Tradisi-Tradisi Reformasi Astronomi dalam Periode Islam
Dengan membangun di atas capaian-capaian kumulatif astronomi Arab, ada ke-11 menyaksikan munculnya tradisi baru penelitian astronomi. Sesudah abad ke-11, upaya-upaya kebanyakan astronom teoretis diarahkan upaya melakukan evaluasi yang saksama terhadap landasan-landasan filosofis astronomi ptolemeus dan mengusulkan alternatif-alternatif untuknya. Mesti dicatat di sini bahwa munculnya kecenderungan ini dalam penelitian astronomi tidaklah mewakili gerakan manjauh dari pemeriksaan matematis yang saksama terhadap astronomi. Garis penelitian ini ditempuh oleh beberapa saintis abad ke-11.
Dalam sebuah buku berjudul Tarkib Al-Aflak, Abu Ubaid Al-Juzjani (w. sekitar 1070) mengindikasikan bahwa baik dia maupun gurunya, Ibn Sina, sadar akan apa yang disebut problema equant dalam model ptolemeus. Juzjani bahkan mengusulkan sebuah solusi bagi problem ini. Pengarang naskah astronomis Andalusia yang tak diketahui namanya merujuk pada karya lain yang dikarangnya dengan judul Al-Istidrak ala Bathlamyus (Rekapitulasi mengenai ptolemeus), dan mengindikasikan bahwa dalam buku tersebut, dia memasukkan sebuah daftar keberatan terhadap astronomi ptolemeus.
Akan tetapi, karya terpenting dari genre ini ditulis dalam periode yang sama oleh Ibn Al-Hatisam (w. 1039). Dalam karyannya yang terkenal, Al-Syukuk ala Bathlamyus (keraguan-keraguan terhadap ptolemeus), Ibn Al-Haitsam meringkaskan problem-problema fisika dan filosofis yang inheren dalam sistem astronomi Yunani dan mencantumkan invetaris ketidakkonsisten teoretis dalam model-model ptolemeus. Tradisi reformasi astronomi berkembang subur pada abad ke-13, mencapai klimaksnya pada abad ke-14, dan terus berlanjut hingga abad ke-15 dan 16. Kebanyakan astronom dalam periode ini menanggapi tantangan teoretis yang dinyatakan secara garis besar oleh Ibn AL-Haitsam, berupaya mengerjakan kembali model-model astronomi ptolemeus dan memberikan, dengan beragam derajat keberhasilan, alternatif-alternatif bagi model-model tersebut.
Daftar astronom yang bekerja dalam tradisi ini mencakup sebagian dari saintis-saintis Muslim yang terbesar dan paling orisinal. Astronom-astronom yang telah memperoleh perhatian kesarjanaan modern termasuk Mu’ayyad Al-Din Al-Urdhi (w. 1266), Nashir Al-Din Al-Thusi (w. 1274), Quthb Al-Din Al-Syirazi (w. 1311), Shadr Al-Sari’ah Al-Bukhari (w. 1347), Ibn Al-Sathir (1375), Ala’Al-Din Al-Qusyji (1474).
Untuk mengapresiasi aspek-aspek teknik dari reformasi-reformasi astronomis ini, diperlukan suatu tinjauan sekilas tentang beberapa aspek astronomi ptolemeus. Dalam Almagets-nya, ptolemeus mengunakan hasil-hasil astronomi Yunani sebelumnya dan mengabungkannya ke dalam sebuah sintesis yang besar. Di antara hasil-hasil tersebut, yang memiliki kagunaan geometris khusus adalah konsep tentang eccentric dan epicycle yang dikembangkan oleh Hipparchus (abad ke-2 SM) dan diadopsi oleh ptolemeus. Dalam sebuah representasi astronomis yang mengunakan model aksentrik, sebuah planet mengelilingi sebuah lingkaran eksentrik yang berputar secara seragam mengelilingi pusatnya sendiri, G Akan tetapi, pusat ini tidak berimpit dengan lokasi O dari seorang pengamat di Bumi. Akibatnya, kecepatan planet tersebut tampak bervariasi dalam kaitannya dengan pengamat di O. Dalam model episcylic, planet P mengelilingi sebuah epicycle, yang pusatnya pada gilirannya mengelilingi sebuah lingkaran yang disebut deferent, yang berotasi secara seragam mengitari pusat alam semesta, yakni Bumi. Dilihat oleh seorang pengamat di titik O, gabungan dari dua gerakan seragam dari deferent dan epicycle tersebut menghasilkan sebuah gebrakan tak seragam yang secara matematis setara dengan gerakan model eksentrik.
Model ptolemeus bagi gerakan Matahari menggunakan entah sebuah eksentrik yang sederhana atau kombinasi yang setara dari sebuah deferent dan sebuah epicycle. Semua model ptolemeus bagi gerakan-gerakan planet jauh lebih rumit. Sebagai contoh, dalam model bagi gerakan membujur dari planet-planet jauh Mars, Yupiter, dan saturnus, pusat G dari lingkaran deferent tidak lagi berimpit dengan bumi O; di samping itu, gerakan seragam dari pusat epicycle pada lingkaran keliling deferent diukur dari titik E, yang disebut pusat equant, dan bukan pusat G dari diferent. Ptolemeus mengusulkan model ini karena ia memungkinkan prediksi-prediksi yang cukup akurat dari posisi-posisi planet. Akan tetapi, lingkaran G dalam model ini dibuat berotasi secara seragam mengitari equant E yang bukan pusatnya. Ini merupakan pelanggaran terhadap prinsip Aristoteles, yang diadopsi oleh ptolemeus, tentang gerakan melingkar seragam yang mengelilingi Bumi, pusat alam semesta yang diam. Dengan perkataan lain, demi pengamatan, ptolemeus terpaksa melanggar prinsip-prinsip fisika dan filosofis yang melandasi teori astronomi. Model-model ptolemeus lainnya bahkan lebih rumit lagi, dan bersama dengan setiap level kerumitan tambahan, keberatan-keberatan baru dimunculkan terhadap astronomi ptolemeus.
