اسطرلاب چیست و چه کاربرد دارد؟ - مهسان بلاگ

خبرنگاران | سرویس علوم - اُسطُرلاب وسیله ای دقیق و علمی است که در گذشته به منظور زمان سنجی و تخمین فاصله اجسام مورد استفاده قرار می گرفته است. یکی از انواع پرکاربرد اسطرلاب؛ اسطرلاب دنیا نماست که خبرنگاران شناسان را قادر ساخت تا بتوانند موقعیت خورشید و خبرنگاران های پر نور و برجسته را نسبت به سطح افق و نصف النهار محاسبه نمایند. این وسیله به آن ها یاری کرد تا تصویری هوایی از سیارات آسمانی و حوزه های اصلی مانند پیدایش خسوف و کسوف، استوای آسمانی، مدار راس السرطان، و مدار راس الجدی را داشته باشد. اسطرلاب دنیا نما به سبب ویژگی هایش به عنوان نوعی کامپیوتر آنالوگ اولیه شناخته شده است.

اسطرلاب ها در قرن ششم ساخته و طراحی شدند و به طور گسترده از قرون وسطا در اروپا و دوره اسلام مورد استفاده عموم قرار گرفتند. از اواسط قرن پانزدهم اسطرلاب ها مورد استفاده دریانوردان و ناوبری نجومی (ناوبری با استفاده از صور فلکی) قرار گرفتند.

اسطرلاب به اصطلاح دریایی بعد ها جایگزین دستگاه زاویه یاب شد. اسطرلاب دنیا نمای معمولی که در قرون وسطا توسط خبرنگاران شناسان استفاده می شد قدرت اندازه گیری 8 تا 46 سانتی متر (3تا 18 اینچ) را داشت که معمولاً از جنس آهن یا برنج بود. این وسیله متشکل از چند بخش مهم و اصلی است: یک صفحه پایه (سخت شامه) شامل شبکه ای از خطوط نشان دهنده مختصات آسمانی، یک صفحه با الگوی باز (صفحه اسطرلاب) شامل نقشه خبرنگاران ها از جمله سیارات فوق الذکر که بر روی یک پین مرکزی متناظر با قطب شمالی آسمان قرار گرفته شده اند. یک گونیا دقیق (دستگاه تعیین سمت) که برای مشاهده شرایط اشیا و اجسام در آسمان استفاده می گردد. دستگاه تعیین سمت امکان نقشه برداری و تعیین مساحت اجسام و تخمین ارتفاع کوه ها را فراهم می سازد. بیشتر اسطرلاب ها از یک و یا چند صفحه تشکیل شده اند (اقلیم نگار) که با نقش و خطوط دارای مختصات دقیق که برای اندازه گیری های طول و عرض جغرافیایی بین سخت شامه و صفحه اسطرلاب حکاکی شده اند.

مهمترین کاربردهای اسطرلاب

در سده 10 ام فردی به نام عبدالرحمان عمرآل صوفی رساله ای متشکل از 386 بخش در باب جزئیات و هزاران کاربرد اسطرلاب نوشت. شاید آل صوفی در توصیف اسطرلاب اغراق نموده باشد، اما اسطرلاب می تواند بسیاری از مسائل نجومی که ملزم ریاضیات پیچیده است را به آسانی حل نماید. استفاده های روزمره اسطرلاب شناخته شده نیستند؛ مانند: تعیین ساعات روز و شب، تعیین محل اجرام آسمانی، همچنین خبرنگاران شناسی. طالع بینی و خبرنگاران شناسی که عناصری برگرفته از فرهنگ بودند باعث شدند تا از اسطرلاب به عنوان وسیله ای دم دست استفاده گردد. تعیین اوقات شرعی برای مسلمانان از دیگر کاربرد های اسطرلاب بود. اسطرلاب های مدرن (اسطرلاب های شخصی) می توانند برای حل مسائل نجومی مانند تعیین زمان و مکان کاربردی باشند.

1) تعیین ساعت های شبانه روز:

تعیین ساعت شامل چند مرحله است:

• ارتفاع خورشید و یا خبرنگاران های روشن از سطح افق توسط پشت اسطرلاب تعیین می گردد. سپس اسطرلاب در بالای چشم و در حالت معلق نگه داشته می گردد و به سمتی متمایل گشته سپس خورشید و یا خبرنگاران در پشت اسطرلاب روی یک خط قرار گرفته و دستگاه سمت نما تا زمانی که سایه خورشید و یا خود خبرنگاران به وسیله نقاط روی دستگاه قابل مشاهده گردد می چرخد. ارتفاع، در پشت دستگاه اسطرلاب در قسمت مقیاس تعیین شده است.
• دو موقعیت کسوف خورشید و خسوف ماه در تنظیم زمان و طول جغرافیایی دستگاه سمت نما بر اساس درجه بندی برجگاه (زودیاک) قرار می گیرد.
• در جلوی دستگاه اسطرلاب؛ گونیا تا زمانی که کسوف در طول جغرافیایی خورشید قرار بگیرد می چرخد. نقطه ای که گونیا از موقعیت کسوف می گذرد موقعیت خورشید را تعیین می نماید.
• این گونیا به زمان خورشیدی بر اساس لبه های قابل رویت خورشید اشاره دارد.
• زمان ظاهری خورشید؛ همان ساعت شمسی است که برای هر طول جغرافیایی متفاوت است. در استفاده اسطرلاب مدرن زمان ظاهری خورشید باید با محل جغرافیایی یکسان باشد تا زمان منطقه مرکزی اصلاح گردد. اندازه گیری و مقیاس های مناسب در پشت نسخه های جدید اسطرلاب های مدرن وجود دارد.

