Astrolab je nevjerovatan "kompjuter" drevnih ljudi. Dizajn, princip rada i primjena astrolaba Princip rada astrolaba

Zapravo, u naslovu je i naziv programa za kreiranje pokretnih mapa zvezdanog neba, ali prvo malo istorije...

Prvi astronomski instrumenti pojavili su se mnogo prije pojave moderne hronologije, a jedan od prvih takvih instrumenata bio je "astrolab". Evo šta Wikipedija kaže o njoj:

Astrolab je jedan od najstarijih astronomskih instrumenata koji se pojavio u Ancient Greece. Starogrčki astronom Hiparh (oko 180-190 - 125 pne) je očigledno stvorio prototip astrolaba, a Klaudije Ptolomej (2. vek) je izgradio i opisao astrolabon - goniometrijski instrument za određivanje položaja zvezda.

Vremenom je opis astrolaba najprije prešao na Arape, koji su sami poboljšali njegov dizajn, zatim je od Arapa došao u Evropu, a sada su Evropljani, zauzvrat, napravili neka poboljšanja.

U svojoj srži, astrolab je dvodimenzionalni model nebeske sfere - to slijedi iz naziva uređaja. Međutim, osim astrolaba, dvodimenzionalni model nebeske sfere je i planisfera i mapa zvijezda. Sve je još mnogo zanimljivije - astrolab je rodonačelnik planisfere. Ako pogledamo rusku Wikipediju, možemo pročitati sljedeće o planisferi:

Planisfera (od latinskog planum - ravan i grčkog spháira - lopta) je slika sfere na ravni u normalnoj (polarnoj) stereografskoj projekciji. Planisfere su korišćene do 17. veka za određivanje trenutaka izlaska i zalaska nebeskih tela. Obično su to bile koordinatne mreže na koje se primjenjuje metalni disk, oko čijeg se središta rotirala alidada, olakšavajući očitavanja. Uvođenjem posebnih tablica i nomograma planisfere su izašle iz upotrebe.

Ako vjerujete Wikipediji, onda su sve planisfere odavno "izumrle" i na njih se može zaboraviti. U stvari, ruska Wikipedia jednostavno ne „kaže“ mnogo o planisferama - da biste se u to uvjerili, dovoljno je pogledati englesku verziju Wikipedije.

Postoji i druga potvrda pogrešnosti izjava njihove wiki na ruskom jeziku, ali za ovo se opet treba vratiti u prošlost i ovdje moram priznati da to neće biti moguće svima.

Pouzdano znam da su svi čitaoci mog bloga studirali u školi, a neki od njih su na maturskom času imali predmet kao što je „Astronomija“. Čak i ako se ovaj predmet nije učio u školi, ali je moj Čitalac zaljubljenik u astronomiju, onda već možete pretpostaviti o čemu će se dalje razgovarati - naravno, o pokretnoj zvjezdanoj karti. Ova karta služi za otkrivanje vremena izlaska, kulminacije i zalaska sunca nebeskih tijela. To je njegova glavna svrha. Kao sekundarna namjena, može se koristiti za navigaciju i kao sideralni sat, ali za to ćete morati uložiti nekoliko napora. više snage i znanje nego odrediti vrijeme kulminacije svjetla, na primjer.

Ova kartica je vrlo jednostavan uređaj, koji se sastoji od dva dijela - fiksne kartice i pokretnog gornjeg kruga. Mapa se obično izdaje sa zvjezdanim uzorkom za sjevernu ili južnu hemisferu, ali krug prekrivanja je, u teoriji, vrlo individualan - njegov izrez bi trebao uključivati ​​samo onaj dio neba koji je vidljiv na određenoj geografskoj širini. Shodno tome, za različite geografske širine gornji krug mora biti drugačiji. Zbog toga se masovno proizvode pokretne kartice s različitim krugovima iznad glave - kada kupujete takav uređaj, obratite pažnju na to. Nema potrebe opisivati ​​to riječima, bolje je pogledati ovaj uređaj vlastitim očima - ovako izgleda sovjetska plastična mapa pokretnih zvijezda:


Pokretni krug iznad glave na ovom uređaju izrađen je u obliku prozirnog filma s prozirnim dijelom, čiji je oblik napravljen uzimajući u obzir geografsku širinu područja. Evo iste karte sastavljene, samo pogled sa strane:

Ako se odlučite za kupovinu ovog uređaja u ovom trenutku, čeka vas malo iznenađenje - praktički ga nećete naći u ruskim trgovinama, jer... naša industrija ih jednostavno ne proizvodi. Ali proizvodi ga industrija susjedne Kine na zahtjev Evropske unije i Sjedinjenih Država. Ali i dalje nećete pronaći ovaj uređaj pomoću pretraživača - oni ga nazivaju drugačije. Naime: planisfera! Evo tipičan izgled takva "strana" pokretna mapa zvijezda (obratite pažnju na ime!):

Međutim, možete smanjiti troškove kupovine ovog uređaja na minimum - na kraju krajeva, možete uzeti gotove uzorke za njega na Internetu, a zatim malo izraditi. Najteže je pronaći uzorak za preklopni krug posebno za vašu geografsku širinu i osigurati ga. Srećom, ja sam se lično bavio ručno sklapanje ovaj uređaj i mogu dati par savjeta po ovom pitanju.

Dakle, savjet jedan - da biste dobili ispravan krug za prekrivanje, možete koristiti program Astrolabe ( Astrolab u originalu i ovo je web aplikacija) - ali za to morate znati geografske koordinate vaš lokalitet.

