Esfera armilar - Armillary sphere

Jost Bürgi e Antonius Eisenhoit : esfera armilar com relógio astronômico , feita em 1585 em Kassel , agora no Nordiska Museet em Estocolmo

Uma esfera armilar (variações são conhecidas como astrolábio esférico , armilla ou armil ) é um modelo de objetos no céu (na esfera celeste ), consistindo em uma estrutura esférica de anéis, centrados na Terra ou no Sol , que representam linhas de longitude e latitude celestiais e outras características astronomicamente importantes, como a eclíptica . Como tal, difere de um globo celeste , que é uma esfera lisa cujo objectivo principal é mapear as constelações . Foi inventado separadamente na Grécia e na China antigas , com uso posterior no mundo islâmico e na Europa medieval .

Com a Terra como centro, uma esfera armilar é conhecida como Ptolomaica . Com o Sol como centro, é conhecido como Copernicano .

A bandeira de Portugal apresenta uma esfera armilar. A esfera armilar também é destaque na heráldica portuguesa , associada às descobertas portuguesas durante a Era das Explorações . Manuel I de Portugal , por exemplo, tomou-o como um dos seus símbolos onde apareceu no seu estandarte e nas primeiras cerâmicas de exportação chinesas feitas para a corte portuguesa. Na bandeira do Império do Brasil , a esfera armilar também é destaque.

Descrição e uso

Diagrama de esfera armilar

As partes externas desta máquina são uma compilação [ou estrutura] de anéis de latão, que representam os principais círculos do céu.

  1. O equinocial A , que é dividido em 360 graus (começando em sua intersecção com a eclíptica em Áries) para mostrar a ascensão reta do sol em graus; e também em 24 horas, para mostrar sua reta ascensão no tempo.
  2. A eclíptica B , que é dividida em 12 signos, e cada signo em 30 graus e também nos meses e dias do ano; de tal maneira que o grau ou ponto da eclíptica em que o sol está, em qualquer dia, fique sobre aquele dia no círculo dos meses.
  3. O trópico de Câncer C , tocando a eclíptica no início de Câncer em e , e o trópico de Capricórnio D , tocando a eclíptica no início de Capricórnio em f ; cada 23½ graus do círculo equinocial.
  4. O círculo ártico E , e do Antárctico círculo F , cada 23½ graus a partir do seu respectivo poste em N e S .
  5. A colura equinocial G , passando pelos pólos norte e sul do céu em N e S , e pelos pontos equinociais Áries e Libra, na eclíptica.
  6. A colura solsticial H , passando pelos pólos do céu, e pelos pontos solsticiais Câncer e Capricórnio, na eclíptica. Cada quarto da primeira dessas coluras é dividido em 90 graus, do equinocial aos pólos do mundo, para mostrar a declinação do sol, da lua e das estrelas; e cada quarto deste último, da eclíptica como e e f , até seus pólos b e d , para mostrar a latitude das estrelas.

No pólo norte da eclíptica está uma porca b , à qual é fixada uma extremidade do fio quadrantal, e na outra extremidade um pequeno sol Y , que é levado ao redor da eclíptica B - B , girando a porca: e em o pólo sul da eclíptica é um pino d , no qual está outro fio quadrantal, com uma pequena lua Ζ sobre ele, que pode ser movida à mão: mas há um artifício particular para fazer com que a lua se mova em uma órbita que cruza a eclíptica em um ângulo de 5 ° graus, para pontos opostos chamados de nós da lua ; e também para deslocar esses pontos para trás na eclíptica, como os nós da lua mudam no céu.

