По кругу с Землей. Коперник. Гелиоцентризм - страница 14

Самыми распространенными инструментами астрономов во времена Коперника были квадрант, секстант, трикветрум, астролябия и армиллярная сфера (сохранилось множество их экземпляров). Изобретение телескопа и других измерительных инструментов постепенно сделало эти приборы музейными экспонатами.

Большая часть таких устройств придумана древнегреческими астрономами, хотя возможно, что они переняли их у предшествующих культур. Известно, например, что солнечные часы гораздо раньше греков использовали египтяне и вавилоняне, однако невозможно определить, было ли это до V века до н. э.

Квадрант позволяет измерять углы по отношению к вертикали. С помощью шкалы, которая соответствует четверти окружности, связанного с ней отвеса и окуляра, который направляется на наблюдаемое светило, можно определить его положение в конкретное время в конкретном месте. Последовательные измерения в течение года позволяют определить движение объекта по небу. На странице 46 проиллюстрированы такие измерения. Простые тригонометрические построения показывают, что угол между прямой наблюдения (глаз — светило) и линией горизонта равен углу, образуемому отвесом и другим прямым углом квадранта. Таким образом, сфокусировавшись на светиле, мы можем получить его высоту, считывая положение отвеса по отношению к градуированной дуге квадранта. Астрономический секстант, в отличие от навигационного секстанта, более современного и сложного инструмента, является вариантом квадранта, но с дугой менее 90°.

Он широко использовался в Средние века, и даже Тихо Браге (1546-1601) во второй половине XVI века с его помощью проводил некоторые измерения. Известны стенные секстанты, сконструированные некоторыми восточными астрономами, в частности до наших дней в Самарканде сохранился 40-метровый секстант Улугбека (1394-1449). Сложность постройки таких инструментов вознаграждалась высокой точностью получаемых результатов.

Эти гигантские инструменты должны были конструироваться таким образом, чтобы их дуга совпадала с меридианом местности, в которой проводились наблюдения. Из-за размеров секстанты обычно располагались под землей и имели отверстие, через которое солнечные лучи попадали внутрь. Секстант, изображенный справа вверху на странице 45, использует двойную шкалу с градусами и минутами.

Стенной квадрант, или квадрант Тихо Браге. Большой стенной квадрант Тихо Браге, описанный в его «Механике обновленной астрономии· (1598).

Секстант, сконструированный султаном Улугбеком в Самарканде около 1428 года.

Коперник и его астрономические инструменты.

Так как во времена Коперника телескоп еще не был изобретен, астрономы были вынуждены использовать для наблюдений и измерений более простые инструменты, хотя это не помешало им изменить наше представление о мире! Самым простым был квадрант, который позволял измерить угол между направлением на звезду и вертикалью, получив, таким образом, высоту.

На рисунке приведен способ измерения высоты с помощью квадранта. На рисунке справа — координаты звезды. Азимут определяют с помощью компаса, а высоту — с помощью квадранта.

Ежедневно наблюдая положение Солнца по лучам света, падающего на секстант, с помощью измерений основных параметров можно определить годовые циклы. Используя такой прибор, султан и астроном Улугбек с высокой точностью измерил длительность года. Более точных результатов достиг лишь Коперник 100 лет спустя.

Более сложным инструментом является астролябия, позволяющая производить более полные измерения для конкретной широты. В основе прибора — стереографическая проекция небесного свода. Сам прибор состоит из трех частей, вкладывающихся друг в друга (см. следующую страницу), — внешней градуированной окружности, тарелки или рамки, и двух дисков, вставляющихся один в другой. Внутренний диск, называемый пауком, содержит вращающуюся стрелку, закрепленную в центре, которую называют алидада. Оставшийся диск фиксируется между пауком и тарелкой, он зависит от широты места, на котором производится наблюдение. Этот диск называется пластинкой, или тимпаном. Этот инструмент был усовершенствован арабами, но известно, что его использовали и древнегреческие астрономы, хотя они и не знали имени изобретателя.