Астролябия — определение, изобретение, виды и особенности

Краткая информация и назначение

Астролябия – прибор для определения горизонтальных углов. Он используется для измерения долготы и широты небесных тел. Это древнейший астрономический инструмент, который мог изобрести человек.

Принцип работы устройства основан на стереографической проекции. Среди современных инструментов прообразом единицы измерения является планисфера. Это своего рода звездная карта, используемая в учебных заведениях.

История появления

Первая астролябия была найдена в Древней Греции. Об этом Витрувий рассказал в своем труде «Десять книг по архитектуре» и назвал неопознанным пауком. Ученый назвал устройство необычным. Люди, видевшие его собственными глазами, говорили о нем как о божественном артефакте. Первыми авторами, составившими трактаты по устройству агрегата, были известные философы:

• Северный Себохт;
• Синестезия;
• Иоанн Филопон.

Из высказываний Витрувия следует, что морскую астролябию впервые изобрел астроном Евдокс. Есть и другая версия, согласно которой произведения принадлежат Аполлонию. Также существует мнение, что прибор для работы с небесными телами создала Марьям аль Астролябия.

Конструктивно устройство очень сложное и непонятное и в настоящее время вызывает множество вопросов у специалистов. Первые варианты имели круглую форму и состояли из множества гусениц с шестернями и мелкими деталями. В центральной части находился большой барабан, на котором детально был нарисован весь зодиак. Из альтернативной версии Клавдия Птолемея следует, что изделие напоминало армиллярную сферу.

После значительного периода существования модель претерпела трансформацию; Над этим работал греческий математик Теон Александрийский. Это событие произошло примерно в IV веке нашей эры, тогда инструмент называли «маленькой астролябией».

Усовершенствование устройства

С измерительным прибором на протяжении многих столетий работали выдающиеся математики Востока. В результате нововведений, использованных на практике, удалось точно определить время суток, продолжительность дня и ночи. Простейшие расчеты стало возможным решать, составив астрологический прогноз. Аль-Хорезми и Насир ад-Дин ат-Туси оставили свои описания отряда.

Со временем интерес к компасу только возрос. Оно стало известно во всей Западной Европе. В этих странах активно использовались арабские инструменты, и астролябия не стала исключением. Европейские мастера пытались воссоздать подобные устройства, для чего использовали рисунки, взятые у арабских мастеров. Со временем они начали строить свои собственные модели на основе тех же документов. Их действия подробно описаны в научных трудах Джеффи Чосера и Никифора Григоры.

Где применялась

Функции устройства настолько разнообразны, что его можно считать компьютером для звездочетов. Еще в 11 веке ас-Суфи в трактате из 386 глав описал почти 1000 вариантов использования астролябии.

Возможно, арабский исследователь несколько преувеличил свойства продуктов, но с их помощью:

• координаты были пересчитаны,
• вектор направления определялся через ГСН,
• время было указано
• гороскопы были построены,
• измерялась глубина или высота земных предметов,
• были рассчитаны тригонометрические функции.

История происхождения

Удивительно, что началом строительства аппарата стало время геоцентрического видения изображения, когда предполагалось, что все небесные объекты вращаются вокруг Земли. Но это не помешало исследователям сконструировать модель столь точного прибора для измерений.

В основе названия астрономического инструмента лежит слово «астра». Если перевести с греческого – «звезда». Вторая часть переводится как «поймать». Многие предметы имеют арабские термины. Причина – долгое развитие измерительного прибора.

Родом из античности

Развитие астрономии, наряду с другими науками, тесно связано с историей Древней Греции. Считается, что почти за два века до начала нашей эры здесь использовался прототип изделия, созданного Гиппархом. Во втором веке аналогичный гониометр описал Клавдий Птолемей. Он также создал прибор, способный определять положение звезд на небе.

Кто придумал

Обычно астролябии изготавливались из дерева — сплава меди и цинка. Неизвестно, кто изобрел металлическую астролябию. Не вызывает сомнений то, что первое такое устройство существовало уже в IV веке. Скорее всего, его изготовил Теон Александрийский, последний глава знаменитой Александрийской библиотеки.

Усовершенствование

Арабы быстро оценили все преимущества конструкции и расширили сферу применения астролябии. Они начали использовать его для математических расчетов и предсказаний астрологов. Западные европейцы начали использовать это устройство с 12 века. Но пик ее популярности пришелся на эпоху Возрождения, когда астрономические знания считались основой образования, а умение пользоваться астрономическим инструментом считалось престижным.

