Astrarium , også kaldet Planetariet , er et gammelt astronomisk ur skabt i det 14. århundrede af italieneren Giovanni de Dondi [2] . Udseendet af dette værktøj markerede udviklingen i Europa af teknologier relateret til fremstilling af mekaniske urinstrumenter . Astrarium modellerede solsystemet og viste, udover at tælle tid og repræsentere kalenderdatoer og helligdage, hvordan planeterne bevægede sig rundt i himmelsfæren [3]. Dette var hans hovedopgave i sammenligning med det astronomiske ur, hvis hovedopgave er den faktiske aflæsning af tid. Det kan siges, at Astrarium var en kompleks middelaldermekanisme, der kombinerede funktionerne i et moderne planetarium , ur og kalender [4] . Enheder, der udfører denne funktion, blev oprettet både før og efter Giovanni de Dondi, men relativt lidt er kendt om dem. Nogle kilder siger på trods af dette, at Astrarium var den første mekaniske enhed, der viste planeternes bevægelser [5] [6] .
Afsnittet præsenterer en beskrivelse og sammenligning af instrumenter lavet i forskellige tidsperioder, men med de samme funktioner som Giovanni de Dondis Astrarium: hver enhed var et planetarium, et ur og en kalender på samme tid. Efter oprettelsesdato kan du distribuere dem som følger:
Antikythera mekanisme | 150-100 år. f.Kr e. |
Astrarium Giovanni de Dondi | 1364 ifølge de fleste kilder |
Planetarium Lorenzo della Volpaia | 1510 |
Passmanns astronomiske ur | 1749 |
Eise Eisingi Planetarium | 1781 |
Astronomisk ur af Jens Olsen | 1955 |
De gamle forgængere for Astrarium var komplekse mekaniske enheder, ejendommelige forsøg på at modellere planeternes position og bevægelse, men ingen kommentarer til strukturen af sådanne enheder eller instruktioner til deres fremstilling er blevet bevaret. Archimedes er krediteret for brugen af et planetarium (en primitiv version af Astrarium), eller "himmelkugle", hvormed man kunne observere planeternes bevægelser, solens og månens opgang , faserne og formørkelserne i Månen , begge himmellegemers forsvinden under horisonten [8] [9] [10] .
Tydelige beviser på, at komplekse mekaniske anordninger eksisterede længe før Giovanni de Dondis astrarium blev opdaget i begyndelsen af det 20. århundrede. I 1900-1901, nær den græske ø Antikythera , fandt en gruppe svampefiskere resterne af et skibsvrag [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] . Under ledelse af arkæologen Valerios Stais [16] og under den græske regerings kontrol blev en blok oxideret materiale rejst til land, inden i hvilken der var en mekanisme med tandhjul [10] . Det sank omkring 70 f.Kr. e. [7] [10] [13] [17] [18] og blev kendt som Antikythera Mechanism, en analog til Astrarium.
Dette mekaniske instrument beregnede himmellegemernes positioner og indikerede observatørens position på Jordens overflade [17] [18] . Antikythera-mekanismen betragtes som en tidlig analog computer , der blev skabt til at beregne solens og månens position på en given dato [11] [13] [14] [19] [20] . I 2002 foreslog Michael Wright , en specialist i mekaniske enheder fra London Science Museum , at mekanismen ikke kun kunne simulere Solens og Månens bevægelser, men også de fem planeter kendt i antikken - Merkur , Venus , Mars , Jupiter og Saturn [9] [21] . Senere, i 2005, blev det græsk-britiske Antikythera Mechanism Research Project [10] [18] lanceret , hvorunder der blev udført detaljerede undersøgelser af Antikythera Mechanism. Siden denne enhed har tilbragt næsten to tusinde år under vandet, er de fleste af dens fragmenter korroderet [10] [13] . På trods af dette lykkedes det forskerne at studere detaljerne i dens struktur, samt forstå de inskriptioner , der dækker nogle overflader [7] [9] [10] . Efter at have sorteret inskriptionerne fandt forskerne ud af, at navnene på planeterne var indgraveret på de fleste af gearene. Dette faktum bekræftede Wrights antagelse. I processen med at studere blev fragmenter af mekanismen undersøgt ved hjælp af røntgenstråler [10] [13] [22] , hvilket resulterede i fremstillingen af kopier af det gamle instrument [14] [23] [24] .
