Pe baza principiului proiecției stereografice.

Poveste

Astrolabul a apărut pentru prima dată în Grecia Antică. Principiul proiecției stereografice, care transformă cercuri pe o sferă în cercuri pe un plan, a fost descoperit de Apollonius din Perga. Vitruvius, în lucrarea sa „Zece cărți despre arhitectură”, descriind un instrument astronomic numit „păianjen”, spune că a fost „inventat de astronomul Eudoxus, iar alții spun de Apolnius”. Unul dintre componente Acest instrument a servit ca o tobă, pe care, potrivit lui Vitruvius, „este desenat cerul cu cercul zodiacal”.

Proiecția stereografică a fost descrisă în secolul al II-lea d.Hr. e. Claudius Ptolemeu în lucrarea sa „Planispherius”. Cu toate acestea, Ptolemeu însuși a numit un alt instrument „astrolabon” - o sferă armilară. Ultimul tip de astrolab a fost dezvoltat în secolul al IV-lea. n. e. Theon din Alexandria, care a numit acest dispozitiv „micul astrolabon”. Primele tratate despre astrolabul care au ajuns la noi aparțin filozofilor și teologilor Synesius (secolele IV-V d.Hr.), Ioan Philoponus (sec. VI d.Hr.), Severus Sebokht (sec. VII d.Hr.)

Oamenii de știință din Orientul Islamic au îmbunătățit astrolabul și au început să-l folosească nu numai pentru a determina ora și durata zilei și a nopții, ci și pentru a efectua unele calcule matematice și pentru predicții astrologice. Există multe lucrări cunoscute ale autorilor islamici medievali despre diverse modeleși utilizarea astrolabului. Acestea sunt cărțile lui al-Khorezmi, al-Astrulabi, az-Zarqali, as-Sijizi, al-Fargani, as-Sufi, al-Biruni, Nasir ad-Din at-Tusi și alții.

Începând cu secolul al XII-lea, astrolabii au devenit cunoscuți în Europa de Vest, unde au folosit mai întâi instrumente arabe, iar mai târziu au început să-și facă propriile după modele arabe. În secolul al XIV-lea. Tratatele despre designul astrolabului, scrise de celebrul scriitor Geoffrey Chaucer și de savantul bizantin Nikephoros Grigora, au fost larg populare.

Astrolabul a atins apogeul popularității sale în Europa în timpul Renașterii, în secolele XV-XVI, împreună cu sfera armilară, a fost unul dintre principalele instrumente de educație astronomică. Cunoașterea astronomiei a fost considerată baza educației, iar capacitatea de a folosi un astrolab era o chestiune de prestigiu și un semn de educație adecvată. Maeștrii europeni, ca și predecesorii lor arabi, plăteau mare atentie decor, astfel încât astrolabii au devenit la modă și de colecție la curțile regale. În secolul al XVI-lea au început să fie realizate pe baza propriilor calcule pentru a fi folosite în latitudinile europene.

Unul dintre cei mai buni producători de scule ai secolului al XVI-lea a fost maestrul flamand Gualterus Arseniu. Astrolabii săi se distingeau prin precizia și eleganța formei, așa că diverse persoane nobile l-au însărcinat să le realizeze. Unul dintre ele, realizat de Arseniu în 1568 și care a aparținut la un moment dat comandantului austriac Albrecht von Wallenstein, este păstrat acum în Muzeul M. V. Lomonosov.

Descendentul modern al astrolabului este planisfera - o hartă mobilă cer înstelat, folosit în scopuri educaționale.

Dispozitiv astrolab

Baza astrolabului clasic este o „placă” - o parte rotundă cu o latură înaltă și un inel suspendat pentru nivelarea precisă a dispozitivului în raport cu orizont. Cadranul exterior al plăcii are o scară digitizată în grade și ore.

Această „placă” conține un „timpan” - un disc rotund plat, pe suprafața căruia sunt trasate puncte și linii ale sferei cerești într-o proiecție stereografică, care sunt păstrate în timpul ei. rotatie zilnica: acesta este polul ceresc situat în centrul timpanului și cercurile concentrice ale ecuatorului ceresc, tropicul nordic și tropicul sudic (care servea de obicei ca limită a timpanului); apoi - o linie verticală dreaptă a meridianului ceresc; în sfârșit, orizontul, paralelele sale („almucantarate”), punctul zenit și cercurile azimutale care trec prin el. Poziția orizontului și a zenitului vor fi diferite pentru diferite latitudini ale locului de observație, prin urmare, pentru observațiile făcute la diferite latitudini, trebuie făcute timpane diferite.

Un „păianjen” este suprapus pe timpan - o rețea figurată rotundă, pe care locația celor mai importante puncte este indicată în aceeași proiecție stereografică folosind săgeți curbe. stele strălucitoare, situat la nord de tropicul sudic. „Pianjenul” arată, de asemenea, cercul zodiacal cu o scară care arată mișcarea anuală a Soarelui de-a lungul eclipticii. Scara unor astrolaburi reflectă chiar denivelarea acestei mișcări anuale.

Aplicarea astrolabului

După ce a măsurat înălțimea Soarelui sau a unei stele folosind o alidade, păianjenul este rotit astfel încât imaginea punctului ecliptic în care se află Soarele într-un anumit moment al anului sau imaginea unei stele să cadă pe imaginea almucantaratului corespunzător acestei înălţimi. În acest caz, pe partea din față a astrolabului se obține o imagine stereografică a cerului în momentul observării, după care se determină azimutul luminii și ora exactă, precum și horoscopul (literal „indicator de oră” ) - gradul eclipticii care se ridică deasupra orizontului în momentul observării.

Toate celelalte numeroase tehnici de manipulare a astrolabului sunt derivate din această tehnică de bază.