Savjet dva - bolje je zalijepiti stacionarnu karticu na čvrstu podlogu od tanka šperploča, debeli karton ili lim od polimetil metakrilata. Zatim napravimo rupu na tački Nebeskog pola (može se izbušiti tankom bušilicom). Koristeći uzorak kruga za prekrivanje, prvo napravimo izrez na papiru, zatim uzmemo list polimetil metakrilata i na njega nanesemo oznake pomoću ovog papirnog izreza spoljna ivica krug, smjer sjever-jug, istok i zapad i ovalni izrez. Zatim pažljivo odrežite sav višak - pomoću ubodne pile ili turpija za iglu izrežite gornji krug duž vanjskih oznaka. U rezultirajućem dijelu uređaja izbušite rupu u sredini i pričvrstite je na stacionarni dio - karticu - pomoću vijka, dvije matice i tri podloške (gornji krug mora biti pomičan!).

Za grad Barnaul već sam generirao odgovarajuće uzorke koristeći Astrolabe i mogu se uzeti u obliku PDF datoteka za naknadno štampanje:

Astrolab je jedan od najstarijih astronomskih instrumenata, koji datira još iz antičke Grčke. Ovaj drevni instrument nastao je prije više od dvije hiljade godina, kada su ljudi vjerovali da je Zemlja centar svemira.

Astrolab se ponekad naziva prvim kompjuterom. Bez sumnje, ovo je uređaj sa najdubljom misterijom i ljepotom, a sada ćemo pokušati saznati njegove tajne.

Prvi astrolab pojavio se u staroj Grčkoj. Vitruvije u svom pisanju “Deset knjiga o arhitekturi”, govori o astronomski instrument, nazvan "pauk", kaže da ga je "izmislio astronom Eudoks, dok drugi kažu Apolonije". Jedan od glavnih delova ovog instrumenta bio je bubanj, gde je iscrtano nebo sa zodijačkim krugom.

Stereografska projekcija opisana je u 2. veku nove ere. e. Klaudije Ptolomej u svom djelu “Planispherium”. Međutim, sam Ptolomej je još jedan instrument nazvao "astrolabon" - armilarnom sferom.

Konačni tip astrolaba razvijen je u 4. veku. n. e. Tako je u Aleksandriji, skoro tri stotine godina nakon Ptolomeja, matematičarka i filozof Hipatija bila osuđena od strane kršćanskog društva zbog sotonskih rituala, uključujući, između ostalog, korištenje astrolaba. Pogubljena je 415. godine nove ere. Njen učenik, Teon Aleksandrijski, ostavio je kopije beleški o upotrebi astrolaba.

Nakon smrti Hipatije i nakon pada Rimskog carstva, Evropa je „izgubila“ astrolab. Većina starogrčkog znanja izgubljena je u zapadna evropa, čije je stanovništvo s velikom sumnjom gledalo na starogrčku (a samim tim i ateističku) tehnologiju. Međutim, pažljivo su ga čuvali sljedbenici islama; njihovu upotrebu astrolaba potvrđuju mnoge činjenice. Bez Španije i njene islamske religije, renesansa nikada ne bi došla. Većina pronađenih drevnih grčkih tekstova prevedena je na arapski. Kasnije su prevedeni na latinski, a astrolab je tada ponovo uveden velikoj većini Evropljana.

Naučnici islamskog istoka poboljšali su astrolab i počeli ga koristiti ne samo za određivanje vremena i trajanja dana i noći, već i za izvođenje nekih matematičkih proračuna i za astrološka predviđanja. Mnogo je poznatih djela srednjovjekovnih islamskih autora o razni dizajni i upotreba astrolaba.

To su knjige al-Horezmija, al-Astrulabija, az-Zarqalija, as-Sijizija, al-Farganija, as-Sufija, al-Birunija, Nasir ad-Din at-Tusija i drugih.

Od 12. stoljeća astrolabi su postali poznati u zapadnoj Evropi, gdje su prvo koristili arapske instrumente, a kasnije su počeli izrađivati ​​svoje po arapskim uzorima. U 16. veku su počeli da se prave na osnovu sopstvenih proračuna kako bi se koristili u evropskim geografskim širinama.

Astrolab je dostigao vrhunac svoje popularnosti u Evropi tokom renesanse, u 15.-16. veku, uz armilarnu sferu, bio je jedno od glavnih oruđa astronomskog obrazovanja.

Poznavanje astronomije smatralo se osnovom obrazovanja, a sposobnost upotrebe astrolaba bila je pitanje prestiža i znak odgovarajućeg obrazovanja. Evropski gospodari, kao i njihovi arapski prethodnici, plaćali su velika pažnja ukras, tako da su astrolabi postali modni predmeti i kolekcionarski predmeti na kraljevskim dvorovima.

Bilo bi besmisleno opisivati ​​tačno kako astrolab radi - najbolje je da ga vidite svojim očima.

Astrolab u obliku šatla.

Kao što je al-Biruni napisao, dizajn ovog astrolaba, koji je izmislio al-Sijizi, potiče “iz uvjerenja nekih ljudi da uređeno kretanje Univerzuma pripada Zemlji, a ne nebeskoj sferi”. Na njegovom timpanonu su prikazani ekliptika i zvijezde, a na pokretnom dijelu horizont i almukantarati.

Savršen astrolab.

U ovom astrolabu, koji je izmislio al-Saghani, centar projekcije nije sjeverni pol svijeta, već proizvoljna tačka na nebeskoj sferi. U ovom slučaju, glavni krugovi sfere su prikazani na timpanonu više ne krugovima i ravnim linijama, već krugovima i konusnim dijelovima.

