Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о механическом устройстве. Для ирландского пэра см граф Оррери .
Небольшой стенд с изображением Земли и внутренних планет.

Планетарий представляет собой механическую модель Солнечной системы , которая иллюстрирует или предсказывает относительные положения и движений планет и лун , как правило , в соответствии с гелиоцентрической модели . Он также может представлять относительные размеры этих тел; однако, поскольку точное масштабирование часто нецелесообразно из-за фактических больших различий в соотношении, вместо этого можно использовать приглушенное приближение. Хотя у греков были действующие планетарии , первый оррери, который был планетарием современной эпохи, был построен в 1704 году, а один был подарен Чарльзу Бойлю, 4-му графу Оррери - отсюда и название. Обычно они приводятся в движение часовым механизмом.механизм с шаром, представляющим Солнце в центре, и с планетой на конце каждого из рычагов.

История [ править ]

Древние версии [ править ]

Антикитерский механизм (основной фрагмент), ок. 125 г. до н. Э.
Карло Дж. Кроче, реконструкция астрария Донди , первоначально построенного между 1348 и 1364 годами в Падуе.

Механизм Antikythera , обнаруженный в 1901 году в развалину от греческого острова Антикитера и широко изучены, экспонируются суточные движения на Солнце , Луна и пять известных планет . Он был датирован между 150 и 100 годами до нашей эры. Механизм с ручным приводом Antikythera сейчас считается одним из первых, но в течение многих десятилетий игнорировался, поскольку считался слишком сложным, чтобы быть подлинным. [1] Он был геоцентрическим и использовался в качестве механического калькулятора, предназначенного для расчета астрономических координат.

Согласно Цицерону , римскому философу, писавшему в первом веке до нашей эры, греческий эрудит Посидоний построил планетарную модель.

Ранние версии [ править ]

Астрономические часы (сторона Венеры-Меркурия), Эберхард Бальдевейн и др., Марбург-Кассель, 1563–1568 гг. - Mathematisch-Physikalischer Salon, Дрезден - DSC08057

В 1348 году Джованни Донди построил первый известный часовой механизм системы. Он отображает эклиптическое положение Луны , Солнца , Меркурия , Венеры , Марса , Юпитера и Сатурна согласно сложным геоцентрическим планетным теориям Птолемея. [2] [3] Сами часы утеряны, но Донди оставил полное описание своих астрономических зубчатых передач.

Еще в 1650 году П. Ширлеус построил геоцентрический планетарий с Солнцем в качестве планеты и с Меркурием и Венерой, вращающимися вокруг Солнца в качестве его спутников . [4]

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 , календарю, восходу и закату, а также автоматизированному астрономическому методу. сфера с анимированным символом Солнца, которая впервые на небесном шаре показывает реальное положение Солнца, включая уравнение времени . [5] [6]Часы теперь выставлены в Касселе в Astronomisch-Physikalisches Kabinett и в Дрездене в Mathematisch-Physikalischer Salon.

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 вращается вокруг Земли . Он заметил, что некоторые греческие философы, такие как Аристарх Самосский, предложили гелиоцентрическую вселенную. Это упростило кажущееся эпициклическое движение планет, сделав возможным представить траектории планет в виде простых кругов. Это можно смоделировать с помощью шестерен. Усовершенствованные инструменты Тихо Браге позволяли производить точные наблюдения неба (1576–1601 гг.), И с их помощью Иоганн Кеплер(1621) пришел к выводу, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллипсам . В 1687 году Исаак Ньютон объяснил причину эллиптического движения в своей теории гравитации . [7]

Современные оррери [ править ]

Оррери внутри Sphaera Copernicana, спроектированный Джозефом Готторпским и построенный Андреасом Бёшем, 1653 г.
Философ, читающий лекцию об Оррери (ок. 1766 г.) Джозефа Райта из Дерби
Оррери, построенный резчиком шерсти Эйсе Эйсингой с 1774 по 1781 год в своей гостиной, является старейшим действующим планетарием в мире.

