Sfera armilarna to narzędzie, którego można używać do rozwiązywania różnych problemów astronomicznych lub jako narzędzie edukacyjne do przedstawiania ruchów na niebie. Niegdyś powszechne było używanie sfer armilarnych do nauczania różnic między modelem ptolemejskim, nazwanym od Grecki astronom Ptolemeusz oraz kopernikański model wszechświata, nazwany na cześć polskiego astronoma Kopernika. Sfera armilarna może służyć m.in. do śledzenia trajektorii Słońca na dany dzień w roku lub do wyznaczania współrzędnych gwiazdy.
Historia
Sfera armilarna powstała w starożytnej Grecji, gdzie była używana przede wszystkim jako instrument dydaktyczny, chociaż większe wersje wykorzystywano jako narzędzia obserwacyjne. Pierwotnie kula w środku instrumentu reprezentowała Ziemię, według Ptolemeusza model wszechświata, ale wraz ze wzrostem wpływu modelu kopernikańskiego sfera zaczęła reprezentować słońce. Często sfery armilarne budowano parami, z których każda przedstawiała jeden model, aby nauczyć różnic między nimi.
Z okresu późnego średniowiecza zachowały się liczne przedstawienia artystyczne, które pokazują biegun południowy rozciągający się w dół, tworząc uchwyt. Ten styl sfery armilarnej przetrwał do wczesnej epoki nowożytnej, ale w XVI i XVII wieku wieki, stało się bardziej powszechne, aby były budowane z trybunami i kołyskami wraz z horyzontem pierścień.
Ramy czasowe
Nie jest jasne, kiedy dokładnie wynaleziono sfery armilarne. Niektórzy uważają, że zostały wynalezione przez Eratostenesa, greckiego astronoma, około 255 p.n.e., ale brak szczegółowość w pismach różnych komentatorów i historyków greckich i rzymskich poddaje to w wątpliwość twierdzenie. Sfery armilarne zostały również wynalezione w Chinach w I wieku naszej ery, niezależnie od wpływów zachodnich.
W Europie sfery armilarne były powszechne w późnym średniowieczu i we wczesnej epoce nowożytnej. Wiele zachowanych sfer armilarnych z XVI wieku i później wskazuje, że zostały one wykonane z metali szlachetnych dla kolekcjonerów. W XVIII wieku z drewna i tektury wykonywano także kule armilarne. Były używane przez cały XIX wiek, głównie jako narzędzia edukacyjne do nauczania różnicy między ptolemejskim a kopernikańskim modelem wszechświata.
Rodzaje
Sfery armilarne można podzielić na dwie główne kategorie: obserwacyjne sfery armilarne i instrumenty demonstracyjne. Ten pierwszy to typ używany przez Ptolemeusza i duńskiego astronoma Tycho Brahe, który zwykle jest większy niż demonstracyjne kule armilarne i mają mniej pierścieni, co czyni je zarówno dokładniejszymi, jak i łatwiejszymi do posługiwać się.
Funkcjonować
Sfer armilarnych używano ustawiając je na odpowiednią szerokość geograficzną, ustawiając zewnętrzne pierścienie południkowe w pozycji prostopadłej do horyzontu i równoległej do linii poprowadzonej z północy na południe. Ich orientacja została ustalona przez obserwację obiektu niebieskiego (gwiazdy, słońca, księżyca lub planety), którego położenie na ekliptyce było znane, używając podzielonego pierścienia ekliptyki i pierścienia odpowiadającego szerokość. Położenie ciała na ekliptyce można było określić za pomocą podzielonego wewnętrznego pierścienia szerokości geograficznej, który zawierał wewnętrzny pierścień, który można było obracać bez naruszania pierścienia szerokości geograficznej.
Części
Sfery armilarne mają centralną sferę reprezentującą Ziemię lub Słońce. Mają stopniowane pierścienie reprezentujące kręgi na sferze niebieskiej, takie jak:
- południk
- równik
- ekliptyczny horyzont
- kraje tropikalne
- kolory
Pierścienie określające sferę (kolory i równik) reprezentują firmament, sferę, na której leżą gwiazdy nieruchome. Wstęga okrążająca kulę pod kątem do równika przedstawia konstelacje zodiaku. Linia biegnąca przez to pasmo to ekliptyka, ścieżka, którą podąża słońce po niebie. Stojak może być dekoracyjny, ale także pozwala na umieszczenie słońca w swoim astrologicznym domu na określoną datę oraz zademonstrowanie godzin wschodu i zachodu słońca.