Univerzalni astrolab.

U ovom astrolabu, koji je izmislio al-Zarqali, jedna od tačaka ekvinocija uzeta je kao centar dizajna. U ovom slučaju, nebeski ekvator i ekliptika su prikazani na timpanonu pravim linijama. Timpanon ovog astrolaba, za razliku od timpanona običnih astrolaba, pogodan je za bilo koju geografsku širinu. Funkcije pauka običnog astrolaba ovdje obavlja ravnalo koji rotira oko središta timpanona i naziva se "pokretni horizont".

Sferni astrolab.

Nebeska sfera je u ovom astrolabu predstavljena kao sfera, a njen pauk je takođe sferičan.

Posmatrački astrolab.

Ovaj astrolab je kombinacija armilarne sfere i pravilnog astrolaba, ugrađenog u prsten koji predstavlja meridijan.

Linearni astrolab.

Ovaj astrolab, koji je izmislio Sharaf al-Din al-Tusi, je štap sa nekoliko ljuski, na koje su pričvršćene niti za nišanjenje.

Marine astrolab.

Ovaj uređaj, koji su izmislili portugalski majstori početkom 15. veka, je čisto posmatrački uređaj i nije namenjen za analogne proračune.

Marine astrolab.

Moderne enciklopedije kažu da je ovaj uređaj dizajniran da odredi geografsku širinu nekog mjesta. Zapravo, funkcije astrolaba su mnogo raznovrsnije: s pravom se može nazvati kompjuterom srednjovjekovnog astronoma. Tačan broj najvjerovatnije niko ne može imenovati funkcije astrolaba, jer različite vrste astrolab može biti izveden različite vrste radi Još u 10. stoljeću arapski učenjak al-Sufi napisao je detaljnu raspravu koja se sastojala od 386 poglavlja, u kojoj je naveo 1000 načina korištenja astrolaba.

Možda je malo pretjerao, ali ne mnogo. Uostalom, uz pomoć ovog jedinstvenog alata bilo je moguće:

Pretvoriti ekliptičke koordinate zvijezda ili Sunca u horizontalne (tj. odrediti njihove visine i azimute);

Koristeći posmatranje zvijezda i Sunca kroz posebno tražilo, odredite geografsku širinu mjesta, smjerove do različitih gradova (uglavnom za izračunavanje smjera do Meke), odredite doba dana, odredite siderično vrijeme;

Odredite trenutke izlaska i zalaska sunca, tj. početak i kraj dana, kao i trenuci izlaska zvijezda, a ako je bilo efemerida, onda i planeta; odrediti uzlazne i zalazeće stepene ekliptike, tj. ascendent i descendent, grade kuće za horoskop;

Odredite geografsku širinu područja mjerenjem visine Sunca u podne ili visine zvijezda na njegovom vrhuncu (nisam siguran da li se to često radilo, jer je korištenje astrolaba u tu svrhu kao da gađate vrapce iz topa );

Riješite čisto zemaljske probleme, kao što je mjerenje dubine bunara ili visine zemaljskog objekta; i takođe izračunati trigonometrijske funkcije(sinus, kosinus, tangenta, kotangens).

Konvertujte između tri koordinatna sistema - ekvatorijalnog (desna ascenzija i deklinacija), ekliptike (dužina, širina) i horizontalnog (azimut, nadmorska visina) i još mnogo, mnogo više...

Ovako je konstruisan tradicionalni planisferni astrolab, obično napravljen od mesinga:

Tijelo je najčešće imalo debljinu od oko 6 mm i prečnik 15–20 cm (kod najvećih astrolaba bio je i do 50 cm). Iako su se često nalazili značajniji instrumenti promjera 30-40 cm, bio je poznat divovski primjerak promjera 85 cm, i obrnuto, minijaturne džepne verzije prečnika samo 8 cm. Činjenica je da je njegova točnost direktno ovisila o veličini astrolaba.

Za vrijeme procvata arapskog svijeta vrijeme se mjerilo danju sunčanim satom, a noću vodenim ili pješčanim satom. Astrolab je omogućio pomirenje ovih satova. Da biste to učinili, bilo je potrebno posmatrati visinu Sunca tokom dana, a noću - jednu od sjajne zvezde, odštampan na “pauku” astrolaba. Zanimljiv uređaj zasnovan na istom astrolabu, koji se može nazvati prototipom mehaničkog sata, razvio je poznati arapski naučnik Al-Biruni. Predložio je dijagram astrolaba koji se automatski pokazao međusobnog dogovora Sunce i Mjesec, tj. lunarna faza. Instrument je imao dvostruko tijelo, unutar kojeg su zupčanici bili pričvršćeni. Ako rotirate vanjski disk određenom brzinom, možete vidjeti promjenu u prozoru lunarne faze. Kasnije su se pojavili astrolabi, opremljeni zupčanicima koji su simulirali kretanje planetarnih sfera. Istina, u to vrijeme nije bilo pouzdanih mehanički pogon, tako da je uređaj u potpunosti implementiran samo u srednjovjekovne Evrope, kada su izmišljeni pogoni sa utezima i oprugama. I prvi mehanički satovi, često instaliran na tornjevima katedrale u evropi, dugo vremena izrađeni su u obliku astrolaba.

