Что такое астролябии? Астролябия: фото. Что такое астролябия Что такое астролябия в астрономии

АСТРОЛЯБИЯ . 1) В геодезии астролябия - угломерный инструмент для геодезических (и астрономических) измерений, предшественник современных астрономических и геодезических угломерных инструментов. Название астролябия было дано всем угломерным приборам, состоявшим из круга и алидады, и азимутальным инструментам, предшественникам теодолита . На фиг. изображена астролябия для землемерных работ. Вращающаяся около центра круга с делениями алидада астролябии, снабженная двумя подвижными диоптрами с и d, имеет нониусы n-о и p-q для точных отсчетов делений лимба. Два диоптра а и b неподвижно укреплены на круге; их линия визирования совпадает с линией 0-180° лимба. Установив неподвижные диоптры на задний сигнал и закрепив лимб, можно, визируя на другую точку через подвижные диоптры, отсчитать угол по лимбу. Круг укреплен на штативе и может быть установлен вращением около шарового шарнирного сочленения в любой плоскости, стало быть, и в вертикальной, для измерения вертикальных углов. Часть астролябии снабжается буссолью. В России астролябия долгое время пользовалась исключительным распространением при межевых работах. В средине 17 в. она была улучшена тем, что вместо алидады с диоптрами была установлена труба, и получился новый тип геодезического инструмента - астролябия с трубой.

2) В астрономии астролябия - инструмент, служивший для определения положения звезд и состоявший из двух различных приборов, из которых каждый в отдельности тоже назывался астролябией. Один из них, для непосредственного измерения углов, является простой астрономической армиллярной сферой и состоит из кольца, на окружности которого находятся деления, а внутри вращается другое, концентрическое с первым кольцо, снабженное двумя диоптрами. Вместо внутреннего кольца часто делают одну только ручку (алидада, линейка) или же 4 ручки в виде креста. На наружном кольце имеется пара диоптров, с помощью которых визируется одна из сторон измеряемого угла. Раньше диоптры были с отверстием, потом их стали делать с узким прорезом и, наконец, с прорезом и волоском посредине.

Для измерения горизонтальных и вертикальных углов астролябия устанавливалась на штативе. Она называлась круглой, полукруглой или квадрантом, смотря по тому, снабжена ли она полным кругом, половиной или четвертью. Для измерения углов высоты этот круг обыкновенно просто подвешивался за ушко на делении 90°, с диоптрами на алидадной линейке, но без диоптров на разделенном круге. Истинное значение угла высоты можно было определить при соблюдении следующих условий: а) ось вращения алидады проходит через центр разделенного круга; б) линия, соединяющая точки, соответствующие +90° и -90° угла высоты, направлена по отвесу; в) диаметр кольца, отвечающий найденному положению диоптров, проходит через какое-либо деление на его окружности. Морская астролябия была устроена таким же образом, но после изобретения секстанта с зеркальцем этот примитивный прибор, иногда заменявшийся астрономическим кругом и квадрантом, быстро вышел из употребления у мореплавателей. Второй из вышеупомянутых приборов служил для графического решения различных задач сферической астрономии. Главная часть его давала изображение небесной сферы на плоскости, или «планисферу» и в соединении с описанным выше угломерным прибором этот прибор получил впоследствии название планисферической астролябии (Astrolabium planisphaerium). К нам перешло множество таких комбинированных арабских астролябий. Этот прибор имел большое значение для графического решения задач сферической астрономии, а аналогичными ему приспособлениями мы пользуемся и поныне. Устройство таких астролябий состояло в следующем. В диске с углублением и делениями по краю помещалась планисфера. На нее накладывалась вращающаяся пластинка, поверх которой вращался указатель. На задней стороне диска тоже имелись разделенный круг и алидада, представлявшие собой описанное выше простое приспособление для измерения углов высоты. Передняя же часть прибора служила для графических измерений. Иногда обе части прибора помещались на одной и той же стороне диска, как, например, в астролябии Региомонтана.