Alte tipuri de astrolabi

Astrolabul sferic

Astrolab în formă de navetă. După cum a scris al-Biruni, designul acestui astrolab, inventat de al-Sijizi, vine „din convingerea unor oameni că mișcarea ordonată a Universului aparține Pământului și nu sferei cerești”. Ecliptica și stelele sunt înfățișate pe timpanul său, iar orizontul și almucantaratele sunt reprezentate pe partea mobilă.

Astrolabul perfect. al-Sagani, nu este luat drept centru de design polul Nord lume, ci un punct arbitrar în sfera cerească. În acest caz, cercurile principale ale sferei sunt reprezentate pe timpan nu mai prin cercuri și linii drepte, ci prin cercuri și secțiuni conice.

Astrolabul universal.În acest astrolab, inventat de al-Khojandi, unul dintre punctele echinocțiului este luat drept centru de design. În acest caz, ecuatorul ceresc și ecliptica sunt reprezentate pe timpan prin linii drepte. Timpanul acestui astrolab, spre deosebire de timpanul astrolaburilor obișnuite, este potrivit pentru orice latitudine. Funcțiile păianjenului unui astrolab obișnuit aici sunt îndeplinite de o riglă care se rotește în jurul centrului timpanului și este numită „orizont în mișcare”.

Astrolabul sferic. Sfera cerească este reprezentată în acest astrolabul ca o sferă, iar păianjenul său este, de asemenea, sferic.

Astrolabul observațional. Acest astrolab este o combinație între o sferă armilară și un astrolab obișnuit, încorporat într-un inel reprezentând meridianul.

Astrolabul liniar. Acest astrolabul, inventat de Sharaf ad-Din al-Tusi, este o tijă cu mai multe solzi, cu fire de ochire atașate.

Astrolabul marin. Acest dispozitiv, inventat de meșterii portughezi la începutul secolului al XV-lea, este un dispozitiv pur observațional și nu este destinat calculelor analogice.

Vezi si

1 decembrie 2011

Acest instrument străvechi a fost creat cu mai bine de două mii de ani în urmă, când oamenii credeau că Pământul este centrul Universului. Astrolabul este uneori numit primul computer. Fără îndoială, acesta este un dispozitiv cu cel mai profund mister și frumusețe

Primul astrolab a apărut în Grecia Antică. Vitruvius, în scrierea sa „Zece cărți despre arhitectură”, vorbind despre un instrument astronomic numit „păianjen”, spune că a fost „inventat de astronomul Eudoxus, în timp ce alții spun că Apollonius”. Una dintre părțile principale ale acestui instrument era o tobă, unde era desenat cerul cu cercul zodiacal.

Proiecția stereografică a fost descrisă în secolul al II-lea d.Hr. e. Claudius Ptolemeu în lucrarea sa „Planispherius”. Cu toate acestea, Ptolemeu însuși a numit un alt instrument „astrolabon” - sfera armilară. Ultimul tip de astrolab a fost dezvoltat în secolul al IV-lea. n. e. Astfel, în Alexandria, la aproape trei sute de ani după Ptolemeu, matematicianul și filozoful Hypatia a fost condamnat de societatea creștină pentru ritualuri sataniste, inclusiv, printre altele, folosirea unui astrolab. A fost bătută, violată și executată în 415 d.Hr. Elevul ei, Theon din Alexandria, a lăsat în urmă copii ale notelor despre utilizarea astrolabului.

După moartea Hypatiei, Europa „a pierdut” astrolabul după căderea Imperiului Roman. Cele mai multe cunoștințe grecești antice s-au pierdut în Europa de Vest, a cărei populație a privit cu mare suspiciune tehnologia greacă antică (și, prin urmare, atee). Cu toate acestea, a fost păzit cu grijă de adepții islamului, utilizarea lor a astrolabul este confirmată de multe fapte. Fără Spania și religia sa islamică, Renașterea nu ar fi venit niciodată. Cele mai multe dintre textele grecești antice găsite au fost traduse în arabă. Ulterior au fost traduse în latină, iar astrolabul a fost apoi reintrodus marea majoritate a europenilor.

Oamenii de știință din Orientul Islamic au îmbunătățit astrolabul și au început să-l folosească nu numai pentru a determina ora și durata zilei și a nopții, ci și pentru a efectua unele calcule matematice și pentru predicții astrologice. Există multe lucrări ale autorilor islamici medievali despre diferite modele și utilizări ale astrolabului.
Acestea sunt cărțile lui al-Khorezmi, al-Astrulabi, az-Zarqa, al-Sijizi, al-Fargani, al-Sufi, al-Biruni, Nasir ad-Din at-Tusi și alții.

Începând cu secolul al XII-lea, astrolabii au devenit cunoscuți în Europa de Vest, unde au folosit mai întâi instrumente arabe, iar mai târziu au început să-și facă propriile după modele arabe. În secolul al XVI-lea au început să fie realizate pe baza propriilor calcule pentru a fi folosite în latitudinile europene.

Astrolabul a atins apogeul de popularitate în Europa în timpul Renașterii, în secolele XV-XVI, împreună cu sfera armilară, a fost unul dintre principalele instrumente pentru educația astronomică.

Cunoașterea astronomiei a fost considerată baza educației, iar capacitatea de a folosi un astrolab era o chestiune de prestigiu și un semn de educație adecvată. Meșterii europeni, ca și predecesorii lor arabi, au acordat o mare atenție designului artistic, astfel încât astrolabelele au devenit obiecte de modă și obiecte de colecție la curțile regale.

Ar fi inutil să descrii exact cum funcționează astrolabul - cel mai bine este să-l vezi cu ochii tăi.

Astrolab în formă de navetă.

După cum a scris al-Biruni, designul acestui astrolab, inventat de al-Sijizi, vine „din convingerea unor oameni că mișcarea ordonată a Universului aparține Pământului și nu sferei cerești”. Ecliptica și stelele sunt înfățișate pe timpanul său, iar orizontul și almucantaratele sunt reprezentate pe partea mobilă.