I to nije iznenađujuće - uostalom, složeni arapski astrolabi pretvorili su se u prava umjetnička djela. Zvjezdasti pokazivači nisu izgledali samo igle, već spirale i kovrče u obliku listova. Obim instrumenta je bio umetnut drago kamenje a ponekad završavaju zlatom i srebrom. A sve zato što bi se često dvorski astrolog pojavio sa astrolabom pred prijetećim očima nekog vezira ili šaha. Odličan instrument dao je težinu predviđanjima astrologa, a od toga nije ovisila samo sudbina samog prediktora, već i razvoj astronomije, koja se češće naziva naukom o zvijezdama.

Incident koji se navodno dogodio Biruni ušao je u legendu. Jednog dana, podmukli vladar je odlučio da se obračuna sa neželjenim naučnikom i zatražio je od njega odgovor na pitanje: "Sa kojih će vrata - severnih ili južnih - izaći iz dvorane?" Nakon niza manipulacija sa astrolabom, snalažljivi Biruni je odgovorio da će biti presečen nova vrata. Ispostavilo se da je odgovor tačan. Ali češće nego ne, vladari su bili velikodušni prema svojim dvorskim astrolozima, izdvajajući novac za izgradnju opservatorija i stvaranje svih vrsta zidžova - tablica efemerida. Sve je to dovelo, iako u maloj mjeri, do napretka u astronomiji.

Savremeni potomak astrolaba je planisfera - pokretna mapa zvjezdanog neba, koja se koristi u obrazovne svrhe.

Astronomija je usko povezana sa fizikom i drugim naukama prirodnog ciklusa (hemija, biologija, geografija). Astronomija koristi fizičko znanje da objasni pojave i procese koji se dešavaju u svemiru i da stvori astronomske instrumente.

Izmišljeno prije više hiljada godina goniometrijski instrumenti (kvadrant, astrolab)- prvi astronomski instrumenti (sl. 5,), uz pomoć kojih su odredili položaj svjetiljki na nebu i vrijeme nastanka nebeskih pojava.

Prije tri stotine godina, talijanski naučnik Galileo prvi je korišten za astronomska istraživanja. teleskop- uređaj koji vam omogućava da posmatrate slabe objekte nevidljive golim okom i povećate njihovu prividnu veličinu (slika 5,).

Slika 5. Drevni astronomski instrumenti.

Moderna astronomija koristi preciznije instrumente za proučavanje nebeskih tijela, kao što su svemirska letjelica Vega i radio teleskop (slika 6,).

Rice. 6. Savremeni aparat za proučavanje nebeskih tijela.

Od navedenih uređaja i aparata, detaljnije ćemo se zadržati na astrolabu, koji smo spomenuli u uvodu. Astrolab je drevni instrument za određivanje položaja Sunca i sjajnih zvijezda u njemu drugačije vrijeme dana tokom cele godine. Pronalazak astrolaba pripisuje se grčkim astronomima koji su radili u 2. veku pre nove ere. Obično su astrolabi napravljeni od bakra. Različite gravure na skali omogućile su određivanje položaja zvijezda i Sunca u različito doba dana tokom cijele godine. Ponekad su postojale dodatne vage koje su davale razne informacije. Najčešće su astrolabi izrađivani u obliku ručni alati, tako da se može koristiti za određivanje ugla elevacije zvijezda (na primjer, za potrebe navigacije). Znajući visinu i tačno vreme, pomoću astrolaba je bilo moguće odrediti geografsku širinu na kojoj se brod nalazio.

Dva milenijuma ovaj naučni instrument ostao je praktično nepromenjen. Navigatori su, počevši od 1480. pa sve do sredine 18. stoljeća, koristili astrolab i posebne tablice za određivanje geografske širine lokacije broda. Da bi se smanjila greška mjerenja, prečnik astrolaba bio je 13-15 cm, ali mnogo Engleski mornari korišćeni su precizniji astrolabi prečnika do 20 cm.

Inače, astrolabi ovog perioda (18. vek) čuvaju se i u našem Tobolskom istorijsko-arhitektonskom muzejskom rezervatu, u to smo se uverili na virtuelnoj ekskurziji „Iz istorije izuma“ na času fizike.

Za mjerenje u antičko doba pomoću astrolaba bilo je potrebno usmjeriti ga prema suncu ili zvijezdi. Nakon što je zabilježena razlika u očitanjima između smjera do nebesko tijelo i horizont, a znajući i lokalno vrijeme, možete koristiti posebne tablice za određivanje geografske širine nekog mjesta. Ovaj krug je okačen na prsten u vertikalnoj ravni, a pomoću alidade opremljene dioptrijama uočene su zvijezde čija je visina mjerena na limu, na koji je naknadno pričvršćen nonius. Ako je geografska širina bila poznata, tada je pomoću istih tabela bilo moguće odrediti lokalno vrijeme s velikom preciznošću.

Slika 7. Šematska struktura astrolaba.

Šematska struktura astrolaba prikazana je na slici 7.

Ulogu pauka ovdje igra prozirna ploča sa mapom zvjezdanog neba.

Astrolab je klasični goniometarski instrument. Poznat od vremena astronoma Hiparha (II vek pne) i Ptolomeja (II vek nove ere). Reč "astrolab" potiče od grčke riječi astron (zvijezda, na latinskom astrum) i lambanw (uzeti, uhvatiti, na latinskom labium - usna). Ovo pokazuje da se u antičko doba astrolab koristio za određivanje uglova na nebu. Kasnije je astrolab postao glavni geodetski instrument za mjerenje uglova smještenih u horizontalnoj ravni, crtanje paralelnih i okomitih linija, za izradu plana terena i drugo. Sve do 18. vijeka takođe je služio za određivanje geografske širine i dužine.

