Naviguer sous un ciel sans étoiles: comment déterminer la position?

Dec 18 2020

Ma Terre alternative est placée, avec tout le système solaire et rien d'autre, au centre du vide de Boötes .

À près de 330 millions d'années-lumière de diamètre (environ 0,27% du diamètre de l'Univers observable), soit près de 236000 $Mpc^3$ en volume, le vide de Boötes est l'un des plus grands vides connus de l'Univers et est appelé supervoïde.

Selon l'astronome Greg Aldering, l'échelle du vide est telle que «si la Voie lactée avait été au centre du vide de Boötes, nous n'aurions pas su qu'il y avait d'autres galaxies avant les années 1960».

En supposant qu'une espèce de type humain évolue sur cette planète, que peuvent-ils utiliser pour déterminer leur position sur le globe, alors que la boussole n'a pas encore été inventée? À titre de référence, considérez le niveau de connaissance de certains marins comme les Phéniciens.

Réponses

9 elemtilas Dec 18 2020 at 22:26

Qui a besoin d'étoiles pour naviguer, de toute façon?

La navigation peut être effectuée par des moyens autres que l'orientation stellaire. Considérez les différentes méthodes utilisées par les Polynésiens :

  • Ils ont utilisé des cartes conceptuelles qui montrent des modèles dans l'eau
  • Ils ont utilisé des modèles de vagues et de courants
  • Ils ont utilisé des modèles de nuages, des vents et les mouvements des oiseaux
  • Ils ont utilisé des chansons et des histoires pour enregistrer et décrire les routes maritimes
  • Ils ont également utilisé des étoiles, mais celles-ci manquent dans votre région! Cependant, j'ai entendu dire qu'il y avait au moins 60 galaxies dans le Vide, enfilées dans une sorte de structure tubulaire. Peut-être qu'un ou plusieurs de ceux-ci seront visibles.

Vos navigateurs pourraient très facilement créer des cartes d'itinéraire très détaillées qui notent les courants, les vagues, les hauts-fonds et les caractéristiques côtières. Celles-ci pourraient être sous la forme de cartes en bande qui ne montrent que ce qui se trouve le long d'un itinéraire, pas le monde entier ou même une vaste région:

9 PcMan Dec 18 2020 at 18:21

Sans étoiles, mais aussi sans outils de navigation tels que boussole ou sextant?

Owch!

Le mieux que vous puissiez faire est de déterminer votre latitude et vos directions est-ouest-nord-sud à l'aide d'un bâton solaire .

Évidemment, vous devez le faire à la lumière du jour, avec un soleil visible et un espace de travail raisonnablement stable.

Bien qu'il soit trivial d'obtenir la direction de la boussole de cette façon, la latitude est un peu plus délicate en raison des saisons et de l'inclinaison de la Terre.

Vous devez savoir à quelle distance le soleil s'écarte de la vraie verticale à midi, pour une date donnée du calendrier. En mesurant l'angle de l'ombre du soleil à midi (en observant le rapport entre la hauteur du bâton et la longueur de l'ombre), vous pouvez obtenir une latitude très précise.

La longitude est BEAUCOUP plus difficile. Pour avoir une chance de déterminer votre longitude (positions est-ouest sur le globe), vous devez savoir quand le soleil se lève ou se couche. Précis à quelques secondes. Vous devez également connaître le temps écoulé depuis la prise d'une ligne de base correspondante à un emplacement connu. Cela nécessite un outil de chronométrage précis à quelques secondes, quelle que soit la durée dont vous avez besoin pour vous éloigner de votre base. Ce n'était tout simplement pas disponible à l'époque phénicienne. Ni à l'époque romaine, ni même à l'époque médiévale. La première montre pratique pour la navigation maritime a été fabriquée dans les années 1800

Mais vous n'avez pas besoin de connaître votre place sur le globe, pour naviguer. La ligne de vue fonctionne parfaitement, ainsi que la ligne de vue vers une caractéristique reconnaissable sur une carte. Avec une carte suffisamment bonne, vous pouvez naviguer aussi loin que le rivage est en vue. Et paniquez-vous à mort si un beau brouillard arrive et que vous perdez votre orientation. Ou dans le cas de cette petite planète éclairée, si le soleil se couche et que la lune n'est pas dans un endroit visible.