Det Nationale Arkæologiske Museum i Athen udstiller 378 fragmenter af forskellige genstande fundet ved skibsvraget, herunder 82 bevarede dele af selve Antikythera-mekanismen [9] [10] [13] [18] . For at bestemme dens alder blev der brugt to sikre (med hensyn til indvirkning på det undersøgte objekt) metoder - PTM[15] og computertomografi , som et resultat af hvilken den omtrentlige dato for oprettelsen af mekanismen blev bestemt: 150-100 f.Kr. e. [7] [14] Dette tilfælde er dog usædvanligt: ingen lignende enhed er blevet fundet indtil videre. Før Romerrigets fald gik teknologien til dets oprettelse tabt. Indtil det XIV århundrede var der ingen enheder af lignende kompleksitet, indtil fremkomsten i Europa af mekaniske astronomiske ure [25] .
Skabelsen af mekaniske ure, der visualiserer himmellegemers bevægelse, var en vigtig aktivitet for middelalderlige videnskabsmænd og ingeniører. I det 12. århundrede byggede Bagdad-ingeniøren Ismail al-Jazari et tårnvandur, der ikke kun viser tiden, men også bevægelsen af stjernetegnene, Solen og Månen (med skiftende faser) hen over himlen [26] . Betydelige fremskridt i denne retning blev gjort af den engelske videnskabsmand fra det 14. århundrede, Richard af Wallingford [27] . Det astronomiske ur udviklet af ham omkring 1330 viste Solens bevægelse, planeter, Månens bevægelse og faser og niveauet af tidevandet i Themsen. Urmekanismen indeholdt spiralgear, ovale ringe, talrige gear. Uret blev placeret på indersiden af katedralen i St Albans Priory , hvoraf Richard tjente som abbed.
Astrarium Giovanni de DondiDet næste dokumenterede tilfælde af fremstilling af astronomiske ure er forbundet med navnet på italieneren Giovanni de Dondi (1318-1389 [Komm. 1] ), en beboer i Padua , en middelalderlig læge og videnskabsmand involveret i astronomi og urmageri . Giovanni var en af sin tids vigtigste astronomer. Han arvede sin interesse for astronomi og urmageri fra sin far, Jacopo de Dondi., som i 1344 [33] [34] [35] tegnede og med bistand fra prins Ubertino da Carrarabygget på Piazza dei Signorii Padua street klokkespil, efterfølgende placeret på paladset tårnetpå Piazza Capitnato[36] . Dette astronomiske ur var et af de første af sin slags, men i 1390 brændte det ned under milanesernes angreb på paladset [35] . I dag arbejder et rekonstrueret astronomisk ur baseret på prototypen af Jacopo de Dondi på tårnet i Padova [37] .
Giovanni, hans søn, designede og byggede et nyt astronomisk ur, det såkaldte "Astrarium" eller "Planetarium" , et mekanisk skiveur med vægte og en slagmekanisme. Ifølge de fleste kilder blev Astrarium skabt af ham mellem 1348 og 1364 [3] [5] [6] [12] [29] [34] [38] [39] [40] [41] [42] [43 ] [44] [Komm. 2] . Giovanni arbejdede på det i lang tid - 16 år. Efter afslutningen af arbejdet og demonstrationen af opfindelsen på hovedtorvet i Padua [30] blev mekanismen flyttet til slottets bibliotek [3] . Fremstillingen af Astrarium var en yderst vanskelig opgave for den tid, da ikke et eneste værksted var tilpasset til sådant arbejde. Giovanni var forud for sin tid: til fremstillingen af astrarium brugte han mekaniske metoder, der kom ind i udbredt praksis flere århundreder senere. Dette var måske grunden til, at ingen i de følgende århundreder efter oprettelsen af Astrarium kunne reparere det - der var ikke nok kvalificerede specialister i denne sag [1] [3] [29] [46] . Astrarium indikerede Solens, Månens og de fem kendte planeters bane på det tidspunkt, der kredser om Jorden, baseret på det dengang dominerende ptolemæiske verdensbillede [6] [20] [30] [40] [47] (se også " Almagest "). Giovanni målte også varigheden af hver dag i timer og minutter og angav ved hjælp af Astrarium den nøjagtige dato og navn på den helgen, der var æret på en bestemt dag [3] .