Многие считают, что наша цивилизация — источник постоянного прогресса, и все самые интересные открытия и разработки еще только впереди. Однако глубокие философские труды, некоторые шедевры архитектуры и даже созданные задолго до нас приборы отчетливо высвечивают неполноту этой концепции. Древним ученым также многое было известно, они создавали строения и вещи, принцип работы и назначение которых до конца непонятны. Четкая согласованность функционирования тех или иных устройств с законами физики и неопровержимость получаемых с их помощью сведений часто окутаны легендами. В число подобных приборов входит и астролябия, древний астрономический инструмент.

Назначение

Как понятно из названия («астра» в переводе с греческого означает «звезда»), прибор связан с изучением небесных тел. И действительно, астролябия — это инструмент, позволяющий рассчитать, на какой высоте относительно поверхности нашей планеты находятся звезды и Солнце, и на основе полученных данных определить местоположение того или иного земного объекта. В длительных путешествиях по суше и по морю астролябия помогала определять координаты и время, порой служила единственным ориентиром.

Строение

Астрономический инструмент состоит из диска, представляющего собой стереографическую проекцию звездного неба, и круга с высоким бортиком, в который диск вложен. Основа прибора (элемент с бортом) имеет в центральной части небольшое отверстие, а также подвесное кольцо, необходимое для облегчения ориентации всей конструкции относительно горизонта. Срединная деталь составлена несколькими окружностями с нанесенными на них линиями и точками, определяющими широту и долготу. Эти диски называются тимпанами. Угломерный астрономический инструмент обладал тремя такими элементами, каждый из них подходил для определенной широты. Порядок, в котором вкладывались тимпаны, зависел от местности: верхний диск должен был содержать проекцию неба, соответствующего данному участку Земли.

Поверх тимпанов располагалась специальная решетка («паук»), снабженная большим количеством стрелок, указывающих на ярчайшие звезды, обозначенные на проекции. Сквозь отверстия в центре тимпанов, решетки и основы проходила ось, скреплявшая детали. К ней была присоединена алидада — специальная линейка для вычислений.

Точность показаний астролябии поражает: некоторые приборы, например, способны показывать не просто движение Солнца, но и отклонения, периодически возникающие в нем. Интересно, что создавался древний астрономический инструмент в ту пору, когда властвовала геоцентрическая картина мира. Однако представления о том, что все крутятся вокруг Земли, не помешали древним ученым создать такой точный прибор.

Немного истории

Астрономический инструмент имеет греческое название, однако многие его составляющие носят имена арабского происхождения. Причина такого кажущегося несоответствия в длительном пути, который преодолел прибор за период своего становления.

История развития астрономии, как и многих других наук, неразрывно связана с Древней Грецией. Здесь примерно за два столетия до начала нашей эры появился прообраз астролябии. Создателем его стал Гиппарх. Уже во втором веке после Рождества Христова описание схожего с астролябией угломерного прибора сделал Клавдий Птолемей. Он же соорудил инструмент, способный определять на небе.

Эти первые приборы несколько отличались от астролябий, какими их себе представляет современный человек и какие выставлены во многих музеях мира. Первым инструментом привычного строения считается изобретение Теона Александрийского (IV в. н. э.)

Восточные мудрецы

История развития астрономии в период раннего Средневековья стала разворачиваться на территории Связано это было с гонениями ученых со стороны церкви, с приписыванием инструментам, подобным астролябии, сатанинского происхождения.

Арабы усовершенствовали прибор, стали применять его не только для определения местоположения звезд и ориентации на местности, но и как измеритель времени, инструмент для некоторых математических вычислений, источник астрологических предсказаний. Мудрость Востока и Запада слилась воедино, результатом стал прибор астролябия, объединивший в себе европейское наследие с арабской мыслью.

Папа Римский и дьявольский инструмент

Одним из европейцев, стремившихся возродить астролябию, был Герберт Орильякский (Сильвестр II), короткое время занимавший пост Он изучал достижения арабских ученых, научился применять многие инструменты, забытые со времен античности или запрещенные церковью. Его таланты признавались, однако связь с чуждыми исламскими знаниями способствовала возникновению целого ряда легенд вокруг него. Герберта подозревали в связи с суккубом и даже дьяволом. Первый одарил его знаниями, а второй помог занять столь высокое положение в Нечистому приписывалось его восхождение. Несмотря на все слухи, Герберт сумел возродить ряд важных приборов, в том числе и астролябию.