8 Separatrix Dec 18 2020 at 18:47

Connaissance approfondie des caractéristiques côtières

Il est tout à fait raisonnable de ne pas savoir où vous êtes en eau libre et de ne tenter la navigation que lorsque vous avez vue sur le littoral. Cela signifie des traversées océaniques limitées, mais ce n'est pas non plus déraisonnable. Les traversées océaniques ne sont devenues une chose courante que relativement récemment dans le grand schéma de la navigation. Même alors, ils n'avaient pas de positionnement précis jusqu'à très tard dans le jeu, même cela ne fonctionnait qu'à certaines heures de la journée.

Considérons spécifiquement les Phéniciens tels que vous les appelez dans la question. Ils ont essentiellement sauté la côte méditerranéenne. Si c'est la technologie que vous souhaitez, c'est la limitation que vous obtenez. Gardez la terre à bâbord ou la terre à tribord, selon la direction que vous empruntez sur la route. Cela aide si vous savez si vous êtes sur la côte nord ou sud de la mer, mais au moins, vous pouvez le distinguer du soleil.

5 AlexP Dec 18 2020 at 19:01

Les Phéniciens ne savaient que déterminer le nord et leur latitude. Pour cela, vous n'avez besoin que du soleil; à midi, il vous donnera le vrai nord, et sa hauteur au-dessus de l'horizon, combinée à la date, vous donnera votre latitude.

C'est tout ce que les Phoenicias ont su déterminer, de toute façon.

Avec un chronomètre précis, le Soleil à midi peut également donner votre longitude; mais les chronomètres précis ne sont venus que quelque 2 000 ans après que les Phéniciens aient suivi la voie du Dodo.

1 MikeScott Dec 18 2020 at 19:09

S'ils ont plusieurs lunes rapides, ou des lunes de planètes proches qui sont suffisamment grandes pour être visibles à l'œil nu ou un petit télescope sur une plate-forme instable, alors ils peuvent mieux naviguer que les marins de la Terre jusqu'au XXe siècle. Ils peuvent utiliser des éphémérides donnant les positions des lunes pour déterminer le temps absolu, qui combiné à leur mesure de l'heure et de la hauteur du soleil à midi local leur donnera leur longitude ainsi que leur latitude. Si les lunes sont trop petites et trop faibles pour être visibles de jour, elles auront besoin de quelque chose qui garde suffisamment l'heure pour mesurer le temps entre midi local et leur première chance de voir les lunes dans le ciel nocturne - pour chaque minute où la mesure est terminée par, leur longitude sera d'un quart de degré.

1 fraxinus Dec 19 2020 at 05:21

Le soleil suffit presque le jour.

Et la nuit, si la nuit est suffisamment sombre, vous verrez de nombreuses fonctionnalités qui peuvent remplacer le Soleil - comme la lumière zodiacale et le gegenschein.

Ça n'a pas l'air si difficile.

1 new_smile_in Dec 19 2020 at 10:34

C'est juste un pari ... mais, peut-être, vous pourriez trouver des directions comme les fourmis:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982212009323

https://link.springer.com/article/10.1007/s10071-020-01431-x

Et il y a une théorie que certaines fourmis / oiseaux peuvent voir (je veux dire littéralement voir) le champ électromagnétique terrestre.

Les gens de votre Terre alternative peuvent naître avec le même sens. Une autre option est alors de trouver un "cristal" qu'ils peuvent voir à TRAVERS et voir les ondes électromagnétiques. Les Vikings ont peut-être fait quelque chose de proche:

https://www.nationalgeographic.com/news/2011/11/111111-vikings-sunstones-crystals-navigation-science/

LiJun Dec 18 2020 at 17:53

Je ne suis pas un scientifique, alors peut-être que je me trompe ou que j'ai mal compris quelque chose ici, mais je pense qu'ils peuvent toujours utiliser la position du soleil ou de la lune pour naviguer ou déterminer leur position. Au moins, sur la base des commentaires d'OP, je suppose qu'ils ont toujours un soleil et une lune comme ceux de la Terre.

Voici quelques liens qui l'expliquent mieux:

De: https://en.wikipedia.org/wiki/Celestial_navigation

De: https://www.tgomagazine.co.uk/skills/how-to-use-the-sun-to-navigate/

Utiliser le soleil pour tenir un roulement

Cette technique utilise le soleil ou la lune pour vous maintenir dans la bonne direction. Il ne remplace pas l'utilisation d'une boussole, mais vous aide à maintenir un certain itinéraire. Utiliser le soleil, ou la nuit la lune, vous donne une référence aux cardinaux de la boussole.