Det mest berømte litterære værk af Giovanni, dedikeret til Astrarium og indeholder dets detaljerede beskrivelse, er Tractatus Astrarii ( Russisk afhandling om armaturerne ) [3] [28] (skrevet af ham på middelalderlatin [1] [29] ), som blev udgivet i 1389 i Padova. Denne bog blev genoptrykt i 1960 af Vatikanets bibliotek i Rom [48] og i 2003 af Geneve - forlaget Droz [45 ] .
I 1381 donerede de Dondi sit Astrarium til hertug Gian Galeazzo Visconti , som installerede det i biblioteket på hans slot i Pavia . Astrarium forblev der indtil mindst 1485. Det er kendt, at det i første halvdel af 1500-tallet overlevede reparationer efter et sammenbrud. Mesteren, der reparerede det, var Juanelo Turriano(1501-1585). Denne italiensk-spanske mester er også kendt for at lave komplekse astronomiske ure, der viste den årlige bevægelse af Solen, Månen og planeterne (ifølge det ptolemæiske verdensbillede) [3] . I 1630 gik det originale Astrarium af Giovanni de Dondi tabt i Mantua [6] , og dets skæbne er ukendt.
Arbejdsur, genskabt fra prototypen af ur Jacopo de Dondi på paladstårneti Padova
Tractatus Astrarii - hovedværket af Giovanni de Dondi, dedikeret til hans skabelse
En af siderne i Tractatus Astrarii . Vist er hjulet, der styrer hele strukturen , drevet af vægte
Udgave af Tractatus Astrarii af Vatikanets apostoliske bibliotek [48]
En af udgaverne baseret på Tractatus Astrarii de Dondi [49]
En anden omtale af et astronomisk ur, der viser planeternes bevægelse, går tilbage til anden halvdel af renæssancen og er forbundet med den italienske mester Lorenzo della Volpaia ( italiensk Lorenzo della Volpaia ) (1446-1512). Han var en berømt arkitekt, juveler, matematiker og urmager, der grundlagde det florentinske dynasti af urmagere ( it ) (hans sønner Camillo, Benvenuto og Euphrosino fulgte sin fars vej)., og også Girolamos nevø) [50] [51] .
Som urmager blev della Volpaia berømt for at bygge planeture. De havde en udsøgt dekoreret stor urskive, opdelt i timesektioner og viser stjernetegnene . En sådan urskive, nyskabende på det tidspunkt, gav iagttageren mulighed for uden at tage øjnene fra instrumentet følge bevægelsen af alle de planeter, der var kendt på det tidspunkt - Saturn, Jupiter, Venus, Mars og Merkur [52] . Den mindre skive, som bevægede sig med uret, havde seks sektioner. Fem af dem indeholdt skiverne fra ovennævnte planeter. De roterede mod uret. I det sjette afsnit var der en mekanisme kaldet " drage " [Komm. 3] , som viste måneknuderne og formørkelserne. I midten af planetariet var der også skiver, der viste månens faser og alder, og som også havde en solindikator. Uret markerede (ved at ringe) timen, dagen og måneden [52] .
Ligesom Astrarium de Dondi var hovedopgaven for planetariet della Volpaia ikke at tidsbestemme tiden nøjagtigt, men at vise himmellegemernes position i forhold til Jorden (geocentrisme var stadig fremherskende i de dage). Producenten af et sådant ur må have haft betydelig viden inden for astronomi, de eksakte videnskaber og konstruktion af mekanismer [52] .
Det er kendt, at Lorenzo della Volpaia lavede to modeller af sådanne ure [52] . Den ene blev bestilt af Lorenzo de Medici (1449-1492) som en gave fra Matthias I (1443-1490), konge af Ungarn [50] . En anden model af Lorenzos ur blev lavet af ham i 1510 og givet til myndighederne til placering i Hall of Lilies (på det tidspunkt Sala dell'Orologio - Hall of Clocks) i Palazzo Vecchio [51] . Lorenzos værksted på Via Orioloovergik til hans sønner, som arbejdede i det gennem hele 1500-tallet [50] .
I 1560 restaurerede Girolamo, Lorenzos nevø, sin onkels ur, men i slutningen af det 17. århundrede var dette ur tabt (muligvis adskilt eller ødelagt) [52] [53] .
