Astrolabium: Używanie gwiazd do nawigacji i pomiaru czasu

Chcesz wiedzieć, gdzie jesteś na Ziemi? Sprawdź Google Maps lub Google Earth. Chcesz wiedzieć, która jest godzina? Twój zegarek lub iPhone może to szybko powiedzieć. Chcesz wiedzieć, jakie gwiazdy są na niebie? Aplikacje i oprogramowanie do planetariów cyfrowych przekażę te informacje, jak tylko je wykorzystasz. Żyjemy w niezwykłym wieku, kiedy masz takie informacje na wyciągnięcie ręki.

Przez większą część historii tak nie było. Chociaż dzisiaj możemy skorzystać wykresy gwiazd aby zlokalizować obiekty na niebie, w czasach sprzed elektryczności, systemów GPS i teleskopów, ludzie musieli znajdź tę samą informację, używając tylko tego, co mieli pod ręką: dziennego i nocnego nieba, Słońca, Księżyca, planety, gwiazdy i konstelacje. Słońce wschodziło na wschodzie, zachodziło na zachodzie, więc to dawało im wskazówki. Gwiazda Północna na nocnym niebie dała im pojęcie, gdzie jest Północ. Wkrótce jednak wymyślili instrumenty, które pomogą im dokładniej określić swoje pozycje. Pamiętajcie, to było przed wiekami

Jednym z tych instrumentów była astrolabium. Jego nazwa dosłownie oznacza „gwiazda biorąca”. Był używany w czasach średniowiecza i renesansu i jest nadal w użyciu. Większość ludzi uważa, że ​​astrolabia są używane przez dawnych nawigatorów i naukowców. Techniczny termin na astrolabium to „inklinometr” - który doskonale opisuje, co robi: pozwala użytkownikowi zmierzyć pochyloną pozycję coś na niebie (Słońce, Księżyc, planety lub gwiazdy) i użyj tych informacji, aby określić szerokość geograficzną, czas w Twojej lokalizacji i inne dane. Astrolabium ma zwykle mapę nieba wytrawioną na metalu (lub może być narysowany na drewnie lub tekturze). Kilka tysięcy lat temu instrumenty te wprowadziły „high” do „high tech” i były nowością w dziedzinie nawigacji i pomiaru czasu.

Mimo że astrolabia są niezwykle starożytną technologią, są one nadal w użyciu, a ludzie nadal uczą się uczynić je częścią nauki astronomii. Niektórzy nauczyciele przedmiotów przyrodniczych każą swoim uczniom stworzyć astrolabium w klasie. Piesi czasami używają ich, gdy mają być poza zasięgiem GPS lub usług komórkowych. Możesz nauczyć się go tworzyć, postępując zgodnie z tym poręczny przewodnik na stronie internetowej NOAA.

Ponieważ astrolabia mierzą rzeczy, które poruszają się na niebie, mają zarówno nieruchome, jak i ruchome części. Stałe elementy mają wytrawione (lub narysowane) skale czasu, a elementy obrotowe symulują dzienny ruch, który widzimy na niebie. Użytkownik ustawia jedną z ruchomych części za pomocą obiektu niebieskiego, aby dowiedzieć się więcej o jego wysokości na niebie (azymut).

Jeśli ten instrument wydaje się bardzo podobny do zegara, to nie przypadek. Nasz system pomiaru czasu opiera się na ruchach nieba - przypominamy, że jedna pozorna podróż Słońca po niebie jest uważana za dzień. Tak więc pierwsze mechaniczne zegary astronomiczne były oparte na astrolabiach. Inne instrumenty, które mogłeś zobaczyć, w tym planetaria, sfery armilarne, sekstanty i planosfery, oparte są na tych samych pomysłach i wzorach co astrolabium.

Astrolabium może wyglądać na skomplikowane, ale opiera się na prostym projekcie. Główną część stanowi dysk o nazwie „mater” (po łacinie „matka”). Może zawierać jedną lub więcej płaskich płyt, które są nazywane „tympanami” (niektórzy uczeni nazywają je „klimatem”). Materia utrzymuje tympanony na miejscu, a główny tympan zawiera informacje o określonej szerokości geograficznej na planecie. Materiał ma wygrawerowane (lub narysowane) godziny i minuty lub stopnie łuku. Ma także inne informacje narysowane lub wygrawerowane na plecach. Materia i tympanony obracają się. Istnieje również „rete”, która zawiera wykres najjaśniejszych gwiazd na niebie. Te główne części tworzą astrolabium. Są bardzo proste, podczas gdy inne mogą być dość ozdobne i mają przymocowane do nich dźwignie i łańcuchy, a także dekoracyjne rzeźby i metaloplastykę.

Astrolabia są nieco ezoteryczne, ponieważ dostarczają informacji, których następnie używasz do obliczania innych informacji. Możesz na przykład użyć go do ustalenia czasów wschodu i zachodu Księżyca lub danej planety. Gdybyś był żeglarzem „z powrotem w ciągu dnia”, użyłbyś astrolabium marynarza do ustalenia szerokości geograficznej swojego statku na morzu. To, co byś zrobił, to zmierzenie wysokości Słońca w południe lub danej gwiazdy w nocy. Stopnie, w których Słońce lub gwiazda leżały nad horyzontem, dałyby wyobrażenie o tym, jak daleko jesteś na północ lub południe, gdy żeglujesz po całym świecie.

Uważa się, że najwcześniejsze astrolabium zostało stworzone przez Apolloniusza z Pergi. Był geometrem i astronomem, a jego praca wpłynęła na późniejszych astronomów i matematyków. Używał zasad geometrii do mierzenia i próbowania wyjaśnienia pozornych ruchów obiektów na niebie. Astrolabium było jednym z kilku wynalazków, które zrobił, aby pomóc w swojej pracy. Grecki astronom Hipparchus często przypisuje się mu wynalezienie astrolabium, podobnie jak egipski astronom Hypatia z Aleksandrii. Muzułmańscy astronomowie, a także ci z Indii i Azji, pracowali również nad udoskonaleniem mechanizmów astrolabium i pozostawali w użyciu zarówno z powodów naukowych, jak i religijnych przez wiele stuleci.

Istnieją kolekcje astrolabiów w różnych muzeach na całym świecie, w tym Adler Planetarium w Chicago Deutsches Museum w Monachium, Muzeum Historii Nauki w Oksfordzie w Anglii, Uniwersytet Yale, Luwr w Paryżu i inni