În imagine este un astrolab arab 1090, din colecția Muzeului Național al Americanilor

Astrolabul perfect.În acest astrolab, inventat de al-Saghani, centrul de proiecție nu este polul nord al lumii, ci un punct arbitrar pe sfera cerească. În acest caz, cercurile principale ale sferei sunt reprezentate pe timpan nu mai prin cercuri și linii drepte, ci prin cercuri și secțiuni conice.

Astrolabul universal.În acest astrolab, inventat de al-Zarqali, unul dintre punctele echinocțiului este luat drept centru de design. În acest caz, ecuatorul ceresc și ecliptica sunt reprezentate pe timpan prin linii drepte. Timpanul acestui astrolab, spre deosebire de timpanul astrolaburilor obișnuite, este potrivit pentru orice latitudine. Funcțiile păianjenului unui astrolab obișnuit aici sunt îndeplinite de o riglă care se rotește în jurul centrului timpanului și este numită „orizont în mișcare”.

Astrolabul sferic. Sfera cerească este reprezentată în acest astrolabul ca o sferă, iar păianjenul său este, de asemenea, sferic.

Astrolabul observațional. Acest astrolab este o combinație între o sferă armilară și un astrolab obișnuit, încorporat într-un inel reprezentând meridianul.

Astrolabul liniar. Acest astrolabul, inventat de Sharaf al-Din al-Tusi, este o tijă cu mai multe solzi, cu fire de ochire atașate.

Astrolabul marin. Acest dispozitiv, inventat de meșterii portughezi la începutul secolului al XV-lea, este un dispozitiv pur observațional și nu este destinat calculelor analogice.

astrolabul nautic.

În fotografie, Astrolabe-quadrant, 1325g

Enciclopediile moderne spun că acest dispozitiv este conceput pentru a determina latitudinea unui loc. De fapt, funcțiile astrolabului sunt mult mai diverse: poate fi numit pe bună dreptate computerul unui astronom medieval. Cel mai probabil, nimeni nu poate numi numărul exact al funcției astrolabului, deoarece tipuri diferite astrolabul ar putea fi efectuat tipuri diferite lucrări În secolul al X-lea, savantul arab al-Sufi a scris un tratat detaliat format din 386 de capitole, în care a enumerat 1000 de moduri de a folosi astrolabul. Poate că a exagerat puțin, dar nu cu mult. La urma urmei, cu ajutorul acestui instrument unic a fost posibil:

• recalculați coordonatele ecliptice ale stelelor sau ale Soarelui în cele orizontale (adică determinați altitudinile și azimuturile acestora);
• folosind observații ale stelelor și Soarelui printr-un vizor special, determinați latitudinea unui loc, direcțiile către diferite orașe (în principal pentru a calcula direcția spre Mecca), determinați ora din zi, determinați timpul sideral;
• determina momentele răsăritului și apusului, adică începutul și sfârșitul zilei, precum și momentele răsăririi stelelor, iar dacă au existat efemeride, atunci ale planetelor; determină gradele ascendente și de setare ale eclipticii, adică ascendent și descendent, construiți case horoscop;

• determinați latitudinea unei zone prin măsurarea înălțimii Soarelui la amiază sau a înălțimii stelelor la punctul culminant (nu sunt sigur dacă acest lucru s-a făcut des, deoarece folosirea unui astrolab în acest scop amintește de împușcarea vrăbiilor dintr-un tun);
• rezolva probleme pur pământene, cum ar fi măsurarea adâncimii unei fântâni sau a înălțimii unui obiect pământesc; și, de asemenea, calculați funcții trigonometrice (sinusuri, cosinus, tangente, cotangente).
• faceți transformări între trei sisteme de coordonate - ecuatoriale (ascensiune dreaptă și declinație), ecliptică (longitudine, latitudine) și orizontală (azimut, altitudine) și multe, multe altele...

Așa a fost construit astrolabul planisferic tradițional, de obicei realizat din alamă.

Corpul avea cel mai adesea o grosime de aproximativ 6 mm și un diametru de 15 - 20 cm (pentru cei mai mari astrolabi - până la 50 cm). Deși s-au găsit adesea instrumente mai substanțiale cu un diametru de 30-40 cm, se cunoștea un exemplar gigant de 85 cm în diametru și, dimpotrivă, versiuni de buzunar în miniatură cu un diametru de doar 8 cm. Faptul este că acuratețea sa depindea direct de dimensiunea astrolabului.

Fotografia arată un exemplu de asamblare a unui astrolab simplu.

ÎN FOTO Astrolabul de Mahmud ibn Shawka al-Baghdadi 1294-1295 diametru - 96 mm. Din colecția Muzeului Național Maritim, Londra

În perioada de glorie a lumii arabe, timpul era măsurat în timpul zilei cu ajutorul unui ceas solar, iar noaptea cu un ceas cu apă sau nisip. Astrolabul a făcut posibilă reconcilierea acestor ceasuri. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se observe înălțimea Soarelui în timpul zilei, iar noaptea - una dintre stelele strălucitoare marcate pe „păianjenul” astrolabului. Dispozitiv interesant bazat pe același astrolab, care poate fi numit un prototip de ceas mecanic, a fost dezvoltat de celebrul om de știință arab Al-Biruni. El a propus o diagramă a astrolabului care arăta automat aranjament reciproc Soarele și Luna, adică faza lunara. Instrumentul avea corp dublu, în interiorul căruia au fost fixate angrenajele. Dacă rotiți discul exterior cu o anumită viteză, puteți vedea schimbarea în fereastră fazele lunare. Mai târziu au apărut astrolabii, echipați cu roți dințate care simulau mișcarea sferelor planetare. Adevărat, la acea vreme nu exista o acționare mecanică fiabilă, așa că dispozitivul a fost realizat pe deplin numai în Europa medievală, când au fost inventate antrenările de greutate și arc. Și primul ceasuri mecanice, adesea instalat pe turnuri catedrale in Europa, pentru o lungă perioadă de timp au fost realizate sub formă de astrolaburi.

