но одним из самых известных стал Эратосфен. Это был ученый эпохи Александра Македонского, который провел множество экспериментов и исследований, чтобы определить размер Земли. Сегодня мы посмотрим, каким образом он добился таких результатов.

Определение размера Земли

Для начала, Эратосфен задался вопросом, каким образом можно измерить Радиус Земли. Он решил, что общий порядок Земли и Солнца, которое светит почти всему миру в одно и то же время, мог бы помочь ему отыскать ответ. В своей работе Эратосфен сосредоточился на измерении расстояния между городами Александрией и Сивой, предположителеные координаты которых были известны.

“Эратосфен был не только математиком, но и географом и астрономом. Он был известен своими исследованиями Картагены, а также Африки и Индии. Он изучал все, что было связано с наукой и естественными науками “.

Сначала Эратосфен измерил угол между Александрией и Сивой и обнаружил, что это был угол около семидесяти градусов. Затем, с помощью геометрических расчетов, он прикинул расстояние между двумя городами, что составляло приблизительно 800 километров.

Установление радиуса Земли

Что же делать дальше? Последующий шаг в решении этой проблемы состоял в том, чтобы понять, сколько градусов составляет противоположный угол между Сивой и линией, перпендикулярной к поверхности Земли в Александрии. В своих расчетах Эратосфен предположил, что угол составляет девяносто градусов (по правилу геометрии, сумма углов треугольника равна 180 градусов и угол между линией, перпендикулярной к поверхности Земли, и линией, идущей от Сивы к центру Земли, составляет 90 градусов).

Теперь Эратосфен знал, что расстояние между Александрией и центром Земли составляет примерно половину диаметра планеты. К тому же, он мог легко выяснить, как далеко от земной поверхности, в среднем, находится Солнце.

Первый этап измерения проводился в значительной мере в соответствии с теорией, представленной Пифагором и Аристотелем ранее. Однако, то, что Эратосфен сделал далее, было в значительной мере новаторским.

Установление общей длины окружности Земли

Следующий этап — выяснить, сколько на самом деле составляет длина окружности планеты. Эратосфен решил, что если он может узнать, сколько измеряется длина дуги между двумя городами (Александрей и Сива) или не горизонтальной плоскостью (то есть, если бы она была на поверхности Земли), он сможет легко вычислить длину всей окружности планеты.

И вот как он это сделал: он отправился на совершенно другой конец земной поверхности и измерил угол между вертикальной линией и зенитом (точкой, лежащей прямо над головой) солнца в тот момент, когда Сива была в зените.

Эратосфен использовал эту информацию, чтобы понять, какой угол составляет область между Сивой и горизонтом, что было примерно одинаковым с углом между линией, ведущей из Сивы в центр Земли, и линией, которая проходила через Александрию и линию, перпендикулярную к поверхности Земли, что он уже измерил в своем первоначальном эксперименте.

С этой информацией он смог понять, что Сива и Александрия находится в одном и том же долготе, но на разных широтах.

Результаты и выводы

Как мы видим, результаты Эратосфена были впечатляющими. Он оценил диаметр Земли в 12 742 километров, что было очень близко к настоящему значению.

Конечно, методы, которые использовал Эратосфен, были далеки от совершенства, и он допустил некоторые ошибки в своих расчетах. Однако, даже сейчас, через две сотни лет после его смерти, результат его исследований в целом остается довольно точным. Более того, его идеи продолжают вдохновлять ученых по всему миру и являются прекрасным примером того, как наука может помочь человечеству понять окружающий нас мир.

Каким образом греческий ученый Эратосфен определил размер Земли

В древности ученые стремились понять природу мира и определить ее параметры. Один из таких ученых был Эратосфен, который жил в III веке до н.э. в Александрии, Египет. Ему было интересно узнать, каков размер Земли, и он разработал метод, который позволил ему получить приблизительное значение ее окружности.

Достопочтенный Эратосфен

Эратосфен был известен своими научными достижениями. Он работал главным библиотекарем Александрийской библиотеки, где собрал многие книги и рукописи, включая Библиотеку Птолемея. Он также был знаменит своими исследованиями в геометрии, географии, астрономии и математике. В частности, он стал первым ученым, который измерил размер Земли.

Метод измерения размера Земли

Метод, который разработал Эратосфен, основывался на наблюдениях солнечного света и тени. Он заметил, что в момент летнего солнцестояния в среду, рядом с городом Саис в Египте, свет от солнца падал почти вертикально в колодец, в то время как в Александрии свет от солнца падал под углом около 7 градусов.