  1. Faites face à la direction dans laquelle vous allez voyager et tendez la main avec votre bras comme si vous alliez saisir le soleil et maintenir cette position pendant quelques secondes: cela aide à imprimer votre orientation vers le soleil.
  2. Abaissez votre bras et avancez en gardant à l'esprit la position du soleil par rapport à vous.
  3. Vous pouvez voyager pendant 10 minutes sur un seul palier en utilisant cette technique avant de devoir la répéter.
  4. Si le soleil est derrière vous, utilisez votre ombre. Tendez la main et tenez votre bras parallèle à votre ombre et maintenez cette position pendant quelques secondes.

L'utilisation de cette technique vous évite d'avoir à vous référer constamment à votre boussole ou à votre carte et vous permet plutôt de vous concentrer sur votre environnement et de profiter du paysage. Les maîtres-chiens de sauvetage en montagne utilisent régulièrement cette méthode pour se concentrer sur leur chien et fouiller visiblement la zone eux-mêmes.

Mesure angulaire

La mesure précise de l'angle a évolué au fil des ans. Une méthode simple consiste à tenir la main au-dessus de l'horizon avec le bras tendu. La largeur du petit doigt est un angle d'un peu plus de 1,5 degré d'élévation à longueur de bras étendu et peut être utilisée pour estimer l'élévation du soleil par rapport au plan d'horizon et donc estimer le temps jusqu'au coucher du soleil. Le besoin de mesures plus précises a conduit au développement d'un certain nombre d'instruments de plus en plus précis, notamment le kamal, l'astrolabe, l'octant et le sextant. Le sextant et l'octant sont les plus précis parce qu'ils mesurent les angles depuis l'horizon, éliminant les erreurs causées par le placement des pointeurs d'un instrument, et parce que leur système à double miroir annule les mouvements relatifs de l'instrument, montrant une vue stable de l'objet et de l'horizon.

Les navigateurs mesurent la distance sur le globe en degrés, minutes d'arc et secondes d'arc. Un mile nautique est défini comme 1852 mètres, mais correspond également (pas accidentellement) à une minute d'angle le long d'un méridien sur la Terre. Les sextants peuvent être lus avec précision à 0,2 minute d'arc, de sorte que la position de l'observateur peut être déterminée à moins (théoriquement) 0,2 miles, environ 400 yards (370 m). La plupart des navigateurs océaniques, qui tirent à partir d'une plate-forme mobile, peuvent atteindre une précision pratique de 2,8 km, suffisante pour naviguer en toute sécurité lorsqu'ils sont hors de vue de la terre.

Utilisation d'un sextant marin pour mesurer l'altitude du soleil au-dessus de l'horizon

La latitude Latitude a été mesurée dans le passé , soit en mesurant l'altitude du Soleil à midi (la « vue midi ») ,

Distance lunaire Article détaillé: distance lunaire

La méthode plus ancienne, appelée "distances lunaires", a été affinée au 18ème siècle et employée avec une régularité décroissante en mer jusqu'au milieu du 19ème siècle. Il n'est utilisé aujourd'hui que par les amateurs de sextant et les historiens, mais la méthode est théoriquement valable et peut être utilisée lorsqu'une montre n'est pas disponible ou que sa précision est suspecte lors d'un long voyage en mer. Le navigateur mesure précisément l'angle entre la lune et le soleil, ou entre la lune et l'une des nombreuses étoiles proches de l'écliptique. L'angle observé doit être corrigé des effets de réfraction et de parallaxe, comme toute vue céleste. Pour effectuer cette correction, le navigateur mesurerait les altitudes de la lune et du soleil (ou de l'étoile) à peu près en même temps que l'angle de distance lunaire. Seules des valeurs approximatives pour les altitudes étaient requises.Ensuite, un calcul avec des logarithmes ou des tableaux graphiques nécessitant dix à quinze minutes de travail convertirait l'angle observé en une distance lunaire géocentrique. Le navigateur comparerait l'angle corrigé à ceux indiqués dans l'almanach toutes les trois heures de l'heure de Greenwich, et interpolait entre ces valeurs pour obtenir l'heure réelle de Greenwich à bord du navire. Connaissant l'heure de Greenwich et comparant avec l'heure locale à partir d'une vue d'altitude commune, le navigateur peut calculer sa longitude.Connaissant l'heure de Greenwich et comparant avec l'heure locale à partir d'une vue d'altitude commune, le navigateur peut calculer sa longitude.Connaissant l'heure de Greenwich et comparant avec l'heure locale à partir d'une vue d'altitude commune, le navigateur peut calculer sa longitude.