Astrolabe su koristili astronomi i matematičari, pomorci i putnici, arhitekti i graditelji. Nakon toga, Arapi su poboljšali instrument i počeli su ga koristiti za određivanje vremena, dužine dana i noći i mjerenje horizontalni uglovi na površini Zemlje, za obavljanje nekih matematičkih proračuna, pa čak i za astrološka predviđanja. Za njihovo stvaranje bila su potrebna dovoljno razvijena znanja iz oblasti matematike (trigonometrija, izračunavanje sfernih nebeskih koordinata) i astronomije (određivanje nebeskih koordinata stalnih zvijezda, izračunavanje kretanja Sunca i Mjeseca), a upravo te nauke su intenzivno se razvijao u arapskom svijetu. U svom vrhuncu arapski kalifat U 9. - 11. veku astrolabi su postali široko rasprostranjeni. U obliku koji poznajemo, astrolab je nastao na istoku od 9. do 11. vijeka. a onda je tamo postala najrasprostranjenija. U 11. veku uređaji se pojavljuju u Španiji, a potom iu drugim zemljama zapadne Evrope. Isprva su se ovdje koristili arapski instrumenti; Kasnije su počeli da se izrađuju po arapskim nacrtima u evropskim radionicama. Ako su se na Istoku instrumenti čuvali u malim kutijama i bili su dio putnog odijela obični ljudi, tada su u Evropi astrolabi od samog početka smatrani skupim instrumentima, proizvedenim samo za elitu. Potrebna preciznost u crtanju linija složenih konfiguracija, teškoća proizvodnje i osebujna ljepota ovih instrumenata postali su razlog njihove visoke cijene i privlačnosti za europske suverene. Njihova proizvodnja počela je na kraljevskim dvorovima. Pošto su postali modni predmet, uređaji su se kupovali uporedo s nakitom. Jedan od najboljih alatničara tog vremena bio je flamanski majstor Gualterus Arsenius (1530-1580). Njegovi astrolabi odlikovali su se preciznošću projekcija na ravan nebeskih koordinata, skalama i elegancijom oblika, pa je španjolski kralj Filip II naručio njihovu izradu od njega. Za mnoge od njih astrolabi su bili potrebni prvenstveno kao astrološki instrumenti, ali su kasnije, zbog svoje ljepote i visoke cijene, cijenjeni u rangu s nakitom. Dakle, jedan od njih, koji je izradio G. Arsenije 1568. godine i koji je nekada pripadao austrijskom komandantu Tridesetogodišnjeg rata (1618-1648) Albrehtu Valenštajnu, pojavio se u 19. veku sa velikom kneginjom Elenom Pavlovnom. Ona je poklonila ovaj astrolab Javna biblioteka. Sada je poznat samo 21 astrolab koji je stvorio G. Arsenius. Jedini primjerak u Rusiji čuva se u Muzeju M.V. Lomonosova.
Astrolab se sastoji od nekoliko dijelova izrađenih od mesinga. Glavni dio je okrugli dio sa visokom stranom (zvao se "baza", "majka" ili "tanjur") sa malom okruglom rupom u sredini i visećim prstenom za preciznu orijentaciju uređaja u odnosu na horizont . U ovu „ploču“ – timpanoni su smeštena tri ravna okrugla diska, takođe sa rupama u centru, a na vrhu se nalazi onaj koji odgovara geografskoj širini mesta posmatranja. Činjenica je da se na površini svakog od timpanona nalaze projekcije na ravninu linija nebeske koordinatne mreže (stereografska projekcija); nebeski meridijani, ekvator, nebeski polovi, ograničeno linijom horizont. Položaj projekcija nebeskog pola i nebeske koordinatne mreže bit će različit za različite geografske širine mjesta posmatranja, stoga svaki od timpanona ima projekciju nebeske koordinatne mreže za jednu od geografskih širina - 51°, 51°15 ' i 52°. Na gornji timpanon je postavljena okrugla figurirana rešetka sa 45 zakrivljenih strelica, čiji krajevi ukazuju na lokaciju 45 najsjajnijih zvijezda sjeverne hemisfere u projekciji na ravan Zemljinog ekvatora. Zodijački krug je također naznačen na rešetki. Sve zajedno drži osa koja prolazi kroz centralne rupe navedenih dijelova. Linija za nišanjenje je pričvršćena za istu os, koja se tradicionalno naziva arapskim izrazom "alidada". Gornji dio Glavni disk s obje strane prstena ukrašen je likovima Fauna i Fauna, koji su u drevnoj mitologiji bili povezani s darom predviđanja. Astrolab je korišćen i ranije početkom XVIII veka, sve dok ga nije zamenio precizniji instrument - sekstant (sekstant).

Danas su u modi stvari koje je obilježilo vrijeme: antikviteti, razni proizvodi in i retro. Poseban šik interijeru zasnovanom na takvom dekoru daju alati i uređaji koji su danas izgubili na važnosti, ali dodaju određeni okus i stvaraju atmosferu. To uključuje, na primjer, gramofon ili lijevano željezo. Međutim, nećemo govoriti o ovim prilično uobičajenim jedinicama. Fokus članka je odgovor na pitanje šta su astrolabi. Ovi drevni instrumenti također sada doživljavaju ponovno rođenje kao atributi stilova s ​​retro ili steampunk naglaskom.

