The Astrolabe: Bruk av stjernene for navigering og tidtaking

Hovedmannskapet på Apollo 13 poserer med en astrolabium på sanskrit (til høyre), som ble brukt til å forutsi posisjonen til himmellegemer før oppfinnelsen av oktanten (til venstre). NASA

Vil du vite hvor du er på jorden? Sjekk ut Google Maps eller Google Earth. Vil du vite hva klokken er? Klokken eller iPhonen din kan fortelle deg det på et blunk. Vil du vite hvilke stjerner som er på himmelen? Digitale planetarium-apper og programvare gi deg den informasjonen så snart du trykker på dem. Vi lever i en bemerkelsesverdig tid når du har slik informasjon for hånden.

I det meste av historien var dette ikke tilfelle. Mens i dag kan vi bruke stjernediagrammer for å lokalisere objekter på himmelen, tilbake i dagene før elektrisitet, GPS-systemer og teleskoper, måtte folk finne ut den samme informasjonen ved å bruke bare det de hadde til rådighet: dag- og natthimmelen, solen, månen, planeter, stjerner og stjernebilder . Solen stod opp i øst, gikk ned i vest, så det ga dem retningene deres. Nordstjernen på nattehimmelen ga dem ideen om hvor Nord var. Det tok imidlertid ikke lang tid før de oppfant instrumenter for å hjelpe dem med å bestemme posisjonene deres mer nøyaktig. Merk deg, dette var i århundrene før oppfinnelsen av teleskopet (som skjedde på 1600-tallet og er kreditert på forskjellige måter til Galileo Galilei eller Hans Lippershey ). Folk måtte stole på observasjoner med blotte øyne før det.

Vi introduserer Astrolabe

Et av disse instrumentene var astrolabiet. Navnet betyr bokstavelig talt 'stjernetaker'. Den var i bruk langt inn i middelalderen og renessansen og er fortsatt i begrenset bruk i dag. De fleste tenker på astrolaber som brukt av gamle navigatører og forskere. Den tekniske termen for astrolabium er 'inklinometer' - som beskriver perfekt hva det gjør: det lar brukeren måle skråposisjonen til noe på himmelen (solen, månen, planetene eller stjernene) og bruke informasjonen til å bestemme breddegraden din , tiden der du befinner deg og andre data. En astrolabium har vanligvis et kart over himmelen etset på metall (eller kan tegnes på tre eller papp). For et par tusen år siden satte disse instrumentene 'høy' i 'høyteknologi' og var den hotte nye tingen for navigasjon og tidtaking.

Selv om astrolaber er ekstremt eldgammel teknologi, er de fortsatt i bruk i dag, og folk lærer fortsatt å lage dem som en del av å lære astronomi. Noen naturfaglærere lar elevene lage en astrolabium i klassen. Turgåere bruker dem noen ganger når de skal være utenfor rekkevidde for GPS eller mobiltjenester. Du kan lære å lage en selv ved å følge denne praktiske guiden på NOAA-nettstedet.

Fordi astrolaber måler ting som beveger seg på himmelen, har de både faste og bevegelige deler. De faste brikkene har tidsskalaer etset (eller tegnet) på seg, og rotasjonsbrikkene simulerer den daglige bevegelsen vi ser på himmelen. Brukeren stiller en av de bevegelige delene på linje med et himmelobjekt for å lære mer om høyden på himmelen (asimut).

Hvis dette instrumentet ser veldig ut som en klokke, er det ikke en tilfeldighet. Systemet vårt for tidtaking er basert på himmelbevegelser – husk at en tilsynelatende tur av solen gjennom himmelen regnes som en dag. Så de første mekaniske astronomiske klokkene var basert på astrolaber. Andre instrumenter som du kanskje har sett, inkludert planetarier, armillarkuler, sekstanter og planisfærer, er basert på de samme ideene og designet som astrolabiet.

Hva er i en astrolabium?

Astrolabiet kan se komplekst ut, men det er basert på en enkel design. Hoveddelen er en disk kalt 'mater' (latin for 'mor'). Den kan inneholde en eller flere flate plater som kalles 'tympaner' (noen forskere kaller dem 'klima'). Materen holder tympanene på plass, og hovedtympanen inneholder informasjon om en bestemt breddegrad på planeten. Materen har timer og minutter, eller buegrader gravert (eller tegnet) på kanten. Den har også annen informasjon tegnet eller gravert på baksiden. Mater og tympans roterer. Det er også en 'rete', som inneholder et diagram over de lyseste stjernene på himmelen. Disse hoveddelene er det som gjør en astrolabium. Det er veldig enkle, mens andre kan være ganske utsmykkede og ha spaker og kjeder festet til seg, samt dekorative utskjæringer og metallarbeid.

Bruke en Astrolabium

Astrolabes er noe esoteriske ved at de gir deg informasjon som du deretter bruker til å beregne annen informasjon. Du kan for eksempel bruke den til å finne ut stige- og nedgangstidene for månen eller en gitt planet. Hvis du var en sjømann 'tilbake i dagen', ville du brukt en sjømanns astrolabium for å bestemme breddegraden til skipet ditt mens du var på sjøen. Det du ville gjort er å måle høyden til solen ved middagstid, eller til en gitt stjerne om natten. Gradene solen eller stjernen lå over horisonten ville gi deg en idé om hvor langt nord eller sør du var mens du seilte jorden rundt.

Hvem skapte Astrolabe?

Den tidligste astrolabiet antas å ha blitt skapt av Apollonius av Perga. Han var geometer og astronom, og arbeidet hans påvirket senere astronomer og matematikere. Han brukte geometriprinsipper for å måle og prøve å forklare de tilsynelatende bevegelsene til objekter på himmelen. Astrolabiet var en av flere oppfinnelser han gjorde for å hjelpe i arbeidet hans. Den greske astronomen Hipparchus blir ofte kreditert for å ha oppfunnet astrolabiet, det samme er den egyptiske astronomen Hypatia av Alexandria . Islamske astronomer, så vel som de i India og Asia, arbeidet også med å perfeksjonere mekanismene til astrolabiet, og det forble i bruk av både vitenskapelige og religiøse årsaker i mange århundrer.

Det er samlinger av astrolaber i forskjellige museer rundt om i verden, inkludert Adler Planetarium i Chicago, Deutsches Museum i München, Museum of the History of Science i Oxford i England, Yale University, Louvre i Paris og andre.