الأسطرلاب: استخدام النجوم للملاحة وضبط الوقت

تريد أن تعرف أين أنت على وجه الأرض؟ تحقق من خرائط Google أو Google Earth. تريد أن تعرف كم الساعة؟ يمكن لساعتك أو جهاز iPhone إخبارك بذلك في لمح البصر. تريد أن تعرف ما هي النجوم في السماء؟ تطبيقات وبرامج القبة السماوية الرقمية نقدم لك هذه المعلومات بمجرد النقر عليها. نحن نعيش في عصر رائع عندما يكون لديك هذه المعلومات في متناول يدك.

بالنسبة لمعظم التاريخ ، لم يكن هذا هو الحال. بينما قد نستخدم اليوم مخططات النجوم لتحديد الأشياء في السماء ، في الأيام التي سبقت الكهرباء وأنظمة GPS والتلسكوبات ، كان على الناس القيام بذلك اكتشف نفس المعلومات باستخدام ما لديهم فقط: سماء النهار والليل ، الشمس ، القمر ، الكواكب ، النجوم والأبراج. أشرقت الشمس في الشرق ، وغربت في الغرب ، بحيث أعطاهم اتجاهاتهم. أعطاهم نجم الشمال في سماء الليل فكرة عن مكان الشمال. ومع ذلك ، لم يمض وقت طويل قبل أن يخترعوا أدوات لمساعدتهم على تحديد مواقعهم بدقة أكبر. تذكروا ، كان هذا في القرون السابقة اختراع التلسكوب (الذي حدث في القرن السابع عشر وينسب بشكل مختلف إلى جاليليو جاليلي أو هانز ليبرشي). كان على الناس الاعتماد على ملاحظات بالعين المجردة قبل ذلك.

كان الإسطرلاب أحد تلك الأدوات. اسمها يعني حرفيا "نجم آخذ". كانت تستخدم بشكل جيد في العصور الوسطى وعصر النهضة ولا تزال محدودة الاستخدام اليوم. يعتقد معظم الناس أن الأسطرلاب يستخدم من قبل الملاحين والعلماء القدامى. المصطلح التقني للإسطرلاب هو "مقياس الميل" - الذي يصف تمامًا ما يفعله: فهو يسمح للمستخدم بقياس الوضع المائل لـ شيء ما في السماء (الشمس أو القمر أو الكواكب أو النجوم) واستخدام المعلومات لتحديد خط العرض والوقت في موقعك وغير ذلك البيانات. يحتوي الإسطرلاب عادة على خريطة للسماء محفورة على المعدن (أو يمكن رسمها على الخشب أو الكرتون). قبل ألفي عام ، وضعت هذه الأدوات "عالية" في "التكنولوجيا العالية" وكانت الشيء الجديد الساخن للملاحة وضبط الوقت.

على الرغم من أن الأسطرلاب تقنية قديمة للغاية ، إلا أنها لا تزال مستخدمة اليوم ولا يزال الناس يتعلمون جعلها جزءًا من تعلم علم الفلك. بعض معلمي العلوم يطلبون من طلابهم إنشاء الإسطرلاب في الفصل. يستخدمها المتنزهون أحيانًا عندما يكونون بعيدًا عن نظام تحديد المواقع العالمي أو الخدمة الخلوية. يمكنك تعلم صنع واحدة بنفسك باتباع هذا دليل مفيد على موقع NOAA.

لأن الأسطرلاب تقيس الأشياء التي تتحرك في السماء ، فإن لها أجزاء ثابتة ومتحركة. تحتوي القطع الثابتة على مقاييس زمنية محفورة (أو مرسومة) عليها ، وتحاكي قطع الدوران الحركة اليومية التي نراها في السماء. يصطف المستخدم أحد الأجزاء المتحركة بجسم سماوي لمعرفة المزيد عن ارتفاعه في السماء (السمت).

إذا كانت هذه الأداة تشبه إلى حد كبير الساعة ، فهذا ليس مصادفة. يعتمد نظام ضبط الوقت لدينا على حركات السماء - تذكر أن رحلة الشمس الواضحة عبر السماء تعتبر يومًا. لذا ، استندت الساعات الفلكية الميكانيكية الأولى إلى الأسطرلاب. وتستند الأدوات الأخرى التي قد تكون رأيتها ، بما في ذلك القبة السماوية ، والكرات الحربية ، والمربعات ، والكواكب الفلكية ، على نفس الأفكار والتصميمات مثل الأسطرلاب.

قد يبدو الإسطرلاب معقدًا ، ولكنه يعتمد على تصميم بسيط. الجزء الرئيسي هو قرص يسمى "الأم" (لاتينية "الأم"). يمكن أن يحتوي على لوحة مسطحة واحدة أو أكثر تسمى "tympans" (يسميها بعض العلماء "مناخات"). الأم تحمل tympans في مكانها ، ويحتوي الطبق الرئيسي على معلومات حول خط عرض محدد على الكوكب. الأم لديها الساعات والدقائق أو درجات القوس المحفور (أو المرسومة) على حافتها. كما أن لديها معلومات أخرى مرسومة أو محفورة على ظهرها. تدور الأم والطباخات. هناك أيضًا "rete" ، الذي يحتوي على مخطط لألمع النجوم في السماء. هذه الأجزاء الرئيسية هي ما يجعل الإسطرلاب. هناك أشياء بسيطة للغاية ، في حين أن البعض الآخر يمكن أن يكون مزخرفًا تمامًا ولديه رافعات وسلاسل متصلة بها ، بالإضافة إلى المنحوتات الزخرفية والأشغال المعدنية.

الأسطرلاب إلى حد ما مقصور على فئة معينة من حيث أنها تعطيك معلومات تستخدمها بعد ذلك لحساب معلومات أخرى. على سبيل المثال ، يمكنك استخدامه لمعرفة أوقات الصعود والإعداد للقمر ، أو كوكب معين. إذا كنت بحارًا "في اليوم" ، فستستخدم الإسطرلاب الخاص بالبحار لتحديد خط عرض سفينتك أثناء وجودك في البحر. ما يمكنك فعله هو قياس ارتفاع الشمس عند الظهر أو نجم معين في الليل. ستعطيك درجات الشمس أو النجم فوق الأفق فكرة عن مدى الشمال أو الجنوب الذي كنت فيه كما أبحرت حول العالم.

يعتقد أن أبولونيوس من بيرغا هو من أقدم الأسطرلاب. كان مقياسًا لعلم الفلك وأثر عمله في وقت لاحق على علماء الفلك وعلماء الرياضيات. استخدم مبادئ الهندسة لقياس ومحاولة شرح الحركات الظاهرة للأشياء في السماء. كان الإسطرلاب أحد الاختراعات العديدة التي صنعها للمساعدة في عمله. عالم الفلك اليوناني هيبارخوس غالبًا ما يُنسب إليه اختراع الإسطرلاب ، كما هو الحال مع عالم الفلك المصري هيباتيا الإسكندرية. عمل علماء الفلك الإسلاميون ، وكذلك أولئك الموجودون في الهند وآسيا ، على تحسين آليات الأسطرلاب ، وظل مستخدمًا لأسباب علمية ودينية على حد سواء لعدة قرون.

هناك مجموعات من الأسطرلاب في متاحف مختلفة حول العالم ، بما في ذلك القبة السماوية أدلر في شيكاغو ، المتحف الألماني في ميونيخ ، ومتحف تاريخ العلوم في أكسفورد في إنجلترا ، وجامعة ييل ، ومتحف اللوفر في باريس ، و الآخرين.