Dentro destes anéis circulares é um pequeno globo terrestre I , fixa num eixo K , que se estende desde os pólos norte e sul do globo no n e s , para os da esfera celeste em N e S . Neste eixo está fixado o meridiano celeste plano LL , que pode ser colocado diretamente sobre o meridiano de qualquer lugar do globo, de modo a manter-se sobre o mesmo meridiano sobre ele. Este meridiano plano é graduado da mesma maneira que o meridiano de latão do globo comum e seu uso é praticamente o mesmo. A este globo é encaixado o horizonte móvel M , de modo a girar sobre os dois fios fortes procedentes de seus pontos leste e oeste para o globo, e entrando no globo nos pontos opostos de seu equador, que é um anel de latão móvel colocado em o globo em uma ranhura ao redor de seu equador. O globo pode ser rodada manualmente no interior deste anel, de modo a colocar um determinado meridiano em cima dele, directamente sob o meridiano celeste L . O horizonte é dividido em 360 graus ao redor de sua borda externa, dentro da qual estão os pontos da bússola, para mostrar a amplitude do sol e da lua, tanto em graus quanto em pontos. O meridiano celeste L passa por dois entalhes nos pontos norte e sul do horizonte, como em um globo comum: ambos aqui, se o globo for girado, o horizonte e o meridiano giram com ele. No pólo sul da esfera há um círculo de 25 horas, fixado aos anéis, e no eixo há um índice que gira em torno desse círculo, se o globo for girado em torno de seu eixo.

O diagrama original do livro de Su Song de 1092, mostrando o funcionamento interno de sua torre do relógio ; uma esfera armilar girada mecanicamente coroa o topo.

Todo o tecido é apoiado em um pedestal N , podendo ser elevado ou rebaixado sobre a junta O , em qualquer número de graus de 0 a 90, por meio do arco P , que é fixado no forte braço de latão Q , e corrediças na peça vertical R , na qual está um parafuso em r , para fixá-lo em qualquer elevação adequada.

Na caixa T estão duas rodas (como na esfera do Dr. Long) e dois pinhões, cujos eixos saem em V e U ; qualquer dos quais pode ser transformado pelo pequeno guincho W . Quando o guincho é colocado sobre o eixo V , e voltado para trás, o globo terrestre, com seu horizonte e meridiano celeste, mantém-se em repouso; e toda a esfera de círculos gira de leste, para sul, para oeste, levando o sol Y e a lua Z , ao redor da mesma maneira, e fazendo com que eles se elevem acima e se ponham abaixo do horizonte. Mas quando o guincho é colocado sobre o eixo U e voltado para a frente, a esfera com o sol e a lua permanece em repouso; e a terra, com seu horizonte e meridiano, gira do horizonte para o sol e a lua, para onde esses corpos vieram quando a terra permaneceu em repouso, e eles foram carregados ao redor dela; mostrando que eles surgem e se põem nos mesmos pontos do horizonte, e ao mesmo tempo no círculo das horas, seja o movimento na terra ou no céu. Se o globo terrestre for girado, o índice de horas gira em torno de seu círculo de horas; mas se a esfera for girada, o círculo horário fica abaixo do índice.

E assim, por esta construção, a máquina é igualmente adequada para mostrar o movimento real da terra ou o movimento aparente do céu.

Para rectificar a esfera para o uso, em primeiro lugar afrouxar o parafuso r na posição vertical da haste de R , e agarrando o braço de Q , mover para cima ou para baixo até que o grau de latitude dada para qualquer lugar estar no lado da haste de R ; e então o eixo da esfera será devidamente elevado, de modo a ficar paralelo ao eixo do mundo, se a máquina for posicionada norte e sul por uma pequena bússola: isso feito, conte a latitude do pólo norte, sobre o o meridiano celeste L , descendo em direção ao entalhe norte do horizonte, e define o horizonte para essa latitude; então, gire a porca b até que o sol Y chegue ao dia dado do ano na eclíptica, e o sol estará em seu lugar apropriado para aquele dia: encontre o lugar do nó ascendente da lua, e também o lugar do lua, por uma efeméride, e configurá-los direito em conformidade: finalmente, transformar o guincho W , até que o sol nasce até ao meridiano L , ou até o meridiano vem ao sol (de acordo como você quer a esfera ou da terra se mover) e defina o índice de horas como XII, marcado ao meio-dia, e toda a máquina será corrigida. - Em seguida, gire o guincho e observe quando o sol ou a lua nasce e se põe no horizonte, e o índice de horas mostrará seus horários para o dia determinado.

