Оррери — это механическая модель Солнечной системы , которая иллюстрирует или предсказывает относительные положения и движения планет и лун , обычно в соответствии с гелиоцентрической моделью . Он также может представлять относительные размеры этих тел; однако, поскольку точное масштабирование часто непрактично из-за фактических больших различий в соотношениях, вместо этого можно использовать приглушенную аппроксимацию. Хотя у греков были работающие планетарии , первый планетарий современной эпохи был построен в 1713 году и подарен Чарльзу Бойлу, 4-му графу Оррери – отсюда и название. Обычно они приводятся в движение часовым механизмом с глобусом, изображающим Солнце в центре, и планетой на конце каждого рычага.
Механизм Антикитеры , обнаруженный в 1901 году на месте крушения у греческого острова Антикитера в Средиземном море, демонстрировал суточные движения Солнца , Луны и пяти планет, известных древним грекам . Он был датирован периодом между 205 и 87 годами до нашей эры. [1] [2] [3] Механизм считается одним из первых оррериев. [4] Он был геоцентрическим и использовался как механический калькулятор для расчета астрономических положений.
Цицерон , римский философ и политик, писавший в первом веке до нашей эры, имеет ссылки, описывающие планетарные механические модели. По его словам, греческие эрудиты Фалес [5] и Посидоний [6] сконструировали устройство, моделирующее небесное движение.
,_Eberhard_Baldewein_et_al,_Marburg-Kassel,_1563-1568_-_Mathematisch-Physikalischer_Salon,_Dresden_-_DSC08057.jpg/1280px-Astronomical_clock_(Venus-Mercury_side),_Eberhard_Baldewein_et_al,_Marburg-Kassel,_1563-1568_-_Mathematisch-Physikalischer_Salon,_Dresden_-_DSC08057.jpg)
В 1348 году Джованни Донди построил первый известный часовой механизм системы. Он отображает эклиптическое положение Луны, Солнца, Меркурия , Венеры , Марса , Юпитера и Сатурна в соответствии со сложными геоцентрическими планетарными теориями Птолемея. [7] [8] Сами часы утеряны, но Донди оставил полное описание своих астрономических зубчатых передач .
Еще в 1650 году П. Ширлеус построил геоцентрический планетарий , в котором Солнце было планетой, а Меркурий и Венера вращались вокруг Солнца в качестве ее спутников . [9]
При дворе Вильгельма IV, ландграфа Гессен-Кассельского, в 1561 и 1563–1568 годах были построены два сложных астрономических часа. Они используют четыре стороны, чтобы показать эклиптические положения Солнца, Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Луны, Солнца и Дракона (Узлы Луны) согласно Птолемею , календарь, восход и заход солнца, а также автоматизированный небесная сфера с анимированным символом Солнца, которая впервые на небесном глобусе показывает реальное положение Солнца, включая уравнение времени . [10] [11] Часы сейчас выставлены в Касселе в Астрономически-Физическом Кабинете и в Дрездене в Математически-Физическом Салоне .
