thumb|320px|Fra en gammel fremstilling av det ptolemaiske verdensbildet med Jorden i sentrum av Universet.
Gresk astronomi er astronomi skrevet på gresk i antikken. Den forstås dermed å inkludere bidrag fra antikkens Hellas samt den hellenistisk perioden inkludert de første hundreårene etter at Romerriket erobret dette området.. På den tiden ble det greske språket fortsatt benyttet i vitenskapelige sammenhenger. Etter en utvikling som varte mer enn fem hundre år måtte etableringen av moderne astronomi vente med mer enn femten hundre år.
Denne greske astronomi hadde sitt utspring i mer kosmologiske idéer basert på religiøse overbevisninger og mytologiske fortellinger. Mindre betydning hadde observasjoner og fastleggelse av lovmessigheter. Dette var i motsetning til babylonsk astronomi som i mye større grad var basert på innsamling av astronomiske data. En avgjørende forandring skjedde med pytagoreerne som gjorde matematiske argument til et bærende prinsipp i forståelsen av både kosmologiske og astronomiske forhold.
Erobringene til Alexander den store på 300-tallet f.Kr. gjorde grekerne kjent med babylonsk astronomi og ga dem tilgang til en stor mengde tilsvarende observasjoner. Dette hadde stor innflytelse på den greske astronomi som nå ble mer rettet mot å kunne gi kvantitative og rasjonelle forklaringer av slike fenomen. Jorden ble antatt å være Universets sentrum hvor planeter og stjerner beveger seg ifølge lover og beregninger basert i stor grad på geometriske forestillinger. Denne vitenskapelige revolusjonen ble i praksis avsluttet omtrent 150 e.Kr. med Klaudios Ptolemaios og hans store verk Almagest. Det ville ta nesten 1500 år til at denne greske astronomien ble erstattet med det heliosentriske verdensbildet til Kopernikus og Kepler.
Bakgrunn
left|thumb|En eldre, gresk forestilling om vår verden omgitt av det store havet.
Fra Homers store fortellinger går det frem at man på den tiden tenkte seg vår jord eller Gaia som en skive omgitt av Okeanos eller det store havet forbundet med jordens elver. Over alt dette strakte det seg en himmel styrt av Uranos sammen med andre guder. På undersiden befant dødsriket Tartaros seg hvor Hades regjerte.T. Heath, Aristarchus of Samos, the Ancient Copernicus, Clarendon Press, Oxford (1913). Internet archive.
Et mer vitenskapelig verdensbilde ble noen hundre år senere rundt 550 f.Kr. utarbeidet av Anaximander. Den inneholdt mindre av mystiske vesen og gammel overtro, men var likevel i stor grad spekulativ. Han tenkt seg Jorden som en endelig sylinder som befinner seg like langt fra alt annet i et kuleformet univers som derfor er uendelig stort i alle retninger. For første gang hadde vår verden også en underside som kunne være bebodd og med en himmel over seg. Verdensrommet utenfor oss inneholdt stjerner og planeter som lyste ved ild som brandt inni i deres ringformede baner, slapp ut gjennom små åpninger. Sol- og måneformørkelser kunne skje ved at noe kom i veien for disse hullene i banene. Anaximander diskuterte også størrelse og avstander til planeter og stjerner basert på deres lysstyrke. Han argumenterte for at det stoff som denne verden er laget av, måtte kunne bestå i all evighet.C. Rovelli, Anaximander: And the Nature of Science, Penguin Books, London (2023). ISBN 978-0-2416-5585-6.
Anaximander hadde vært elev av Thales fra Milet på den joniske kysten som hadde en rik, filosofisk tradisjon. Da dette området i stadig større grad ble truet av det ekspanderende Perserriket, flyktet mange av innbyggerne vestover. Noen av disse endte opp i Syd-Italia og samlet seg om den sagnomspunne filosof og matematiker Pythagoras. Lite er kjent om ham og hans virke, men han må ha samlet mange følgere i troen på at aritmetikk og geometri styrer verden omkring oss.
Pytagoreerne thumb|Illustrasjon av verdensbildet til Filolaos.
