کاربرد اسطرلاب چیست؟

Question

اسطرلاب که از ابزارهای قدیمی اخترشناسی است برای اندازه گیری چه چیزهایی استفاده میشده؟

بازدید از مرکز آموزشهای رایگان ویدئویی
بازدید از تولیدکنندگان ایران

marzieh sagheb alizadeh · Accepted Answer

اُسطُرلاب وسیله‌ای دقیق و علمی است که در قرن ششم ساخته و طراحی شدند و به طور گسترده از قرون وسطا در اروپا و دوره اسلام مورد استفاده عموم قرار گرفتند. در گذشته به منظور زمان سنجی و تخمین فاصله اجسام مورد استفاده قرار می‌گرفته است. اسطرلاب‌های مدرن می‌توانند برای حل مشکلات نجومی مانند تعیین زمان و مکان کاربردی باشند.

اُسطُرلاب وسیله‌ای دقیق و علمی است که در گذشته به منظور زمان سنجی و تخمین فاصله اجسام مورد استفاده قرار می‌گرفته است. یکی از انواع پرکاربرد اسطرلاب؛ اسطرلاب جهان نماست که ستاره شناسان را قادر ساخت تا بتوانند موقعیت خورشید و ستاره‌های پر نور و برجسته را نسبت به سطح افق و نصف النهار محاسبه کنند. این وسیله به آن‌ها کمک کرد تا تصویری هوایی از سیارات آسمانی و حوزه‌های اصلی مانند پیدایش خسوف و کسوف، استوای آسمانی، مدار راس السرطان، و مدار راس الجدی را داشته باشد. اسطرلاب جهان نما به سبب ویژگی هایش به عنوان نوعی کامپیوتر آنالوگ اولیه شناخته شده است.

اسطرلاب‌ها 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 اسطرلاب‌ها مورد استفاده دریانوردان و ناوبری نجومی (ناوبری با استفاده از صور فلکی) قرار گرفتند.

کاربرد اسطرلاب
اسطرلاب به اصطلاح دریایی بعد‌ها جایگزین دستگاه زاویه یاب شد. اسطرلاب جهان نمای معمولی که در قرون وسطا توسط ستاره شناسان استفاده می‌شد قدرت اندازه گیری ۸ تا ۴۶ سانتی‌متر (۳تا ۱۸ 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 شبکه‌ای از خطوط نشان دهنده مختصات آسمانی، یک صفحه با الگوی باز (صفحه اسطرلاب) شامل نقشه ستاره‌ها از جمله سیارات فوق‌الذکر که بر روی یک پین مرکزی متناظر با قطب شمالی آسمان قرار گرفته شده اند. یک گونیا دقیق (دستگاه تعیین سمت) که برای مشاهده وضعیت اشیا و اجسام در آسمان استفاده می‌شود. دستگاه تعیین سمت امکان نقشه برداری و تعیین مساحت اجسام و تخمین ارتفاع کوه‌ها را فراهم می‌سازد. بیشتر اسطرلاب‌ها از یک و یا چند صفحه تشکیل شده اند (اقلیم نگار) که با نقش و خطوط دارای مختصات دقیق که برای اندازه گیری‌های طول و عرض جغرافیایی بین سخت شامه و صفحه اسطرلاب حکاکی شده اند.

مهمترین کاربردهای اسطرلاب
در سده ۱۰ ام فردی به نام عبدالرحمان عمرآل صوفی رساله‌ای متشکل از ۳۸۶ بخش در باب جزئیات و هزاران کاربرد اسطرلاب نوشت. شاید آل صوفی در توصیف اسطرلاب اغراق کرده باشد، اما اسطرلاب می‌تواند بسیاری از مشکلات نجومی که ملزم ریاضیات پیچیده است را به آسانی حل کند. استفاده‌های روزمره اسطرلاب شناخته شده نیستند؛ مانند: تعیین ساعات روز و شب، تعیین محل اجرام آسمانی، همچنین ستاره شناسی. طالع بینی و ستاره شناسی که عناصری برگرفته از فرهنگ بودند باعث شدند تا از اسطرلاب به عنوان وسیله‌ای دم دست استفاده شود. تعیین اوقات شرعی برای مسلمانان از دیگر کاربرد‌های اسطرلاب بود. اسطرلاب‌های مدرن (اسطرلاب‌های شخصی) می‌توانند برای حل مشکلات نجومی مانند تعیین زمان و مکان کاربردی باشند.
۱) تعیین ساعت‌های شبانه روز:

تعیین ساعت شامل چند مرحله است:

