Cara Kerja Astrolab

Jika Anda lahir sebelum, katakanlah, tahun 1960 dan mengejar pendidikan teknis apa pun, Anda pasti menggunakan salah satu komputer yang paling banyak digunakan dalam sejarah -- aturan geser. I untuk satu (lahir tahun 1964) tidak pernah menggunakan alat itu, tapi saya ingat ayah saya dengan sangat jelas. Itu terletak di laci atas mejanya, di samping busur derajat, kompas , menggambar segitiga, dan kalkulator LED Texas Instruments yang pada akhirnya akan membuatnya usang. Saya sering memainkannya, terpesona oleh bagaimana sesuatu bisa begitu sederhana dan begitu rumit pada saat yang bersamaan.

Kembali pada 1360, seorang anak mungkin memiliki pengalaman serupa dengan komputer analog jenis lain. Dia akan dilatih bagaimana menggunakannya dan, kemungkinan besar, bagaimana membuatnya dari awal, dari kayu atau perunggu. Perangkat itu dikenal sebagai astrolabe , yang mengambil namanya, pada akhirnya, dari astrolabos Yunani , atau "pengambilan bintang." Itu digunakan terutama untuk melakukan pengukuran astronomi, biasanya dari ketinggian benda langit, tetapi para filsuf, astrolog, dan pelaut yang cerdik merancang ratusan kegunaan untuk instrumen tersebut. Astrolabe, tanpa diragukan lagi, adalah aturan geser Abad Pertengahan.

Saat ini, meskipun komputer dan teknologi lain telah menggantikannya dalam aplikasi astronomi dan maritim praktis, astrolab terus memukau para teknofil, sejarawan sains, dan pengamat langit amatir. Banyak pendidik menggunakan alat di ruang kelas mereka untuk mengajar tentang bola langit dan bagaimana merencanakan dan memprediksi berbagai fenomena astronomi, termasuk matahari terbit/terbenam, bulan terbit/bulan terbenam, transit bintang, gerakan mundur dan banyak lagi. Bahkan orang yang tidak dapat membedakan komet dari dewa asmara menghargai astrolab karena keahlian dan keindahannya yang luar biasa, dan bukan hal yang aneh bagi kolektor seni dan pedagang barang antik untuk membayar ribuan dolar untuk spesimen bagus yang berasal dari abad ke-18 atau lebih awal.

Jadi apa sebenarnya yang mendorong Geoffrey Chaucer untuk menulis tentang struktur dan fungsinya dalam risalah abad ke-14 dan kemudian, hampir 620 tahun kemudian, mengilhami Autodesk Fellow dan insinyur perangkat lunak Tom Wujec untuk mendemonstrasikan replika kerja untuk TEDGlobal? Pada beberapa halaman berikutnya, kita akan menjelajahi seni dan sains -- serta naik turunnya -- astrolabe. Kami akan mempertimbangkan semua bagiannya, dan kemudian, karena astrolabe dimaksudkan untuk memecahkan kode langit, kami akan mengerjakan beberapa latihan astronomi kehidupan nyata. Tapi jangan khawatir. Anda akan memiliki banyak latar belakang sebelum melakukan perjalanan keluar dan menjulurkan leher untuk melihat bintang-bintang.

1. Ekliptika Kosmik: Sejarah Astrolabe
2. Alidades dan Almucantar: Anatomi Astrolabe
3. Menggunakan Astrolabe: Apakah Anda Siap?
4. Menceritakan Waktu -- Dengan Astrolabe Anda yang Menakjubkan
5. Mendapatkan Astrolabe Anda Sendiri

Jauh sebelum jam dan kalender, manusia berpaling ke langit untuk mengukur waktu dan mengarahkan diri mereka ke planet ini. Orang-orang kuno mengamati siklus yang berkaitan dengan gerakan Bumi, matahari dan bulan dan menggunakan siklus ini untuk menentukan panjang hari, bulan, dan tahun. Mereka juga mengamati bintang-bintang dengan penuh minat, menyusunnya menjadi gambar -- rasi bintang -- sebagai cara untuk menertibkan kekacauan gila di langit malam.