Возвращение

Спустя некоторое время, в XII веке, Европа снова стала пользоваться этим прибором. Сначала в ходу была только арабская астролябия. Это был для многих новый инструмент и лишь для некоторых — забытое и модернизированное наследие предков. Постепенно начали появляться аналоги местного производства, а также длинные ученые труды, связанные с применением и устройством астролябии.

Пик популярности прибора пришелся на эпоху Великих открытий. В ходу была морская астролябия, помогавшая определять, где оказалось судно. Правда, она обладала особенностью, сводившей на нет точность данных. Колумб, подобно многим своим современникам, путешествовавшим по воде, жаловался, что этот прибор невозможно использовать в условиях качки, он эффективен, только когда под ногами неподвижная земля или на море полный штиль.

Определенную ценность для мореплавателей прибор все же представлял. Иначе не назвали бы в его честь один из кораблей, на которых отправилась в путешествие экспедиция знаменитого исследователя Жана Франсуа Лаперуза. Корабль «Астролябия» — один из двух, участвовавших в экспедиции и таинственно исчезнувших в конце восемнадцатого века.

Украшение

С наступлением эпохи Возрождения «амнистию» получили не только различные приспособления для исследования окружающего мира, но и предметы декора, страсть к коллекционированию. Астролябия — это прибор, кроме прочего, часто использовавшийся для предсказаний судьбы по движениям звезд, а потому он был украшен различными символами и знаками. Европейцы переняли у арабов привычку создавать точные в плане измерений и элегантные внешне приборы. Астролябии стали появляться в коллекциях придворных. Знание астрономии считалось основой образования, обладание прибором подчеркивало ученость и вкус владельца.

Венец коллекции

Красивейшие приборы инкрустировались драгоценными камнями. Указателям придавалась форма листьев и завитков. Для декорирования инструмента использовалось золото и серебро.

Некоторые мастера практически целиком посвящали себя искусству создания астролябий. В XVI веке самым знаменитым из них считался фламандец Гуалтерус Арсениус. Для коллекционеров его изделия были эталоном красоты и изящества. В 1568 году ему была заказана очередная астролябия. Прибор для измерения положения звезд предназначался полковнику австрийской армии Альбрехту фон Валленштейну. Сегодня хранится в музее им. М.В. Ломоносова.

Окутанная тайной

Астролябия, так или иначе, проскальзывает во многих легендах и мистических событиях прошлого. Так, арабский этап ее истории подарил миру миф о вероломном султане и ученых способностях придворного астролога Бируни. Правитель, по скрытой в веках причине ополчившийся на своего предсказателя, решил с помощью хитрости избавиться от него. Астролог должен был точно указать, каким выходом из зала воспользуется его хозяин, или же понести справедливое наказание. В своих вычислениях Бируни воспользовался астролябией и, записав результат на клочок бумаги, спрятал его под ковер. Хитрый султан приказал слугам вырубить в стене проход и вышел через него. Вернувшись, он открыл бумагу с предсказанием и прочел там сообщение, предугадывавшее все его действия. Бируни был оправдан и отпущен.

Неумолимое движение прогресса

Сегодня астролябия — это часть прошлого астрономии. Ориентация на местности с ее помощью перестала быть целесообразной уже с начала XVIII века, когда появился секстант. Периодически прибором все же пользовались, но еще спустя век или чуть больше астролябия окончательно перекочевала на полки коллекционеров и любителей древностей.

Современность

Приблизительное понимание устройства и функционирования прибора дает современный его потомок — планисфера.

Это карта, на которую нанесены звезды и планеты. Ее составляющие, стационарная и подвижная части, во многом напоминают основу и диск. Для определения правильного положения светил в конкретной части неба необходим верхний движущийся элемент, соответствующий по параметрам нужной широте. Схожим образом ориентируется и астролябия. Своими руками можно даже изготовить подобие планисферы. Такая модель даст представление и о возможностях ее древнего предшественника.

Живая легенда

Готовую астролябию можно купить в сувенирных лавках, иногда она появляется в коллекциях декоративных изделий, берущих за основу стиль сим-панк. Рабочие приборы найти, к сожалению, трудно. Планисферы также редки на прилавках наших магазинов. Интересные экземпляры можно обнаружить на заграничных сайтах, но стоить такая подвижная карта будет, как тот самый чугунный мост. Самостоятельное конструирование модели может оказаться делом, требующим массы времени, но результат стоит того и точно понравится детям.

