System Ptolemejski, zwany również systemem geocentrycznym lub modelem geocentrycznym, matematyczny model wszechświata sformułowany przez Aleksandryjskiego astronoma i matematyka Ptolemeusza około 150 roku n. e.i zapisany przez niego w jego hipotezach Almagest i planetarnych. System Ptolemejski jest kosmologią geocentryczną, czyli zaczyna się od założenia, że Ziemia jest stacjonarna i znajduje się w centrum wszechświata., „Naturalnym” oczekiwaniem dla starożytnych społeczeństw było, że ciała niebieskie (słońce, księżyc, planety i gwiazdy) muszą podróżować w jednolitym ruchu wzdłuż najbardziej „doskonałej” ścieżki możliwej, okręgu. Jednak drogi Słońca, Księżyca i planet obserwowanych z ziemi nie są koliste. Model Ptolemeusza wyjaśniał tę „niedoskonałość”, postulując, że pozornie nieregularne ruchy były kombinacją kilku regularnych kolistych ruchów widzianych w perspektywie ze stacjonarnej Ziemi. Zasady tego modelu znali wcześniejsi greccy naukowcy, w tym matematyk Hipparchus (ok., 150 p. n. e.), ale kulminacją był dokładny model predykcyjny z Ptolemeuszem. Powstały System Ptolemejski przetrwał, z niewielkimi zmianami, aż do momentu wyparcia Ziemi z centrum wszechświata w XVI i XVII wieku przez system kopernikański i prawa Keplera ruchu planetarnego.

pierwszą zasadą modelu Ptolemejskiego jest ruch ekscentryczny. Ciało poruszające się z równomierną prędkością po kolistej ścieżce z ziemią w jej centrum zmiecie równe kąty w równych czasach z perspektywy ziemi., Jednakże, jeśli środek ścieżki zostanie przesunięty od ziemi, ciało będzie zamiatać równe kąty w nierównych czasach( ponownie, z perspektywy ziemi), poruszając się najwolniej, gdy najdalej od Ziemi (apogeum) i najszybciej, gdy najbliżej Ziemi (perygeum). Za pomocą tego prostego ekscentrycznego modelu Ptolemeusz wyjaśnił zmienny ruch Słońca przez zodiak. Inna wersja modelu, odpowiednia dla Księżyca, miała kierunek linii od apogeum do perygeum stopniowo przesuwany.

aby wyjaśnić ruch planet, Ptolemeusz połączył ekscentryczność z modelem epicyklicznym., W systemie Ptolemejskim każda planeta krąży równomiernie wzdłuż kołowej ścieżki (epicycle), której środek krąży wokół Ziemi wzdłuż większej kołowej ścieżki (deferent). Ponieważ połowa epicykla jest przeciwna ogólnemu ruchowi ścieżki deferentnej, połączony ruch czasami wydaje się spowolnić lub nawet odwrócić kierunek (wsteczny). Dokładnie koordynując te dwa cykle, model epicykliczny wyjaśniał obserwowane zjawisko cofania się planet w perygeum., Ptolemeusz wzmocnił efekt ekscentryczności, sprawiając, że środek epicykliczny omija równe kąty wzdłuż deferenta w równych czasach, jak widziano z punktu, który nazwał równym. Środek deferenta znajdował się w połowie drogi między Równem a ziemią, co widać na rysunku.

system Ptolemejski

w Geocentrycznym modelu wszechświata, Słońca, Księżyca i każdej planety krążą po stacjonarnej Ziemi., Dla Greków ciała niebieskie muszą poruszać się w najdoskonalszy możliwy sposób—stąd w doskonałych kręgach. Aby zachować taki ruch i wyjaśnić nieregularne pozorne ścieżki ciał, Ptolemeusz przesunął środek orbity każdego z ciał (deferent) od Ziemi-uwzględniając apogeum i perygeum ciała—i dodał drugi ruch orbitalny (epicykl), aby wyjaśnić ruch wsteczny. Równik jest punktem, od którego każde ciało przesuwa równe kąty wzdłuż deferent w równych czasach. Środek deferent znajduje się w połowie drogi między Równem a Ziemią.

Encyclopædia Britannica, Inc.,

chociaż układ Ptolemejski z powodzeniem uwzględniał ruch planetarny, punkt równania Ptolemeusza był kontrowersyjny. Niektórzy astronomowie Islamscy sprzeciwili się tak wyimaginowanemu punktowi, a później Mikołaj Kopernik (1473-1543) sprzeciwił się ze względów filozoficznych poglądowi, że elementarny obrót w niebiosach może mieć różną prędkość—i dodał kolejne okręgi do modeli, aby osiągnąć ten sam efekt., Niemniej jednak, równań ostatecznie doprowadzi Johannes Kepler (1571-1630) do poprawnego modelu eliptycznego wyrażonego przez jego prawa ruchu planetarnego.

Pobierz abonament Britannica Premium i uzyskaj dostęp do ekskluzywnych treści. Zapisz się teraz

Ptolemeusz wierzył, że koliste ruchy ciał niebieskich były spowodowane ich przywiązaniem do niewidzialnych obracających się stałych sfer. Dla przykładu, epicykl byłby „równikiem” wirującej kuli umieszczonej w przestrzeni pomiędzy dwiema kulistymi skorupami otaczającymi ziemię., Odkrył, że jeśli reprezentuje ruchy Słońca, Księżyca i pięciu znanych planet z kulami, może zagnieżdżać je wewnątrz siebie bez pustej przestrzeni i w taki sposób, że odległości słoneczne i księżycowe zgadzają się z jego obliczeniami. (Jego oszacowanie odległości Księżyca było z grubsza poprawne, ale jego liczba Dla odległości słonecznej wynosiła tylko około dwudziestej prawidłowej wartości.) Największa sfera, zwana sferą niebieską, zawierała gwiazdy i w odległości 20 000 razy większej od promienia Ziemi tworzyła granicę wszechświata Ptolemeusza.,

dzięki Islamskim astronomom zagnieżdżone sfery Ptolemeusza stały się standardową cechą kosmologii średniowiecznej. Kiedy Kopernik zaproponował model heliocentryczny-z ziemią i planetami krążącymi wokół Słońca – był zmuszony porzucić pogląd, że nie ma pustej przestrzeni między sferami. Po tym, jak Tycho Brahe (1546-1601) wykazał, że kometa z 1577 roku musiałaby przejść przez kilka niewidzialnych sfer, hipoteza sfer stałych również stała się nie do utrzymania.