اندازه گیری قطر زمین توسط اراتوستن

اندازه گیری قطر زمین توسط اراتوستن

اراتوستن ، نخستین کسی بود که اندازه زمین را محاسبه کرد. او می دانست که در اواسط ظهر تابستان نور خورشید در شهر سین (Syene) ،(که امروزه به نام اسوان خوانده می شود) ، بطور قائم درون چاه عمیقی که در آن شهر وجود داشت می‌تابد و ته چاه روشن است، در صورتی که در همان ساعت و در شهر اسکندریه که به فاصله تقریبی۷۷۲کیلومتر از سین قرار داشت، امتداد شاغولی دارای سایه است. او بعد از اندازه گیری متوجه شد که در این نقطه آفتاب با امتداد شاقولی زاویه۲ /۷درجه تشکیل می‌دهد.  این زاویه برابر است با یک پنجاهم کمان یک دایره (که ۳۶۰ درجه می باشد). او با استفاده از روابط ساده هندسی  توانست محیط و قطر کره زمین را به شرح زیر محاسبه کند:

                                                      ۵۰  = ۲/۷ : ۳۶۰

)محیط زمین)              کیلومتر          ۳۸۶۰۰ = ۵۰ ۷۷۲X

) قطر زمین)                کیلو متر    ۱۲۲۹۳  = ۱۴/۳ :۳۸۶۰۰

نتایج او به اعداد مورد قبول امروزی بسیار نزدیک است. اراتوستن در اندازه‌گیری خود از یک واحد قدیمی طول به نام "استادیوم" استفاده کرد. این واحد با واحدهای متداول امروزی همسان نیست ولی می‌توان آن را حدود  185متر در نظر گرفت.

دلایل کمی دقت:

اختلاف در محاسبه اراتوستن با اندازه واقعی به دلایلی چند از جمله موارد زیر می باشد:

۱- اندازه گیری فاصله بین دوشهر با دقت انجام نشده بود (چون به وسیله کاروان شتر انجام گرفته بود)

۲- وسیله و ابزار دقیق اندازه گیری زاویه وجود نداشت.

۳- شهر اسکندریه و اسوان در روی یک نصف النهار نیستند.

۴- شکل واقعی زمین کروی نبوده ، بلکه یک شبه بیضی می باشد.

امروزه اندازه گیری های دقیق نشان می‌دهد که قطر استوایی زمین 43 کیلومتر از قطر قطبی آن بیشتر است. در واقع ، قطر استوایی زمین 12756 کیلومتر و قطر قطبی آن 12713 کیلومتر است.

اندازه گیری های دقیق تر:

پس از اراتوستن ، دانشمند دیگری به نام پوسید و نیومن ( 135_51 قبل از میلاد) محیط زمین را محاسبه کرد. بدین طریق که این دانشمند متوجه شد ستاره کانوپوس در هنگام غروب در افق شهر رودس مشاهده می گردد در صورتی که همین ستاره در اسکندریه در همان هنگام با افق زاویه 7.5 درجه می سازد . در نتیجه محیط کره زمین را 44400 کیلومتر محاسبه کرد که با مقدار واقعی آن 11 درصد اختلاف دارد . دلایل این اختلاف نیز مانند دلایل روشن اراتوستن می باشد. ولی اولین اندازه گیری دقیق (تقریبا دقیق)‌شعاع زمین در سال 1535 میلادی توسط یک دانشمند و طبیب فرانسوی به نام فرنل انجام گرفت که محیط زمین 40044 کیلومتر حاصل شد که اختلاف آن با مقدار حقیقی یک در هزار بوده و سپس پیکارد با استفاده از روش مثلث بندی ، پیرامون زمین را 40036 کیلومتر محاسبه کرد.