Звездное небо, столь всеобъемлюще занимавшее умы древних, поражает своей красотой и загадочностью и современного человека. Такие приспособления, как астролябия, делают его немного ближе к нам, чуть понятнее. Музейный или сувенирный вариант прибора к тому же дает возможность ощутить мудрость наших предков, и две тысячи лет назад создававших инструменты, позволяющие довольно точно отображать мир и находить наше место в нем.

Сегодня астролябия — стильный сувенир, интересный своей историей и притягивающий взгляд необычностью конструкции. Когда-то это было значительным прорывом в астрономии, позволяющим соотнести положение небесных тел с местностью, практически единственным шансом на понимание, где на просторах океана или пустыни затерялся путник. И пусть прибор значительно проигрывает в функциональном плане своим современным аналогам, он всегда будет значимой частью истории, предметом, окутанным романтическим покровом тайны, а потому вряд ли затеряется в веках.

Вообще-то в заголовок вынесено название программы для создания подвижных карт звездного неба, но сначала немного истории...

Первые астрономические приборы появились задолго до наступления современного летоисчисления и одним из первых таких приборов была «астролябия». Вот что говорится о ней в Википедии :

Астролябия — один из старейших астрономических инструментов, появившийся в Древней Греции. Древнегреческий астроном Гиппарх (ок. 180-190 — 125 до н. э.), по-видимому, создал прообраз астролябии, а Клавдий Птолемей (II век) построил и описал астролабон — угломерный инструмент для определения положения звёзд.

С течением времени описание астролябии сначала перекочевало к арабам, которые внесли в её конструкцию свои усовершенствования, потом от арабов она попала в Европу и теперь уже европейцы внесли в свою очередь некоторые усовершенствования.

По сути своей астролябия является двухмерной моделью небесной сферы — это следует из названия прибора. Однако кроме астролябии двухмерной моделью небесной сферы также являются планисфера и звездная карта. Все даже намного интереснее — именно астролябия является прародительницей планисферы. Если заглянуть в русскую Википедию, то мы там можем прочитать о планисфере следующее:

Планисфера (от лат. planum — плоскость и греч. spháira — шар) — изображение сферы на плоскости в нормальной (полярной) стереографической проекции. Планисферы употреблялись вплоть до 17 века для определения моментов восхода и захода небесных светил. Обычно представляли собой координатную сетку, нанесённую на металлический диск, около центра которого вращалась облегчавшая отсчёты алидада. С введением специальных таблиц и номограмм планисферы вышли из употребления.

Если верить Википедии, то все планисферы давно уже «вымерли» и о них можно забыть. На самом деле русская Википедия попросту многого не «договаривает» о планисферах — чтобы убедиться в этом достаточно на англоязычную версию Википедии.

Есть и другое подтверждения ошибочности утверждений их русскоязычной вики, но для этого снова нужно вернуться в прошлое и тут я должен признать, что это будет возможно далеко не всем.

Я точно знаю, что все читатели моего блога учились в школе и у некоторых из них был в выпускном классе такой предмет, как «Астрономия». Даже если этого предмета в школе не было, но мой Читатель является любителем астрономии, то вы уже можете догадаться о чем пойдет речь дальше — конечно же о подвижной карте звездного неба . Данная карта служит для того, чтобы выяснить времена восхода, кульминации и захода светил небесной сферы. Это ее основное назначение. В качестве побочного назначения её можно использовать для навигации и в качестве звездных часов, но для этого уже прийдется приложить несколько больше сил и знаний, чем для определения времени кульминации светила, к примеру.

