May 8th, 2017

От глобуса к астролябии

Небесные глобусы, об истории которых я писал не так давно, эволюционировали по двум направлениях, инструментальному и демонстрационному. Первый привел нас к телескопу Хаббл в космосе, второй - стеллариуму на диске компьютера.

Посмотрим, как все начиналось, как небесный глобус превратился сначала в армиллярную сферу, а потом в астролябию.

Первый шаг был короткий и был предопределен. Действительно, все уже было готово. Глобус, чтобы быть глобусом, а не просто шаром с картинками нужно насадить на ось, чтобы он вращался. Ось задает экватор. На небесный глобус нужно нанести эклиптику - годовой путь солнца среди созвездий, зодиакальный круг и, как следствие, полюса эклиптики. Естественно вложить небесный шар в круг горизонта, провести круги высоты и ось зенит-надир. Все эти "круги" задают сетки небесных координат. Теперь оставляем эти металлические или деревянные конструкции и убираем сам небесный шар - и мы получаем армиллярную сферу: модель небосвода с главными небесными кругами и точками.

Армиллярные сферы применял для наблюдений Эратосфен на рубеже III-II вв. до н.э., но похоже, изобретены они были раньше. В дальнейшем прибор существенно усовершенствовался.



У Птолемея в "Альмагесте" содержится описание конструкции армиллярной сферы (он, правда, называет ее астролябией): выше приведена реконструкция. Описание, прямо скажем, непростое для понимания.

Collapse )

Армиллярная сфера использовалась античными астрономами, но была не слишком удобна в использовании. Она была громоздка (армиллярная сфера Птолемея была почти полметра в диаметре), тяжела, неудобна в ночных наблюдениях и давала низкую точность. Значительным прогрессом стала астролябия. Та самая, которая по словам Остапа Бендера "сама меряет, было бы что мерять". Сома она не меряет, но пользоваться ей значительно удобнее.

Идея астролябии в проекции небесной сферы на плоскость. Другими словами, все круги армиллярной сферы специальными математическими методами переводятся в плоскость. Таким образом, астроном наблюдает не с неудобной громоздкой сферой, а с плоским круглым диском, к которому, кстати говоря, легко инсталлировать визирную конструкцию.



Способы проекции сферы на плоскость были открыты великим геометром Аполлонием Пергским в III веке до н.э., и скоро применены на практике в астрономии.

Collapse )

В развитии и совершенствовании астролябии преуспели арабы в средние века. Они придумывали новые конструкции прибора, использовали разные стереографические проекции для разных задач и довели астролябию до совершенства. В арабских зиджах (исламских астрономических трактатах) астролябиям обычно уделялось почетное место.

Аналогом астролябии служит сейчас подвижная карта звездного неба, в советские времена прилагавшаяся к учебнику астрономии.

Астролябии дали начало специализированным астрометрическим инструментам. Сначала они породили квадранты (в которых для практического удобства моделируется только четверть круга), а потом секстанты (астрономические и навигационные). Их современным прямым потомком можно считать мередианный круг. И дальним родственником - космический телескоп Хаббл.

(Кстати говоря, мне ни разу не пришлось держать в руках армиллярную сферу или астролябию, а вот на мередианном круге, помнится, была студенческая практика.)

И вопрос для любопытных: на фотографии астролябии обращают на себя внимание многочисленные вроде бы беспорядочные крючочки-загогулины. Что это?