História

China

Esfera armilar no antigo Observatório de Pequim

Ao longo da história chinesa , os astrônomos criaram globos celestes ( chinês :渾象) para auxiliar na observação das estrelas. Os chineses também usaram a esfera armilar para auxiliar cálculos e cálculos do calendário .

De acordo com Needham, o desenvolvimento mais antigo da esfera armilar na China remonta aos astrônomos Shi Shen e Gan De no século 4 aC, pois eles eram equipados com um instrumento armilar de anel único primitivo. Isso teria permitido que eles medissem a distância polar norte (declinação), uma medida que dava a posição em xiu (ascensão reta). A datação de Needham no século 4, no entanto, é rejeitada pelo sinologista britânico Christopher Cullen , que traça o início desses dispositivos até o século 1 aC.

Durante a Dinastia Han Ocidental (202 aC - 9 dC), desenvolvimentos adicionais feitos pelos astrônomos Luoxia Hong (落下 閎), Xiangyu Wangren e Geng Shouchang (耿壽昌) promoveram o uso do armilar em seu estágio inicial de evolução. Em 52 aC, foi o astrônomo Geng Shouchang quem introduziu o primeiro anel equatorial permanentemente fixo da esfera armilar. No período subsequente da Dinastia Han Oriental (23–220 DC), os astrônomos Fu An e Jia Kui adicionaram o anel eclíptico por volta de 84 DC. Com o famoso estadista, astrônomo e inventor Zhang Heng (張衡, 78–139 DC), a esfera estava totalmente completa em 125 DC, com horizonte e anéis de meridianos. O primeiro globo celestial movido a água do mundo foi criado por Zhang Heng, que operou sua esfera armilar usando um relógio clepsidra de entrada (veja o artigo de Zhang para mais detalhes).

Desenvolvimentos subsequentes foram feitos após a Dinastia Han que melhorou o uso da esfera armilar. Em 323 DC, o astrônomo chinês Kong Ting conseguiu reorganizar a disposição dos anéis na esfera armilar de modo que o anel eclíptico pudesse ser fixado ao equador em qualquer ponto desejado. O astrônomo chinês e matemático Li Chunfeng (李淳風) da dinastia Tang criou um em 633 AD com três camadas esféricas para calibrar múltiplos aspectos de observações astronômicas, chamando-os 'ninhos' (Chhung). Ele também foi responsável por propor um plano de montagem de um tubo de mira eclipticamente para melhor observação das latitudes celestes. No entanto, foi o astrônomo, matemático e monge Yi Xing chinês Tang no século seguinte que realizaria essa adição ao modelo da esfera armilar. Montagens eclípticas deste tipo foram encontradas nos instrumentos armilares de Zhou Cong e Shu Yijian em 1050, bem como na esfera armilar de Shen Kuo do final do século 11, mas depois desse ponto eles não eram mais empregados em instrumentos armilares chineses até a chegada de os jesuítas europeus .

Globo celestial da Dinastia Qing

Em 723 DC, Yi Xing (一行) e o oficial do governo Liang Ling-zan (梁 令 瓚) combinaram o globo celestial movido a água de Zhang Heng com um dispositivo de escape . Com tambores batendo a cada quarto de hora e sinos tocando automaticamente a cada hora inteira, o dispositivo também era um relógio marcante . A famosa torre do relógio que o polímata chinês Su Song construiu em 1094 durante a Dinastia Song empregaria o escapamento de Yi Xing com conchas de roda d'água preenchidas por gotejamento de clepsidra e alimentava uma esfera armilar de coroação, um globo celestial central e manequins operados mecanicamente que sairiam mecanicamente portas abertas da torre do relógio em horários específicos para tocar sinos e gongos para anunciar a hora, ou para segurar placas anunciando horas especiais do dia. Houve também o cientista e estadista Shen Kuo (1031–1095). Como oficial chefe do Bureau de Astronomia, Shen Kuo era um ávido estudioso de astronomia e melhorou os projetos de vários instrumentos astronômicos: o gnômon , a esfera armilar, o relógio da clepsidra e o tubo de mira fixado para observar a estrela polar indefinidamente. Quando Jamal al-Din de Bukhara foi convidado a estabelecer uma 'Instituição Astronômica Islâmica' na nova capital de Khubilai Khan durante a Dinastia Yuan , ele encomendou uma série de instrumentos astronômicos, incluindo uma esfera armilar. Foi notado que "os astrônomos chineses vinham construindo [eles] desde pelo menos 1092".