I de følgende århundreder blev der lavet flere lignende strukturer. Et eksempel er Passmans astronomiske ur, et instrument skabt i 1749 af ingeniør Claude-Simon Passemant ( 1702-1769 ) , urmager Louis Dauthiau ( 1730-1809 ), billedhuggere og bronzemestre Jean-Jacques Caffieri (17225) og Philippe Caffieri (17225-17) (1714-1774). Uret viste det aktuelle klokkeslæt, dato, månens faser og planeternes bevægelser [54] [55] [56] . Passmans ur viste dog, i sammenligning med Astrarium, planeternes bevægelse, baseret på verdens heliocentriske system, og ikke geocentrisk [56] [57] . De var lavet af forgyldt bronze, stål, kobber og glas, og også delvist beklædt med emalje. Den to meter lange konstruktion af uret blev kronet med en planisfære , i hvis centrum Solen var placeret, og planeterne, inklusive Jorden, kredsede om den, og Månen omkring Jorden. Planisfæren var indrammet af ringe med betegnelsen for stjernetegnene og linjen for jævndøgn . På bronzekuglen, som betegnede Jorden, blev lande og nogle byer vist [57] . Mekanismen på dette ur var designet til at vise alle elementerne op til år 9999 [58] .
Uret blev demonstreret for det franske videnskabsakademi i august 1749 [54] [57] , godkendt og senere præsenteret af hertugen af ChollnayKong Ludvig XV i 1753 [54] [56] [59] (1750 [57] ) Konger og adel havde i de dage en vis passion for videnskab, og Ludvig XV var interesseret i astronomi, geografi og relaterede opfindelser, så han købte dette ur samme år. I 1754 (1760 [60] ) placerede han Passmanns ur i Urkabinettet i Kongens Små Lejligheder i Slottet i Versailles , hvor det er i dag [55] [57] [59] .
Eise Eisingi PlanetariumEt andet velkendt eksempel er planetariet bygget mellem 1774 og 1781 [61] [62] [63] af den hollandske amatørastronom [64] Eise Eisinga (1744-1828) fra Dronreip ., Friesland (Holland) . I 1774 brød en panik ud i Friesland forårsaget af en lille pjece skrevet af pastor Elko Alta ( hollandsk. Eelco Alta ) [64] [65] [66] , en beboer i den lille landsby Bozumi Friesland. Udgiveren af pjecen, der ønskede at øge dens popularitet, spredte rygtet blandt læserne om, at Elko Alta havde forudsagt verdens undergang [63] . Der var rygter om, at den 8. maj 1774 ville en parade af planeter - Jupiter, Mars, Venus, Merkur og også Månen - finde sted, hvilket ville føre til ødelæggende konsekvenser ikke kun "for Jorden, men for hele solen system", og kan endda være "en optakt eller begyndelsen på dets delvise eller totale ødelæggelse" [65] . I selve pjecen var Alta meget mindre veltalende, men på ordre fra Friesland-regeringen blev hun døbt "oprørsk", straks arresteret. Den blev først udgivet efter den frygtelige dato passerede uden nogen skade [67] [68] .
Eise Eisinga ønskede at vise folk, at der ikke er nogen grund til panik [62] [63] [69] [70] [Komm. 4] . Han placerede sit planetarium lige på loftet i sit eget hus i byen Franeker [63] . Sammenlignet med Giovanni de Dondis Astrarium, i Eisingas design, følger alle planeterne rundt om Solen (og ikke rundt om Jorden ). Planeterne bevæger sig proportionalt, lige så hurtigt som de faktisk gør : Merkur på 88 dage, Jorden på et år og Saturn på 29 år [62] . I stedet for de planlagte 8 måneders arbejde tog det mindst 7 år at bygge planetariet; Eise Eisinga blev assisteret i dets oprettelse af sin far, som lavede alle gearene til strukturen på sin drejebænk [67] . Ud over denne model byggede Eise Eisinga også alle slags specielle ure, der viste dag, dato, solopgang og solnedgang for solen og månen, himlens tilsyneladende bevægelse på grund af jordens rotation og andre fænomener [71] . Hele planetariets struktur blev sat i gang af en imponerende mekanisme, som var lavet af træbøjler og skiver med 10.000 håndlavede søm, der lignede tænder [62] . Bevægelsen af denne mekanisme blev styret af ni vægte og et pendul, for hvis placering Eisinga var nødt til at reducere den ægteskabelige seng i sin stue [67] [71] . Dette planetarium viste alle de planeter, man kendte på det tidspunkt (før opdagelsen af Uranus i 1781, var der kun få år tilbage fra starten af Eisingas arbejde, men han fandt ud af dette efter at have afsluttet sit arbejde på planetariet, og der var ikke længere nok plads på husets loft til at placere en ny planet [67] ). Eisingas planer omfattede dog opførelsen af et endnu større planetarium end på loftet i hans hus, men på grund af den turbulente politiske situation blev disse planer ikke realiseret [67] [69] .