Multifunkcionalni alat

Astrolab, čije fotografije daju malu predstavu o upotrebi objekta za osobu koja nije povezana s astronomijom, jednostavno je lijepa i neobičan instrument. Međutim, ima vrlo specifičnu funkciju. Izumljen je uređaj za mjerenje udaljenosti od Zemljine površine do zvijezda i planeta, koji su se potom koristili za orijentaciju, određivanje koordinata, ali i astrološka predviđanja. Uz pomoć drevnog astronomskog instrumenta bilo je moguće izračunati koje će zvijezde biti tamo kada će Sunce zaći ili izaći i koliko je sati.

Porijeklo

Već u drugom veku pre nove ere naučnici su znali šta su astrolabi. Instrument se pojavio na teritoriji antičke Grčke, gdje je dopunjavan i donekle modificiran tokom nekoliko stoljeća. Astrolab, čija se fotografija može naći u članku, doveo je u ovaj oblik Teon Aleksandrijski u 4. vijeku. n. e.

Uprkos svom grčkom porijeklu, astrolab duguje mnogo Arapima. Da nije bilo njih, najvjerovatnije, takav instrument do nas ne bi stigao.

Progon Crkve

Srednji vijek nije bio najplodnije vrijeme za razvoj nauke u Evropi. Sve ovozemaljsko, na ovaj ili onaj način pokušavajući da objasni svet bez pozivanja na koncept Boga, proglašeno je lažnim i opasnim. Nakon smrti Rimskog carstva, astrolab je vekovima bio zaboravljen na Zapadu. U isto vrijeme, novi krug historije uređaja započeo je u prostranstvima arapskih zemalja, gdje su naučnici proširili njegove mogućnosti.

Ažuriraj

Istočni majstori su sami prilagodili razumijevanje onoga što su astrolabi. Sada su se ovi instrumenti koristili ne samo za astronomske proračune, orijentaciju terena i računanje vremena. Arapski astrolabi omogućili su složene matematičke proračune i predviđanje sudbine pomoću zvijezda.

Na prostranstvima Perzije, Indije i drugih zemalja stvorene su mnoge knjige koje sadrže opis strukture i upotrebe instrumenta u različite svrhe. Svi istaknuti naučnici su imali ovaj uređaj. I tada i kasnije, već u Evropi, nauka o zvijezdama bila je cijenjena kao osnova svakog znanja, a astrolab je bio simbol mudrosti. Svaki astrolog koji je služio kao savjetnik na sultanovom dvoru znao je kako se služi ovim instrumentom.

Uređaj

Dizajn astrolaba sastojao se od nekoliko dijelova. Osnova je krug od mesinga ili bakra sa obodom oko ruba, rupom i prstenom za vješanje u sredini. Potonji je pomogao da se uređaj pravilno postavi u odnosu na liniju horizonta. Po cijeloj dužini kruga nalazile su se oznake - skala s otisnutim podjelama, stepenima ili satima. Često se zapažala i situacija velikih gradova.

Na osnovu astrolaba postavljen je takozvani timpanon, disk sa stereografskom projekcijom zvjezdanog neba. Na njemu su označeni nebeski pol, sjeverni pol i zenitna tačka sa azimutalnim krugovima. Bilo je nekoliko timpanona za različita područja. Svaki se razlikovao po posebnostima položaja zenitne tačke i linije horizonta, važeće na datoj geografskoj širini.

Na vrhu diska postavljena je rešetka sa projekcijom neba, koje je zbog svojih strukturnih karakteristika nazvano "pauk". Opremljen je pokazivačima koji su pomogli u određivanju lokacije. Strelice su često bile napravljene u obliku elegantnih listova ili kovrča, što je činilo čitavu strukturu ne samo funkcionalnom, već i pružanjem

Ponovo u Evropi

Vekovima kasnije, Zapad je ponovo saznao šta su astrolabi, zahvaljujući proučavanju radova istočnjačkih naučnika. Evropljani su počeli da koriste arapske instrumente, a zatim su napravili svoje. Novi primjerci su također bili ukrašeni na način svojih istočnih kolega. Ubrzo su astrolabi postali upečatljivi primjerci u zbirkama plemića.

Danas je ovaj uređaj simbol misterija: astrolab se u glavama ljudi češće povezuje s predviđanjima astrologa nego s istraživanjima astronoma. Na primjer, uređaj može biti povezan s imenom koje mnogi ljudi sada znaju - Astrolabe je dao ime jednoj od kompanija koje šalju sumnjiva predviđanja njegovog autorstva. Ali uprkos takvim preokretima sudbine, instrument za većinu danas je deo istorije astronomije, zanimljiv simbol prošlo doba i prekrasan atribut.

1. decembra 2011

Ovaj drevni instrument nastao je prije više od dvije hiljade godina, kada su ljudi vjerovali da je Zemlja centar svemira. Astrolab se ponekad naziva prvim kompjuterom. Bez sumnje, ovo je uređaj sa najdubljom misterijom i ljepotom

Prvi astrolab pojavio se u staroj Grčkoj. Vitruvije, u svom pisanju „Deset knjiga o arhitekturi“, govoreći o astronomskom instrumentu zvanom „pauk“, kaže da ga je „izmislio astronom Eudoks, dok drugi kažu Apolonije“. Jedan od glavnih delova ovog instrumenta bio je bubanj, gde je iscrtano nebo sa zodijačkim krugom.