Și acest lucru nu este surprinzător - la urma urmei, astrolabele arabe complexe s-au transformat în adevărate opere de artă. Indicatoarele stele nu arătau doar ace, ci și spirale și bucle în formă de frunze. Circumferința instrumentului a fost încrustată pietre pretioaseși uneori terminat cu aur și argint. Și totul pentru că adesea un astrolog de curte apărea cu un astrolab în fața ochilor amenințători ai vreunui vizir sau șah. Un instrument excelent a dat greutate predicțiilor astrologului și nu numai soarta predictorului însuși a depins de aceasta, ci și dezvoltarea astronomiei, numită mai des decât știința stelelor.

În imagine este un astrolab persan 1223

Incidentul care s-ar fi întâmplat lui Biruni a devenit o legendă. Într-o zi, un conducător insidios a decis să aibă de-a face cu un om de știință nedorit și i-a cerut un răspuns la întrebarea: „Din ce ușă - nordică sau sudică - va părăsi sala?" După ce a efectuat o serie de manipulări cu astrolabul, ingeniosul Biruni a răspuns că acesta va fi tăiat. usa noua. Răspunsul s-a dovedit a fi corect. Dar, de cele mai multe ori, guvernanții au fost generoși cu astrologii lor de curte, alocând bani pentru construirea de observatoare și crearea de tot felul de zijs - tabele efemeride. Toate acestea au dus, deși într-o mică măsură, la progrese în astronomie.

În imagine este un astrolab francez de la sfârșitul secolului al XVI-lea - începutul secolului al XVII-lea.

Descendentul modern al astrolabului este planisfera - o hartă mobilă a cerului înstelat, folosită în scopuri educaționale.

Acest instrument astronomic a făcut o călătorie atât de lungă prin secole, fără a-și pierde farmecul magic în epoca noastră a computerelor și a telescoapelor puternice.

De fapt, titlul include numele unui program pentru crearea hărților în mișcare ale cerului înstelat, dar mai întâi, puțină istorie...

Primul instrumente astronomice a apărut cu mult înainte de apariția cronologiei moderne, iar unul dintre primele astfel de dispozitive a fost „astrolabul”. Iată ce spune Wikipedia despre ea:

Astrolabul este unul dintre cele mai vechi instrumente astronomice, datând din Grecia Antică. Vechiul astronom grec Hipparchus (c. 180-190 - 125 î.Hr.) a creat prototipul astrolabului, iar Claudius Ptolemeu (secolul al II-lea) a construit și descris astrolabonul - un instrument goniometric pentru determinarea poziției stelelor.

De-a lungul timpului, descrierea astrolabului a migrat mai întâi la arabi, care au adus propriile îmbunătățiri designului său, apoi de la arabi a venit în Europa și acum europenii, la rândul lor, au adus unele îmbunătățiri.

În centrul său, astrolabul este un model bidimensional al sferei cerești - aceasta rezultă din numele dispozitivului. Cu toate acestea, pe lângă astrolabul, un model bidimensional al sferei cerești este, de asemenea, o planisferă și o hartă stelară. Totul este și mai interesant - este astrolabul care este progenitorul planisferei. Dacă ne uităm la Wikipedia rusă, putem citi următoarele despre planisferă:

Planisferă (din latină planum - plan și greacă spháira - bilă) este o imagine a unei sfere pe un plan într-o proiecție stereografică normală (polară). Planisferele au fost folosite până în secolul al XVII-lea pentru a determina momentele de ridicare și apus a corpurilor cerești. De obicei erau o grilă de coordonate aplicată pe un disc metalic, în jurul căruia se învârtea o alidade, facilitând citirile. Odată cu introducerea tabelelor și nomogramelor speciale, planisferele au căzut din uz.

Dacă credeți Wikipedia, atunci toate planisferele au „dispărut” de mult și pot fi uitate. De fapt, Wikipedia rusă pur și simplu nu „spune” multe despre planisfere - pentru a fi convins de acest lucru, este suficient să privim versiunea în limba engleză a Wikipedia.

Există o altă confirmare a erorii declarațiilor wiki-ului lor în limba rusă, dar pentru aceasta trebuie să ne întoarcem din nou în trecut și aici trebuie să recunosc că acest lucru nu va fi posibil pentru toată lumea.

Știu sigur că toți cititorii blogului meu au studiat la școală și unii dintre ei au avut o materie precum „Astronomie” la clasa de absolvire. Chiar dacă acest subiect nu a fost predat la școală, dar Cititorul meu este un iubitor de astronomie, atunci puteți deja ghici despre ce se va discuta în continuare - desigur, despre o diagramă a stelelor în mișcare. Această hartă servește la aflarea orelor de răsărit, culminare și apus al corpurilor cerești. Acesta este scopul său principal. Ca scop secundar, poate fi folosit pentru navigație și ca ceas sideral, dar pentru aceasta va trebui să depuneți puțin mai mult efort și cunoștințe decât pentru a determina ora culminației unei stele, de exemplu.