Эта карта представляет из себя весьма простой прибор, состоящий из двух частей — неподвижной карты и подвижного накладного круга. Карта обычно выпускается со звездным рисунком либо для северного полушария, либо для южного, а вот накладной круг по идее весьма индивидуален — в его вырез должен попадать только тот участок неба, который виден на определенной широте. Соответственно, для разных широт накладной круг должен быть разным. Именно поэтому серийно производятся подвижные карты с разными накладными кругами — когда будете приобретать такой прибор, то обратите на это внимание. Да что там описывать словами, лучше посмотрите на этот прибор своими глазами — вот как выглядит советская пластиковая подвижная карта звездного неба:


Накладной подвижный круг на этом приборе выполнен в виде полупрозрачной пленки с прозрачным участком, форма которого выполнена с учетом широты местности. Вот эта же карта в сборе, только вид сбоку:

Если вы решите приобрести этот прибор в нынешнее время, то вас будет ждать небольшой сюрприз — в российских магазинах вы его практически не найдете, т.к. наша промышленность попросту их не выпускает. Зато выпускает промышленность соседнего Китая по заказу Евросоюза и США. Но вы все равно не найдете этот прибор с помощью поисковых машин — называется он у них по-другому. А именно: планисфера! Вот типичный вид такой вот «забугорной» подвижной карты звездного неба (обратите внимание на название!):

Однако можно свести расходы по приобретению данного прибора к минимуму — ведь в интернете можно взять готовые выкройки это него и потом уже немного порукадельничать. Самое сложное — найти выкройку накладного круга именно для вашей широты и закрепить ее. К счастью, я лично баловался ручной сборкой этого прибора и могу дать пару советов на этот счет.

Итак, совет первый — для получения правильного накладного круга можно воспользоваться программой «Астролябия » (Astrolabe в оригинале и это веб-приложение) — но для этого нужно знать географические координаты вашего населенного пункта.

Совет второй — неподвижную карту лучше наклеить на прочное основание из тонкой фанеры, плотного картона или листа полиметилметакрилата . Далее в точке Полюса мира проделываем отверстие (его можно просверлить тонким сверлом). По выкройке накладного круга сначала делаем бумажную вырезку, потом берем лист полиметилметакрилата и по этой бумажной вырезке наносим на него отметки внешнего края круга, направление север—юг, точки востока и запада и овал выреза. Далее аккуратно обрезаем все лишнее — при помощи лобзика или надфилей выпиливаете накладной круг по внешней разметке. В получившейся части прибора просверливаете в центре отверстие и скрепляете его с неподвижной частью — картой — при помощи болта, двух гаек и трех шайб (накладной круг должен быть подвижным!).

Для города Барнаула соответствующие выкройки я уже сгенерировал при помощи Астролябии и их можно взять в виде PDF -файлов для последующей распечатки:

Этот древний инструмент изобрели более двух тысяч лет назад — в эпоху, когда люди считали Землю центром Вселенной. Астролябию часто называют первым компьютером, но как бы спорно не звучало это утверждение, несомненным остается тот факт, что сей инструмент окружает аура таинственности и мистической красоты.

2. Так для чего же предназначалась астролябия и как она помогала нашим предкам? Во-первых, она позволяла высчитывать такие величины, как время – по положению солнца и звезд на небе. Как и в случае с компьютером, вы вводите информацию и на выходе получаете результат. Обычно астролябии изготовляли из латуни, и они были около 15 сантиметров в диаметре. Но как можно видеть на фотографиях, встречались и более крупные образцы.

3. На лицевой стороне рисовалось звездное небо, а на нем 20 самых ярких звезд. Первый вопрос, который приходит в голову: если древние считали, что Земля находится в центре Вселенной, могли ли правильно работать эти устройства? Ведь на самом деле Земля вращается вокруг Солнца. Наши предки, тем не менее, знали относительные размеры Земли и Солнца и приблизительное расстояние между ними. А основываясь только на том, что мы можем видеть, между гео и гелиоцентрическими системами нет разницы, по крайней мере, с точки зрения математики.

4. Подвижные детали устанавливались напротив делений времени суток и даты, и на лицевой стороне инструмента показывалось соответствующая этому моменту карта неба. Какой в этом смысл? С помощью астролябии решалось множество астрономических проблем. Самая простая это, конечно, определение времени. Также люди могли вычислить время восхода и захода Солнца. Кроме того, прибор позволял определять направление; так астролябия была бесценным «компасом» для мусульманских ученых, которые направлялись в Мекку.

5. До позднего Средневековья астролябия являлась одним из основных инструментов астрономии. За несколько веков изобрели множество астролябий, но наиболее распространена планисферическая, в которой небесная сфера проецируется на плоскость экватора. О принципах такой проекции говорили еще за 150 лет до Рождества Христова, однако, считается, что первый прибор создали намного позже. В действительности, то, что мы называем астролябией, уже было на службе у астрономов к 400 году.

