Astrolabe: Att använda stjärnorna för navigering och tidtagning

Vill du veta var du är på jorden? Kolla in Google Maps eller Google Earth. Vill du veta vad klockan är? Din klocka eller iPhone kan berätta för dig på ett snabbt sätt. Vill du veta vilka stjärnor som är uppe på himlen? Appar för digital planetarium och programvara ge dig den informationen så snart du trycker på dem. Vi lever i en anmärkningsvärd ålder när du har sådan information till hands.

Under större delen av historien var detta inte fallet. Medan vi idag kan använda stjärndiagram för att hitta objekt på himlen, tillbaka i dagarna innan el, GPS-system och teleskop, människor var tvungna att räkna ut samma information genom att bara använda det de hade praktiskt: dagtid och natthimlen, solen, månen, planeter, stjärnor och konstellationer. Solen steg upp i öst, inställd i väst, så det gav dem deras riktningar. North Star på natthimlen gav dem idén om var North var. Det tog dock inte lång tid innan de uppfann instrument för att hjälpa dem att bestämma sina positioner mer exakt. Tänk på att det här var under århundradena innan

Ett av dessa instrument var astrolabe. Namnet betyder bokstavligen "stjärntakare". Det användes långt fram till medeltiden och renässansen och är fortfarande i begränsad användning idag. De flesta människor tänker på astrolabs som används av navigerare och gamla forskare. Den tekniska termen för astrolabe är "lutningsmätare" - vilket perfekt beskriver vad den gör: det gör att användaren kan mäta den lutande positionen för något på himlen (solen, månen, planeterna eller stjärnorna) och använd informationen för att bestämma din latitud, tid på din plats och annat data. En astrolabe har vanligtvis en karta över himlen etsad på metall (eller kan dras på trä eller kartong). För ett par tusen år sedan satte dessa instrument "high" i "high tech" och var de heta nya sakerna för navigering och tidtagning.

Även om astrolabes är extremt gammal teknik används de fortfarande i dag och människor lär sig fortfarande att göra dem som en del av att lära sig astronomi. Vissa vetenskapslärare har sina elever att skapa en astrolabe i klassen. Vandrare använder dem ibland när de kommer att vara utom räckhåll för GPS eller mobiltjänst. Du kan lära dig att göra en själv genom att följa detta praktisk guide på NOAA: s webbplats.

Eftersom astrolaber mäter saker som rör sig på himlen har de både fasta och rörliga delar. De fasta bitarna har tidsskalor etsade (eller ritade) på dem, och rotationsstyckena simulerar den dagliga rörelsen vi ser på himlen. Användaren ställer upp en av de rörliga delarna med ett himmelsföremål för att lära sig mer om dess höjd på himlen (azimut).

Om detta instrument verkar mycket som en klocka är det inte en slump. Vårt system för tidtagning är baserat på himmelrörelser - minns att en uppenbar solresa genom himlen anses vara en dag. Så de första mekaniska astronomiska klockorna var baserade på astrolabar. Andra instrument som du kanske har sett, inklusive planetarier, armhalsfärer, sextanter och planisfärer, är baserade på samma idéer och design som astrolabe.

Astrolabe kan se komplex ut, men den är baserad på en enkel design. Huvuddelen är en skiva som kallas "mater" (latin för "mamma"). Den kan innehålla en eller flera platta plattor som kallas "tympans" (vissa forskare kallar dem "klimat"). Materet håller tympan på plats, och huvudtympan innehåller information om en specifik latitud på planeten. Materialet har timmar och minuter, eller grader av båge graverade (eller ritade) på sin kant. Den har också annan information ritad eller graverad på ryggen. Materna och tympans roterar. Det finns också en "rete", som innehåller ett diagram över de ljusaste stjärnorna på himlen. Dessa huvuddelar är det som gör en astrolabe. Det finns väldigt vanliga sådana, medan andra kan vara ganska utsmyckade och ha spakar och kedjor fästa, såväl som dekorativa ristningar och metallbearbetning.

Astrolabes är något esoteriska genom att de ger dig information som du sedan använder för att beräkna annan information. Till exempel kan du använda den för att räkna ut stigningstider och inställningstider för månen, eller en viss planet. Om du var en sjöman "tillbaka på dagen" skulle du använda en mariners astrolabe för att bestämma ditt skepps latitud när du var till sjöss. Vad du skulle göra är att mäta solens höjd vid middagstid eller på en given stjärna på natten. De grader som solen eller stjärnan låg ovanför horisonten skulle ge dig en uppfattning om hur långt norr eller söder du var när du seglade runt om i världen.

Den tidigaste astrolaben tros ha skapats av Apollonius från Perga. Han var en geometer och astronom och hans arbete påverkade senare astronomer och matematiker. Han använde geometriprinciper för att mäta och försöka förklara de uppenbara rörelserna av föremål på himlen. Astrolabe var en av flera uppfinningar som han gjorde för att hjälpa till i sitt arbete. Den grekiska astronomen Hipparchus ofta krediteras för att uppfinna astrolabe, liksom den egyptiska astronomen Hypatia av Alexandria. Islamiska astronomer, såväl som i Indien och Asien, arbetade också med att göra astrolabernas mekanismer perfekta, och den var i bruk av både vetenskapliga och religiösa skäl i många århundraden.

Det finns samlingar av astrolaber i olika museer runt om i världen, inklusive Adler Planetarium i Chicago, the Deutsches Museum i München, Museum of the History of Science vid Oxford i England, Yale University, Louvren i Paris och andra.