Acest card este un dispozitiv foarte simplu, format din două părți - un card fix și un cerc mobil deasupra capului. Harta este de obicei emisă cu un model de stele fie pentru emisfera nordică, fie pentru emisfera sudică, dar cercul de suprapunere este, teoretic, foarte individual - decupajul său ar trebui să includă doar acea parte a cerului care este vizibilă la o anumită latitudine. În consecință, pentru diferite latitudini, cercul deasupra capului ar trebui să fie diferit. Acesta este motivul pentru care cardurile în mișcare cu diferite cercuri deasupra capului sunt produse în serie - atunci când achiziționați un astfel de dispozitiv, acordați atenție acestui lucru. Nu este nevoie să o descrieți în cuvinte, este mai bine să priviți acest dispozitiv cu ochii tăi - așa arată o hartă sovietică a stelelor în mișcare din plastic:


Cercul mobil deasupra capului de pe acest dispozitiv este realizat sub forma unui film translucid cu o secțiune transparentă, a cărei formă este realizată ținând cont de latitudinea zonei. Iată aceeași hartă asamblată, doar o vedere laterală:

Dacă decideți să cumpărați acest dispozitiv în prezent, atunci vă va aștepta o mică surpriză - practic nu îl veți găsi în magazinele rusești, deoarece... industria noastră pur și simplu nu le produce. Dar este produs de industria vecină a Chinei, la cererea Uniunii Europene și a Statelor Unite. Dar tot nu veți găsi acest dispozitiv folosind motoarele de căutare - ei îl numesc diferit. Și anume: planisferă! Aici aspect tipic o astfel de hartă stelară „străină” în mișcare (atenție la nume!):

Cu toate acestea, puteți reduce costul de achiziție a acestui dispozitiv la minimum - la urma urmei, puteți lua modele gata făcute pe Internet și apoi faceți puțin lucru. Cel mai dificil lucru este să găsiți un model pentru un cerc de suprapunere special pentru latitudinea dvs. și să-l asigurați. Din fericire, eu personal m-am băgat asamblare manuală acest dispozitiv și vă pot oferi câteva sfaturi în acest sens.

Deci, sfatul unu - pentru a obține cercul corect de suprapunere, puteți utiliza programul Astrolabe ( Astrolabîn original și aceasta este o aplicație web) - dar pentru aceasta trebuie să cunoașteți coordonatele geografice ale localității dvs.

Sfatul doi - este mai bine să lipiți un card staționar fundație solidă din placaj subțire, carton gros sau foaie de polimetil metacrilat. În continuare, facem o gaură în punctul Polului Ceresc (poate fi găurit cu un burghiu subțire). Folosind modelul cercului de suprapunere, facem mai întâi un decupaj de hârtie, apoi luăm o foaie de metacrilat de polimetil și folosind acest decupaj de hârtie aplicăm semne pe marginea exterioară a cercului, direcția nord-sud, punctele est și vest iar ovalul decupajului. Apoi, tăiați cu grijă tot excesul - folosind un ferăstrău sau pile cu ac, tăiați cercul de deasupra capului de-a lungul marcajelor externe. În partea rezultată a dispozitivului, găuriți o gaură în centru și fixați-o pe partea staționară - cardul - folosind un șurub, două piulițe și trei șaibe (cercul de deasupra capului trebuie să fie mobil!).

Pentru orașul Barnaul, am generat deja modelele corespunzătoare folosind Astrolabul și pot fi luate sub forma Fișiere PDF pentru imprimare ulterioară:

Mulți oameni cred că civilizația noastră este o sursă de progres constant și cel mai mult descoperiri interesante iar evoluțiile urmează încă să vină. Cu toate acestea, lucrările filozofice profunde, unele capodopere ale arhitecturii și chiar instrumentele create cu mult înaintea noastră evidențiază în mod clar incompletitudinea acestui concept. Oamenii de știință antici știau, de asemenea, multe, au creat clădiri și lucruri, principiul de funcționare și scopul cărora nu erau pe deplin înțelese. Consecvența clară a funcționării anumitor dispozitive cu legile fizicii și irefutabilitatea informațiilor obținute cu ajutorul lor sunt adesea învăluite în legende. Astfel de instrumente includ astrolabul, un instrument astronomic antic.

Scop

După cum sugerează și numele („aster” înseamnă „stea” în greacă), dispozitivul este asociat cu studiul corpurilor cerești. Într-adevăr, un astrolab este un instrument care vă permite să calculați la ce înălțime față de suprafața planetei noastre sunt situate stelele și Soarele și, pe baza datelor obținute, să determinați locația unui anumit obiect pământesc. În călătoriile lungi pe uscat și pe mare, astrolabul a ajutat la determinarea coordonatelor și a timpului și uneori a servit drept singur punct de referință.

Structura

Instrumentul astronomic constă dintr-un disc, care este o proiecție stereografică a cerului înstelat și un cerc cu o latură înaltă în care este încorporat discul. Baza dispozitivului (element cu o latură) are în partea centrală gaura mica, precum și un inel suspendat necesar pentru a facilita orientarea întregii structuri față de orizont. Partea de mijloc este compusă din mai multe cercuri cu linii și puncte aplicate acestora, definind latitudinea și longitudinea. Aceste discuri se numesc timpan. Instrumentul astronomic goniometru avea trei astfel de elemente, fiecare dintre ele potrivite pentru o anumită latitudine. Ordinea în care a fost introdus timpanul depindea de zonă: discul superior trebuia să conțină o proiecție a cerului corespunzătoare. aceasta zona Pământ.

Deasupra timpanului se afla o zăbrele specială („păianjen”) echipată cu o cantitate mare săgețile care indică cele mai strălucitoare stele indicate pe proiecție. O axă care trecea prin găurile din centrul timpanelor, zăbrelele și baza a ținut părțile împreună. I-a fost atașată o alidade - o riglă specială pentru calcule.

Precizia citirilor astrolabului este uimitoare: unele instrumente, de exemplu, sunt capabile să arate nu doar mișcarea Soarelui, ci și abaterile care apar periodic în acesta. Este interesant că instrumentul astronomic antic a fost creat într-o perioadă în care domnea imaginea geocentrică a lumii. Cu toate acestea, ideea că toată lumea se învârte în jurul Pământului nu i-a împiedicat pe oamenii de știință antici să creeze un dispozitiv atât de precis.

Puțină istorie

Instrumentul astronomic are nume grecesc, cu toate acestea multe dintre componentele sale sunt numite origine arabă. Motivul acestei aparente discrepanțe este călătoria lungă pe care a parcurs-o dispozitivul în timpul dezvoltării sale.