6. Астролябия, как и многое другое, пришла из древней Греции. Известно, что греки изучали проекции астролябии еще за две сотни лет до нашей эры. Теория впоследствии была изложена Гиппократом, который родился в Никеа, что в Малой Азии. Какая связь с Грецией? Все свои исследования он проводил на острове Родос (Греция), там же написал множество работ по тригонометрии.

7. Но когда теория обрела физическое воплощение? Когда впервые человек взял в руки астролябию? Первое упоминание об устройстве, напоминающем астролябию, встречается у Марка Витрувия Полиона, который умер в 26 году до нашей эры. Он описывает часы в Александрии, у которых был вращающийся диск с изображением звезд. Может, это была прародительница астролябии?

8. Хотя этому и нет прямых доказательств, но Клавдий Птолемей (умер в 168г. н.э.) в своих рукописях (из его библиотеки в Александрии) упоминает некое устройство, очень похожее на то, о котором мы сейчас говорим. А так как он многое написал о геометрии системы Земля-Солнце, которая является основой работы астролябии, справедливо было бы предположить, что он связан и с ее созданием. Большинство историков от астрономии считают год 150 н.э. датой появления первой астролябии.

9. Времена меняются. И вот спустя три столетия (и вновь в Александрии) христианская община города обвиняет в поклонении сатане Гипатию – женщину, которая занималась изучением математики и философии. Среди прочих предметов для ее «ритуалов» упоминается и астролябия… Толпа набросилась на нее среди бела дня, ее изнасиловали и казнили. Случилось это в 415 году от Рождества Христова. Ее ученик, Теон Александрийский, оставил множество записей об использовании астролябии. Однако ее применение на западе попало под запрет почти на тысячу лет.

10. Интересно, что после гибели Гипатии, Запад окончательно потерял астролябию, когда пала Римская империя, и для Европы наступили Темные века (ранее средневековье). Многое потеряно было из древнегреческой науки для Западной Европы. Ее обитатели стали относиться к эллинистическим – языческим - технологиям с большим подозрением. Однако они сохранились в исламском мире, где найдено множество свидетельств их использования и развития.

11. В Европу астролябию вернули мавры Андалусии. Возможно, без испанских арабов эпоха Ренессанса никогда бы и не наступила. Честно говоря, знания арабской Андалусии в двенадцатом веке распространились по всей Европе. И многие западные умы стекались в такие города как Кордоба, которые они считали центрами «утерянного знания». Греческие тексты, которые уже невозможно было найти в Европе, существовали в таких местах на арабском. Там книги перевели на латынь, и астролябия вновь предстала перед европейской публикой.

12. И хотя эти устройства в середине семнадцатого века были заменены на более совершенные приборы, астролябия используется и по сей день – в основном для преподавания астрономии. И не только потому, что представляет большую историческую ценность, ее еще используют по назначению. И все же сейчас астролябия, по большому счету, это красивый и загадочный инструмент древних астрономов.

Астролябия – один из первых инструментов, с помощью которого определяли высоту Солнца или звезд, а по ним – координаты точки на поверхности земли.

Как устроена астролябия

Высота Солнца определялась с помощью линейки, которая называется «алидада». Затем наблюдатель поворачивал «паука», чтобы нужные точки на эклиптике и на малом круге, который носит название «альмукантарат», совпали. Благодаря этому действию на внешней стороне прибора получалась стереографическая проекция неба в данный момент.

Родом из античности

В ту эпоху было несколько видов подобных инструментов, они еще не совсем были похожи на астролябии более поздних эпох. В своем более или менее современном виде этот инструмент был сделан Теоном. Это произошло уже в нашу эру, в четвертом веке. К той же эпохе относятся трактаты об этом инструменте. Астролябия служила инструментом для определения времени.

Из Греции прибор попал на Восток. Арабские ученые использовали его не только для астрономических, но и для математических целей. В Западной Европе во времена крестоносцев использовались арабские астролябии. Затем европейцы начали сами делать такие инструменты. Появились и научные труды. Один из трактатов написал великий английский Джеффри Чосер.

Основа основ