Vanligvis blir idéen om at Jorden er kuleformet tilskrevet pytagoreerne. Dette var basert på overbevisningen om at denne hadde den mest symmetriske eller perfekte form. Av samme grunn måtte alle himmellegemer bevege seg i sirkulære baner i «harmoniske» forhold på lignende måter som forskjellige toner i musikken kan høres.C.M. Linton, From Eudoxus to Einstein: A History of Mathematical Astronomy, Cambridge University Press, England (2004). ISBN 0-521-04571-1.
Det som er kjent om disse spekulasjonene, er stort sett knyttet til Filolaos og hans verdensbilde. Jorden og de andre planetene er alle sfæriske og sirkler omkring en sentral ild, Hestia. Den bebodde siden av vår klode vender hele tiden bort fra denne så den forblir usynlig. Derimot gir den lys til de andre himmellegemene som vi kan observere. Da Jorden bruker et døgn i sin bundne rotasjon, vil vi se de andre himmellegemene rotere rundt oss med samme periode. I tillegg vil planetene få en litt annen, total hastighet på grunn av deres egen banebevegelse. Deres innbyrdes avstander var usikre, men man antok ofte at desto langsommere en planet beveget seg, desto lenger bort fra Jorden var den.
Filolaos antok også at det fantes en usynlig Motjord eller «Antijord» i en bane innenfor vår klode. Den var alltid direkte bak Hestia og derfor usynlig. Det er uklart hvilken rolle den hadde i dette verdensbildet, men det kunne være basert på krav om en viss form for symmetri.
Matematisk astronomi
Under den greske storhetstiden som hadde startet 479 f.Kr. med seieren over perserne, foregikk mye av den videre utvikling av gresk astronomi i Athen. Pythagoreiske idéer kombinert med direkte observasjoner av Solens gang på himmelkulen og planetenes vandringer langs dyrekretsen, hadde ført til at all denne bevegelse måtte foregå med Jorden som sentrum. Da den nå er i ro, må også alle stjernene delta i den daglige rotasjon. Dette var begynnelsen på det geosentriske verdensbildet som blant andre Anaxagoras hadde argumentert for. De forskjellige himmellegemene ble ordnet etter deres lysstyrke slik at beregnet fra Jorden befant seg da henholdsvis Solen, Månen og så de andre planetene i sirkulære baner. Han mente også at Månen lyste med reflektert lys fra Solen slik at en måneformørkelse kunne forklares ved at Jorden skygget for dette lyset.
Dette verdensbildet ble videre debattert og utviklet ved Platons Akademi i Athen. Jorden i sentrum var nå med sikkerhet kuleformet, men planetenes rekkefølge ble fremdeles diskutert som det fremgår spesielt i hans verk Timaios. Men det var enighet om at Solen og Månen var «nære» planeter sammen med Merkur og Venus da de alltid fulgte Solen i sin bevegelse på himmelkulen. Derimot var Mars, Jupiter og Saturn «ytre» planeter som beveget seg langsommere. Alle disse sfæriske legemene beveget seg i perfekte sirkler omkring Jorden.O. Neugebauer, The Exact Sciences of the Antiquity, Dover Publications, New York (1969). ISBN 0-486-22332-9.
Eudoksos thumb|300px|Retrograd bevegelse til planeten Mars i 2003. Selv om dette verdensbildet kunne gi en god forklaring på mange observerte fenomen, var det likevel alvorlige uoverstemmelser. Blandt disse var det spesielt planetenes retrograde bevegelse der de noenlunde regelmessig syntes å gå i motsatt retning. Dette var vanskelig å forstå hvis de var ment å bevege seg i sirkulære baner med konstant hastighet.
En elegant og viktig forklaring ble gitt av Eudoksos fra Knidos som viste at ved å kombinere flere slike sirkulære bevegelser kan resultatet bli noe som ligner baner med retrograde segment. Han tenkte da at hvert himmellegemene blir ført av flere roterende kuleskall med et felles sentrum i Jorden. Dette bildet blir derfor omtalt som hans «homosentriske system». Hvert skall har en rotasjonsakse som sitter fast i skallet utenfor og kan inneholde et skall som roterer om en annen akse.