Istoria dezvoltării astronomiei, ca multe alte științe, este indisolubil legată de Grecia antică. Aici, cu aproximativ două secole înainte de începutul erei noastre, a apărut prototipul astrolabului. Creatorul ei a fost Hiparh. Deja în secolul al II-lea după nașterea lui Hristos, Claudius Ptolemeu a făcut o descriere a unui goniometru similar cu astrolabul. De asemenea, a construit un instrument capabil să determine cerul.

Aceste prime instrumente erau oarecum diferite de astrolabelele pe care oamenii moderni le imaginează că sunt și care sunt expuse în multe muzee din întreaga lume. Primul instrument al structurii obișnuite este considerat a fi invenția lui Theon din Alexandria (secolul IV d.Hr.)

Înțelepții estici

Istoria dezvoltării astronomiei în Evul Mediu timpuriu a început să se desfășoare în teritoriu Acest lucru sa datorat persecuției oamenilor de știință de către biserică, instrumente precum astrolabul fiind atribuite originii satanice.

Arabii au îmbunătățit dispozitivul și au început să-l folosească nu numai pentru a determina locația stelelor și orientarea pe sol, ci și ca un contor de timp, un instrument pentru unele calcule matematice și o sursă de predicții astrologice. Înțelepciunea Estului și a Vestului s-au contopit, rezultatul a fost dispozitivul astrolab, care a combinat moștenirea europeană cu gândirea arabă.

Papa și instrumentul diavolului

Unul dintre europenii care a încercat să reînvie astrolabul a fost Herbert de Aurillac (Sylvester II), un timp scurt A studiat realizările oamenilor de știință arabi și a învățat să folosească multe instrumente care fuseseră uitate încă din antichitate sau interzise de biserică. Talentele sale au fost recunoscute, dar legătura sa cu cunoștințele islamice extraterestre a contribuit la apariția unui număr de legende în jurul său. Herbert a fost suspectat că are o relație cu o succube și chiar cu diavolul. Primul l-a înzestrat cu cunoaștere, iar al doilea l-a ajutat să ocupe o poziție atât de înaltă în care Cel Rău a fost creditat cu ascensiunea sa. În ciuda tuturor zvonurilor, Herbert a reușit să reînvie o serie de instrumente importante, inclusiv astrolabul.

Întoarcere

Ceva mai târziu, în secolul al XII-lea, Europa a început să folosească din nou acest dispozitiv. La început, a fost folosit doar astrolabul arab. Pentru mulți a fost un instrument nou și doar pentru câțiva a fost o moștenire uitată și modernizată a strămoșilor lor. Au început să apară treptat analogi produși local, precum și lucrări științifice lungi legate de utilizarea și proiectarea astrolabului.

Apogeul popularității dispozitivului a avut loc în epoca Marilor Descoperiri. Era în uz un astrolab naval, care a ajutat la determinarea locului în care se afla nava. Adevărat, avea o caracteristică care anula acuratețea datelor. Columb, la fel ca mulți dintre contemporanii săi care călătoreau pe apă, se plângea că acest dispozitiv nu putea fi folosit în condiții de rulare, era eficient doar atunci când solul era nemișcat sub picioare sau marea era complet calmă.

Dispozitivul era încă de o oarecare valoare pentru navigatori. Altfel, una dintre navele pe care expediția celebrului explorator Jean-François La Perouse a pornit în călătoria lor nu ar fi fost numită după el. Nava Astrolabe este una dintre cele două care au luat parte la expediție și au dispărut în mod misterios la sfârșitul secolului al XVIII-lea.

Decor

Odată cu apariția Renașterii, nu numai diverse dispozitive pentru a explora lumea din jurul nostru, dar și obiecte decorative, o pasiune pentru colecție. Astrolabul este un dispozitiv, printre altele, adesea folosit pentru a prezice soarta prin mișcările stelelor și, prin urmare, a fost decorat diferite simboluri si semne. Europenii au adoptat de la arabi obiceiul de a crea instrumente precise din punct de vedere al măsurătorilor și elegante ca aspect. Astrolabii au început să apară în colecțiile de curteni. Cunoștințele de astronomie erau considerate la baza educației deținerea unui instrument a subliniat erudiția și gustul proprietarului.

Coroana colecției

Cele mai frumoase dispozitive erau încrustate cu pietre prețioase. Semnele aveau formă de frunze și bucle. Aurul și argintul au fost folosite pentru a decora instrumentul.

Unii meșteri s-au dedicat aproape în întregime artei de a crea astrolaburi. În secolul al XVI-lea, flamandul Gualterus Arsenio era considerat cel mai faimos dintre ei. Pentru colecționari, produsele sale erau standardul frumuseții și grației. În 1568, a fost însărcinat să creeze un alt astrolab. Dispozitivul de măsurare a pozițiilor stelelor a fost destinat colonelului armatei austriece Albrecht von Wallenstein. Astăzi se păstrează în muzeul care poartă numele. M.V. Lomonosov.

Învăluită în mister

Astrolabul, într-un fel sau altul, apare în multe legende și evenimente mistice din trecut. Astfel, etapa arabă a istoriei sale a dat lumii mitul sultanului perfid și abilitățile științifice ale astrologului de curte Biruni. Domnitorul, dintr-un motiv ascuns de-a lungul secolelor, a luat armele împotriva ghicitorului său și a decis să folosească viclenia pentru a scăpa de el. Astrologul trebuia să indice exact ce ieșire din sală avea să folosească proprietarul său sau să sufere o pedeapsă corectă. În calculele sale, Biruni a folosit un astrolab și, după ce a scris rezultatul pe o bucată de hârtie, l-a ascuns sub covor. Sultanul viclean a ordonat servitorilor săi să taie un pasaj în zid și a ieșit prin el. Când s-a întors, a deschis ziarul cu avere și a citit acolo un mesaj care îi prezicea toate acțiunile. Biruni a fost achitat și eliberat.