Художественное оформление сделало аппарат предметом коллекционирования при королевских дворах. Модели украшались инкрустациями из драгоценных камней и декорировались золотом и серебром. Знаки были сделаны в виде листьев, причудливых завитков.

Стереографическая проекция – разворот сферы на плоскости

Работа астрономического блока основана на стереографической проекции. Любой круглый объект на небесной сфере в планисферной проекции остается круглым на плоскости, и величина углов сохраняется. Этот принцип изображения сферы на плоской поверхности — изобретение древнегреческого математика Аполлония Пергского.

Смена дизайна и модернизация

Наибольшую популярность астролябия пришла в эпоху Возрождения. Ее активно использовали при преподавании астрономии в университетах, и получить образование в этой науке в то время было престижно. Студенты подробно изучали прибор, должны были знать все трудности его применения на практике и производить необходимые измерения.

Европейские мастера потратили немало времени на художественное оформление устройства. Вскоре его стали приравнивать к дорогому антиквариату, талисману. Состоятельные и обеспеченные люди стремились приобрести устройства для своих личных коллекций и изготавливали их по индивидуальным заказам. Так они демонстрировали свое высокое положение в обществе и отличный вкус.

С приходом 16 века астролябия претерпела дальнейшие изменения. Как позже пояснили специалисты, устройство не было до конца разработано на протяжении веков и не было адаптировано для использования в европейских широтах. Скорее, он выглядел как дорогая игрушка или сувенир и не выполнял функций измерительного прибора или компаса.

Среди известных ученых, усовершенствовавших астролябию, выделяется фламандский мастер Гуальтерус Арсениус. Изделия, которые он изготавливал своими руками, удивляли максимальной точностью и элегантным внешним видом. Клиентам мастера не было счета, среди них был Альбрехт фон Валленштейн. Его уникальная коллекционная астролябия сейчас выставлена ​​в музее. Ломоносов.

Структурные элементы

Основная круглая часть дополнена кольцами, обозначающими линии горизонта; есть и высокая сторона. Простое название элемента звучит как «тарелка». Внутри круга находится шкала, оцифрованная по градусам и часам. Подобные отметки расположены по всему периметру.

Внутри пластины помещен плоский диск меньшего диаметра; это называется тимпаном. Он содержит следующие примечания:

• точки и линии небесной сферы;
• шкала;
• выемка.

Все они хорошо видны в стереографической проекции. В центральной части диска изображены полюса мира, по краям указана небесная сфера, а точнее ее большой круг. Есть точки, определяющие северный и южный тропики, которые выступают условными границами другого диска.

На вершине барабанной перепонки имеется небольшая прорывная паутина, называемая «пауком». Его дополняют точки, совпадающие с ярчайшими небесными телами. При желании их можно просмотреть и в стереографической проекции. Гриль оснащен звездочкой и специальной шкалой.

Прибор дополнен несколькими функциональными дисками и линией визирования (алидадой). Там должны быть стрелки с поворотной клавишей, активирующей устройство. Все элементы прикреплены к основному диску через центральную тонкую ось.

Как устроена астролябия

С помощью прибора фиксируется разница показаний между горизонтом и направлением небесного объекта. С учетом местного времени и специальных таблиц определяется широта точки. Древние предметы подвешивались вертикально с помощью кольца. Через алидаду, снабженную диоптриями, велись наблюдения за звездами, высота которых измерялась по шкале. Позже прибор стал геодезическим прибором для измерения углов горизонтальной плоскости и снятия планов местности.

Из каких деталей состоит

Астролябия «Теон Александрийский», как и все последующие модели, включала:

• каркас всей конструкции,
• диски – «тимпаны», содержащие отметки линий горизонта, меридианов, кругов равных высот и азимутов,
• система небесных координат с полюсом мира, зодиакальным кругом с набором звезд, положение которых фиксировалось указателями,
• алидаде с телескопом для наблюдения звезд и небесных тел,
• Вся конструкция фиксировалась осью.
• Различные гравюры на весах позволяли рассчитывать положение небесных тел, менявшееся в течение суток и в течение года.
• Иногда модели оснащались шкалами с дополнительной информацией.

На что похожа Астолябия

Конструкция напоминает «тарелку» с различными бороздками, мелкими элементами, шестернями и градусными обозначениями. В основе классической астролябии лежит круглый диск с высокой стороной и кольцом для точного нивелирования. На внешней стороне циферблата расположена шкала, оцифрованная в градусах, часах и минутах. Чаще всего астролябии делались небольших размеров, чтобы их можно было легко взять в руки и использовать для навигации.