Часовые мастера Джордж Грэм и Томас Томпион построили первый современный завод около 1704 года в Англии. [8] Грэм дал первую модель или ее дизайн знаменитому производителю инструментов Джону Роули из Лондона, чтобы сделать копию для принца Евгения Савойского . Роули было поручено сделать еще одну копию для своего покровителя Чарльза Бойла, 4-го графа Оррери , от которого устройство и получило свое название на английском языке. [9] [10] Эта модель была подарена сыну Чарльза Джону, позже 5-му графу Корк и 5-му графу Оррери . Независимо, Христиан Гюйгенсопубликовал в 1703 году подробности гелиоцентрической планетарной машины, которую он построил, проживая в Париже между 1665 и 1681 годами. Он рассчитал зубчатые передачи, необходимые для представления 365,242 дня в году, и использовал это для получения циклов главных планет. [4]

Картина Джозефа Райта « Философ, читающая лекцию об Оррери», в которой вместо Солнца помещается лампа (около 1766 г.), которая висит в музее и художественной галерее Дерби , изображает группу, слушающую лекцию естествоиспытателя. . Солнце в медной витрине 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 . [11]

Для того, чтобы поместить это в хронологическом контексте, в 1762 году Джон Харрисон «s морского хронометра первым включено точное измерение долготы . В 1766 году астроном Иоганн Даниэль Тициус впервые продемонстрировал, что среднее расстояние каждой планеты от Солнца может быть представлено в следующей прогрессии:

То есть 0,4, 0,7, 1,0, 1,6, 2,8, 5,2 ... Числа относятся к астрономическим единицам , среднему расстоянию между Солнцем и Землей, которое составляет 1,496 × 10⁸ км (93 × 10⁶ миль). Дерби Оррери не показывает среднее расстояние, но демонстрирует относительные движения планет.

Планетарий Эйсинга был построен с 1774 по 1781 год Эйсе Эйсингой в его доме во Франекере , Нидерланды. Он отображает планеты по ширине потолка комнаты и работает почти постоянно с момента его создания. [12] Этот оррери представляет собой планетарий в обоих смыслах этого слова: сложная машина, показывающая планетные орбиты, и театр для изображения движения планет. Дом Эйзинга был куплен голландской королевской семьей, которая выделила ему пенсию.

Бенджамин Мартин Оррери 1766 года, используемый в Гарварде

В 1764 году Бенджамин Мартин изобрел планетную модель нового типа, в которой планеты были перенесены на медные рукава, ведущие из серии концентрических или коаксиальных труб. При такой конструкции было трудно заставить планеты вращаться и заставить луны вращаться вокруг планет. Мартин предположил , что обычный планетарий должен состоять из трех частей: планетарий , где планеты вращаются вокруг Солнца, то Теллурий (также Tellurian или теллура ) , который показал , наклонную ось Земли и как она вращается вокруг Солнца, и lunarium , которые показал эксцентрическое вращение Луны вокруг Земли. В одном устройстве эти три механизма можно установить на общем столе, по отдельности используя центральный шпиндель в качестве первичного двигателя. [1]

Объяснение [ править ]

Все оррери - это планетарии или планетарии (альтернативное множественное число). Термин оррери существует только с 1714 года. Большой оррери - это тот, который включает внешние планеты, известные на момент его постройки. Слово планетарий было захвачено и теперь обычно относится к полусферическим кинотеатрам, в которых изображения ночного неба проецируются на поверхность над головой. Планетарии (оррери) могут быть самых разных размеров - от портативных до комнатных. Оррери используется для демонстрации движения планет, а механическое устройство, используемое для предсказания затмений и прохождений , называется астрарием .

Оррери должен правильно включать Солнце, Землю и Луну (плюс, возможно, другие планеты). Модель, которая включает только Землю, Луну и Солнце, называется теллурием или теллуром, а модель , которая включает только Землю и Луну, - лунарием . Jovilabe представляет собой модель Юпитера и его спутников. [13]

ПланетаСредн. Расстояние
от Солнца		Диаметр
(в
диаметрах Земли )		Масса
(в массах Земли )		ПлотностьКол-во
лун		Период обращения
(лет)		Наклон
к эклиптике
(градусы)		Осевой наклон
(градусы)		Период вращения
(сидерический)
Меркурий0,39 АЕ0,380,055,5 г / см³00,247,0 °0 °59 дней
Венера0,720,950,825,300,623,4 °177 °-243 дня
земной шар1,001,001,005.511,000 °23 °23,9 часов
Марс1,520,530,113.921,881.9 °25 °24,5 часов
Юпитер5.2011.21317,91.37911,91,3 °3 °10 часов
Сатурн9,549,4595,20,78229,52,5 °27 °11 часов
Уран19,24.0114,51.327840,8 °98 °-17 часов
Нептун30,13,8817,11.6141651,8 °28 °16 часов

Планетарий покажет орбитальный период 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. На нем будет изображена Луна Земли, вращающаяся вокруг Земли. [14] Лунарий предназначен для демонстрации сложных движений Луны, когда она вращается вокруг Земли.