For Solen behøvde han i denne modellen i enkleste utgave to skall. Det ytterste skallet gir den daglige vandring fra øst til vest, mens det innerste skallet flytter den langsomt østover med en periode på ett år. Disse to rotasjonsaksene har en vinkel på 23° mellom seg. Månen følger en litt annen bane, og det trenges minst tre slike roterende skall for å gi en full beskrivelse av dens bevegelse.
left|thumb|300px|Illustrasjon av hvordan Eudoxos kunne generere en «hippopede» for planetenes retrograde bevegelse.
Den store fordelen med denne modellen var å kunne gi en viss forklaring på planetenes retrograde oppførsel. Eudoksos viste her at to slike homosentrisk kuleskall som rotererer i motsatt retning med samme hastighet og langs akser som danner en liten vinkel seg imellom, vil gi en resulterende bevegelse som ligner et 8-tall. Det ble omtalt som en «hippopede» og ligner på kurven med navn lemniskate. For en planet vil så dens fulle bevegelse bestå av disse to skallene pluss ett som bringer den rundt i sin bane pluss ett som gir den en daglig rotasjon over himmelhvelvet.MathCurve, Hippopede of Eudoxos, matematisk beskrivelse.
Det er ikke kjent om denne modellen ble benyttet til konkrete beregninger av planetenes baner. Men man vet at Kallippos som var elev av Eudoksos, utvidet denne konstruksjonen med enda flere kuleskall. Dette ble sannsynligvis gjort i forsøk på å gjøre den mer nøyaktig i forhold til datidens observasjoner.
Aristarkhos
Det var ikke klart om de «homosentriske sfærene» til Eudoksos virkelig var tenkt å eksistere eller bare var en illustrasjon av en underliggende mekanisme. Men uansett hadde den et tydelig problem forbundet med avstandene til de forskjellige himmellegemene. Spesielt planetene varierte i lysstyrke, noe som måtte bety at de beveget seg slik at deres avstander til Jorden forandret seg med tiden. Men i modellen til Eudoksos var disse konstante med det resultat at den snart fikk mindre troverdighet. Prinsippet om at bevegelsene måtte være i sirkler med konstante hastigheter, ble likevel beholdt.
left|thumb|Skyggen av Jorden under en måneformørkelse sett mot måneoverflaten. Omtrent hundre år etter Eudoksos prøvde Aristarkhos å bestemme disse avstandene ved direkte målinger. Det nærmeste himmellegeme er Månen som må ligge mellom Jorden og Solen. Under en måneformørkelse kan man se skyggen av Jorden mot Månens overflate. Derav kan man anslå at forholdet mellom radiene i disse to legemene må omtrent være . Dette anslaget kunne også Aristarkhos bekrefte utfra varigheten av en total måneformørkelse.J. Evans, Ancient Astronomy, Oxford University Press, England (1998). ISBN 0-19-509539-1.
Månen forårsaker også solformørkelser som gjør det tydelig at både den og Solen sees under samme vinkel på himmelkulen. Den har en størrelse på omtrent som tilsvarer θ = π /360 radianer. Avstanden LM til månen kan da bestemmes fra sammenhengen . Det betyr at som nå gir en avstand til månen som er tilnærmet 75 jordradier. Sammenlignet med den riktige verdien på omtrent 60 jordradier, er dette et meget godt resultat og virkelig den første, beregnete astronomiske avstand. Fra det man vet om Aritsarchos kan det se ut til at han selv benyttet en vinkel θ = 2° som ville ha gitt et mye dårligere resultat. Men den verdien kunne muligens bare ha vært benyttet som et eksempel da det er vanskelig å forstå at denne vinkelen ikke var godt kjent på den tiden.
Omtrent samtidig med Aristarchos levde også Arkimedes som i sitt verk Sandregneren.omtaler denne målingen av avstanden til Månen sammen med hans forsøk på å bestemme avstanden også til Solen. Dette var basert på forståelsen av at halvmåne opptrer når retningen fra Månen til Jorden og Solen er nøyaktig 90°. Ved da å måle fra Jorden vinkelen α mellom Månen og Solen, kan avstanden LS til Solen bestemmes ved bruk av trigonometri. Med moderne notasjon er da
thumb|450px|Aristiarkhos prøvde ved halvmåne å bestemme avstanden til Solen ved å måle vinkelen α mellom denne og selve Månen.