Índia

A esfera armilar foi usada para observação na Índia desde os primeiros tempos e encontra menção nas obras de Āryabhata (476 EC). O Goladīpikā - um tratado detalhado que trata dos globos e da esfera armilar foi composto entre 1380 e 1460 DC por Parameśvara . Sobre o assunto do uso da esfera armilar na Índia, Ōhashi (2008) escreve: "A esfera armilar indiana ( gola-yantra ) era baseada em coordenadas equatoriais, ao contrário da esfera armilar grega, que era baseada em coordenadas eclípticas, embora o A esfera armilar indiana também tinha um arco eclíptico. Provavelmente, as coordenadas celestes das estrelas de junção das mansões lunares eram determinadas pela esfera armilar desde o século sétimo. Havia também um globo celestial girado por água corrente. "

Mundo helenístico e Roma Antiga

Ptolomeu com um modelo de esfera armilar , de Joos van Ghent e Pedro Berruguete , 1476, Louvre , Paris

O astrônomo grego Hiparco (c. 190 - c. 120 aC) creditou Eratóstenes (276-194 aC) como o inventor da esfera armilar. Os nomes deste dispositivo em grego incluem ἀστρολάβος astrolabos e κρικωτὴ σφαῖρα krikōtē sphaira "esfera anelada". O nome inglês desse dispositivo vem, em última análise, do latim armilla (círculo, pulseira), pois possui um esqueleto feito de círculos de metal graduados que ligam os pólos e representam o equador , a eclíptica , meridianos e paralelos . Normalmente, uma bola representando a Terra ou, posteriormente, o Sol é colocada em seu centro. É usado para demonstrar o movimento das estrelas ao redor da Terra. Antes do advento do telescópio europeu no século 17, a esfera armilar era o principal instrumento de todos os astrônomos para determinar as posições celestes.

Em sua forma mais simples, consistindo em um anel fixado no plano do equador, a armilla é um dos mais antigos instrumentos astronômicos. Ligeiramente desenvolvido, era atravessado por outro anel fixado no plano do meridiano. O primeiro era um equinocial, o segundo uma armilla solsticial. As sombras foram usadas como índices das posições do sol, em combinações com divisões angulares. Quando vários anéis ou círculos foram combinados representando os grandes círculos do céu, o instrumento tornou-se uma esfera armilar.

As esferas armilares foram desenvolvidas pelos gregos helenísticos e usadas como ferramentas de ensino já no século III aC. Em formas maiores e mais precisas, também eram usados ​​como instrumentos de observação. No entanto, a esfera armilar totalmente desenvolvida com nove círculos talvez não tenha existido até meados do século 2 DC, durante o Império Romano . Eratóstenes provavelmente usou uma armilla solsticial para medir a obliquidade da eclíptica. Hipparchus provavelmente usou uma esfera armilar de quatro anéis. O geógrafo e astrônomo greco-romano Ptolomeu (c. 100-170 DC) descreve seu instrumento, o astrolabon , em seu Almagesto . Consistia em pelo menos três anéis, com um círculo graduado dentro do qual outro poderia deslizar, carregando dois pequenos tubos posicionados frente a frente e sustentados por um fio de prumo vertical.

