Astrarium , jota kutsutaan myös planetaarioksi , on muinainen tähtitieteellinen kello , jonka italialainen Giovanni de Dondi loi 1300-luvulla [2] . Tämän työkalun ilmestyminen merkitsi mekaanisten kelloinstrumenttien valmistukseen liittyvien teknologioiden kehitystä Euroopassa . Astrarium mallinsi aurinkokuntaa ja osoitti ajanlaskennan ja kalenteripäivien ja juhlapäivien esittämisen lisäksi kuinka planeetat liikkuivat taivaanpallon ympäri [3] . Tämä oli hänen päätehtävänsä verrattuna tähtitieteelliseen kelloon, jonka päätehtävänä on todellinen ajan lukeminen. Voidaan sanoa, että Astrarium oli monimutkainen keskiaikainen mekanismi, joka yhdisti modernin planetaarion , kellon ja kalenterin toiminnot [4] . Tätä toimintoa suorittavia laitteita luotiin sekä ennen Giovanni de Dondia että sen jälkeen , mutta niistä tiedetään suhteellisen vähän. Jotkut lähteet sanovat tästä huolimatta, että Astrarium oli ensimmäinen mekaaninen laite, joka näytti planeettojen liikkeitä [5] [6] .
Osiossa kuvataan ja vertaillaan eri aikakausina valmistettuja soittimia, joilla on samat toiminnot kuin Giovanni de Dondin Astrariumilla: jokainen laite oli samanaikaisesti planetaario, kello ja kalenteri. Luontipäivän mukaan voit jakaa ne seuraavasti:
Antikythera-mekanismi | 150-100 vuotta. eKr e. |
Astrarium Giovanni de Dondi | 1364 useimpien lähteiden mukaan |
Planetaario Lorenzo della Volpaia | 1510 |
Passmannin tähtitieteellinen kello | 1749 |
Eise Eisingin planetaario | 1781 |
Jens Olsenin tähtitieteellinen kello | 1955 |
Astrariumin muinaiset edeltäjät olivat monimutkaisia mekaanisia laitteita, omituisia yrityksiä mallintaa planeettojen sijaintia ja liikettä, mutta tällaisten laitteiden rakenteesta tai niiden valmistusohjeista ei ole säilynyt kommentteja. Arkhimedeksen ansioksi luetaan planetaarion (Astrariumin primitiivinen versio) eli "taivaanpallon" käyttö, jolla voitiin tarkkailla planeettojen liikkeitä, Auringon ja Kuun nousua , planeettojen vaiheita ja pimennyksiä. Kuu , molempien taivaankappaleiden katoaminen horisontin alle [8] [9] [10] .
Selkeä todiste siitä, että monimutkaisia mekaanisia laitteita oli olemassa kauan ennen kuin Giovanni de Dondin Astrarium löydettiin 1900-luvun alussa. Vuosina 1900-1901 ryhmä sienen kalastajia löysi läheltä Kreikan Antikytheran saarta [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] . Arkeologi Valerios Staisin [16] johdolla ja Kreikan hallituksen valvonnassa nostettiin maahan hapettunutta materiaalia oleva lohko, jonka sisällä oli mekanismi hammaspyörillä [10] . Se upposi noin 70 eaa. e. [7] [10] [13] [17] [18] ja tuli tunnetuksi Antikythera-mekanismina, Astrariumin analogina.
Tämä mekaaninen instrumentti laski taivaankappaleiden sijainnit ja osoitti tarkkailijan sijainnin maan pinnalla [17] [18] . Antikythera-mekanismia pidetään varhaisena analogisena tietokoneena , joka luotiin laskemaan Auringon ja Kuun sijainti tiettynä päivänä [11] [13] [14] [19] [20] . Vuonna 2002 Lontoon tiedemuseon mekaanisten laitteiden asiantuntija Michael Wright ehdotti , että mekanismi voisi simuloida paitsi Auringon ja Kuun liikkeitä, myös viittä antiikin aikana tunnettua planeettaa - Merkurius , Venus , Mars , Jupiter ja Saturnus [9] [21] . Myöhemmin, vuonna 2005, käynnistettiin kreikkalais-brittiläinen Antikythera-mekanismin tutkimusprojekti [10] [18] , jonka aikana suoritettiin yksityiskohtaisia tutkimuksia Antikythera-mekanismista. Koska tämä laite on viettänyt lähes kaksi tuhatta vuotta veden alla, useimmat sen palaset ovat syöpyneet [10] [13] . Tästä huolimatta tutkijat onnistuivat tutkimaan sen rakenteen yksityiskohtia sekä ymmärtämään joitakin pintoja peittäviä kirjoituksia [7] [9] [10] . Lajiteltuaan kirjoitukset tutkijat havaitsivat, että planeettojen nimet oli kaiverrettu useimpiin vaihteisiin. Tämä tosiasia vahvisti Wrightin oletuksen. Tutkimusprosessin aikana mekanismin fragmentteja tutkittiin röntgensäteillä [10] [13] [22] , mikä johti muinaisen instrumentin kopioiden valmistamiseen [14] [23] [24] .
Ateenan kansallisessa arkeologisessa museossa on esillä 378 fragmenttia haaksirikosta löydetyistä esineistä, mukaan lukien 82 itse Antikythera-mekanismin säilytettyä osaa [9] [10] [13] [18] . Sen iän määrittämiseksi käytettiin kahta turvallista (tutkittavaan kohteeseen kohdistuvan vaikutuksen kannalta) menetelmää - PTM[15] ja tietokonetomografia , jonka tuloksena määritettiin likimääräinen mekanismin luomispäivä: 150-100 eaa. e. [7] [14] Tämä tapaus on kuitenkin poikkeuksellinen: vastaavaa laitetta ei ole toistaiseksi löydetty. Ennen Rooman valtakunnan rappeutumista sen luomistekniikka menetettiin. XIV vuosisadalle asti ei ollut samanlaisia monimutkaisia laitteita, kunnes Euroopassa ilmestyivät mekaaniset tähtitieteelliset kellot [25] .
Taivaankappaleiden liikettä visualisoivien mekaanisten kellojen luominen oli tärkeä keskiaikaisten tiedemiesten ja insinöörien toiminta. Bagdadilainen insinööri Ismail al-Jazari rakensi 1100-luvulla tornin vesikellon, joka näyttää paitsi ajan, myös horoskooppimerkkien, Auringon ja Kuun liikkeen (vaihtuvat vaiheet) taivaalla [26] . Merkittävää edistystä tähän suuntaan saavutti 1300-luvulla elänyt englantilainen tiedemies Richard of Wallingford [27] . Hänen vuonna 1330 kehittämä tähtitieteellinen kello näytti Auringon, planeettojen, Kuun liikkeen ja vaiheet sekä Thamesin vuoroveden tason. Kellomekanismi sisälsi kierrehammaspyörät, soikeat renkaat, lukuisia vaihteita. Kello asetettiin St Albans Prioryn katedraalin sisäseinään, jonka apottina Richard toimi.
Astrarium Giovanni de DondiSeuraava dokumentoitu tapaus astronomisten kellojen valmistuksesta liittyy italialaisen Giovanni de Dondin (1318-1389 [Comm. 1] ), Padovan asukkaan, tähtitiedettä ja kellojen valmistukseen osallistuneen keskiaikaisen lääkärin ja tiedemiehen nimeen . Giovanni oli aikansa tärkeimpiä tähtitieteilijöitä. Hän peri isältään Jacopo de Dondilta kiinnostuksensa tähtitiedettä ja kellojen valmistusta kohtaan., joka vuonna 1344 [33] [34] [35] suunnitteli ja ruhtinas Ubertino da Carraran avustuksellarakennettu Piazza dei SignorillePadovassa katukellot, jotka asetettiin myöhemmin palatsin torniinPiazza Capitnatolla[36] . Tämä tähtitieteellinen kello oli yksi ensimmäisistä laatuaan, mutta se paloi vuonna 1390 milanolaisten hyökkäyksen aikana palatsia vastaan [35] . Nykyään Padovan tornissa toimii rekonstruoitu tähtitieteellinen kello, joka perustuu Jacopo de Dondin prototyyppiin [37] .
Giovanni, hänen poikansa, suunnitteli ja rakensi uuden tähtitieteellisen kellon, niin kutsutun "Astrariumin" tai "Planetariumin" , mekaanisen levykellon painoilla ja iskumekanismilla. Useimpien lähteiden mukaan hän loi Astrariumin vuosina 1348-1364 [3] [5] [6] [12] [29] [34] [38] [39] [40] [41] [42] [43 ] [44] [Comm. 2] . Giovanni työskenteli sen parissa pitkään - 16 vuotta. Työn valmistumisen ja keksinnön esittelyn jälkeen Padovan pääaukiolla [30] mekanismi siirrettiin linnan kirjastoon [3] . Astrariumin valmistus oli siihen aikaan äärimmäisen vaikea tehtävä, koska yhtäkään työpajaa ei ollut mukautettu sellaiseen työhön. Giovanni oli aikaansa edellä: Astrariumin valmistuksessa hän käytti mekaanisia menetelmiä, jotka tulivat laajalle käytäntöön useita vuosisatoja myöhemmin. Tämä oli kenties syy siihen, että seuraavien vuosisatojen aikana Astrariumin luomisen jälkeen kukaan ei voinut korjata sitä - tässä asiassa ei ollut tarpeeksi päteviä asiantuntijoita [1] [3] [29] [46] . Astrarium osoitti Auringon, Kuun ja viiden tuolloin tunnetun planeetan polun, jotka kiertävät maata, perustuen silloin vallitsevaan Ptolemaioksen maailmankuvaan [6] [20] [30] [40] [47] (katso myös " Almagest "). Giovanni myös mittasi jokaisen päivän keston tunteina ja minuutteina ja osoitti Astrariumin avulla tiettynä päivänä kunnioitetun pyhimyksen tarkan päivämäärän ja nimen [3] .
Tunnetuin Giovannin kirjallinen teos, joka on omistettu Astrariumille ja sisältää sen yksityiskohtaisen kuvauksen, on Tractatus Astrarii ( venäläinen traktaatti Valaisimista ) [3] [28] (hänen kirjoittama keskiajan latinaksi [1] [29] ), joka julkaistiin vuonna 1389 Padovassa. Tämän kirjan julkaisi uudelleen vuonna 1960 Vatikaanin kirjasto Roomassa [48] ja vuonna 2003 Geneven kustantamo Droz [45 ] .
Vuonna 1381 de Dondi lahjoitti Astrariumin herttua Gian Galeazzo Viscontille , joka asensi sen linnansa kirjastoon Paviassa . Astrarium pysyi siellä ainakin vuoteen 1485 asti. Tiedetään, että 1500-luvun ensimmäisellä puoliskolla se selvisi korjauksista rikkoontumisen jälkeen. Sen korjannut mestari oli Juanelo Turriano(1501-1585). Tämä italialais-espanjalainen mestari tunnetaan myös monimutkaisista tähtitieteellisistä kelloista, jotka näyttivät Auringon, Kuun ja planeettojen vuotuista liikettä (Ptolemaioksen maailmankuvan mukaan) [3] . Vuonna 1630 Giovanni de Dondin alkuperäinen Astrarium katosi Mantovassa [6] , eikä sen kohtaloa tiedetä.
Toimiva kello, joka on luotu prototyyppikellosta Jacopo de Dondi palatsin tornissaPadovassa
Tractatus Astrarii - Giovanni de Dondin pääteos, omistettu hänen luomiselle
Yksi Tractatus Astrariin sivuista . Kuvassa on pyörä, joka ohjaa koko rakennetta painojen ohjaamana
Vatikaanin apostolisen kirjaston Tractatus Astrariin painos [48]
Yksi painoksista, jotka perustuvat Tractatus Astrarii de Dondiin [49]
Toinen maininta planeettojen liikettä näyttävästä tähtitieteellisestä kellosta juontaa juurensa renessanssin toiselle puoliskolle, ja se liittyy italialaisen mestari Lorenzo della Volpaia ( italialainen Lorenzo della Volpaia) (1446-1512). Hän oli kuuluisa arkkitehti, jalokivikauppias, matemaatikko ja kelloseppä, joka perusti Firenzen kelloseppien dynastian ( it ) (hänen poikansa Camillo, Benvenuto ja Euphrosino seurasivat isänsä polkua)., ja myös Girolamon veljenpoika) [50] [51] .
Kelloseppänä della Volpaia tuli tunnetuksi planeettakellojen rakentamisesta. Heillä oli upeasti koristeltu suuri kellotaulu, joka oli jaettu tuntiosioihin ja jossa oli horoskooppimerkkejä . Tällainen kellotaulu, tuolloin innovatiivinen, antoi tarkkailijalle mahdollisuuden seurata silmiään irrottamatta kaikkien tuolloin tunnettujen planeettojen - Saturnuksen, Jupiterin, Venuksen, Marsin ja Merkuriuksen - liikettä [52] . Myötäpäivään liikkuvassa pienemmässä levyssä oli kuusi osaa. Viisi niistä sisälsi yllä olevien planeettojen levyt. Ne pyörivät vastapäivään. Kuudennessa osassa oli mekanismi nimeltä " lohikäärme " [Comm. 3] , joka näytti kuun solmut ja pimennykset. Planetaarion keskellä oli myös levyjä, jotka osoittivat kuun vaiheet ja iän, ja niissä oli myös aurinkoindikaattori. Kello merkitsi (soittamalla) tunnin, päivän ja kuukauden [52] .
Kuten Astrarium de Dondi, planetarium della Volpaian päätehtävänä ei ollut ajan tarkka ajoittaminen , vaan taivaankappaleiden sijainnin näyttäminen suhteessa maahan (geosentrismi vallitsi vielä niinä päivinä). Tällaisen kellon valmistajalla on täytynyt olla huomattavaa tietämystä tähtitieteen, eksaktien tieteiden ja mekanismien rakentamisen alalla [52] .
Tiedetään, että Lorenzo della Volpaia teki kaksi mallia tällaisista kelloista [52] . Yhden tilasi Lorenzo de Medici (1449-1492) lahjana Unkarin kuninkaalta Matthias I :ltä (1443-1490) [50] . Hän teki toisen mallin Lorenzon kellosta vuonna 1510, ja se luovutettiin viranomaisille sijoitettavaksi Palazzo Vecchion Liljojen saliin (silloin Sala dell'Orologio - Kellohalli) [51] . Lorenzon työpaja Via Oriolollasiirtyi pojilleen, jotka työskentelivät siinä koko 1500-luvun [50] .
Vuonna 1560 Girolamo, Lorenzon veljenpoika, kunnosti setänsä kellon, mutta 1600-luvun loppuun mennessä tämä kello katosi (mahdollisesti purettiin tai tuhoutui) [52] [53] .
Seuraavien vuosisatojen aikana tehtiin useita samanlaisia rakenteita. Yksi esimerkki on Passmanin tähtitieteellinen kello, instrumentti, jonka vuonna 1749 loivat insinööri Claude-Simon Passemant ( 1702-1769 ) , kelloseppä Louis Dauthiau ( 1730-1809 ), kuvanveistäjät ja pronssimestarit sekä Jean-Jacques Caffieri (1722)5 Philippe -1 Caffieri (1722). (1714-1774). Kello näytti nykyisen ajan, päivämäärän, kuun vaiheet ja planeettojen liikkeet [54] [55] [56] . Passmanin kello osoitti kuitenkin Astrariumiin verrattuna planeettojen liikettä, perustuen maailman heliosentriseen järjestelmään, ei geosentriseen [56] [57] . Ne tehtiin kullatusta pronssista, teräksestä, kuparista ja lasista ja myös osittain peitetty emalilla. Kellon kaksimetrinen rakenne kruunattiin planisfäärillä , jonka keskellä aurinko sijaitsi ja planeetat, mukaan lukien Maa, pyörivät sen ympäri ja Kuu Maan ympäri. Planisfääriä kehystävät renkaat, joissa oli horoskooppimerkit ja päiväntasauksen viiva . Pronssipallolla, joka merkitsi maata, esitettiin maita ja joitain kaupunkeja [57] . Tämän kellon mekanismi suunniteltiin näyttämään kaikki elementit vuoteen 9999 asti [58] .
Kello esiteltiin Ranskan tiedeakatemialle elokuussa 1749 [54] [57] , Chollnayn herttua hyväksyi ja esitteli sen myöhemmin .Kuningas Ludvig XV vuonna 1753 [54] [56] [59] (1750 [57] ) Kuninkailla ja aatelistoilla oli tuohon aikaan tietty intohimo tieteeseen, ja Ludvig XV oli kiinnostunut tähtitiedestä, maantiedosta ja niihin liittyvistä keksinnöistä, joten hän osti tämän kellon samana vuonna. Vuonna 1754 (1760 [60] ) hän asetti Passmannin kellon Versaillesin palatsin kuninkaan pienten asuntojen kellokaappiin , missä se on nykyään [55] [57] [59] .
Eise Eisingi PlanetaarioToinen tunnettu esimerkki on planetaario, jonka rakensi vuosina 1774-1781 hollantilainen amatööritähtitieteilijä [ 64 ] Eise Eisinga (1744-1828) Dronreipistä . , Friesland (Alankomaat) . Vuonna 1774 Frieslandissa puhkesi paniikki, jonka aiheutti pieni pamfletti, jonka kirjoitti pastori Elko Alta ( hollantilainen Eelco Alta ) [64] [65] [66] , pienen Bozumin kylän asukas.Frieslandissa. Pamfletin julkaisija halusi lisätä sen suosiota levitti lukijoiden keskuudessa huhua, että Elko Alta olisi ennustanut maailmanloppua [63] . Huhuttiin, että 8. toukokuuta 1774 tapahtuisi planeettojen - Jupiter, Mars, Venus, Merkurius ja myös Kuu - paraati, joka johtaisi tuhoisiin seurauksiin ei vain "maahan, vaan koko aurinkokunnalle" järjestelmä", ja se voi jopa olla "alkusoitto tai sen osittaisen tai täydellisen tuhon alku" [65] . Itse pamfletissa Alta oli paljon vähemmän kaunopuheinen, mutta Frieslandin hallituksen määräyksestä hänet kutsuttiin "kapinalliseksi" ja hänet pidätettiin välittömästi. Se julkaistiin vasta sen jälkeen, kun kauhea päivämäärä oli kulunut ilman mitään vahinkoa [67] [68] .
Eise Eisinga halusi näyttää ihmisille, ettei ole syytä paniikkiin [62] [63] [69] [70] [Comm. 4] . Hän asetti planetaarionsa aivan oman talonsa kattoon Franekerin kaupunkiin [63] . Verrattuna Giovanni de Dondin Astrariumiin, Eisingan suunnittelussa kaikki planeetat seuraavat Auringon (eikä Maan ) ympärillä. Planeetat liikkuvat suhteellisesti, yhtä nopeasti kuin todellisuudessa : Merkurius 88 päivässä, Maa yhdessä vuodessa ja Saturnus 29 vuodessa [62] . Planetaarion rakentaminen kesti suunnitellun 8 kuukauden työn sijaan vähintään 7 vuotta, sen luomisessa Eise Eisingaa auttoi hänen isänsä, joka teki kaikki rakenteen vaihteet sorvillaan [67] . Tämän mallin lisäksi Eise Eisinga rakensi myös kaikenlaisia erikoiskelloja, jotka näyttävät päivän, päivämäärän, auringonnousun ja auringonlaskun, Maan pyörimisestä johtuvan taivaan liikkeen ja muita ilmiöitä [71] . Planetaarion koko rakenne pantiin liikkeelle vaikuttavalla mekanismilla, joka tehtiin puisista vanteista ja kiekoista, joissa oli 10 000 käsintehtyä naulaa, jotka näyttivät hampailta [62] . Tämän mekanismin liikettä ohjattiin yhdeksällä painolla ja heilurilla, joiden sijoittamista varten Eisinga joutui pienentämään aviosänkyä olohuoneessaan [67] [71] . Tämä planetaario esitteli kaikki siihen mennessä tunnetut planeetat (ennen Uranuksen löytöä vuonna 1781 oli vain muutama vuosi jäljellä Eisingan työn aloittamisesta, mutta hän sai tietää tämän saatuaan työnsä planetaariossa, ja talon katossa ei enää tarpeeksi tilaa uuden planeetan sijoittamiseen [67] ). Eisingan suunnitelmiin kuului kuitenkin talonsa kattoon vieläkin komeamman planetaarion rakentaminen, mutta myrskyisän poliittisen tilanteen vuoksi nämä suunnitelmat eivät toteutuneet [67] [69] .
Vuonna 1955 tanskalaisen kelloseppämestari Jens Olsenin suunnittelun mukaan(1872-1945) tehtiin tähtitieteellisiä kelloja, joka suorittaa monia erilaisia tehtäviä, joiden joukossa oli myös esittely aurinkokunnan planeettojen, kuten Astrariumin, liikkeestä. Tanskalainen on työskennellyt niiden parissa koko elämänsä 1900-luvun alusta lähtien. Nuorena miehenä Olsen matkusti Eurooppaan ja vuonna 1897 inspiroitui kellosta Strasbourgin katedraali . Opiskeltuaan kellojen valmistusta Baselissa hän palasi kotimaahansa ja alkoi työstää kellojaan. Kaikki tarvittavat laskelmat valmistuivat vasta vuoteen 1932 mennessä, jolloin Jens Olsen oli jo 60-vuotias. Vasta yli 10 vuotta sen jälkeen rahat jaettiin ja kellon rakentaminen aloitettiin, hanke sai valtakunnallisen merkityksen. Prosessi kesti vielä 12 vuotta, mutta vuonna 1945 Jens Olsen kuoli sairauteen. Hänen työtään jatkoi nuori kelloseppä Otto Mortensen ( Dan. Otto Mortensen ). Vasta kun kellon kaikki yksityiskohdat (15 448 kappaletta) oli tehty ja koottu, Tanskan kuningas Frederick IX ja Jens Olsenin tyttärentytär Birgit Olsen käynnistivät kellon. Se tapahtui 15. joulukuuta 1955 Kööpenhaminan kunnan talossa. Luomishetkellä tätä kelloa pidettiin maailman monimutkaisimpana mekaanisena kellona [3] [72] .
Jens Olsenin kello heijastaa ikuista kalenteria , nykyistä maailmanaikaa , paikallista aurinkoaikaa ja niiden välistä eroa . Toinen kellolevyistä näyttää kellonajan missä tahansa maan päällä, toinen auringonnousun ja -laskun ajan . Monimutkaisen laitteen ansiosta voit selvittää päivän ja yön keston sekä nykyisen päivämäärän - viikonpäivän, kuukauden ja vuoden ( Julian-kalenterin mukaan ). Kello näyttää myös kuun vaiheet ja pääsiäisen päivämäärän . Jens Olsen -kellon erityisessä yläosassa näkyy tähtikartta Tanskan yläpuolella, samanlainen kuin Strasbourgin kello (joka näyttää vastaavasti tähtikartan Strasbourgin yläpuolella), sekä Maan precessio . Tällaisen indikaattorin nuoli tekee yhden täydellisen vallankumouksen 25 753 vuodessa. Toinen levy näyttää geosentrisen kiertoradan, Auringon ja Kuun pimennykset sekä Maan ja Kuun välisen etäisyyden. Olsen-kello näyttää myös planeettojen liikkeen auringon ympäri. Verrattuna Astrarium de Dondiin, Planetarium della Volpaiaan ja Eisingan planetaarioon, tämä kello näyttää Merkuriuksen, Venuksen, Marsin, Jupiterin ja Saturnuksen liikkeiden lisäksi myös planeettojen, kuten Uranuksen ja Neptunuksen , liikkeet sekä itse maapallo [3] [72 ] .
RekonstruktiotLueteltujen instrumenttien valmistaneiden mestareiden säilyneiden käsikirjoitusten ansiosta niistä luodaan lukuisia rekonstruktioita.
Huolimatta siitä, että Astrarium de Dondi, joka koostui 297 osasta (joista 107 oli erilaisia vaihteita ja vipuja) [3] [30] , katosi, italialainen jätti käsikirjoituksiinsa yksityiskohtaiset kuvaukset, jotka säilyivät ja antoivat nykyaikaisille mestareille mahdollisuus luoda rekonstruktiolaite [44] . Tämän tehtävän suoritti Lontoossa toimiva Thwaites & Reed.[6] [29] sekä useat eurooppalaiset mestarit. Joillakin rekonstruoidun Astrariumin versioilla on pienempi (alkuperäiseen verrattuna) koko - 0,25-0,5 alkuperäistä [1] [73] . Astrariumin rekonstruoituja malleja tiedetään olevan seuraavissa paikoissa:
Illinoisissa sijaitseva Museum of Time sisälsi näyttelyiden joukkoon myös rekonstruoidun Astrariumin, mutta vuonna 1999 museo suljettiin, sitten kokoelma oli vierailijoiden saatavilla Museum of Science and Industryssa (Chicago) ja vuonna 2004 se myytiin [74] .
Italialainen Luigi Pippa ( italiaksi: Luigi Pippa ) rekonstruoi Giovanni de Dondi Astrariumin vuonna 1963 vuoden 1960 Tractatus Astrarii -julkaisun [28] [75] [76] perusteella . Toinen italialainen mestari Carlo Croce ( italiaksi: Carlo G. Croce ) rakensi myös Astrariumin uudelleen Giovanni de Dondin Tractatus Astrarii -kirjan (julkaistu vuonna 1960) [1] perusteella . Hollantilainen suunnittelija Henk Gipmans ( hollantilainen Henk Gipmans ) monien vuosien tutkittuaan Giovanni de Dondin käsikirjoituksia rekonstruoi myös Astrariumin [47] .
Lorenzo della Volpaian planetaariosta tiedetään vähemmän kuin Astrarium de Dondista, mutta myös della Volpaia -suvun käsikirjoituksia on säilynyt tähän päivään asti, ja ne sisältävät Lorenzon kadonneen kellon jälleenrakentamiseen tarvittavia tietoja. Firenzessä sijaitseva Galileo-museo (vuoteen 2010 asti tiedehistorian instituutti ja museo) rekonstruoi Lorenzo della Volpaian planetaarion vuonna 1994 [ 52] [53] .
Eise Eisingan planetaario on edelleen nähtävissä hänen talonsa katossa Franekerissa [77] , joka on muutettu eräänlaiseksi museoksi. Tarkastelemalla Eisingan planetaarion toimivaa mallia tarkkailija voi seurata planeettojen liikettä (katso viitteet ). Tätä planetaariota pidetään maailman vanhimpana toimivana planetaariona [62] .
Ajatus taivaankappaleiden sijainnin näyttämisestä suhteessa maahan tai aurinkoon muodosti perustan planetaarioiden luomiselle 1900-luvun ensimmäisellä puoliskolla [78] . Nykyään ympäri maailmaa on tuhansia planetaarioita, joista osa esittelee maailmankaikkeuden historiaa ja muita tähtitieteellisiä ilmiöitä IMAX -muodossa, kuten liike-elämässä käytettäviä elokuvateattereita.
Giovanni de Dondi kirjoitti saaneensa idean Astrariumin Theorica Planetarumilta Giovanni Campanolta , joka kuvaili päiväntasaajan rakentamista [29] [30] . Astrarium oli kellomekanismi, joka perustui tähän tiettyyn tietokonelaitteeseen. Astrariumin suunnittelu sisälsi astrolabin ja kellotaulun sekä Auringon, Kuun ja planeettojen indikaattorit [4] . Se tarjosi jatkuvan näytön aurinkokunnan tärkeimmistä elementeistä sekä oikeudellisista, uskonnollisista ja siviilikalentereista. De Dondin suunnittelemana Astrarium auttaisi ihmisiä kuvittelemaan paremmin tähtitieteellisiä ja astrologisia ilmiöitä ja ideoita [30] . Giovanni de Dondin aikana tähtitiede ja astrologia olivat tiiviisti yhteydessä toisiinsa eivätkä käytännössä eronneet toisistaan.
Italialainen antoi keksinnölle nimen Astrarium , joka osoittaa tämän mekanismin tarkoituksen: määrittää planeettojen todellinen sijainti, niiden kiertoradat , liikkeet ja evoluutio . Hän mainitsi, että Aristoteleen mukaan kaikki on saanut nimensä tarkoituksesta, jota varten se luotiin. Ja kirja Tractatus Astrarii , jossa kuvataan itse instrumenttia, sen osien liikettä ja kuinka korjata virheitä sen kanssa työskennellessä, on vahvistus tästä [28] .
Giovanni de Dondi käytti planeettojen liikkeen laskemiseen myös noin vuosien 1252 ja 1270 välillä laadittuja Alphonse-taulukoita helpottaakseen planeettojen sijainnin laskemista ja mahdollisti niiden sijainnin laskemisen tiettynä aikana ja halutulla maantieteellisellä alueella. leveysaste. Giovanni de Dondin aikana Alphonse-pöydät olivat erittäin suosittuja [79] [80] [81] .
Astrarium oli noin 1 metrin korkea ja lepäsi seitsemänkulmaisen pronssisen rungon [29] [82] päällä 7 koristeellisella tassunmuotoisella jalalla. Kellon kellotaulu ja planeettojen kiekot sekä kaikki vaihteet tehtiin messingistä [3] . Alaosa koostui mekanismista, jonka toisella sivulla oli kello. Tämän kellon kellotaulu jaettiin 24 osaan (vuorokauden tuntien lukumäärän mukaan) ja kierrettiin tietyn pisteen ympäri vastapäivään [3] . Siihen oli merkitty kirkkopyhät ja nousevan kuun horoskooppiasema . Yläosa sisälsi seitsemän kiekkoa, joissa oli liikkuvia osia [73] , kukin halkaisijaltaan noin 30 cm ja sijaitsi seitsemänkulmion toisella puolella [12] . Nämä levyt osoittivat Auringon , Kuun , Venuksen, Merkuriuksen, Saturnuksen, Jupiterin ja Marsin [4] [12] [20] [29] [30] [50] [73] liikkeet . Jokaisen levyn laite Kuun levyä lukuun ottamatta [1] oli muista riippumaton [29] .
Giovanni de Dondi suunnitteli tämän kellon 107 liikkuvalla osalla omin käsin. Yhtään ruuvia ei käytetty, ja jokainen hiukkanen kiinnitettiin toisiinsa yli kolmellasadalla kartiomaisella tapilla, tapilla, tapilla ja kiiloilla, joista osa oli juotettu [1] . Suurimmalla osalla mekanismin vaihteista oli terävät, kolmionmuotoiset hampaat, mutta osa oli tylppäpäisiä. Käsityöläinen leikkasi kaikkien hammaspyörien hampaat käsin [3] . Joissakin tapauksissa de Dondi käytti elliptisiä vaihteita [Comm. 5] , jotta voidaan simuloida planeetan epäsäännöllisiä liikkeitä mahdollisimman tarkasti . Tätä varten hän käytti myös Ptolemaioksen episyklejä (joita hän loi laskemaan maailmankaikkeuden kokoa [73] [84] ) perustuen hänen taulukoihinsa [29] [43] , joita voitiin käyttää myös laskettaessa tulevaisuuden tai menneisyyden sijaintia. planeetat [85] .
Keskiaikaiset mittayksiköt rajoittuivat kansainvälisten standardien puutteen vuoksi arkielämän tarpeisiin (kangaspalan pituus tai etäisyys luostarista linnaan), ja de Dondi ilmoitti mitat ohjeissaan Tractatus Astrarii hänen mielestään tarkemmilla esineillä: terän paksuus, suuri tai pieni veitsi, ja reikiä varten - hanhen höyhenen leveys , ihmisen peukalo jne. [1]
Astrarium on suunniteltu heijastamaan maailmaa ja siinä tapahtuvia taivaallisia prosesseja. Ptolemaioksen ajoista lähtien on hyväksytty, että taivaan päivittäinen liike hallitsee taivaankappaleiden liikkeitä, aivan kuten Astrariumin kalenteripyörä hallitsee planeettojen kiekkoja [29] [81] [86] . Hänen päätehtävänsä oli tämän päivän mielestä varsin poikkeuksellinen: näyttää taivaalla kaikkien tuolloin tunnettujen planeettojen sijainti [29] . Lisätehtäviä olivat: vuorokaudenajan (sekä sidereaalisen ja keskimääräisen aurinkoajan ) mittaaminen, nykyisen päivämäärän ja pääsiäisen ikuisen kalenterin ilmoittaminen [3] [43] . Tractatus Astrariissa de Dondi mainitsi myös toisen mekanisminsa tarkoituksen - osoittaa, että Aristoteleen ja Avicennan kuvaus taivaankappaleiden liikkeestä oli pätevä [30] [47] .
Astrarium oli yksi ensimmäisistä instrumenteista, joka yhdisti arabien perinteet maailmankaikkeuden pienoismallien (ja sen mittausten) eli astrolabien ja ekvatorioiden kanssa Euroopassa 1300-luvun alusta lähtien levinneiden uusien mekaanisten kellotekniikoiden kanssa. Tämä instrumentti oli sekä aikamittari että eräänlainen analoginen tietokone ja laite, joka näytti planeettojen liikkeitä: sen avulla ihmiset pystyivät tarkkailemaan taivaankappaleiden liikkeitä ilman alustavia laskelmia, jotka olivat yhdenmukaisia Ptolemaioksen teorian mekaanisen mallin kanssa. kosmologian [30] [ 47] [87] .
Astrarium "heräsi henkiin" ketjusta painoilla. Hän käynnisti mekanismin, jossa oli kello (joka teki yhden kierroksen päivässä). Tämä mekanismi antoi liikkeen kalenteripyörälle (joka teki yhden kierroksen vuodessa), ja se puolestaan monien vaihteiden avulla ohjasi samanaikaisesti kaikkia planeettojen kiekkoja [29] . Tämä viimeinen liike oli mekanismin koko monimutkaisuus: Giovannin täytyi rakentaa mekaaninen malli erittäin mestarillisesti ja hienostunut, jotta sitä ei erehtyisi kunkin levyn parametreihin [1] [3] .
Kellon liikettä säädettiin myös eräänlaisella tasapainottimella ( en ), jonka iskutaajuus oli kerran kahdessa sekunnissa. Kellomekanismissa oli 24 pääjaon (tunti) lisäksi kuusi 10 minuutin jakoa jokaista tuntia kohden. Se pyöri vastapäivään kiinteästä osoittimesta ja osoitti parhaan mahdollisen ajan, ja sitä voitiin myös säätää 10 minuutin välein tarvittaessa laajentamalla 12-hampaista hammaspyörää, joka osui 144 hampaansa kanssa [88] . Kellomekanismin kummallekin puolelle kiinnitettiin erityinen levy ( tabula orientii ), joka oli jaettu Juliaanisen kalenterin kuukausiin ja päiviin auringonnousun ajan ja Padovan leveysasteen (noin 45 ° N ) keskimääräisen aurinkoajan määrittämiseksi. ) [88] . Kellon tekohetkellä päivänseisaus osui kesäkuun 13. ja 13. joulukuuta (vanha tyyli) [30] .
Vuosikalenteripyörän - alaosan rummun - halkaisija oli noin 40 cm (43 cm [3] ). Se käynnisti liikkuvien lomien kalenterin ja planeettojen levyt. Pyörän ulkoreunan ympärillä oli leveä nauha, joka oli jaettu 365 nauhaan, joista jokaisessa oli numero (merkitsi päivää), käsikirjain ja sinä päivänä kunnioitetun pyhän nimi [89] . Kuut oli vuorotellen kullattu ja hopeoitu, ja kaiverretut kirjaimet on täytetty punaisella ja sinisellä emalilla . De Dondi ei osoittanut mitään merkkejä tai piirteitä karkausvuodesta , hän neuvoi pysäyttämään kellon koko ylimääräiseksi päiväksi [30] .
Suoraan 24 tunnin levyn yläpuolella oli Auringon kiekko ( Primum Mobile - "ensimmäinen liikkuva") - kauimpana Astrariumin keskustasta, ja se on nimetty siksi, että se toisti tähtien päivittäisen liikkeen ja Auringon vuotuisen liikkeen niiden taustaa vasten. Sen ytimessä se oli etelänavan projektioon piirretty astrolabi, johon oli kiinnitetty tabletti ja erityinen verkko, joka kiertyi vain kerran sideerisessä päivässä [6] . Tässä verkossa oli 365 hammasta ja sitä käytettiin pyörällä, jossa oli 61 hammasta. Tällainen pyörä teki 6 kierrosta 24 tunnissa ( aurinkopäivä tai sivupäivä). Siten verkko käänsi kerran päivässä yhden täyden raon + 1/366, mikä vastasi 366 Auringon kulkua meridiaanin läpi ( kulminaatiot ) [90] . De Dondi ymmärsi, että hänen likimääräiset laskelmansa aurinkovuoden kestosta eivät täysin vastanneet todellista todellisuutta, ja suositteli ajoittain pysäyttämään kellon, jotta ne voitaisiin korjata [3] [30] .
Tarkastellessaan Giovanni de Dondin toimivaa Astrariumia, tarkkailija näki planeettojen levyiltä, minkä reitin planeetat kulkevat (suhteessa levyn keskellä olevaan Maahan). Niiden jokaisen liike oli epäsäännöllistä ja erilaista kuin muiden planeettojen polku, mikä osoittaa, kuinka ne liikkuvat silmukassalentoradat [48] .
Astrariumissa oli viisi planeettalevyä: Merkurius [91] , Venus [92] , Mars [93] , Jupiter [94] ja Saturnus [95] . Jokaiselle levylle kehitettiin erikseen toimiva järjestelmä monimutkaisella mekanismilla, jotta planeettojen liikkeitä voidaan simuloida mahdollisimman tarkasti. Tällaiset mallit olivat hyvin sopusoinnussa sekä Ptolemaioksen geosentrisen teorian että havaintojen kanssa. Esimerkiksi Mercury-levyssä de Dondi käytti välipyöriä, jotka sisälsivät: pyörän, jossa oli 146 hammasta, kaksi soikeaa hammaspyörää (joissa oli 24 epätyypillistä hammasta, jotka liittyivät toisiinsa) sekä erikoisvaihteen sisäisellä vaihteistolla. (sillä oli 63 hammasta). , joka liittyi 20-hampaisiin hammaspyöriin ja teki yhden epätasaisen kierroksen vuodessa). Näiden monimutkaisten prosessien toteuttaminen mahdollisti Astrariumin avulla lisää planeetoista ja niiden liikkumisesta taivaalla [30] .
Giovanni de Dondin rekonstruoidun Astrariumin planeettalevyt (Carlo Crocen teokset [1] )
Kuun kiekko [83] on rakenteeltaan yksi monimutkaisimmista, koska siinä oli kaksi päärynän muotoista hammaspyörää ja toisin kuin planeettojen kiekot, se oli riippuvainen muista Astrariumin kiekoista, ja sillä oli myös yhteys "Dragon Head" -mekanismi [96] . Tämän tietyn mekanismin oletetaan heijastavan kuun sykliä (Kuun solmut ) [30] . Astrarium kävi tämän suljetun syklin läpi tasan 18 vuodessa, 7 kuukaudessa ja 14 päivässä [1] [97] , mikä on lähes täysin sama kuin kuun precession ajanjakso ( 18,5996 vuotta ). Ei kuitenkaan ole selvää, kuinka Giovanni de Dondi onnistui saavuttamaan tällaisen tarkkuuden.
Astrariumia pidettiin aikansa ihmeenä, peräti maailman kahdeksantena ihmeenä, yhtenä ihmisneron hienoimmista näytteistä [29] [46] . Giovanni Manzini ( italialainen Giovanni Manzini ) Paviasta kirjoitti vuonna 1388, että se on "täynnä kekseliäisyyttä, joka on luotu ja kehitetty omin käsin ja joka on veistetty taidolla, jota kukaan mestari ei voi saavuttaa. Tulen siihen tulokseen, että näin upeaa ja nerokasta keksintöä ei ole koskaan luotu” [30] [98] .
Lewis Mumford kutsui Astrariumia "uuden teollisen aikakauden avainmekanismiksi" ja sen ilmestymistä tapahtumaksi, joka "merkitsee sitä täydellisyyttä, johon muut mekanismit pyrkivät" [34] [99] .
Heinäkuussa 2006 Moskovassa, Moskovan Kremlin asevarastossa, pidettiin näyttely "Historia in Time", joka oli omistettu Kremlin museoiden 200-vuotispäivälle ja sveitsiläisen kellovalmistajan Ulysse Nardinin 160-vuotispäivälle [100] [ 101] . Osana näyttelyä esiteltiin muun muassa Giovanni de Dondin Astrariumin rekonstruktio. Näyttelyn avauspäivänä Astrarium oli vieraiden keskuudessa suosituin [102] .
aurinkokunnan mallit | |
---|---|
Mallit |
|
Laitteet | |
Liittyvät |
|