Эратосфен предположил, что если Земля является плоской поверхностью, то угол к солнечным лучам в обоих местах был бы одинаковым. Однако, если Земля округлая, то угол должен быть разным. Он предположил, что разница между углами света от солнца в двух местах связана с кривизной Земли.

Измерениям потребовалось много времени. Эратосфен расположил своих помощников на расстоянии 800 км от Саиса, в городе Александрии. Когда солнце встало точно над Саисом, помощник Эратосфена измерил длину тени башни в Александрии. Он выяснил, что угол между вертикальным лучом и лучом солнца составлял около 7 градусов.

Эратосфен знал точное расстояние между Александрией и Саисом, которое составляло 800 км. Он зная угол и расстояние мог просчитать длину дуги между Саисом и Александрией. Было принято, что Земля имеет форму идеальной сферы, поэтому длина дуги между двумя точками равна окружности Земли.

Чтобы найти окружность Земли, Эратосфен разделил длину дуги между Александрией и Саисом на 360 градусов. Получилось, что длина дуги составляла 50 000 стадий (единица длины, которая использовалась древними греками). Зная длину дуги, ученый мог вычислить длину окружности Земли, которая составляла около 40 000 км.

Итог

Измерение размера Земли Эратосфеном было важным научным достижением той эпохи. Его метод измерения вдохновляет ученых по сей день. В наше время нам известно, что Земля не является идеальной сферой, и ее окружность зависит от широты. Но знание размера Земли, полученное Эратосфеном, дало первую конкретную информацию о масштабах нашей планеты, что помогло ученым развивать свои исследования в географии, астрономии и других научных областях.

«Гениальность заключается не в том, чтобы довести сложную вещь до простоты, а в том, чтобы довести простую вещь до сложности». (с) Чарльз Мингьюс

• Эратосфен был древнегреческим ученым, жившим в эпоху Александра Македонского.
• Метод определения размера Земли, использующий два географических пункта и измерение углов между лучами солнца, стал известен как «метод Эратосфена».
• Эратосфен на основе своих измерений приблизительно вычислил окружность Земли, которая впоследствии стала стандартом для измерений расстояний на Земле.

Каким образом греческий ученый Эратосфен определил размер земли

Греческий ученый Эратосфен из Кирены был одним из самых знаменитых ученых античности. Он был ученым во многих областях, включая математику, астрономию, географию, философию, историю и поэзию.

Что такое метод Эратосфена

Одним из наиболее выдающихся достижений Эратосфена было определение размера Земли. Как он это сделал? Он придумал простой метод для определения длины дуги между двумя точками на Земле.

Метод Эратосфена базировался на определении угла между двумя точками на поверхности Земли, относительно центра Земли.

Эратосфен предполагал, что признак солнечного центра на небе означал, что солнце находится прямо над местом, где в тот момент происходит событие. Исходя из этого предположения, он измерил угол между двумя городами — Александрией и Сиреном. Он использовал прямую линию между этими двумя городами, на которую оба города были расположены, и измерил угол между линией соединения этих городов и вертикалью. При допущении, что Земля сферическая, Эратосфен высчитал долготу, или дугу, которую составляет данное расстояние на поверхности Земли.

Как работает метод Эратосфена

Давайте немного разберемся, как работает метод Эратосфена. Этот метод основан на наблюдении идеально прямой тени от столба на солнечный день. Если положить рядом два столба, находящихся на некотором расстоянии друг от друга, то угол между лучами солнца, направленными к этим столбам, будет различным. О конечном результате определения длины дуги Земли между Александрией и Сиреной Эратосфену рассказало то, что в разное время года один из столбов отбросил идеально прямую тень, в то время как другой столб, находящийся в другом месте, не делал этого. В итоге получалась разность углов между лучами солнца, направленными к столбам, и данное расстояние на поверхности Земли с помощью формулы для вычисления дуги сферы.

Выводы

Греческий ученый Эратосфен использовал методику, которую мы называем сегодня методом Эратосфена, и доказал, что Земля действительно сферическая. На основе этого он смог найти длину дуги между Александрией и Сиреном, но теперь это надо было преобразовать в расстояние по поверхности Земли. Именно такой подход к измерению расстояний стал общепринятым и существует до сих пор.

• Эратосфен предложил простой, но революционный метод для измерения размера Земли.
• Он использовал границу теней от столба на солнечный день для определения угла между двумя городами.
• Исходя из этого угла и предполагая, что Земля является сферой, Эратосфен вычислил длину дуги Земли.
• Это было первым конкретным доказательством того, что Земля не является плоской.