I 1955 efter den danske urmagermester Jens Olsens design(1872-1945) blev der lavet astronomiske ure, der udfører mange forskellige funktioner, blandt hvilke også var en demonstration af bevægelsen af planeterne i solsystemet, som Astrarium. Danskeren har arbejdet på dem gennem hele sit liv siden begyndelsen af det 20. århundrede. Som ung rejste Olsen til Europa og lod sig i 1897 inspirere af uret Strasbourg katedral . Efter at have studeret urmageri i Basel vendte han tilbage til sit hjemland og begyndte at arbejde på sine ure. Alle de nødvendige beregninger var først færdige i 1932, da Jens Olsen allerede var 60 år. Først mere end 10 år efter blev der bevilget penge og konstruktionen af uret begyndte, projektet fik national betydning. Processen tog yderligere 12 år, men i 1945 døde Jens Olsen af sygdom. Hans arbejde blev videreført af den unge urmager Otto Mortensen ( Dan. Otto Mortensen ). Først efter at alle detaljer på uret (15.448 styk) var lavet og sat sammen, startede Kong Frederik IX af Danmark og Jens Olsens barnebarn, Birgit Olsen, uret. Det skete den 15. december 1955 i Københavns kommunes bygning. På tidspunktet for deres oprettelse blev dette ur betragtet som det mest komplekse mekaniske ur i verden [3] [72] .
Jens Olsens ur afspejler evighedskalenderen , den aktuelle verdenstid , lokal soltid og forskellen mellem dem . En af urskiverne viser tidspunktet for ethvert sted på Jorden, den anden viser tidspunktet for solopgang og solnedgang . Takket være en kompleks enhed kan du finde ud af varigheden af dagen og natten samt den aktuelle dato - ugedagen, måneden og året (i henhold til den julianske kalender ). Uret viser også månens faser og viser datoen for påsken . Den specielle øverste del af Jens Olsen-uret viser et stjernekort over Danmark, svarende til Strasbourg-uret (som følgelig viser et stjernekort over Strasbourg), samt Jordens præcession . Pilen på en sådan indikator laver en komplet revolution på 25.753 år. En anden disk viser den geocentriske bane, sol- og måneformørkelser samt afstanden mellem Jorden og Månen . Olsen-uret viser også planeternes bevægelse omkring solen. Sammenlignet med Astrarium de Dondi, Planetarium della Volpaia og Eisinga Planetarium viser dette ur, udover Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturns bevægelser, også bevægelsen af planeter som Uranus og Neptun , samt jorden selv [3] [72] .
RekonstruktionerTakket være de overlevende manuskripter fra de mestre, der lavede de listede instrumenter, bliver der skabt talrige rekonstruktioner af dem.
På trods af at Astrarium de Dondi, som bestod af 297 dele (hvoraf 107 var forskellige gear og håndtag) [3] [30] , gik tabt, efterlod italieneren detaljerede beskrivelser i sine manuskripter, som overlevede og gav moderne mestre mulighed for at skabe rekonstruktionsanordning [44] . Denne opgave blev udført af det London-baserede firma Thwaites & Reed.[6] [29] samt forskellige europæiske mestre. Nogle af versionerne af det rekonstruerede Astrarium har en mindre (sammenlignet med originalen) størrelse - 0,25-0,5 af originalen [1] [73] . Rekonstruerede modeller af Astrarium er kendt for at eksistere på følgende steder:
Museum of Time i Illinois inkluderede også et rekonstrueret Astrarium blandt udstillingerne, men i 1999 lukkede museet, derefter var samlingen tilgængelig for besøgende på Museum of Science and Industry (Chicago) , og i 2004 blev den solgt [74] .
Italieneren Luigi Pippa ( italiensk: Luigi Pippa ) rekonstruerede Giovanni de Dondi Astrarium i 1963, baseret på Tractatus Astrarii- publikationen fra 1960 [28] [75] [76] . En anden italiensk mester, Carlo Croce ( italiensk: Carlo G. Croce ), rekonstruerede også Astrarium baseret på Giovanni de Dondis Tractatus Astrarii (udgivet i 1960) [1] . Den hollandske designer Henk Gipmans ( hollandsk. Henk Gipmans ) rekonstruerede efter mange års studier af Giovanni de Dondis manuskripter også Astrarium [47] .