Mișcarea inexorabilă a progresului

Astăzi, astrolabul face parte din trecutul astronomiei. Orientarea către zonă cu ajutorul ei a încetat să mai fie recomandabilă încă de la începutul secolului al XVIII-lea, când a apărut sextantul. Dispozitivul era încă folosit periodic, dar după încă un secol sau puțin mai mult, astrolabul a migrat în sfârșit pe rafturile colecționarilor și iubitorilor de antichități.

Modernitatea

O înțelegere aproximativă a structurii și funcționării dispozitivului este dată de descendentul său modern - planisferă.

Aceasta este o hartă cu stele și planete pe ea. Componentele sale, părțile staționare și mobile, amintesc în multe privințe de bază și disc. Pentru determinare pozitia corecta Pentru a localiza corpurile de iluminat într-o anumită parte a cerului, este necesar un element mobil superior care să corespundă în parametri latitudinii dorite. Astrolabul este orientat într-un mod similar. Puteți chiar să faceți ceva ca o planisferă cu propriile mâini. Un astfel de model va oferi, de asemenea, o idee despre capacitățile vechiului său predecesor.

Legenda vie

Un astrolab gata făcut poate fi cumpărat din magazinele de suveniruri, uneori apare în colecții obiecte decorative, bazat pe stilul sim-punk. Din păcate, dispozitivele care funcționează sunt greu de găsit. Planisferele sunt, de asemenea, rare pe rafturile magazinelor noastre. Exemple interesante pot fi găsite pe site-uri străine, dar o astfel de hartă în mișcare va costa la fel ca acel pod de fontă. Construirea singur a unui model poate fi o sarcină care necesită timp, dar rezultatul merită și copiilor le va plăcea cu siguranță.

Cerul înstelat, care a ocupat atât de cuprinzător mintea anticilor, uimește oamenii moderni cu frumusețea și misterul său. Dispozitive precum astrolabul îl fac puțin mai aproape de noi, puțin mai ușor de înțeles. O versiune de muzeu sau suvenir a dispozitivului face, de asemenea, posibilă experimentarea înțelepciunii strămoșilor noștri, care în urmă cu două mii de ani au creat instrumente care au făcut posibilă afișarea destul de precisă a lumii și găsirea locului nostru în ea.

Astăzi, astrolabul este un suvenir elegant, interesant pentru istoria sa și atrăgător cu designul său neobișnuit. Pe vremuri, aceasta a fost o descoperire semnificativă în astronomie, permițând să se coreleze poziția corpurilor cerești cu terenul, practic singura șansă de a înțelege unde se pierdea un călător în vastitatea oceanului sau a deșertului. Și chiar dacă dispozitivul este semnificativ inferior din punct de vedere funcțional față de analogii săi moderni, va fi întotdeauna o parte semnificativă a istoriei, un obiect învăluit într-un văl romantic de mister și, prin urmare, este puțin probabil să se piardă de-a lungul secolelor.

Astronomia este strâns legată de fizică și alte științe ale ciclului natural (chimie, biologie, geografie). Astronomia folosește cunoștințele fizice pentru a explica fenomenele și procesele care au loc în Univers și pentru a crea instrumente astronomice.

au fost inventate cu mii de ani în urmă instrumente goniometrice (cadrant, astrolab)- primele instrumente astronomice (Fig. 5,), cu ajutorul cărora au determinat poziția luminilor pe cer și momentul declanșării fenomenelor cerești.

În urmă cu trei sute de ani, omul de știință italian Galileo a fost folosit pentru prima dată pentru cercetări astronomice. telescop- un dispozitiv care vă permite să observați obiecte slabe invizibile cu ochiul liber și să le măriți dimensiunea aparentă (Fig. 5,).

Figura 5. Instrumente astronomice antice.

Astronomia modernă folosește instrumente mai precise pentru studierea corpurilor cerești, cum ar fi nava spatiala"Vega", radiotelescop (Fig. 6,).

Orez. 6. Aparatură modernă pentru studiul corpurilor cerești.

Dintre dispozitivele și aparatele enumerate, ne vom opri mai detaliat asupra astrolabului, pe care l-am menționat în introducere. Astrolab este un instrument antic pentru determinarea poziției Soarelui și a stelelor strălucitoare în timp diferit zile pe tot parcursul anului. Invenția astrolabului este atribuită astronomilor greci care lucrau în secolul al II-lea î.Hr. De obicei, astrolabelele erau făcute din cupru. Diverse gravuri ale solzelor au făcut posibilă determinarea poziției stelelor și a Soarelui în diferite momente ale zilei de-a lungul anului. Uneori existau scale suplimentare care furnizau o varietate de informații. Cel mai adesea, astrolabele au fost făcute sub formă Unelte de mana, astfel încât să poată fi utilizat pentru a determina unghiul de elevație al stelelor (de exemplu, în scopuri de navigație). Cunoscând altitudinea și ora exactă, folosind astrolabul a fost posibil să se determine latitudinea la care se afla nava.

Timp de două milenii, acest instrument științific a rămas practic neschimbat. Navigatorii, începând cu 1480 și până la mijlocul secolului al XVIII-lea, au folosit un astrolabul și tabele speciale pentru a determina latitudinea locației navei. Pentru a reduce eroarea de măsurare, diametrul astrolabului a fost de 13-15 cm, dar mulți navigatori englezi au folosit astrolaburi mai precise, cu un diametru de până la 20 cm.

Apropo, astrolabii din această perioadă (secolul al XVIII-lea) sunt păstrați și în Rezervația noastră de Muzeu Istoric și Arhitectural Tobolsk, ne-am convins de acest lucru în excursia virtuală „Din istoria invențiilor” în timpul unei lecții de fizică.

