प्राचीन ग्रीक खगोलशास्त्र - ऍरिस्टार्कस विरुद्ध टॉलेमी
मुख्य कक्षा, उपकक्षा, टेकू यांच्या साहाय्याने टॉलेमीच्या प्रारूपाची मुख्य कल्पना लक्षात आली तरी ते प्रत्यक्षात आणखी गुंतागुंतीचे होते. एक म्हणजे टॉलेमीने या प्रारूपाचा विचार त्रिमितीमध्ये (3-D) केला आणि ते गोलाकार स्फटिकांच्या स्वरूपात मांडले. अर्थात सोपेपणासाठी आपण याचा विचार द्विमितीमध्येच करू. आणखी एक गोष्ट म्हणजे प्रत्येक ग्रहाच्या वक्रगतीचे अचूक गणित करण्यासाठी टॉलेमीने मुख्य आणि उपकक्षांच्या त्रिज्या, तसेच ज्या गतीने ग्रह या दोन कक्षांमध्ये फिरतो ती गती यांच्या किंमती काळजीपूर्वक निश्चित केल्या. ग्रहांच्या गतीच्या गणिताची अचूकता वाढवण्यासाठी त्याने आणखी दोन चल निर्माण केले. पृथ्वीच्या बाजूला एक 'एक्सेंट्रिक' नावाचा बिंदू कल्पिला जो मुख्य कक्षेचे विस्थापित केंद्र म्हणून काम करत होता आणि दुसरा 'इक्वंट' नावाचा बिंदू पृथ्वीच्या जवळ कल्पिला, जो ग्रहांच्या बदलणार्या गतीवर परिणाम करत असे. खरोखर ग्रहांच्या गती आणि कक्षांच्या इतक्या प्रचंड गुंतागुंतीच्या स्पष्टीकरणाची कल्पनाही करणे अवघड आहे.
गावातल्या जत्रेत एका ठिकाणी टॉलेमीच्या प्रारूपाशी साधर्म्य आढळू शकते. चंद्र लहान मुलांसाठी असलेल्या मेरी - गो-राउंडसारखा साध्या वर्तुळाकार कक्षेत फिरतो. पण मंगळासारख्या ग्रहांच्या कक्षा वॉल्टजर राईड सारख्या असतात. यामध्ये मुख्य चक्राला आरे असतात आणि प्रत्येक आऱ्याच्या शेवटाला एका टेकूच्या आधारे पाळणा बसवलेला असतो आणि त्यात प्रवाश्याला बसवतात. पाळणा स्वतःभोवती फिरताना प्रवासी एका छोट्या वर्तुळामध्ये फिरतो. त्याचवेळी आरा मुख्य केंद्राभोवती फिरत असताना तो मोठ्या वर्तुळाकार कक्षेतही फिरतो. कधी कधी या दोन गतींची सरमिसळ होऊन मुख्य आर्याच्या तुलनेमध्ये पाळण्याचा वेग वाढतो तर कधी कमी होतो, क्वचित पाळणा मागे जातो. टॉलेमीच्या परिभाषेत पाळणा उपकक्षेत फिरतो आणि आरा मुख्य कक्षेमध्ये वर्तुळाकार फिरतो.
प्रत्येक आकाशस्थ वस्तू पृथ्वीभोवती आणि तीही वर्तुळाकार कक्षेत फिरते, या खोल रुजलेल्या जुन्या समजुतींशी सुसंगत असावे या आग्रहातून टॉलेमीचे प्रारूप तयार झाले. पण यामधून मुख्य कक्षा, उपकक्षा, एक्सेंट्रिक, इक्वंट यांची खोगीरभरती असलेले प्रचंड गुंतागुंतीचे प्रकरण बनले. सुरुवातीच्या काळातील खगोलशास्त्राच्या इतिहासाबद्दल असलेल्या आपल्या पुस्तकात ऑर्थर कोस्लर यांनी टॉलेमीच्या प्रारूपाचे वर्णन ‘थकलेले तत्त्वज्ञान आणि जुनाट (सडलेले) विज्ञान यांच्या संगमातून निघालेले उत्पादन’ अशा शब्दांमध्ये केले आहे. परंतु, मुळात चुकीचे असले तरी टॉलेमीचे प्रारूप वैज्ञानिकतेच्या एका कसोटीवर अतिशय उत्तम प्रकारे उतरले. आधीच्या कुठल्याही पद्धतीपेक्षा ग्रहांच्या स्थिती आणि गतीचे अत्यंत अचूक भाकित या प्रारूपाने वर्तवले. ऍरिस्टार्कसचे सूर्यकेंद्री प्रारूप हे शास्त्रीय आहे हे खरे असले तरी सुद्धा त्याने ग्रहांच्या गती आणि स्थितींचे अचूक भाकित त्यावेळी करता येत नव्हते. त्यामुळे एकंदरीत विचार करता, टॉलेमीचे प्रारूप काळाच्या ओघात टिकून राहिले आणि तर ऍरिस्टार्कसचे विस्मृतीत गेले यात आश्चर्य नाही. खाली दिलेल्या दोन तक्त्यांमध्ये दोन्ही प्रारूपांचे, पूर्वीच्या (इसवी सनाच्या पहिल्या शतकातल्या) ग्रीकांना जाणवलेले, यशापयश, गुणदोष नमूद केले आहेत आणि त्यावरून टॉलेमीचे प्रारूप सरस असल्याच्या निष्कर्षाला उठाव मिळतो.