Der vides mindre om planetariet Lorenzo della Volpaia end om Astrarium de Dondi, men manuskripter af della Volpaia-familien har også overlevet den dag i dag, indeholdende oplysninger, der er nødvendige for rekonstruktionen af Lorenzos tabte ur. Ved hjælp af de bevarede oplysninger rekonstruerede Galileo-museet (indtil 2010 kendt som Instituttet og Museum for Videnskabshistorie) i Firenze i 1994 planetariet Lorenzo della Volpaia [52] [53] .
Eise Eisingas planetarium kan stadig ses på loftet i hans hus i Franeker [77] , som er blevet omdannet til en slags museum. Ved at se på en arbejdsmodel af Eisinga Planetarium kan en observatør følge planeternes bevægelse (se referencer ). Dette planetarium anses for at være det ældste opererende planetarium i verden [62] .
Ideen om at vise himmellegemernes positioner i forhold til Jorden eller Solen dannede grundlaget for skabelsen af planetarier i første halvdel af det 20. århundrede [78] . I dag er der tusindvis af planetarier rundt om i verden, hvoraf nogle viser universets historie og andre astronomiske fænomener i IMAX -format, såsom biografer, der bruges til forretningsformål.
Giovanni de Dondi skrev, at han fik ideen til Astrarium fra Theorica Planetarum af Giovanni Campano , som beskrev konstruktionen af ækvatoriet [29] [30] . Astrariet var en urmekanisme, som var baseret på denne særlige computerenhed. Designet af Astrarium omfattede et astrolabium og en urskive, samt indikatorer for Solen, Månen og planeterne [4] . Det gav en kontinuerlig visning af hovedelementerne i solsystemet og de juridiske, religiøse og civile kalendere. Som udtænkt af de Dondi ville Astrarium hjælpe folk med bedre at forestille sig astronomiske og astrologiske fænomener og ideer [30] . På Giovanni de Dondis tid var astronomi og astrologi tæt forbundet og adskilte sig praktisk talt ikke fra hinanden.
Italieneren gav sin opfindelse navnet Astrarium , hvilket viser formålet med denne mekanisme: at bestemme den sande placering af planeterne, deres kredsløb , bevægelser og evolution . Han nævnte, at alt ifølge Aristoteles tager sit navn fra det formål, hvortil det blev skabt. Og bogen Tractatus Astrarii , som beskriver selve instrumentet, bevægelsen af dets dele og hvordan man retter fejl, når man arbejder med det, er en bekræftelse på dette [28] .
Til at beregne planeternes bevægelser brugte Giovanni de Dondi også Alphonse-tabeller udarbejdet cirka mellem 1252 og 1270 for at lette beregningen af planeternes positioner og gjorde det muligt at beregne deres placering på et bestemt tidspunkt og på det ønskede geografiske Breddegrad. På Giovanni de Dondis tid var Alphonse-borde ekstremt populære [79] [80] [81] .
Astrariet var omkring 1 meter højt og hvilede på en sekskantet bronzeramme [29] [82] på 7 dekorative poteformede ben. Urets skive og planeternes skiver var sammen med alle tandhjulene lavet af messing [3] . Den nederste del bestod af en mekanisme med et ur på den ene side. Urskiven på dette ur blev opdelt i 24 dele (i henhold til antallet af timer pr. dag) og drejet rundt om et bestemt punkt mod uret [3] . Kirkehelligdage og stjernetegnspositionen for den stigende måne var markeret på den . Den øverste sektion indeholdt syv skiver med bevægelige dele [73] , hver omkring 30 cm i diameter og placeret på den ene side af sekskanten [12] . Disse skiver viste bevægelserne af Solen , Månen , Venus, Merkur, Saturn, Jupiter og Mars [4] [12] [20] [29] [30] [50] [73] . Enheden på hver af skiverne, bortset fra Månens skive [1] , var uafhængig af de andre [29] .
Giovanni de Dondi designede dette ur med 107 bevægelige dele med sine egne hænder. Der blev ikke brugt en eneste skrue, og hver partikel blev fastgjort til den anden med over tre hundrede koniske stifter, tappe, stifter og kiler, hvoraf nogle var loddet [1] . De fleste af gearene i mekanismen havde skarpe, trekantede tænder, men nogle var stumpe. Tænderne på alle tandhjulene blev håndskåret af håndværkeren [3] . I nogle tilfælde brugte de Dondi elliptiske gear [Comm. 5] for at simulere planetens uregelmæssige bevægelser så nøjagtigt som muligt . Til dette brugte han også Ptolemæus' epicykler (skabt af ham til at beregne universets størrelse [73] [84] ), baseret på hans tabeller [29] [43] , som også kunne bruges til at beregne fremtidens eller tidligere position for planeterne [85] .
