คนสมัยโบราณกำหนดว่าดาวฤกษ์นั้นจะเกาะกลุ่มกันเป็นกลุ่มดาว ไม่เคยแตกกลุ่มเลย แม้ว่าเวลาจะผ่านไปนานสักแค่ไหน ส่วนดาวเคราะห์จะเคลื่อนที่ไปตามกลุ่มดาวต่างๆ พูดง่ายๆ ว่าดาวเคราะห์นั้นไม่เคยมีตำแหน่งประจำอย่างดาวฤกษ์
การที่ดาวฤกษ์ไม่เคยแตกกลุ่มเลยทำให้คนสมัยนั้นคิดได้ว่ากลุ่มดาวต่างๆ น่าจะอยู่ห่างจากโลกของเรามากพอที่การเคลื่อนไหวของมันไม่ทำให้เราสังเกตการณ์เปลี่ยนตำแหน่ง ส่วนดาวเคราะห์ต่างๆ นั้นอยู่ใกล้กับโลกของเรามากกว่า เราจึงสังเกตเห็นว่าดาวเคราะห์นั้นเคลื่อนที่ไปบนดาวฤกษ์ที่เกาะกลุ่มเหมือนเป็นพื้นหลังหรือฉากละคร
ลองนึกถึงเวลาเรานั่งรถเที่ยวสิครับ เมื่อมองออกไปข้างถนน เราจะเห็นว่าต้นไม้ที่อยู่ริมทางนั้นผ่านเราไปอย่างรวดเร็ว แต่ภูเขาที่อยู่ไกลออกไปนั้นดูไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงตำแหน่งมากนัก เรายังสามารถมองเห็นภูเขาได้อยู่ชั่วระยะเวลาหนึ่ง
หลักการนี้ทำให้นักดาราศาสตร์โบราณวางตำแหน่งดาวเคราะห์ที่เปลี่ยนตำแหน่งบนท้องฟ้าอย่างรวดเร็วไว้ใกล้โลก ส่วนดาวเคราะห์ที่เคลื่อนที่เปลี่ยนตำแหน่งบนท้องฟ้าช้า ไว้ห่างออกไป ผลที่ได้คือแบบจำลองเอกภพในลักษณะนี้ ซึ่งได้รับความเชื่อถือในยุคของอริสโตเติล
(ดูภาพที่ 1)
แต่ในเวลาต่อมา เคลาดิออส โทเลมี (Claudius Ptolemy) นักดาราศาสตร์ชาวอียิปต์พบว่าแบบจำลองนี้มีปัญหา เนื่องจากแบบจำลองลักษณะนี้ไม่สามารถอธิบายการเดินทางถอยหลังของดาวเคราะห์ (Apparent retrograde motion) ได้
ดาวเคราะห์แทบทุกดวงยกเว้นดาวพุธจะแสดงพฤติกรรมการเดินถอยหลังออกมาบางช่วงเวลากล่าวคือ มันจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางหนึ่ง แต่จู่ๆ จะเกิดการเคลื่อนที่ถอยหลังกลับทางเดิมชั่วระยะเวลาหนึ่ง แล้ววกกลับมาในทิศทางเดิมอีกครั้ง
ปรากฏการณ์นี้สร้างความพิศวงให้กับนักดาราศาสตร์อย่างยิ่ง เพราะหากดาวเคราะห์โคจรรอบโลกเป็นวงกลมจริงๆ มันก็ควรจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดิมตลอด
(ดูภาพที่ 2)
โทเลมีพยายามอธิบายปรากฏการณ์นี้ด้วยการเพิ่มตัวแปรที่เรียกว่า เอพิไซเคิล (Epicycle)
กล่าวคือ ดาวเคราะห์จะโคจรไปรอบๆ จุดๆ หนึ่งที่โคจรไปรอบๆ ดวงอาทิตย์ส่งผลให้วงโคจรของดาวเคราะห์มีลักษณะเป็นเกลียวคล้ายสปริง ช่วงที่ดาวเคราะห์ตีเกลียวย้อนหลังคือช่วงที่ผู้สังเกตบนโลกเห็นมันเดินทางถอยหลังนั่นเอง
นอกจากนี้ โลกยังไม่ได้อยู่ตรงศูนย์กลางวงกลม แต่จะเยื้องออกมาเล็กน้อยด้วย
(ดูภาพที่ 3)
แบบจำลองนี้อธิบายปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ถอยหลังของดาวเคราะห์ได้อย่างดีเยี่ยม แต่ก็มีความซับซ้อนในการใช้งานอย่างยิ่ง ในยุคต่อมาจึงมีผู้ที่เริ่มตั้งคำถามว่าเป็นไปได้ไหมที่แบบจำลองนี้จะไม่ถูกต้อง เป็นไปได้ไหมที่จะมีแบบจำลองอื่นที่เรียบง่ายกว่านี้
นิโคลัส โคเปอร์นิคัส ได้ทำให้ความซับซ้อนเหล่านี้จะหมดไป ด้วยการวางดวงอาทิตย์ไว้ตรงกลาง แล้วให้โลกโคจรเป็นวงกลมรอบดวงอาทิตย์ ไม่ต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ อย่างที่เราเรียนกันทุกวันนี้ โดยแบบจำลองนี้มีชื่อว่า Heliocentric model
แบบจำลองนี้ช่วยแก้ปัญหาการเดินทางถอยหลังของดาวเคราะห์ได้เป็นอย่างดี ส่วนจะเป็นอย่างไรนั้น
อาทิตย์หน้าจะมาเล่าให้ฟังต่อครับ