Оррери обычно не масштабируются . Человеческие оррерии, где люди перемещаются как планеты, также были построены, но большинство из них временное. В обсерватории Арма в Северной Ирландии существует постоянный человеческий оррериум , в котором находятся шесть древних планет, Церера и кометы Галлея и Энке . Уран и за его пределами также показаны, но в довольно ограниченном виде. [15]Другой находится в обсерватории и природном центре Sky's The Limit в Твентинайн-Палмс, Калифорния. Это соответствует масштабу (20 миллиардов к одному), точному для положения человека (с точностью до четырех дней). Первые четыре планеты относительно близки друг к другу, но следующие четыре требуют определенного количества пеших походов, чтобы посетить их. [16] Перепись всех постоянных поселений людей была инициирована французской группой F-HOU с новой попыткой изучить их влияние на образование в школах. [17] Доступна карта известных человеческих территорий [18]

Обычные механические часы можно было бы использовать для создания чрезвычайно простой системы координат с Солнцем в центре, Землей на минутной стрелке и Юпитером на часовой стрелке; Земля сделает 12 оборотов вокруг Солнца за каждый 1 оборот Юпитера. Фактический год Юпитера составляет 11,86 земных лет, поэтому этот конкретный пример быстро потеряет точность. Настоящая оррери была бы более точной и включала бы больше планет, а также, возможно, заставила бы планеты вращаться.

Проекции [ править ]

Многие планетарии (здания) имеют проекционное устройство , которое проецирует на купол планетария Солнце с точками или небольшими изображениями планет. Обычно они ограничены планетами от Меркурия до Сатурна , хотя некоторые включают Уран . Источники света для планет проецируются на зеркала, которые связаны с двигателем, приводящим в движение изображения на куполе. Обычно Земля обращается 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 для обращения по орбите вокруг Солнца, потребуется 37 секунд, чтобы завершить оборот по орбите, а Юпитеру потребуется 11 минут 52 секунды.

Некоторые планетарии воспользовались этим, чтобы использовать оррери для моделирования планет и их спутников. Таким образом, Меркурий обращается вокруг Солнца за 0,24 земного года, в то время как Фобос и Деймос вращаются вокруг Марса с таким же соотношением времени 4: 1. Операторы планетария, желающие показать это, поместили красную крышку на Солнце (чтобы оно напоминало Марс) и выключили все планеты, кроме Меркурия и Земли. Подобные уловки можно использовать, чтобы показать Плутон и его пять спутников.

Известные orreries [ править ]

Оррери, сделанный Робертом Бреттелом Бэйтом , около 1812 года. Сейчас в Thinktank, Бирмингемском научном музее .

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 Franeker построен шерсть Carder имени Эйз Эйзинг в своей собственной гостиной, в маленьком городе Франекер в Фрисландии , на самом деле это планетарий. Он был построен между 1774 и 1781 годами. «Лицо» модели смотрит вниз с потолка комнаты, при этом большая часть механических работ находится в пространстве над потолком. Он приводится в движение маятниковыми часами, которые имеют 9 грузов или прудов. Планеты перемещаются по модели в реальном времени. [19]

Новаторская концепция заключается в том, чтобы люди играли роль движущихся планет и других объектов Солнечной системы. Такая модель, называемая человеческим оррери, была с точностью создана в обсерватории Арма . [15]

В популярной культуре [ править ]