Stereografska projekcija opisana je u 2. veku nove ere. e. Klaudije Ptolomej u svom djelu “Planispherium”. Međutim, sam Ptolomej je još jedan instrument nazvao "astrolabon" - armilarnom sferom. Konačni tip astrolaba razvijen je u 4. veku. n. e. Tako je u Aleksandriji, skoro tri stotine godina nakon Ptolomeja, matematičarka i filozof Hipatija bila osuđena od strane kršćanskog društva zbog sotonskih rituala, uključujući, između ostalog, korištenje astrolaba. Bila je pretučena, silovana i pogubljena 415. godine. Njen učenik, Teon Aleksandrijski, ostavio je kopije beleški o upotrebi astrolaba.

Nakon smrti Hipatije, Evropa je "izgubila" astrolab nakon pada Rimskog carstva. Većina starogrčkog znanja izgubljena je u zapadnoj Evropi, čije je stanovništvo s velikom sumnjom gledalo na starogrčku (a samim tim i ateističku) tehnologiju. Međutim, pažljivo su ga čuvali sljedbenici islama; njihovu upotrebu astrolaba potvrđuju mnoge činjenice. Bez Španije i njene islamske religije, renesansa nikada ne bi došla. Većina pronađenih drevnih grčkih tekstova prevedena je na arapski. Kasnije su prevedeni na latinski, a astrolab je tada ponovo uveden velikoj većini Evropljana.

Naučnici islamskog istoka poboljšali su astrolab i počeli ga koristiti ne samo za određivanje vremena i trajanja dana i noći, već i za izvođenje nekih matematičkih proračuna i za astrološka predviđanja. Postoje brojni radovi srednjovjekovnih islamskih autora o različitim dizajnima i upotrebama astrolaba.
To su knjige al-Horezmija, al-Astrulabija, az-Zarqa, al-Sijizija, al-Farganija, al-Sufija, al-Birunija, Nasir ad-Din at-Tusija i drugih.

Od 12. stoljeća astrolabi su postali poznati u zapadnoj Evropi, gdje su prvo koristili arapske instrumente, a kasnije su počeli izrađivati ​​svoje po arapskim uzorima. U 16. veku su počeli da se prave na osnovu sopstvenih proračuna kako bi se koristili u evropskim geografskim širinama.

Astrolab je dostigao vrhunac popularnosti u Evropi tokom renesanse, u 15.-16. veku, uz armilarnu sferu, bio je jedno od glavnih oruđa astronomskog obrazovanja.

Poznavanje astronomije smatralo se osnovom obrazovanja, a sposobnost upotrebe astrolaba bila je pitanje prestiža i znak odgovarajućeg obrazovanja. Evropski zanatlije su, kao i njihovi arapski prethodnici, veliku pažnju posvetili umjetničkom dizajnu, tako da su astrolabi postali modni predmeti i kolekcionarski predmeti na kraljevskim dvorovima.

Bilo bi besmisleno opisivati ​​tačno kako astrolab radi – najbolje je da ga vidite svojim očima.

Astrolab u obliku šatla.

Kao što je al-Biruni napisao, dizajn ovog astrolaba, koji je izmislio al-Sijizi, potiče “iz uvjerenja nekih ljudi da uređeno kretanje Univerzuma pripada Zemlji, a ne nebeskoj sferi”. Na njegovom timpanonu su prikazani ekliptika i zvijezde, a na pokretnom dijelu horizont i almucantarata.

Na slici je arapski astrolab 1090, iz zbirke Nacionalnog muzeja Amerike

Savršen astrolab. U ovom astrolabu, koji je izmislio al-Saghani, centar projekcije nije sjeverni pol svijeta, već proizvoljna tačka na nebeskoj sferi. U ovom slučaju, glavni krugovi sfere su prikazani na timpanonu više ne krugovima i ravnim linijama, već krugovima i konusnim dijelovima.

Univerzalni astrolab. U ovom astrolabu, koji je izmislio al-Zarqali, jedna od tačaka ekvinocija uzeta je kao centar dizajna. U ovom slučaju, nebeski ekvator i ekliptika su prikazani na timpanonu pravim linijama. Timpanon ovog astrolaba, za razliku od timpanona običnih astrolaba, pogodan je za bilo koju geografsku širinu. Funkcije pauka običnog astrolaba ovdje obavlja ravnalo koji rotira oko središta timpanona i naziva se "pokretni horizont".

Sferni astrolab. Nebeska sfera je u ovom astrolabu predstavljena kao sfera, a njen pauk je takođe sferičan.

Posmatrački astrolab. Ovaj astrolab je kombinacija armilarne sfere i pravilnog astrolaba, ugrađenog u prsten koji predstavlja meridijan.

Linearni astrolab. Ovaj astrolab, koji je izmislio Sharaf al-Din al-Tusi, je štap sa nekoliko ljuski, na koje su pričvršćene niti za nišanjenje.

Marine astrolab. Ovaj uređaj, koji su izmislili portugalski majstori početkom 15. veka, je čisto posmatrački uređaj i nije namenjen za analogne proračune.

nautički astrolab.