Oriente Médio medieval e Europa

Uma esfera armilar em uma pintura do artista italiano florentino Sandro Botticelli , c. 1480.
Uma ilustração otomana de uma esfera armilar, século 16

Astrônomos persas e árabes produziram uma versão melhorada da esfera armilar grega no século 8 e escreveram sobre ela no tratado de Dhat al-Halaq ou O instrumento com os anéis do astrônomo persa Fazari (dc 777). Abbas Ibn Firnas (d.887) é pensado para ter produzido um outro instrumento com anéis (esfera armilar) no século 9 que ele deu ao Califa Muhammad I (governou 852-886). O astrolábio esférico, uma variação do astrolábio e da esfera armilar, foi inventado durante a Idade Média no Oriente Médio . Por volta de 550 DC, o filósofo cristão John Philoponus escreveu um tratado sobre o astrolábio em grego, que é o primeiro tratado existente sobre o instrumento. A descrição mais antiga do astrolábio esférico remonta ao astrônomo persa Nayrizi ( fl. 892–902). Os astrônomos muçulmanos também inventaram independentemente o globo celeste, que era usado principalmente para resolver problemas na astronomia celestial. Hoje, 126 desses instrumentos permanecem em todo o mundo, os mais antigos do século XI. A altitude do Sol ou a Ascensão Reta e Declinação das estrelas podem ser calculadas com estes, inserindo a localização do observador no anel do meridiano do globo.

A esfera armilar foi reintroduzida na Europa Ocidental via Al-Andalus no final do século 10 com os esforços de Gerbert d'Aurillac, o mais tarde Papa Silvestre II (r. 999–1003). O Papa Silvestre II aplicou o uso de tubos de mira com sua esfera armilar para fixar a posição da estrela polar e registrar medições para os trópicos e o equador .

Coréia

As ideias chinesas de astronomia e instrumentos astronômicos foram introduzidas na Coréia, onde outros avanços também foram feitos. Jang Yeong-sil , um inventor coreano , recebeu ordens do rei Sejong, o Grande de Joseon, para construir uma esfera armilar. A esfera, construída em 1433, recebeu o nome de Honcheonui (혼천의, 渾天儀).

O Honcheonsigye , uma esfera armilar ativada por um mecanismo de relógio funcional, foi construído pelo astrônomo coreano Song Iyeong em 1669. É o único relógio astronômico remanescente da Dinastia Joseon . O mecanismo da esfera armilar sucedeu ao da esfera armilar da era Sejong (Honŭi 渾儀, 1435) e da esfera celeste (Honsang 渾象, 1435), e ao aparelho de transporte solar de Jade Clepsydra (Ongnu 玉 漏, 1438). Esses mecanismos são semelhantes à esfera armilar de Ch'oe Yu-ji (崔 攸 之, 1603 ~ 1673) (1657). A estrutura do trem que vai do tempo e o mecanismo de liberação do golpe na parte do relógio são influenciados pelo escape da coroa que foi desenvolvido a partir do século 14, e é aplicado ao sistema de engrenagens que foi aprimorado até meados do século 17 no Western estilo relógio. Em particular, o dispositivo de cronometragem do Relógio Armilar de Song I-yŏng adota o sistema de relógio de pêndulo do início do século 17, que poderia melhorar notavelmente a precisão de um relógio.

Esfera armilar zodiacal de Tycho Brahe, de seu Astronomiae Instauratae Mechanica (Wandesburg, 1598), p. 36

Renascimento

Outros avanços neste instrumento foram feitos pelo astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546–1601), que construiu três grandes esferas armilares que usou para medições altamente precisas das posições das estrelas e planetas. Eles foram descritos em seu Astronomiae Instauratae Mechanica .

As esferas armilares estiveram entre os primeiros dispositivos mecânicos complexos. Seu desenvolvimento levou a muitas melhorias nas técnicas e design de todos os dispositivos mecânicos. Cientistas e figuras públicas do Renascimento muitas vezes tiveram seus retratos pintados mostrando-os com uma mão em uma esfera armilar, que representava o auge da sabedoria e do conhecimento .

A esfera armilar sobrevive como útil para o ensino e pode ser descrita como um esqueleto do globo celeste, a série de anéis representando os grandes círculos do céu, e girando em um eixo dentro de um horizonte. Com a Terra como centro, tal esfera é conhecida como ptolomaica; com o sol no centro, como copernicano.

Uma representação de uma esfera armilar está presente no moderno pavilhão de Portugal e tem sido um símbolo nacional desde o reinado de D. Manuel I .