В книге De Revolutionibus orbium coelestium , опубликованной в Нюрнберге в 1543 году, Николай Коперник бросил вызов западному учению о геоцентрической Вселенной, в которой Солнце ежедневно вращалось вокруг Земли . Он заметил, что некоторые греческие философы, такие как Аристарх Самосский, предлагали гелиоцентрическую вселенную. Это упростило кажущиеся эпициклические движения планет, что позволило представить пути планет в виде простых кругов. Это можно смоделировать с помощью шестерен. Усовершенствованные инструменты Тихо Браге проводили точные наблюдения неба (1576–1601), и на основании этих наблюдений Иоганн Кеплер (1621) сделал вывод, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллипсам . В 1687 году Исаак Ньютон объяснил причину эллиптического движения в своей теории гравитации . [12]
Существует часовня, построенная часовщиками Джорджем Грэмом и Томасом Томпионом, датированная ок. 1710 год , хранится в Музее истории науки в Оксфорде . [13] Грэм передал первую модель или ее дизайн знаменитому производителю инструментов Джону Роули из Лондона, чтобы тот сделал копию для принца Евгения Савойского . Роули было поручено сделать еще одну копию для своего покровителя Чарльза Бойля, 4-го графа Оррери , от которого устройство и получило свое название на английском языке. [14] [15] Эта модель была подарена сыну Чарльза Джону, впоследствии 5-му графу Корку и 5-му графу Оррери . Независимо Христиан Гюйгенс опубликовал в 1703 году детали гелиоцентрической планетарной машины, которую он построил, живя в Париже между 1665 и 1681 годами. Он рассчитал зубчатые передачи, необходимые для представления года в 365,242 дня, и использовал это для получения циклов главной планеты. [9]
На картине Джозефа Райта «Философ, читающий лекцию об Оррери» ( ок. 1766 ), которая висит в музее и художественной галерее Дерби , изображена группа, слушающая лекцию натурфилософа . Солнце в латунном светильнике обеспечивает единственный свет в комнате. Оррери, изображенный на картине, имеет кольца, которые придают ему вид, похожий на армиллярную сферу . Таким образом, демонстрация смогла изобразить затмения . [16]
Если представить это в хронологическом контексте, то в 1762 году морской хронометр Джона Харрисона впервые позволил точно измерить долготу . В 1766 году астроном Иоганн Даниэль Тициус впервые продемонстрировал, что среднее расстояние каждой планеты от Солнца может быть представлено следующей прогрессией:
То есть 0,4, 0,7, 1,0, 1,6, 2,8,... Цифры относятся к астрономическим единицам , среднему расстоянию между Солнцем и Землей, которое составляет 1,496 × 10 8 км (93 × 10 6 миль). Дерби Оррери не показывает среднее расстояние, но демонстрирует относительные движения планет.
Планетарий Эйсинга был построен с 1774 по 1781 год Эйзе Эйсинга в его доме во Франекере , в Нидерландах. Он отображает планеты по ширине потолка комнаты и работает почти постоянно с момента его создания. [17] Этот планетарий представляет собой планетарий в обоих смыслах этого слова: сложная машина, показывающая орбиты планет, и театр для изображения движения планет. Дом Эйсинга был куплен голландской королевской семьей, которая назначила ему пенсию.
В 1764 году Бенджамин Мартин разработал новый тип модели планеты, в которой планеты переносились на латунных рычагах, ведущих из ряда концентрических или коаксиальных трубок. При такой конструкции было трудно заставить вращаться планеты и заставить луны вращаться вокруг планет. Мартин предположил, что условный планетарий должен состоять из трех частей: планетария, где планеты вращались вокруг Солнца, теллурия ( также теллурия или теллура ), который показывал наклонную ось Земли и то, как она вращалась вокруг Солнца, и лунарий, который показал эксцентрическое вращение Луны вокруг Земли. В одной планетарной установке эти три механизма могли быть установлены на общем столе, отдельно используя центральный шпиндель в качестве первичного двигателя. [4]
Все оррерии являются планетариями (альтернативный планетарий во множественном числе ). Термин «оррери» существует только с 1714 года. Большой оррери — это планета, включающая внешние планеты, известные на момент ее постройки. Слово «планетарий» изменило значение и теперь обычно относится к полусферическим театрам, в которых изображения ночного неба проецируются на поверхность над головой. Планеты (оррерии) могут варьироваться по размеру: от портативных до комнатных. Оррери используется для демонстрации движения планет, а механическое устройство, используемое для предсказания затмений и транзитов, называется астрариумом .
Оррерия должна правильно включать Солнце, Землю и Луну (плюс, возможно, другие планеты). Модель, включающая только Землю, Луну и Солнце, называется теллурием или теллуром, а модель, включающая только Землю и Луну, — лунарием . Джовилабе — модель Юпитера и его спутников. [18]
Планетарий покажет период обращения каждой планеты и скорость вращения , как показано в таблице выше. Теллурион покажет Землю с Луной , вращающейся вокруг Солнца. Он будет использовать угол наклона экватора из таблицы выше, чтобы показать, как он вращается вокруг своей оси. Он покажет земную Луну, вращающуюся вокруг Земли. [19] Лунариум предназначен для демонстрации сложных движений Луны во время ее вращения вокруг Земли.