Middelalderlige måleenheder var på grund af manglen på internationale standarder begrænset til hverdagens behov (længden af et stykke stof eller afstanden fra klosteret til slottet), og de Dondi angav dimensionerne i sine instruktioner i Tractatus Astrarii med mere nøjagtige, efter hans mening, objekter: tykkelsen af bladet, stor eller lille kniv, og for huller - bredden af en gåsefjer , tommelfingeren af en person osv. [1]
Astrarium blev udtænkt til at afspejle verden og de himmelske processer, der finder sted i den. Siden Ptolemæus ' tid har det været accepteret, at himlens daglige bevægelse styrer himmellegemernes bevægelser, ligesom Astrarium-kalenderhjulet styrer planeternes skiver [29] [81] [86] . Hans hovedopgave var efter dagens mening ganske ekstraordinær: at vise på himlen placeringen af alle de planeter, man kendte på det tidspunkt [29] . Yderligere opgaver var: måling af tidspunktet på dagen (såvel som siderisk og middelsoltid ), angivelse af den aktuelle dato og evighedskalenderen for påsken [3] [43] . I Tractatus Astrarii nævnte de Dondi også et andet formål med sin mekanisme - at demonstrere, at Aristoteles og Avicennas beskrivelse af himmellegemernes bevægelse var gyldig [30] [47] .
Astrarium var et af de første instrumenter, der kombinerede de arabiske traditioner for miniaturemodeller af universet (og dets måling), dvs. astrolaber og ækvatorier, med de nye mekaniske urteknologier, der havde spredt sig i Europa siden begyndelsen af det 14. århundrede. Dette instrument var både en tidsmåler og en slags analog computer og en enhed, der viste planeternes bevægelser: det gjorde det muligt for folk at observere himmellegemernes bevægelser uden foreløbige beregninger, som var i overensstemmelse med den mekaniske model af den ptolemæiske teori af kosmologi [30] [47] [87] .
Astrarium "kom til live" fra kæden med vægte. Hun satte en mekanisme i gang med et ur (som lavede en omdrejning pr. dag). Denne mekanisme gav bevægelse til kalenderhjulet (som lavede en omdrejning om året), og som til gengæld, ved hjælp af mange tandhjul, samtidig styrede alle planeternes skiver [29] . Denne sidste sats var hele kompleksiteten af mekanismen: Giovanni var nødt til at bygge en mekanisk model meget mesterligt og sofistikeret for ikke at blive forvekslet med parametrene for hver disk [1] [3] .
Urets bevægelse blev også reguleret af en slags balancer ( en ), som havde en stødfrekvens på niveau med en gang hvert andet sekund. Urmekanismen havde udover 24 hovedinddelinger (time), seks 10-minutters opdelinger for hver time. Den roterede mod uret fra en fast pegepind og indikerede prime-tid, og den kunne også justeres med 10 minutters intervaller, hvis det var nødvendigt ved at forlænge et 12-tands tandhjul, der greb ind med dets 144 tænder [88] . En speciel plade ( tabula orientii ) blev fastgjort på hver side af urmekanismen, opdelt i måneder og dage i den julianske kalender for at bestemme tidspunktet for solopgang og fastlægge den gennemsnitlige soltid for Paduas breddegrad (ca. 45 ° N) ) [88] . På det tidspunkt, hvor uret blev lavet, faldt solhverv den 13. juni og den 13. december (gammel stil) [30] .
Årskalenderhjulet - tromlen i den nederste del - havde en diameter på omkring 40 cm (43 cm [3] ). Det satte gang i kalenderen for rullende helligdage og planeternes skiver. Omkring ydersiden af hjulet var der et bredt bånd, opdelt i 365 strimler, som hver havde et nummer (angiver en dag), et håndbogstav og navnet på en helgen , der var æret den dag [89] . Månerne var skiftevis forgyldte og forsølvede, og de indgraverede bogstaver er fyldt med henholdsvis rød og blå emalje . De Dondi angav ingen tegn eller træk ved et skudår , han rådede til at stoppe uret for hele den ekstra dag [30] .