Konvensi pengorganisasian lainnya adalah "bola angkasa", sebuah bola dunia imajiner yang diperkirakan mengelilingi Bumi. Seperti bola dunia tradisional, bola langit memiliki kutub utara dan selatan, khatulistiwa dan koordinat yang mirip dengan garis lintang dan garis bujur. Bagi pengamat di permukaan bumi , bintang ada sebagai titik cahaya tetap di bagian dalam bola. Matahari, bulan, dan planet-planet tidak terpaku pada bola, tetapi bergerak di jalur melingkar yang dikenal sebagai ekliptika .

Sekarang bayangkan Anda ingin mengambil bola langit tiga dimensi dan memproyeksikannya ke permukaan datar dua dimensi. Ini adalah masalah mendasar yang dihadapi para sarjana seperti Hipparchus, yang lahir di Nicea pada tahun 180 SM Hipparchus menyimpan catatan teliti dari 850 bintang, sebuah aktivitas yang mengarah pada penemuan presesi (goyangan Bumi pada porosnya) dan cara unik menggambarkan posisi bintang. Astronom Yunani mampu membuat peta dengan membayangkan garis tegak lurus yang menghubungkan setiap bintang ke titik pada bidang yang sesuai dengan bidang ekuator Bumi. Peta, yang mempertahankan hubungan sudut di antara bintang-bintang, mungkin merupakan contoh pertama proyeksi stereografik .

Claudius Ptolemy banyak menarik dari Hipparchus saat dia mempersiapkan magnum opusnya, "Almagest," dan buku-buku lainnya. Dalam "Planisphaerium," yang diterbitkan pada tahun 150 M, Ptolemy memberikan deskripsi lengkap, hampir pasti berdasarkan ide dari Hipparchus, tentang teknik matematika yang diperlukan untuk memproyeksikan titik pada bola langit. Buku itu tampaknya merupakan buku pegangan untuk membangun instrumen yang berfungsi, tetapi tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa dia benar-benar membangun astrolab. Namun, dia merancang dan membangun bola dunia , pendahulu yang kompleks dari astrolab

Catatan otoritatif pertama tentang apa yang akan menjadi astrolabe modern yang jauh lebih mudah digunakan berasal dari Theon of Alexandria pada tahun 390 M. Oke, jadi Theon tidak benar-benar membangun astrolabe, tetapi sejarawan berpikir bahwa dia memberikan cetak biru lengkap.

Ketika astronom Islam mengambil risalah Theon tentang astrolab, mereka segera melihat nilainya. Mereka mulai membuat dan menggunakan instrumen -- dan menyusun manual mereka sendiri. Panduan astrolab pertama yang ditulis dalam bahasa Arab muncul pada abad kedelapan. Pada abad ke-11, perangkat mulai muncul di Spanyol Muslim. Dari sana, melompat, melompat, dan melompat ke Eropa Kristen, di mana astrolab membantu para astronom -- dan bahkan penyair berbakat seperti Chaucer -- membawa keteraturan dan stabilitas ke langit malam. Mereka adalah alat yang sangat diperlukan sepanjang Abad Pertengahan, sampai mereka digantikan oleh teknologi yang lebih baru dan lebih khusus, seperti teleskop, sextants, dan jam pendulum.

Planispheric atau Maritim, Bu?

Kembali ke dunia kuno dan Anda akan menemukan dua tipe dasar astrolab. Jenis pertama, yang dikenal sebagai astrolab planispheric , membantu para astronom menghitung posisi benda-benda langit. Semua astrolab awal adalah dari jenis planispheric sampai pelaut melihat betapa bergunanya instrumen itu.

Sekitar abad ke-15, astrolab maritim mulai muncul. Mereka seperti versi yang diretas dari sepupu planispheric mereka, yang digunakan terutama untuk menentukan ketinggian matahari atau bintang, yang kemudian dapat digunakan untuk menentukan garis lintang. Mereka datang dengan dua bagian dasar -- lingkaran bergradasi dan alidade, alat penglihatan atau penunjuk yang digunakan untuk mengukur sudut. Astrolab planispheric sedikit lebih rumit. Mereka juga lebih istimewa karena operasinya bergantung pada garis lintang pengguna.