Как пользоваться

В формулировке определения того, что такое астролябия, нет описания того, как правильно проводятся измерения, ведь процесс не требует особого мастерства.

• Сначала измеряется высота Солнца или одной из ярких звезд. Результат отображается линейкой.
• Вращая «паутину», точки эклиптики совпадают с изображением малого круга небесной сферы.
• При правильном использовании на лицевой стороне отображается стереографическое изображение неба, позволяющее рассчитать координаты с использованием шкалы.

Видео обзор астролябии

Ей посвящались диссертации на разных языках мира, сочинялись стихи, рисовались картины. Такой астрономический инструмент был ценным подарком королям, королям, султанам и аристократам.

Другие виды астролябий

Конструкции астрономических изделий изготавливались в соответствии с измерениями.

Модели были:

• сферический,
• в форме челнока,
• внимательный,
• линейный,
• океан.

Мастера также создавали универсальные конструкции.

Особенности применения

Информация, полученная от астролябии, использовалась в физике, математике и астрономии, а также при создании точных гороскопов. Индивидуальные вариации, возникшие в результате модернизации и трансформации, стали точным компасом для моряков. Астролябия – практическая ориентация во времени и пространстве.

Стереографическая проекция впервые упоминается Клавдием Птолемеем. Подобный процесс был описан им в работе «Планисферии». Это объемное изображение с пунктиром, перенесенное на сферу, являющуюся наиболее подходящей плоскостью.

При желании измерительный прибор можно приобрести в сувенирных магазинах или на аукционах, либо увидеть на музейных выставках. Самостоятельно его построить сложно, так как это требует глубоких знаний и навыков в математике. Без навыков рисования не обойтись, так как придется снимать мерки. Корректность результата напрямую зависит от точных изначально заданных параметров.

Перед использованием снимите устройство. Он помогает определить высоту любой яркой звезды и Солнца. Обычно результат отмечают линейкой (алидадой). Далее следует перевернуть паутину. После этого точки эклиптики агрегата должны совпасть с изображением альмукантарата (самого маленького круга на небесной сфере).

Если все манипуляции выполнены правильно, перед инструментом появится стереографическое изображение неба. Тогда легко найти настоящее и получить данные для создания обновленного гороскопа.

Где можно увидеть и приобрести старинный инструмент

Увидеть уникальные изделия можно в музеях, частных коллекциях и обсерваториях. История каждого из них удивительна. Сохранилась деревянная модель, изготовленная незадолго до свержения сефевидского правителя Солтана Хусейна I. В Эрмитаже хранятся такие уникальные приборы, как трофейная астролябия, привезенная после русско-турецкой войны XVIII-XIX веков. Надписи на нем выполнены персидской и арабской графикой, числовые значения пишутся не цифрами, а прописью.

Этот же инструмент выставлен в Лондонском музее, а модель XVI века является собственностью Германии. Автор, Иоганн Преториус, украсил изделие гравюрами и деталями завораживающей красоты. Сегодня различные модели можно купить онлайн, в сувенирных магазинах, музеях, у мастеров и на виртуальных аукционах.

Основные виды

Астролябия представлена ​​несколькими вариантами, которые были популярны в то или иное время. Принято выделять наиболее распространенные виды инструментов:

• идеальный;
• челночный;
• сферический;
• универсальный;
• военно-морской;
• линейный;
• внимательный.

Отличительной особенностью челночного агрегата является наличие среднего и центрального диска. Второй по величине круг содержит сидерические значения и отметки эклиптики. В движущейся зоне находится точка горизонта с альмукантаратом.

Предмет, изобретенный ас-Сагани, идеален. По сравнению с аналогичными инструментами при его создании на небесной сфере была сделана произвольная отметка. Круги содержали прямые линии и конические сечения.

Интересным оказалось устройство, изготовленное аль-Ходжанди. За точку отсчета была принята центральная зона равновесия. Сферический гарнитур напоминал шар. Линейная астролябия стала результатом работы Шарафа ад-Дина ат-Туси. Внешне такой прибор выглядит как стержень, на котором имеются смотровые тросы и шкала. В 15 веке появился морской прибор, похожий на наблюдательный прибор и помогавший ориентироваться на местности.

Астролябия – сложный и запутанный инструмент. Над его созданием и усовершенствованием на протяжении веков работали самые искусные мастера. Сегодня он используется на практике. Это следует кратко переписать в презентации или докладе по геометрии на среднем уровне, а также при необходимости приложить чертеж.

Читайте также: Значение словосочетания ЧАСТИ СВЕТА