Δημοσιεύθηκε στην Φυσική

Το πείραμα του Ερατοσθένη

Ο Ερατοσθένης ο Κυρηναίος (Κυρήνη, 276 π.Χ. – Αλεξάνδρεια, 194 π.Χ.) ήταν  αρχαίος  Έλληνας μαθηματικός, γεωγράφος, αστρονόμος, γεωδαίτης, μουσικός, ποιητής, ιστορικός, φιλόλογος και συγγραφέας, ο οποίος θεωρείται ο πρώτος άνθρωπος στην ιστορία που υπολόγισε το μέγεθος της  Γης και κατασκεύασε ένα σύστημα συντεταγμένων με παράλληλους και μεσημβρινούς. Επίσης, κατασκεύασε και έναν χάρτη του κόσμου, όπως τον θεωρούσε.

Γεννήθηκε στην Κυρήνη (στη σημερινή Λιβύη) και έζησε, εργάστηκε και πέθανε στην Αλεξάνδρεια, πρωτεύουσα της πτολεμαϊκής Αιγύπτου.

Σπούδασε στην Αλεξάνδρεια και ισχυριζόταν ότι επίσης σπούδασε για κάποια χρόνια στην Αθήνα. Το 236 π.Χ. ορίστηκε από τον Πτολεμαίο τον Γ΄ τον Ευεργέτη Διευθυντής της Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας, ενός από τα δύο μεγάλα πανεπιστημιακά ιδρύματα της πόλης, διαδεχόμενος τον Ζηνόδοτο. Από το 234 π.Χ και επί περίπου 40 χρόνια διετέλεσε Διευθυντής της περίφημης αυτής Βιβλιοθήκης και δίδαξε και στο Μουσείο της Αλεξάνδρειας.  Δεν νυμφεύθηκε ποτέ.  Το 195 π.Χ. τυφλώθηκε και ένα χρόνο αργότερα σταμάτησε να τρώει και πέθανε. Δεν μπόρεσε να αντέξει τη στέρηση της ανθρώπινης γνώσης που του επέβαλε η τύφλωση με αποτέλεσμα να αυτοκτονήσει.

peirama eratostheni blog thumb

Το πείραμα του Ερατοσθένη είναι ένα πείραμα του 3ου αιώνα μ.Χ. και με την εφαρμογή του κατόρθωσε ο Ερατοσθένης  να υπολογίσει την περιφέρεια της Γης με γεωμετρικό τρόπο. Οι υπολογισμοί του έφτασαν αρκετά κοντά στην πραγματική τιμή που έχουμε σήμερα.

Ο Ερατοσθένης ήξερε ότι κατά το μεσημέρι του θερινού ηλιοστασίου, οι ακτίνες του Ήλιου στη Συήνη (Ασουάν) πέφτουν κάθετα. Βασισμένος σε αυτό, τοποθέτησε ένα ραβδοειδές αντικείμενο κάθετα στο έδαφος στην Αλεξάνδρεια και μέτρησε τη γωνία μεταξύ του αντικειμένου και των ακτίνων του ήλιου. Επειδή η απόσταση Γης-Ήλιου είναι μεγάλη, οι ακτίνες πέφτουν σχεδόν παράλληλα. Άρα αυτή η γωνία είναι σχεδόν ίση με τη γωνία του κυκλικού τόξου Αλεξάνδρειας – Συήνης ως εντός εναλλάξ. Άρα:

 {\displaystyle {\frac {\mu \epsilon \tau \rho \eta \mu \epsilon \nu \eta \quad \gamma \omega \nu \iota \alpha }{360\circ }}={\frac {\tau \circ \xi \circ }{\pi \epsilon \rho \iota \phi \epsilon \rho \epsilon \iota \alpha \quad \Gamma \eta \varsigma }}}

 {\displaystyle \pi \epsilon \rho \iota \phi \epsilon \rho \epsilon \iota \alpha \quad \Gamma \eta \varsigma ={\frac {360\circ \cdot \tau \circ \xi \circ }{\mu \epsilon \tau \rho \eta \mu \epsilon \nu \eta \quad \gamma \omega \nu \iota \alpha }}}

Η γωνία που μέτρησε είναι 7,2ο. Μετά από αυτή τη διαδικασία βρήκε ότι η περιφέρεια της Γης είναι 39 με 46 Km. Η τιμή που έχουμε βρει σήμερα ως την περιφέρεια της Γης είναι 40.008 Km. Παρατηρούμε ότι οι σωστή τιμή βρίσκεται στους υπολογισμούς του Ερατοσθένη.
Κατά την εκτέλεση του πειράματος υπήρξαν κάποια λάθη τα οποία δεν προέβλεψε ο Ερατοσθένης. Η Γη έχει σχεδόν σφαιρικό σχήμα (γεωειδές σχήμα), πράγμα που σημαίνει ότι για να βρούμε την περιφέρεια της Γης, πρέπει οι δύο πόλεις (Συήνη και Αλεξάνδρεια) και ένας πόλος της Γης να φτιάχνουν κύκλο την περιφέρεια της Γης. Όμως αυτά τα 3 σημεία δεν φτιάχνουν κύκλο τη περιφέρεια  της Γης επειδή δεν έχουν κοινό Γεωγραφικό Μήκος.

Επίσης, το έδαφος δεν είναι πάντα λείο. Η μετρημένη γωνία μπορεί να είχε ένα μικρό σφάλμα λόγω καμπυλότητας του εδάφους. Όμως, ένα μικρό σφάλμα στη μέτρηση της γωνίας είναι μεγάλο στη περιφέρεια που έχουμε βρει λόγω της μεγάλης ακτίνας της Γης.

Δείτε ένα σχετικό  βίντεο.

 

Πηγή : Βικιπαίδεια, η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια.