Небесные глобусы показывают видимое положение звезд на небе. Они не показывают Солнце , Луну и планеты, поскольку положение этих тел меняется относительно положения звезд, но эклиптика , вдоль которой движется Солнце, указана.
Существует проблема, касающаяся « рукости » небесных глобусов. Если глобус сконструирован так, что звезды находятся в тех положениях, которые они фактически занимают на воображаемой небесной сфере , то звездное поле будет выглядеть перевернутым на поверхности глобуса (все созвездия будут отображаться как их зеркальные отражения). Это происходит потому, что вид с Земли , расположенной в центре небесной сферы, является гномонической проекцией внутри небесной сферы, тогда как небесный глобус является ортографической проекцией , если смотреть снаружи. По этой причине небесные глобусы часто производятся в зеркальном отображении, так что, по крайней мере, созвездия отображаются так, как их видят с Земли. Эта неоднозначность хорошо очевидна в астрономическом потолке Центрального вокзала Нью-Йорка , чья непоследовательность была намеренно оставлена неисправленной, хотя она была замечена вскоре после установки.
Некоторые современные небесные глобусы решают эту проблему, делая поверхность глобуса прозрачной . Затем звезды можно разместить в правильных положениях и смотреть через глобус, так что вид будет на внутреннюю часть небесной сферы. Однако правильное положение, из которого можно смотреть на сферу, будет из ее центра, но наблюдатель прозрачного глобуса должен находиться снаружи, далеко от ее центра. Просмотр внутренней части сферы снаружи, через ее прозрачную поверхность, приводит к серьезным искажениям. Непрозрачные небесные глобусы, которые сделаны с правильно размещенными созвездиями, поэтому они выглядят как зеркальные отражения при прямом просмотре снаружи глобуса, часто смотрятся в зеркало, поэтому созвездия имеют свой знакомый вид. Письменный материал на глобусе, например, названия созвездий, печатается в обратном порядке, поэтому их можно легко прочитать в зеркале.
До открытия Коперником в XVI веке того, что Солнечная система является « гелиоцентрической, а не геоцентрической и геостатической » (что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот), «звезды обычно, хотя, возможно, и не повсеместно, воспринимались как прикрепленные к внутренней части полой сферы, охватывающей Землю и вращающейся вокруг нее». [2] [3] Работая на основе неверного предположения о том, что космос является геоцентрическим, греческий астроном II века Птолемей составил Альмагест , в котором «движения планет могли быть точно представлены с помощью методов, включающих использование эпициклов, деферентов, эксцентриков (при помощи которых движение планет рассматривается как круговое относительно точки, смещенной от Земли) и эквантов (устройство, устанавливающее постоянную угловую скорость вращения относительно точки, смещенной от Земли)». [4] Руководствуясь этими идеями, астрономы Средневековья, как мусульмане , так и христиане , создали небесные глобусы, чтобы «представить в модели расположение и движение звезд». [4] В своей самой простой форме небесные глобусы представляют звезды так, как если бы наблюдатель смотрел на небо как на шар, окружающий Землю.
Римский писатель Цицерон передал заявления римского астронома Гая Сульпиция Галла, жившего во втором веке до нашей эры, о том, что первый глобус был построен Фалесом Милетским . Это может указывать на то, что небесные глобусы производились на протяжении всей античности, однако, поскольку с того времени не сохранилось ни одного небесного глобуса, трудно сказать наверняка. Известно, что в книге VIII, главе 3 « Альмагеста » Птолемея он излагает идеи по проектированию и производству небесного глобуса. Это включает в себя некоторые заметки о том, как должен быть украшен глобус, предлагая «сферу темного цвета, напоминающую ночное небо». [5]
Атлас Фарнезе , римская мраморная скульптура Атласа II века н. э. , которая, вероятно, копирует более раннюю работу эллинистической эпохи, держит небесный глобус диаметром 65 см (26 дюймов), который в течение многих лет был единственным известным небесным глобусом античного мира. [6] На глобусе не изображены звезды, но на нем в мельчайших подробностях изображено более 40 классических греческих созвездий. [7] В 1990-х годах два меньших небесных глобуса античности стали общедоступными: один из латуни размером 11 см (4,3 дюйма), хранящийся в Римско-германском центральном музее , и один из позолоченного серебра размером 6,3 см (2,5 дюйма), находящийся в частной собственности семьи Кугель. [6]
Абд ар-Рахман ас-Суфи был важным астрономом 10-го века, чьи работы сыграли важную роль в исламском развитии небесного глобуса. [9] Его книга «Книга неподвижных звезд» , рассчитанная на точность для 964 года, была «описанием созвездий, которое сочетает греческие/птолемеевские традиции с арабскими/бедуинскими». [10] «Книга неподвижных звезд » затем служила важным источником звездных координат для производителей астролябий и глобусов по всему исламскому миру. [11] Аналогичным образом, она «сыграла важную роль в вытеснении традиционных бедуинских изображений созвездий и замене их греческой/птолемеевской системой, которая в конечном итоге стала доминировать во всей астрономии». [11]
Самый ранний сохранившийся небесный глобус был изготовлен между 1080 и 1085 годами н. э. Ибрагимом ибн Саидом аль-Сахли , известным изготовителем астролябий, работавшим в Валенсии , Испания. [12] Хотя изображения на этом глобусе, по-видимому, не связаны с изображениями в «Книге созвездий» аль-Суфи, аль-Ваззан, похоже, был знаком с этой работой, поскольку все сорок восемь классических греческих созвездий изображены на глобусе, как и в трактате аль-Суфи, причем звезды обозначены кругами. [13]
В XIII веке небесный глобус, ныне находящийся в Математически-физическом салоне в Дрездене , был изготовлен в одном из важнейших центров астрономии в интеллектуальной истории, обсерватории Ильханидов в Мараге на северо-западе Ирана, построенной в 1259 году и возглавляемой Насиром ад-Дином Туси (ум. 1274), известным эрудитом. [14] Этот конкретный научный инструмент был изготовлен сыном известного ученого Муайяда аль-Урди ад-Димашки, Мухаммадом ибн Муайядом аль-Урдлом в 1288 году. Этот глобус является интересным примером того, как небесные глобусы демонстрируют как научные, так и художественные таланты тех, кто их делает. Все сорок восемь классических созвездий, использованных в «Альмагесте» Птолемея, представлены на глобусе, что означает, что его можно использовать в вычислениях для астрономии и астрологии, таких как навигация, отсчет времени или составление гороскопа. [15] С художественной точки зрения этот глобус является отражением иранской иллюстрации тринадцатого века, поскольку тринадцатый век был периодом, когда инкрустированная латунь стала главным средством для образных изображений, и поэтому глобусы этого периода по праву являются исключительными по детализации и четкости выгравированных на них фигур. [14]
Небесный глобус 17-го века был изготовлен Дийа ад-дином Мухаммедом в Лахоре в 1668 году (сейчас в Пакистане). [18] Сейчас он находится в Национальном музее Шотландии . Он окружен меридианным кольцом и кольцом горизонта. [19] Угол широты 32° указывает на то, что глобус был изготовлен в мастерской в Лахоре. [20] Эта конкретная «мастерская заявляет о 21 подписанном глобусе — наибольшее количество из одной мастерской», что делает этот глобус хорошим примером производства небесных глобусов на пике своего развития. [21] Сам глобус был изготовлен целиком, чтобы быть бесшовным.
Поверхность земного шара опоясывают канавки, которые создают 12 секций по 30°, проходящих через полюса эклиптики. Хотя сегодня они больше не используются в астрономии, их называют «кругами эклиптической широты» и они помогают астрономам арабского и греческого мира находить координаты определенной звезды. [22] Каждая из 12 секций соответствует дому в зодиаке .