ارتفاع خورشید و یا ستاره‌های روشن از سطح افق توسط پشت اسطرلاب تعیین می‌شود. سپس اسطرلاب در بالای چشم و در حالت معلق نگه داشته می‌شود و به سمتی متمایل گشته سپس خورشید و یا ستاره در پشت اسطرلاب روی یک خط قرار گرفته و دستگاه سمت نما تا زمانی که سایه خورشید و یا خود ستاره از طریق نقاط روی دستگاه قابل مشاهده شود می‌چرخد. ارتفاع، در پشت دستگاه اسطرلاب در قسمت مقیاس مشخص 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 می‌گیرد.
در جلوی دستگاه اسطرلاب؛ گونیا تا زمانی که کسوف در طول جغرافیایی خورشید قرار بگیرد می‌چرخد. نقطه‌ای که گونیا از موقعیت کسوف می‌گذرد موقعیت خورشید را مشخص می‌کند.
این گونیا به زمان خورشیدی بر اساس لبه‌های 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 شود. اندازه گیری و مقیاس‌های مناسب در پشت نسخه‌های جدید اسطرلاب‌های مدرن وجود دارد.

لازم به ذکر است، در اواسط قرون وسطا ساعات روز به عنوان بخشی از روز و یا شب گذشته بیان می‌شد. به این معنی که طلوع خورشید اولین ساعت روز بود، ظهر تا پایان ساعت شش بود، عصر از غروب خورشید تا پایان ساعت ۱۲؛ و شب از ساعت ۱ بامداد آغاز می‌شد. طول ساعت با توجه به عرض جغرافیایی در طول سال تغییر می‌کرد. مثلاً یک ساعت در تابستان طولانی‌تر از یک ساعت در زمستان بود. این ساعت‌ها (ساعت‌های غیر معمولی) نام داشتند. بسیاری از اسطرلاب‌ها منحنی‌های روی صفحه داشتند تا ساعت‌های غیر عادی شبانه روز را تعیین کنند. استفاده از ساعت‌های غیرمعمولی به منظور تعیین زمان به علت قابل اعتماد و دقیق نبودن به تدریج کاهش یافت. ساعت‌های جیبی در قرن ۱۷ و ۱۸ ام رونق یافتند و در دسترس بودند، اما استفاده از آن‌ها در بخش‌های مختلف جهان از قرن نوزدهم آغاز شد. استفاده از ساعت‌های غیر معمول آنقدر‌ها هم که به نظر می‌رسید احمقانه نبود. ساعت‌های غیر معمولی درصد وقت گذشته شده از روز را نشان می‌داد و استفاده از آن کاملا آسان و برای محیط‌ها مفید و مناسب بود.
۲) تعیین زمان رویداد‌های آسمانی
مثل تعیین زمان طلوع و غروب آفتاب و یا تعیین ارتفاع ستاره‌ها مشروط به تنظیم اسطرلاب و تعیین زمان دقیق رویدادها.
۱) تعیین موقعیت خورشید در زمان کسوف (تعیین طول و عرض جغرافیایی خورشید).
۲) تنظیم گونیا در جلو اسطرلاب به منظور تعیین موقعیت کسوف و خسوف
۳) 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 کنند می‌چرخند.
۴) تعیین ساعات خورشیدی از روی لبه‌های قرار گرفته خورشید روی گونیا.

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

دیگر استفاده‌ها

گونیا انحراف زاویه از خورشید را در بسیاری از اسطرلاب‌ها اندازه گیری می‌کند. زاویه انحراف یک جسم آسمانی را می‌توان 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 می‌یابد. زمان نجومی، حاصل وضعیت اولیه یک ناحیه در صفحه اسطرلاب است. یک صفحه ویژه برای طول و عرض جغرافیایی وجود دارد که در آن افق (۹۰ درجه انحراف از البروج دارد) (مسیر حرکت سالانه‌ی خورشید در آسمان دایره‌ای ایجاد می‌کند که دایره البروج نام دارد.) این صفحه برای پیدا کردن طول و عرض جغرافیایی آسمانی بکار می‌رود.

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 ۰° است (به اصطلاح اول برج حمل). برای یافتن ساعت نجومی و تعیین محل دقیق، صفحه مستقیماً در جهت فعلی البروج و اعتدال بهاری می‌چرخد.

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.

اسطرلاب‌ها می‌توانند برای حل مسائل مربوط به ماه و دیگر سیارات، گذر از نصف النهار و پیدا کردن موقعیت‌های آسمان کمک کنند. اسطرلاب‌های شخصی توسط ملوانان و دریانوردان برای یافتن ستاره ها؛ توسط معماران برای اندازه گیری وضعیت سایه‌ها؛ توسط ستاره شناسان برای مشاهده موقعیت ستاره‌ها و همچنین در دانشکده و دانشگاه‌ها به عنوان وسیله اصلی در آموزش ستاره شناسی کاربرد دارند.