Jika Anda memiliki astrolabe kuno di depan Anda, apakah itu berasal dari Islam abad ke-11 atau Eropa abad ke-16, itu akan datang dengan bagian dasar yang sama. Ini dia, bekerja dari bagian bawah instrumen ke atas:

Mater ( bahasa Latin untuk "ibu") berfungsi sebagai dasar astrolabe. Piring bundar ini, biasanya terbuat dari kuningan, berdiameter sekitar 15 sentimeter dan tebal seperempat inci. Bagian tengahnya dilubangi sehingga satu atau lebih piring bisa duduk di atasnya, terletak di dalam cekungan. Tepi mater, yang dikenal sebagai tungkai , memiliki dua skala -- skala dalam untuk mengukur jam dalam sehari dan skala luar untuk mengukur derajat dari 0 hingga 360. Sebuah singgasana yang dibubuhi cincin duduk di atas tanda tengah hari, yang mendefinisikan atas astrolabe dan menyediakan titik lampiran. Ketika dia ingin menggunakan instrumen itu, seorang astronom akan mengikatkan tali melalui cincin dan membiarkan perangkat itu menggantung lurus ke bawah.

Berikutnya datang serangkaian piring , dengan masing-masing piring sesuai dengan garis lintang tertentu. Ini diperlukan karena pengamat yang terletak di ekuator melihat bagian langit malam yang berbeda dibandingkan dengan pengamat, katakanlah, di garis lintang tengah. Agar astrolabe berfungsi dengan baik, diperlukan pelat khusus untuk garis lintang tertentu.

Setiap piring datang diukir dengan dua jenis lingkaran. Yang pertama adalah lingkaran dengan ketinggian konstan yang dikenal sebagai almucantar , dengan cakrawala menjadi almucantar yang paling penting. Yang kedua adalah azimuth , yang bertemu dengan almucantar di sudut kanan. Azimuth yang paling penting adalah meridian.

Rete ( terdengar seperti "perjanjian") diletakkan di atas piring. Retes modern sering dibuat dari plastik transparan sehingga Anda dapat melihat menembusnya ke pelat di bawah. Untuk mendapatkan efek yang sama di dunia kuno, pembuat astrolabe memotong sebagian besar logam, meninggalkan cincin seperti kerangka. Rete ditandai dengan sejumlah bintang dan beberapa konstelasi penting. Saat berputar di sekitar pin pusat (kutub langit utara), rete menunjukkan gerakan harian bola langit. Perimeter rete berisi skala terluar yang dibagi menjadi jam dan skala terdalam yang ditandai dengan hari dalam setahun.

Pada beberapa astrolab, jarum jam yang disebut aturan , ditandai dengan deklinasi dari -30 derajat hingga +70 derajat, terletak di atas segalanya. Sebuah pin melewati bagian tengah instrumen, menahan semua bagian bersama-sama, tetapi membiarkan aturan dan rete berputar di atas pelat.

Bagian belakang instrumen berisi berbagai skala dan tabel yang berguna. Semua astrolab termasuk skala untuk mengukur sudut dan menentukan bujur matahari untuk tanggal apapun. Banyak juga yang memiliki skala untuk memecahkan masalah trigonometri sederhana. Sebuah alidade juga terpasang di bagian belakang, memungkinkan pengguna untuk mengukur ketinggian benda langit.

Pada abad ke-10, astronom Persia (dan pecinta astrolabe) Abd al-Rahman al-Sufi menulis sebuah buku yang mengklaim 1.000 kegunaan astrolabe. Orang Persia mungkin sedikit melebih-lebihkan, tetapi di tangan seorang praktisi yang terampil, instrumen ini dapat memberikan jawaban atas banyak masalah. Dengan astrolabe, para astronom dapat menghitung posisi benda langit, waktu siang (atau malam), waktu dalam setahun, ketinggian benda apa pun, garis lintang, dan banyak lagi.

Salah satu perhitungan yang paling mudah dilakukan dengan astrolabe adalah ketinggian suatu objek di atas cakrawala. Objeknya bisa apa saja -- pohon, puncak gunung, bintang. Untuk menemukan ketinggiannya, ikuti langkah-langkah berikut:

Keren, ya? Sekarang katakanlah Anda ingin menggunakan astrolabe untuk menentukan kapan matahari akan terbenam pada hari tertentu. Inilah yang Anda lakukan:

Hal-hal praktis yang lebih menyenangkan selanjutnya.