A esfera armilar em Genebra

Globo celestial perfeito

Na década de 1980, Emilie Savage-Smith descobriu vários globos celestiais sem costuras em Lahore e na Caxemira . Objetos ocos são normalmente moldados em duas metades, e Savage-Smith indica que a moldagem de uma esfera sem costura era considerada impossível, embora técnicas como a moldagem rotacional tenham sido usadas desde pelo menos os anos 60 para produzir esferas sem costura semelhantes. O mais antigo globo sem costura foi inventado na Caxemira pelo astrônomo e metalúrgico muçulmano Ali Kashmiri ibn Luqman em 1589-1590 (AH 998) durante o reinado de Akbar, o Grande ; outro foi produzido em 1659-60 (1070 AH) por Muhammad Salih Tahtawi com inscrições em árabe e sânscrito ; e o último foi produzido em Lahore pelo astrônomo e metalúrgico hindu Lala Balhumal Lahori em 1842 durante o reinado de Jagatjit Singh Bahadur . 21 desses globos foram produzidos, e estes permanecem os únicos exemplos de globos de metal sem costura. Esses metalúrgicos Mughal usaram o método de fundição por cera perdida para produzir esses globos.

jogos Paralímpicos

Um modelo baseado em arte de uma esfera armilar tem sido usado desde 1º de março de 2014 para acender a chama da herança paralímpica no Estádio Stoke Mandeville , no Reino Unido. A esfera inclui uma cadeira de rodas que o usuário pode girar para acender a chama como parte de uma cerimônia para celebrar o passado, o presente e o futuro do Movimento Paraolímpico no Reino Unido. A esfera armilar foi criada pelo artista Jon Bausor e será usada para eventos futuros da Heritage Flame. A chama da primeira cerimônia foi acesa pela medalha de ouro em Londres 2012 , Hannah Cockroft .

Heráldica e vexilologia

A bandeira de Portugal apresenta uma esfera armilar pronunciada

A esfera armilar é comumente utilizada em heráldica e vexilologia , sendo principalmente conhecida como um símbolo associado a Portugal , ao Império Português e aos descobrimentos portugueses .

No final do século XV, a esfera armilar tornou-se o emblema heráldico pessoal do futuro Rei Manuel I de Portugal , quando ainda era Príncipe . A intensa utilização deste distintivo em documentos, monumentos, bandeiras e outros suportes, durante o reinado de D. Manuel I, transformou a esfera armilar de simples símbolo pessoal em nacional que representava o Reino de Portugal e em particular o seu Império Ultramarino . Como símbolo nacional, a esfera armilar continuou a ser utilizada após a morte de Manuel I.

No século 17, passou a ser associada ao domínio português do Brasil . Em 1815, quando o Brasil ganhou o status de reino unido ao de Portugal, seu brasão foi formalizado como uma esfera armilar dourada em um campo azul. Representando o Brasil, a esfera armilar ficou presente também nas armas e na bandeira do Reino Unido de Portugal, Brasil e Algarves . Com a independência do Brasil como império em 1822, a esfera armilar continuou presente nas armas nacionais e na bandeira nacional. A esfera celeste da atual Bandeira do Brasil substituiu a esfera armilar em 1889.

A esfera armilar foi reintroduzida nas armas nacionais e na Bandeira Nacional de Portugal em 1911.

6 'Esfera Armilar no Campo de Batalha de San Jacinto em La Porte, Texas

Veja também

Referências

Fontes

  • Encyclopædia Britannica (1771), "Geografia".
  • Darlington, Oscar G. "Gerbert, the Teacher," The American Historical Review (Volume 52, Número 3, 1947): 456–476.
  • Kern, Ralf: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit. Vom 15. - 19. Jahrhundert. Verlag der Buchhandlung Walther König 2010, ISBN  978-3-86560-772-0
  • Needham, Joseph (1986). Ciência e Civilização na China: Volume 3 . Taipei: Caves Books, Ltd.
  • Sivin, Nathan (1995). Science in Ancient China . Brookfield, Vermont: VARIORUM, Ashgate Publishing
  • Williams, Henry Smith (2004). A History Of Science . Whitefish, MT: Kessinger Publishing. ISBN  1-4191-0163-3 .

links externos