Direkte over 24-timers skiven var Solens skive ( Primum Mobile - "first-moving") - den fjernest fra midten af Astrarium, så navngivet, fordi den gengav stjernernes daglige bevægelse og Solens årlige bevægelse mod deres baggrund. I sin kerne var det et astrolabium, tegnet på projektionen af Sydpolen , med en tablet fastgjort på den og et særligt netværk, der kun roterede én gang pr. siderisk dag [6] . Dette net havde 365 tænder og blev drevet af et hjul, der havde 61 tænder. Sådan et hjul lavede 6 omdrejninger på 24 timer ( soldag eller siderisk dag). En gang om dagen vendte netværket således et helt mellemrum + 1/366, hvilket svarede til 366 passager af Solen gennem meridianen ( kulminationer ) [90] . De Dondi forstod, at hans omtrentlige beregninger af solårets varighed ikke helt svarede til den faktiske virkelighed, og anbefalede lejlighedsvis at stoppe uret, så de kunne korrigeres [3] [30] .
Ved at se på Giovanni de Dondis arbejdende Astrarium kunne observatøren se på planeternes skiver, hvilken vej (i forhold til Jorden i midten af skiven) planeterne danner. Bevægelsen af hver af dem var uregelmæssig og forskellig fra andre planeters vej, hvilket viser, hvordan de bevæger sig i en løkkebaner [48] .
Astrarium havde fem skiver af planeter: Merkur [91] , Venus [92] , Mars [93] , Jupiter [94] og Saturn [95] . For hver disk blev et fungerende system med en kompleks mekanisme udviklet separat for mest præcist at simulere planeternes bevægelser. Sådanne modeller var i god overensstemmelse med både den ptolemæiske geocentriske teori og observationer. For eksempel brugte de Dondi på Mercury-skiven mellemhjul, som omfattede: et hjul med 146 tænder, to ovale gear (som havde 24 ikke-standardtænder, der greb ind i hinanden), samt et specielt gear med intern gearing (den havde 63 tænder). , som gik i indgreb med 20-tands gear og lavede en ujævn omdrejning om året). Implementeringen af disse komplekse processer gjorde det muligt, ved hjælp af Astrarium, at lære mere om planeterne og deres bevægelse hen over himlen [30] .
Planetskiver af det rekonstruerede Astrarium af Giovanni de Dondi (værker af Carlo Croce [1] )
Månens skive [83] er en af de mest komplekse i design, da den havde to pæreformede tandhjul og, i modsætning til planeternes skiver, var afhængig af andre skiver i Astrarium og også havde en forbindelse med "Dragon Head"-mekanisme [96] . Denne særlige mekanisme afspejlede angiveligt månens cyklusser (månens knudepunkter ) [30] . Astrarium gennemgik denne lukkede cyklus på præcis 18 år, 7 måneder og 14 dage [1] [97] , hvilket næsten helt falder sammen med perioden med måneprecession ( 18,5996 år ). Det er dog ikke klart, hvordan Giovanni de Dondi formåede at opnå en sådan nøjagtighed.
Astrarium blev anset for at være et vidunder af sin tid, ikke mindre end verdens ottende vidunder, et af de fineste eksemplarer af menneskelig geni [29] [46] . Giovanni Manzini ( italiensk Giovanni Manzini ) fra Pavia skrev i 1388, at det er "en ting fuld af opfindsomhed, skabt og forbedret af ens egne hænder og udskåret med en færdighed uopnåelig af enhver mester. Jeg kommer til den konklusion, at en så storslået og genial opfindelse aldrig er blevet skabt ” [30] [98] .
Lewis Mumford kaldte Astrarium "nøglemekanismen i den nye industrielle tidsalder", og dets udseende - en begivenhed, der "markerer den perfektion, som andre mekanismer stræber efter" [34] [99] .
I juli 2006, i Moskva, i våbenhuset i Moskva Kreml , blev der afholdt en udstilling kaldet "Historie i tiden", dedikeret til 200-året for Kreml-museerne og 160-året for den schweiziske urfabrikant Ulysse Nardin [100] [ 101] . Som en del af udstillingen blev blandt andre udstillinger vist en rekonstruktion af Astrarium af Giovanni de Dondi. På udstillingens åbningsdag var det Astrarium, der nød størst popularitet blandt gæsterne [102] .
solsystemmodeller _ | |
---|---|
Modeller |
|
Enheder | |
Relaterede |
|