  • Строительная система Meccano - это популярный инструмент для создания высокоточных садовых сооружений. Модель 391, первый Meccano Orrery, была описана в июньском 1918 году Meccano Manual. [20] [21]
  • В предыстории Темного Кристалла УрСкек ТекТих с помощью своего товарища УрСкек ШодЙод создал гигантский автоматический оррери для Аугры в обсерватории на вершине горы, где она живет.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Калверт, HR (1967). Астрономия: глобусы Orreries и другие модели . Лондон: HMSO ASIN  B001A9C9SQ .
  2. ^ Король, Генрих C .; Миллберн, Джон Р. (1978). Ориентация на звезды: эволюция планетариев, садовников и астрономических часов . Торонто: Университет Торонто Press . С.  28–41 . ISBN 0-8020-2312-6.
  3. ^ Ллойд, Х. Алан (1958). Некоторые выдающиеся часы за семьсот лет . Лондон: Леонард Хилл Букс Лимитед. С. 9–24.
  4. ^ a b Брюстер, Дэвид (1830). «Планетарные машины». Эдинбургская энциклопедия . 16 . Эдинбург: Уильям Блэквуд и др. п. 624.
  5. ^ Lloyd (1958), стр. 46-57.
  6. ^ Пулль, Эммануэль ; Сэндиг, Гельмут; Шардин, Иоахим; Хассельмейер, Лотар (2008). Die Planetenlaufuhr: ein Meisterwerk der Astronomie und Technik der Renaissance geschaffen von Eberhard Baldewein 1563 - 1568 (1-е изд.). Штутгарт: Dt. Gesellschaft für Chronometrie. ISBN 978-3-89870-548-6.
  7. ^ Ронан, Колин (1992) [Впервые опубликовано в 1981 году]. Практический астроном . Лондон: Bloomsbury Books. С. 108–112. ISBN 1-85471-047-8.
  8. ^ Карлайл, Родни (2004). Научно-американские изобретения и открытия , стр. 189. John Wiley & Songs, Inc., Нью-Джерси. ISBN 0-471-24410-4 . 
  9. ^ "Оррери" . Оксфордский словарь английского языка (Интернет-изд.). Издательство Оксфордского университета. (Требуется подписка или членство в учреждении-участнике .)
  10. ↑ Лей, Вилли (февраль 1965 г.). «Предтечи планетария» . Довожу до вашего сведения. Научная фантастика Галактики . С. 87–98.
  11. ^ «Революционные игроки» . Search.revolutionaryplayers.org.uk. Архивировано из оригинала на 2011-07-24 . Проверено 9 февраля 2010 .
  12. ^ «Добро пожаловать - планетарий Фрисландия» . www.planetarium-friesland.nl .
  13. ^ Pentz, MJ (1971). Земля, ее форма, внутреннее устройство и состав . OU_S100_22. Блетчли: Издательство Открытого университета . ISBN 978-0-335-02034-8.
  14. ^ "Адлер планетарий: исследовательские коллекции" . 1300 Саут-Лейк-Шор-Драйв • Чикаго, штат Иллинойс, 60605: планетарий Адлера. 2010. Архивировано из оригинального 27 января 2012 года . Проверено 22 июня 2011 года .CS1 maint: location ( ссылка )
  15. ^ a b "Человеческая обсерватория Арма" .
  16. ^ "Оррери" . Обсерватория и природный центр Sky's The Limit .
  17. ^ "The Human Orrery" . planetaire.over-blog.com .
  18. ^ "Список" Planetaires Humains - Human Orreries "Эммануэля Роллинде" . Список Эммануэля Роллинде "Planetaires Humains - Human Orreries" .
  19. ^ Sixma, H (ноябрь 1934). "Планетарий Франекера" . Популярная астрономия . SAO / NASA ADS. XLII (9): 489–495. Bibcode : 1934PA ..... 42..489S . Проверено 22 июня 2011 .
  20. ^ «Анализ руководств Meccano - списки моделей руководств» . www.meccanoindex.co.uk .
  21. ^ Уайтинг, Майкл (2007). «Разработки Оррери: Использование Меккана в Конструировании Планетарии» (PDF) . Бюллетень Общества научных приборов (94): 26–30. CiteSeerX 10.1.1.694.9199 . Архивировано из оригинального (PDF) 21 декабря 2014 года . Проверено 3 мая 2017 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Симулятор солнечной системы JPL
  • Фонд Long Now Оррери
  • Пенсильванский университет Оррери