Na fotografiji Astrolab-kvadrant, 1325g

Moderne enciklopedije kažu da je ovaj uređaj dizajniran da odredi geografsku širinu nekog mjesta. Zapravo, funkcije astrolaba su mnogo raznovrsnije: s pravom se može nazvati kompjuterom srednjovjekovnog astronoma. Najvjerovatnije, nitko neće moći navesti tačan broj funkcija astrolaba, jer različite vrste astrolaba mogu obavljati različite vrste posla. Još u 10. stoljeću arapski učenjak al-Sufi napisao je detaljnu raspravu koja se sastojala od 386 poglavlja, u kojoj je naveo 1000 načina korištenja astrolaba. Možda je malo pretjerao, ali ne mnogo. Uostalom, uz pomoć ovog jedinstvenog alata bilo je moguće:

• preračunati ekliptičke koordinate zvijezda ili Sunca u horizontalne (tj. odrediti njihove visine i azimute);
• pomoću posmatranja zvijezda i Sunca kroz posebno tražilo, odrediti geografsku širinu mjesta, smjerove do različitih gradova (uglavnom za izračunavanje smjera do Meke), odrediti doba dana, odrediti siderično vrijeme;
• odrediti trenutke izlaska i zalaska sunca, tj. početak i kraj dana, kao i trenuci izlaska zvijezda, a ako je bilo efemerida, onda i planeta; odrediti uzlazne i zalazeće stepene ekliptike, tj. ascendent i descendent, grade kuće za horoskop;

• odredi geografsku širinu područja mjerenjem visine Sunca u podne ili visine zvijezda na njegovom vrhuncu (nisam siguran da li se to često radilo, jer korištenje astrolaba u tu svrhu podsjeća na gađanje vrabaca sa top);
• rješavanje čisto zemaljskih problema, kao što je mjerenje dubine bunara ili visine zemaljskog objekta; i također izračunati trigonometrijske funkcije (sinus, kosinus, tangenta, kotangens).
• pravite transformacije između tri koordinatna sistema - ekvatorijalnog (desna ascenzija i deklinacija), ekliptike (dužina, širina) i horizontalnog (azimut, nadmorska visina) i još mnogo, mnogo više...

Tako je konstruisan tradicionalni planisferski astrolab, obično napravljen od mesinga.

Tijelo je najčešće imalo debljinu od oko 6 mm i prečnik od 15 - 20 cm (za najveće astrolabe - do 50 cm). Iako su se često nalazili značajniji instrumenti promjera 30-40 cm, bio je poznat divovski primjerak promjera 85 cm, i obrnuto, minijaturne džepne verzije prečnika samo 8 cm. Činjenica je da je njegova točnost direktno ovisila o veličini astrolaba.

Fotografija prikazuje primjer kako sastaviti jednostavan astrolab.

NA FOTOGRAFIJI Astrolab Mahmuda ibn Shawke al-Baghdadija 1294-1295 prečnik - 96 mm. Iz zbirke Nacionalnog pomorskog muzeja u Londonu

Za vrijeme procvata arapskog svijeta vrijeme se mjerilo danju sunčanim satom, a noću vodenim ili pješčanim satom. Astrolab je omogućio pomirenje ovih satova. Da biste to učinili, bilo je potrebno posmatrati visinu Sunca tokom dana, a noću - jednu od sjajnih zvijezda označenih na "pauku" astrolaba. Zanimljiv uređaj zasnovan na istom astrolabu, koji se može nazvati prototipom mehaničkog sata, razvio je poznati arapski naučnik Al-Biruni. Predložio je dijagram astrolaba koji automatski pokazuje relativne položaje Sunca i Mjeseca, tj. lunarna faza. Alat je imao dvostruko tijelo, unutar kojeg su bili pričvršćeni zupčanici. Ako bi se vanjski disk rotirao određenom brzinom, u prozoru bi se mogla uočiti promjena mjesečevih faza. Kasnije su se pojavili astrolabi, opremljeni zupčanicima koji su simulirali kretanje planetarnih sfera. Istina, u to vrijeme nije bilo pouzdanog mehaničkog pogona, pa je uređaj u potpunosti realiziran tek u srednjovjekovnoj Evropi, kada su izmišljeni pogoni težine i opruge. I prvi mehanički satovi, često postavljeni na tornjeve katedrala u Evropi, dugo su se izrađivali u obliku astrolaba.

I to nije iznenađujuće - uostalom, složeni arapski astrolabi pretvorili su se u prava umjetnička djela. Zvjezdasti pokazivači nisu izgledali samo igle, već spirale i kovrče u obliku listova. Obim instrumenta bio je umetnut dragim kamenjem, a ponekad i ukrašen zlatom i srebrom. A sve zato što bi se često dvorski astrolog pojavio sa astrolabom pred prijetećim očima nekog vezira ili šaha. Odličan instrument dao je težinu predviđanjima astrologa, a od toga nije ovisila samo sudbina samog prediktora, već i razvoj astronomije, koja se češće naziva naukom o zvijezdama.

Na slici je perzijski astrolab 1223

Incident koji se navodno dogodio Biruni ušao je u legendu. Jednog dana, podmukli vladar je odlučio da se obračuna sa neželjenim naučnikom i tražio je od njega odgovor na pitanje: "Sa kojih će vrata - severnih ili južnih - izaći iz dvorane?" Nakon niza manipulacija sa astrolabom, snalažljivi Biruni je odgovorio da će nova vrata biti izrezana. Ispostavilo se da je odgovor tačan. Ali češće nego ne, vladari su bili velikodušni prema svojim dvorskim astrolozima, izdvajajući novac za izgradnju opservatorija i stvaranje svih vrsta zidžova - tablica efemerida. Sve je to dovelo, iako u maloj mjeri, do napretka u astronomiji.

Na fotografiji je francuski astrolab s kraja 16. - početka 17. vijeka.

Savremeni potomak astrolaba je planisfera - pokretna mapa zvjezdanog neba, koja se koristi u obrazovne svrhe.

Ovaj astronomski instrument napravio je tako dugo putovanje kroz vekove, a da nije izgubio svoj magični šarm u naše doba kompjutera i moćnih teleskopa.