Apakah Anda kehilangan ponsel cerdas Anda ? Jangan khawatir, cukup cabut astrolabe Anda untuk menemukan waktu siang atau malam. Pada siang hari, Anda akan mendasarkan perhitungan Anda pada ketinggian matahari . Pada malam hari, Anda akan menggunakan ketinggian bintang yang terlihat. Sebagai contoh, mari kita ikuti langkah-langkah untuk menentukan waktu malam:

Situs Web Museum Sejarah Ilmu Pengetahuan Oxford menyediakan demo interaktif yang sangat baik dari latihan terakhir ini, menggunakan replika astrolabe kuno. Saat memandu Anda melalui proses, itu juga menunjukkan tanda pada berbagai skala instrumen.

Jika Anda seorang penggemar astronomi, Anda mungkin sudah berinvestasi dalam teleskop yang bagus. Sekarang Anda mungkin ingin menambahkan astrolabe ke koleksi Anda. Hal paling sederhana adalah membeli astrolabe yang langsung siap digunakan. Anda dapat menemukan beberapa astrolab antik di eBay, meskipun instrumen pra-abad ke-20 akan membuat Anda kesulitan. Pilihan yang lebih baik adalah membeli replika, yang akan memberi Anda pengalaman astrolab kuno yang otentik tanpa label harga yang mahal. Banyak situs Web menawarkan berbagai astrolab planispheric dan maritim.

Bahan modern memang menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan kuningan dan timah. Perpaduan yang baik antara sekolah lama dan baru datang dari Janus, sebuah perusahaan yang berbasis di Delaware di belakang beberapa sumber astrolabe populer. Jika Anda benar-benar ingin mengubahnya menjadi kuno, Anda pasti ingin membangun astrolabe Anda sendiri dari awal. Untuk mendapatkan pengalaman penuh, mulailah dengan membaca "A Treatise on the Astrolabe," manual bahasa Inggris pertama pada instrumen. James E. Morrison, pemilik dan pencipta Janus dan The Personal Astrolabe , telah menerjemahkan karya Chaucer dari Bahasa Inggris Pertengahan ke dalam bahasa yang lebih ramah dan lebih lembut yang dapat kita semua pahami (terjemahan PDF tersedia di sini ).

To build an astrolabe you can use as you read the 14th-century treatise, your best bet is to start with pre-existing templates. In "The History and Practice of Ancient Astronomy" (Oxford University Press, 1998), author James Evans provides a set of complete patterns to make an astrolabe. You simply photocopy the patterns onto paper (or onto an acetate transparency in the case of the rete), glue them down to card stock, cut out the parts, punch a hole in the center and bind everything together using a bolt and nut. He specifically provides patterns for two altitude plates -- Seattle and Los Angeles -- but you can also find others in the body of the book.

Sumber daya hebat lainnya adalah aktivitas astrolabe langsung yang dikembangkan oleh Institute for Astronomy di University of Hawaii. Situs Web menyertakan program yang menghitung satu set lengkap templat astrolabe untuk lokasi mana pun. Setelah Anda menentukan lokasi Anda, program menghasilkan file yang dapat Anda simpan ke komputer Anda atau cetak. Situs ini juga menawarkan instruksi perakitan lengkap dan panduan tentang cara menggunakan benda itu setelah dibuat.

Tidak peduli rute mana yang Anda ambil, astrolabe yang dibeli di toko atau DIY, Anda akan memiliki komputer analog pertama di dunia versi Anda sendiri. Dan dengan itu, Anda akan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang langit malam -- dan hubungan yang lebih dalam dengan dunia astronomi kuno.

Untuk apa astrolab digunakan?

Apakah astrolab masih digunakan sampai sekarang?

Apa perbedaan antara sextant dan astrolabe?

Siapa yang menemukan astrolab dan kapan?

Mengapa astrolab penting bagi umat Islam?

Catatan Penulis: Cara Kerja Astrolab

Terpikir oleh saya ketika saya menyelesaikan cerita ini bahwa Anda dapat membuat astrolabe digital untuk dijalankan di ponsel cerdas atau tablet Anda. Saya melakukan pencarian cepat di ponsel saya dan -- apakah Anda percaya? -- ada aplikasi untuk itu! Lihat Jam Astrolabe oleh Perangkat Lunak TwoNineEight. Ini gratis, meskipun mungkin sedikit kurang memuaskan untuk digunakan daripada astrolabe dalam bentuk analognya yang murni.

Artikel Terkait