Pentru a efectua măsurători în antichitate cu ajutorul unui astrolab, era necesar să îl îndreptăm spre soare sau stea. După ce am înregistrat diferența de citiri între direcția către corp cerescși orizontul, precum și cunoașterea ora locala, puteți folosi tabele speciale pentru a determina latitudinea unui loc. Acest cerc a fost suspendat pe un inel plan vertical, iar cu ajutorul unei alidade dotate cu dioptrii s-au observat stele, a căror înălțime era măsurată pe membru, de care s-a atașat ulterior un vernier. Dacă latitudinea a fost cunoscută, atunci folosind aceleași tabele a fost posibil precizie ridicată determina ora locala.

Figura 7. Structura schematică a astrolabului.

Structura schematică a astrolabului este prezentată în Figura 7.

Rolul păianjenului aici este jucat de o placă transparentă cu o hartă a cerului înstelat.

Astrolabul este un instrument clasic de goniometru. Cunoscut încă din vremea astronomilor Hiparh (sec. II î.Hr.) și Ptolemeu (sec. II d.Hr.). Cuvântul „astrolab” provine din cuvintele grecești astron (stea, în latină astrum) și lambanw (a lua, a prinde, în latină labium - buză). Acest lucru arată că în antichitate astrolabul era folosit pentru a determina unghiurile pe cer. Ulterior, astrolabul s-a transformat în principalul instrument geodezic pentru măsurarea unghiurilor situate în plan orizontal, trasarea liniilor paralele și perpendiculare, pentru luarea planurilor de teren și altele. Până în secolul al XVIII-lea a servit și la determinarea latitudinilor și longitudinilor.

Astrolabele au fost folosite de astronomi și matematicieni, marinari și călători, arhitecți și constructori. Ulterior, instrumentul a fost îmbunătățit de arabi și a început să fie folosit pentru a determina timpul, durata zilei și a nopții și măsura. unghiuri orizontale pe suprafața Pământului, pentru a efectua niște calcule matematice și chiar pentru predicții astrologice. Pentru a le crea, au fost necesare cunoștințe suficient de dezvoltate în domeniul matematicii (trigonometrie, calculul coordonatelor sferice cerești) și al astronomiei (determinarea coordonatelor cerești ale stelelor permanente, calculul mișcării Soarelui și Lunii) și tocmai aceste științe au fost cele care dezvoltat intens în lumea arabă. În perioada de glorie Califatul ArabÎn secolele IX - XI, astrolabele s-au răspândit. În forma pe care o știm, astrolabul s-a format în Orient în secolele IX - XI. iar apoi a devenit cel mai răspândit acolo. În secolul al XI-lea dispozitivele apar în Spania și apoi în alte țări Europa de Vest. La început, aici au fost folosite instrumente arabe; Mai târziu au început să fie realizate după modele arabe în atelierele europene. Dacă în Orient instrumentele erau păstrate în cutii mici și făceau parte dintr-un costum de călătorie oameni normali, apoi în Europa astrolabele au fost considerate încă de la început instrumente scumpe produs numai pentru elită. Precizia necesară în trasarea liniilor de configurații complexe, dificultatea de fabricație și frumusețea deosebită a acestor instrumente au devenit motivul pentru costul ridicat și atractivitatea lor pentru suveranii europeni. Producția lor a început la curțile regale. Devenind un articol de modă, dispozitivele au fost cumpărate la egalitate cu bijuteriile. Unul dintre cei mai buni producători de unelte ai vremii a fost maestrul flamand Gualterus Arsenio (1530-1580). Astrolabii săi s-au distins prin acuratețea proiecțiilor lor pe planul coordonatelor cerești, scările și eleganța formelor, așa că regele spaniol Filip al II-lea a comandat producerea lor de la el. Pentru mulți dintre ei, astrolabelele erau solicitate în primul rând ca instrumente astrologice, dar mai târziu, datorită frumuseții și costului ridicat, au fost apreciate la egalitate cu bijuteriile. Așadar, una dintre ele, realizată de G. Arseniu în 1568 și care a aparținut cândva comandantului austriac al Războiului de Treizeci de Ani (1618-1648) Albrecht Wallenstein, a apărut în secolul al XIX-lea alături de Marea Ducesă Elena Pavlovna. Ea a prezentat acest astrolab ca un cadou Biblioteca Publica. Acum sunt cunoscute doar 21 de astrolabe create de G. Arseniu. Singura copie din Rusia este păstrată în Muzeul M.V.
Astrolabul este format din mai multe părți din alamă. Partea principală este o parte rotundă cu o latură înaltă (a fost numită „bază”, „mamă” sau „placă”) cu o mică gaură rotundă în centru și un inel suspendat pentru orientarea precisă a dispozitivului în raport cu orizont. . În această „placă” sunt așezate trei discuri rotunde plate - timpane, tot cu găuri în centru, iar deasupra este plasată cea care corespunde latitudinii locului de observare. Cert este că pe suprafața fiecărui timpan există proiecții pe planul liniilor grilei de coordonate cerești (proiecție stereografică); meridiane cerești, ecuator, poli cerești, limitat de linie orizont. Poziția proiecțiilor polului ceresc și a grilei de coordonate cerești va fi diferită pentru diferite latitudini ale locului de observare, prin urmare fiecare dintre timpanuri are o proiecție a grilei de coordonate cerești pentru una dintre latitudini - 51°, 51°15 ' și 52°. Pe timpanul superior este suprapusă o rețea figurată rotundă având 45 de săgeți curbate, ale căror capete indică locația celor 45 de stele cele mai strălucitoare ale emisferei nordice în proiecție pe planul ecuatorului pământului. Cercul zodiacal este indicat și pe zăbrele. Totul este ținut împreună de o axă care trece prin găurile centrale ale pieselor enumerate. Linia de ochire este atașată la aceeași axă, care este denumită în mod tradițional termenul arab „alidada”. Partea superioară a discului principal de pe ambele părți ale inelului este decorată cu figurile Faun și Faun, care în mitologia antică erau asociate cu darul predicției. Astrolabul a fost folosit până la începutul secolului al XVIII-lea, până când a fost înlocuit cu mai multe instrument de precizie- sextant (sextant).