گفتنی است، در اواسط قرون وسطا ساعات روز به عنوان بخشی از روز و یا شب گذشته بیان می شد. به این معنی که طلوع خورشید اولین ساعت روز بود، ظهر تا انتها ساعت شش بود، عصر از غروب خورشید تا انتها ساعت 12؛ و شب از ساعت 1 بامداد شروع می شد. طول ساعت با توجه به عرض جغرافیایی در طول سال تغییر می کرد. مثلاً یک ساعت در تابستان طولانی تر از یک ساعت در زمستان بود. این ساعت ها (ساعت های غیر معمولی) نام داشتند. بسیاری از اسطرلاب ها منحنی های روی صفحه داشتند تا ساعت های غیر عادی شبانه روز را تعیین نمایند. استفاده از ساعت های غیرمعمولی به منظور تعیین زمان به علت قابل اعتماد و دقیق نبودن به تدریج کاهش یافت. ساعت های جیبی در قرن 17 و 18 ام رونق یافتند و در دسترس بودند، اما استفاده از آن ها در بخش های مختلف دنیا از قرن نوزدهم شروع شد. استفاده از ساعت های غیر معمول آنقدر ها هم که به نظر می رسید احمقانه نبود. ساعت های غیر معمولی درصد وقت گذشته شده از روز را نشان می داد و استفاده از آن کاملا آسان و برای محیط ها مفید و مناسب بود.

2) تعیین زمان رویداد های آسمانی

مثل تعیین زمان طلوع و غروب آفتاب و یا تعیین ارتفاع خبرنگاران ها مشروط به تنظیم اسطرلاب و تعیین زمان دقیق رویدادها.

1) تعیین موقعیت خورشید در زمان کسوف (تعیین طول و عرض جغرافیایی خورشید).

2) تنظیم گونیا در جلو اسطرلاب به منظور تعیین موقعیت کسوف و خسوف

3) چرخش گونیا و صفحه با هم تا زمانی که موقعیت در جای خود قرار گیرد مثلا برای تعیین زمان طلوع آفتاب؛ صفحه و گونیا تا زمانی که محل مناسب افق را پیدا نمایند می چرخند.

4) تعیین ساعات خورشیدی از روی لبه های قرار گرفته خورشید روی گونیا.

طول روز را می توان با پیدا کردن زمان طلوع و غروب آفتاب و محاسبه اختلاف آن ها پیدا کرد. به همین ترتیب اختلاف زمان طلوع و غروب آفتاب را می توان به عنوان زمان اختلافی با زمان فعلی در نظر گرفت.

دیگر استفاده ها

• گونیا انحراف زاویه از خورشید را در بسیاری از اسطرلاب ها اندازه گیری می نماید. زاویه انحراف یک جسم آسمانی را می توان با قرار دادن گونیا بر روی شیء مستقیما به دست آورد. هرچند این عملکرد بیشتر مناسب خورشید است. در این حالت چرخش صفحه تا زمانی که جسم آسمانی در نصف النهار است ادامه می یابد. زمان نجومی، حاصل شرایط اولیه یک ناحیه در صفحه اسطرلاب است. یک صفحه ویژه برای طول و عرض جغرافیایی وجود دارد که در آن افق (90 درجه انحراف از البروج دارد) (راستا حرکت سالانه خورشید در آسمان دایره ای ایجاد می نماید که دایره البروج نام دارد.) این صفحه برای پیدا کردن طول و عرض جغرافیایی آسمانی بکار می رود.
• زمان نجومی به آسانی از روی یک اسطرلاب قابل مشاهده است و زمان نجومی محلی در واقع بر اساس سرعت زاویه اعتدال بهاری در برج حمل صفر درجه 0° است (به اصطلاح اول برج حمل). برای یافتن ساعت نجومی و تعیین محل دقیق، صفحه مستقیماً در جهت فعلی البروج و اعتدال بهاری می چرخد.
• اسطرلاب به عنوان یک ابزار اسلامی اغلب برای پیدا کردن جهت قبله و تعیین اوقات شرعی مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان مثال زمان نماز عصر، زمانی است که سایه عمودی عقربه اسطرلاب برابر است با سایه عقربه در زمان ظهر بعلاوه طول خود عقربه.
• اسطرلاب ها می توانند برای حل مسائل مربوط به ماه و دیگر سیارات، گذر از نصف النهار و پیدا کردن موقعیت های آسمان یاری نمایند. اسطرلاب های شخصی توسط ملوانان و دریانوردان برای یافتن خبرنگاران ها؛ توسط معماران برای اندازه گیری شرایط سایه ها؛ توسط خبرنگاران شناسان برای مشاهده موقعیت خبرنگاران ها و همچنین در دانشکده و دانشگاه ها به عنوان وسیله اصلی در آموزش خبرنگاران شناسی کاربرد دارند.

تاریخچه ساخت اسطرلاب

اسطرلاب کانتربری از قرون وسطا (1388)

اسطرلاب جین فوزوریس

اسطرلاب ایرانی ساخته شده در قرن 18 میلادی

اسطرلاب کروی شکل اخترشناسی در سده های میانه اسلامی

اسطرلاب مدرن ساخته شده در تبریز در سال 2013

مجله ابوذریون: نگاهی اجمالی به رویدادهای روز ایران و جهان

عکسفا: مجله عکسفا، عکسها و رویدادهای اخیر دنیا

منبع: setare.com