نموذج مركزية الأرض
النموذج البطلمي > النظام البطلمي

في النظام البطلمي، يتحرك كل كوكب من خلال نظام يحتوي على مدارين أو أكثر: الأول يطلق عليه ناقل، في حين يطلق على المدارات الأخرى اسم فلك التدوير. والناقل عبارة عن دائرة توجد النقطة المركزية فيها في منتصف الطريق بين الإكوانت والأرض، ويشار إليها بالعلامة X في الصورة إلى اليسار، حيث تكون الإكوانت هي النقطة الصلبة المقابلة للأرض. وهناك مدار آخر، وهو فلك التدوير وهو مضمن في الناقل، ويشار إليه بالخط الأصغر المنقط في الصورة الموجودة إلى اليسار. وبالتالي، فإن أي كوكب يتحرك عبر فلك التدوير في نفس الوقت الذي يتحرك فيه فلك التدوير حول المسار الذي يميزه الناقل. وهاتان الحركتان معًا تسببان حركة الكوكب المحدد بشكل أقرب من الأرض أو أبعد عنها في نقاط مختلفة في تلك المدارات، مما جعل المراقبين يعتقدون أن الكوكب يبطئ الحركة ويتوقف ويتحرك للخلف (في شكل حركة تراجعية). وقد كانت تلك الحركة التراجعية واحدة من أكثر نقاط الاختلاف في الأنظمة الكونية اليونانية، وكانت أحد الأسباب الرئيسية التي جعلت بطليموس يتجه نحو نموذج أفلاك التدوير. ويعد نموذج أفلاك التدوير في الواقع نموذجًا رائعًا للمدار البيضاوي ذي الانحراف المنخفض، والذي تكون السمة الرئيسية فيه هي التركيز على الإزاحة. ولا يبدو أن شكل القطع الناقص الشهير للغاية نطاق ملحوظ عندما يكون الانحراف أقل من 5%، إلا أن مسافة إزاحة «المركز» (في الواقع ينصب التركيز على الشمس) تكون ملحوظة للغاية حتى في حالات الانحراف المنخفضة التي تمتلكها الكواكب.
وفي النهاية، حل نموذج مركزية الشمس محل نموذج مركزية الأرض. ومع ذلك، استمر نظام أفلاك التدوير قائمًا لأنه قدم توقعات دقيقة بشكل معقول وتتفق مع الملاحظات بشكل أكبر دقة من الأنظمة السابقة. وتتمركز أفلاك التدوير الخاصة بالزهرة وعطارد بصفة دائمة على خط بين الأرض والشمس (حيث يكون عطارد أقرب إلى الأرض)، مما يشرح السبب وراء كونها أقرب في السماء. وفي النهاية، تم استبدال النموذج بالنموذج البيضاوي الشكل الذي وضعه كبلر عندما أصبحت أساليب الملاحظة (التي تم تطويرها على يد تيكو براهي وغيره) دقيقة بشكل كافٍ لإثارة الشكوك حول نموذج أفلاك التدوير.
والترتيب البطلمي للمدارات من الأرض للخارج كما يلي:
القمر
عطارد
الزهرة
الشمس
المريخ
المشترى
زحل
النجوم الثابتة
مدار الجرم الرئيسي المتحرك
لم يتم اختراع أو تقديم هذا الترتيب على يد بطليموس، إلا أنه يتفق مع السماوات السبع في علم الكونيات الديني والشائع في التقاليد الدينية الأوروأسيوية.
وقد استخدم علماء الفلك اليونانيون الناقل ونموذج فلك التدوير، وكذلك الشذوذ المداري (المدار الذي ينحرف عن مركز الأرض قليلاً)، على مدار قرون. في الشكل التوضيحي، لا تكون الأرض هي مركز المدار ولكن X تكون هي مركز المدار، مما يجعل المدار شاذًا أو منحرفًا (من الكلمة اليونانية ἐκ ec- والتي تعني «من» وκέντρον centrum والتي تعني «المركز»). ولسوء الحظ، لم يتوافق النظام الذي كان متاحًا في وقت بطليموس بشكل جيد مع الملاحظات، رغم أنه تحسن بشكل كبير من خلال نظام أرسطو. في بعض الأحيان، يمكن أن يكون حجم الدورة التراجعية للكوكب (خصوصًا تلك الخاصة بالمريخ) أصغر، وفي بعض الأحوال يمكن أن تكون أكبر. وقد دفع عدم الاتفاق هذا بطليموس إلى اختراع فكرة الإكوانت. والإيكوانت كانت عبارة عن نقطة بالقرب من مركز مدار الكوكب، والتي يمكن أن يظهر من خلالها، إذا وقفت عندها وتابعت الوضع، أن مركز فلك تدوير الكوكب يتحرك بنفس السرعة. وبالتالي، فإن الكوكب يكون يتحرك بالفعل بسرعات مختلفة عندما كان فلك التدوير موجودًا في نقاط مختلفة في مداره. ومن خلال استخدام الإيكوانت، كان بطليموس يقول إنه يمكن الحفاظ على الحركة المتسقة والدائرية، رغم أنه ابتعد على النموذج المثالي لأفلاطون والقائم على الحركة الدورانية المتسقة. والنظام الناجم، والذي أصبح مقبولاً في النهاية بشكل كبير في الغرب، يبدو أنه غير مقبول من الناحية العملية لدى علماء الفلك في العصر الحديث، فكل كوكب يحتاج إلى فلك تدوير يدور في مدار، وتحدث إزاحة من خلال نقطة إيكوانت مختلفة لكل كوكب. إلا أنه توقع العديد من الحركات السماوية، بما في ذلك بدايات ونهايات الحركة التراجعية، في وقت تطويره بشكل جيد إلى حد ما.