Оррерии обычно не строятся в масштабе . Человеческие планеты, по которым люди перемещаются как планеты, также были построены, но большинство из них являются временными. В обсерватории Арма в Северной Ирландии есть постоянная человеческая планета , в которой находятся шесть древних планет, Церера , и кометы Галлея и Энке . Уран и другие объекты также показаны, но в достаточно ограниченном виде. [20] Другой находится в обсерватории и природном центре Sky's the Limit в Твентинайн-Палмс, Калифорния ; это верный масштаб (20 миллиардов к одному), верный позиционированию (с точностью до четырех дней) человеческой планеты. Первые четыре планеты расположены относительно близко друг к другу, но следующие четыре требуют определенного количества пеших прогулок, чтобы посетить их. [21] Французская группа F-HOU инициировала перепись всех постоянных человеческих планет с целью изучить их влияние на образование в школах. [22] Доступна карта известных человеческих планет. [23]
Обычные механические часы можно было бы использовать для создания чрезвычайно простого планетарного механизма с Солнцем в центре, Землей на минутной стрелке и Юпитером на часовой стрелке; Земля совершала бы 12 оборотов вокруг Солнца на каждый 1 оборот Юпитера. Фактический год Юпитера составляет 11,86 земных лет, поэтому этот конкретный пример быстро потеряет точность. Настоящая планета будет более точной и будет включать в себя больше планет, а также, возможно, заставит планеты вращаться.
Многие планетарии (здания) имеют проекцию или рери , которая проецирует на купол планетария Солнце либо с точками, либо с небольшими изображениями планет. Обычно они ограничиваются планетами от Меркурия до Сатурна, хотя некоторые из них включают Уран. Источники света планет проецируются на зеркала, которые соединены с двигателем, приводящим в движение изображения на куполе. Обычно Земля совершает оборот вокруг Солнца за одну минуту, в то время как другие планеты совершают оборот по орбите за периоды времени, пропорциональные их фактическому движению. Таким образом, Венере, которой требуется 224,7 дня, чтобы совершить оборот вокруг Солнца, потребуется 37 секунд, чтобы совершить оборот на оррери, а Юпитеру потребуется 11 минут 52 секунды.
Некоторые планетарии воспользовались этим, чтобы использовать космические установки для моделирования планет и их спутников. Таким образом, Меркурий обращается вокруг Солнца за 0,24 земного года, а Фобос и Деймос вращаются вокруг Марса в аналогичном соотношении времени 4:1. Операторы планетария, желая продемонстрировать это, надели на Солнце красный колпак (чтобы оно напоминало Марс) и отключили все планеты, кроме Меркурия и Земли. Подобные приближения можно использовать, чтобы показать Плутон и его пять спутников.
.jpg/1280px-Thinktank_Birmingham_-_object_1956S00682.00001(1).jpg)
Сапожник Джон Фултон из Фенвика, Эйршир, построил три в период с 1823 по 1833 год. Последний находится в Художественной галерее и музее Келвингроув в Глазго .
Планетарий Эйсинга, построенный чесальщиком шерсти по имени Эйзе Эйсинга в его собственной гостиной в небольшом городе Франекер во Фрисландии , на самом деле является планетарием. Он был построен между 1774 и 1781 годами. Основание модели обращено вниз от потолка комнаты, а большая часть механических работ находится в пространстве над потолком. Он приводится в движение маятниковыми часами, имеющими 9 гирь или прудиков. Планеты движутся вокруг модели в реальном времени. [24]
Инновационная концепция заключается в том, чтобы люди играли роль движущихся планет и других объектов Солнечной системы. Такая модель, получившая название «человеческая планета», была создана в обсерватории Армы. [20]
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)dicebat enim Gallus sphaerae illius alterius Solidae atque plenae vetus esse inventum, et eam a Thalete Milesio primum esseornatam, post autem ab Eudoxo Cnidio, discipulo ut ferebat Platonis, andem illam astris quae caelo inhaererent esse descriptam;
Но если бы та сфера, которую недавно сделал наш друг Посидоний, регулярные вращения которой показывают ход Солнца, Луны и пяти блуждающих звезд, как это совершается каждый день и ночь, была бы перенесена в Скифию или Британию, кто в этих варварских странах усомнился бы в том, что эта сфера стала столь совершенной благодаря усилиям разума?
{{cite web}}: CS1 maint: location (link)