तक्ता क्र. १ : टॉलेमीच्या प्रारूपाचे यशापयश
निकष | स्पष्टीकरण | यशापयश |
१. सामान्य ज्ञान | सर्व काही पृथ्वीभोवती फिरते हे उघड आहे | यशस्वी |
२. गतीची जाणीव | आपल्याला गती जाणवत नाही त्यामुळे पृथ्वी फिरणे शक्य नाही | यशस्वी |
३. वस्तू जमिनीवर पडणे | पृथ्वी विश्वाचे केंद्र आहे, सर्व वस्तू विश्वाच्याकेंद्राकडे आकर्षित झाल्याने खाली पडतात | यशस्वी |
४. तारका पराशय | जाणवण्याइतका नाही, हे स्थिर पृथ्वीशी सुसंगत | यशस्वी |
५. ग्रहांच्या गती आणि कक्षांचे भाकित | अतिशय अचूक, खरे तर आतापर्यंतचे सर्वोत्तम | यशस्वी |
६. ग्रहांच्या वक्रगतीचे स्पष्टीकरण | मुख्य कक्षा आणि उपकक्षांच्या सहाय्याने देता येते. | यशस्वी |
७. सोपेपणा | अतिशय किचकट, मुख्य आणि उपकक्षा, इक्वंट, इक्सेंट्रिक | अयशस्वी |
तक्ता क्र. २ : ऍरिस्टार्कसच्या प्रारूपाचे यशापयश
निकष | स्पष्टीकरण | यशापयश |
१. सामान्य ज्ञान | पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते हे मान्य करायला सामान्य ज्ञान खुंटीला टांगावे लागते. त्यासाठी तर्काशुद्ध विचारांची आवश्यकता आहे. | अयशस्वी |
२. गतीची जाणीव | होत नाही. त्यामुळे पृथ्वी फिरते हे पटणे कठीण | अयशस्वी |
३. वस्तू जमिनीवर पडणे | पृथ्वी विश्वाच्या केंद्रस्थानी आणि स्थिर नसेल तर सोपे उत्तर नाही | अयशस्वी |
४. तारका पराशय | पृथ्वी फिरत असेल तर तारका पराशय न जाणवण्याचे कारण तारका बऱ्याच दूर आहेत. भविष्यात चांगल्या उपकरणांनी तो मोजता येईल. | ? |
५. ग्रहांच्या गती आणि कक्षांचे भाकित | चांगल्या प्रकारे करता येते पण अचूकता टॉलेमीच्या प्रारूपाइतकी नाही | ? |
६. ग्रहांच्या वक्रगतीचे स्पष्टीकरण | पृथ्वीच्या फिरण्याचा आणि आपल्या बदलत्या स्थानाचा परिणाम | यशस्वी |
७. सोपेपणा | अतिशय सोपे, वर्तुळाकार कक्षांच्या बाहेर जावे लागत नाही. | यशस्वी |
टॉलेमीचे प्रारूप सुमारे पंधराशे वर्षे अबाधित होते. इसवीसनाच्या १५ - १६ व्या शतकात होऊन गेलेल्या कोपर्निकस या पोलिश खगोलशास्त्रज्ञाने ऍरिस्टार्कसच्या सूर्यकेंद्री विश्वकल्पनेचे पुनरुज्जीवन केले आणि त्याला पुढच्या शंभर वर्षांमध्ये टायको ब्राही, योहानस केपलर आणि गॅलिलिओ यांच्या संशोधनाने पाठिंबा मिळाला, तेव्हा टॉलेमीची पृथ्वीकेंद्री विश्वाची कल्पना अस्तास गेली.