ʿAbu al-Ḥasan Alāʾ al‐Dīn bin Alī bin Ibrāhīm bin Muhammad bin al-Matam al-Ansari [1] conocido como Ibn al-Shatir o Ibn ash-Shatir ( árabe : ابن الشاطر ; 1304–1375) fue un astrónomo , matemático e ingeniero árabe . Trabajó como muwaqqit (موقت, cronometrador) en la mezquita omeya de Damasco y construyó un reloj de sol para su minarete en 1371/72.
Ibn al-Shatir nació en Damasco, Siria, alrededor del año 1304. Su padre murió cuando él tenía seis años. Su abuelo lo acogió, lo que resultó en que Ibn al-Shatir aprendiera el oficio de incrustar marfil. [2] Ibn al-Shatir viajó a El Cairo y Alejandría para estudiar astronomía, donde se enamoró de ella y le inspiró. [2] Después de completar sus estudios con Abu 'Ali al-Marrakushi, Ibn al-Shatir regresó a su hogar en Damasco, donde fue nombrado muwaqqit (cronometrador) de la Mezquita Omeya. [2] Parte de sus deberes como muqaqqit implicaban llevar un registro de los tiempos de las cinco oraciones diarias y de cuándo comenzaba y terminaba el mes de Ramadán. [3] Para lograrlo, creó una variedad de instrumentos astronómicos. Hizo varias observaciones y cálculos astronómicos tanto para los fines de la mezquita como para alimentar su investigación posterior. Estas observaciones y cálculos se organizaron en una serie de tablas astronómicas. [4] Su primer conjunto de tablas, que se han perdido con el tiempo, supuestamente combinaba sus observaciones con las de Ptolomeo y contenía entradas sobre el Sol, la Luna y la Tierra. [3]
El tratado astronómico más importante de Ibn al-Shatir fue Kitab nihayat al-sul fi tashih al-usul (نهاية السول في تصحيح الاصول «La búsqueda final sobre la rectificación de los principios»). En él, refinó los modelos ptolemaicos del Sol , la Luna y los planetas . Su modelo incorporó el lema de Urdi y eliminó la necesidad de un ecuante (un punto en el lado opuesto del centro del círculo más grande desde la Tierra) al introducir un epiciclo adicional (el par de Tusi ), alejándose del sistema ptolemaico de una manera que era matemáticamente idéntica (pero conceptualmente muy diferente) a lo que Nicolás Copérnico hizo en el siglo XVI. Este nuevo modelo planetario fue publicado en su obra al-Zij al-jadid (الزيج الجديد El nuevo manual planetario). [3] Antes de que se hiciera el kitab nihayat al-sul fi tashih al-usul , hubo un tratado que Ibn al-Shatir hizo que describía las observaciones y procedimientos que lo llevaron a crear sus nuevos modelos planetarios. [3]
Basándose en la observación de que la distancia a la Luna no cambiaba tan drásticamente como lo requería el modelo lunar de Ptolomeo, Ibn al-Shatir produjo un nuevo modelo lunar que reemplazó el mecanismo de manivela de Ptolomeo con un modelo de doble epiciclo que calculaba un rango más preciso de distancias de la Luna a la Tierra. [5]
El modelo solar de Ibn al-Shatir ejemplifica su compromiso con la precisión de los datos de observación, y su creación sirve como una mejora general del modelo ptolemaico. Al observar el modelo solar ptolemaico, queda claro que la mayoría de las observaciones no se tienen en cuenta y no pueden dar cabida a las variaciones observadas del tamaño aparente del diámetro solar. [6] Debido a que el sistema ptolemaico contiene algunos valores numéricos erróneos para sus observaciones, la distancia geocéntrica real del Sol se había subestimado en gran medida en su modelo solar. Y con los problemas que habían surgido a partir de los modelos ptolemaicos, hubo una afluencia de necesidad de crear soluciones que los resolvieran. El modelo de Ibn al-Shatir tenía como objetivo hacer exactamente eso, creando una nueva excentricidad para el modelo solar. Y con sus numerosas observaciones, Ibn al-Shatir pudo generar una nueva ecuación solar máxima (2;2,6°), que descubrió que se había producido en la longitud media λ 97° o 263° desde el apogeo . [7] A medida que el método se fue descifrando a través de formas geométricas, fue fácil identificar que 7;7 y 2;7 eran los radios de los epiciclos. [8] Además, sus resultados finales para el tamaño aparente del diámetro solar se concluyeron en apogeo (0;29,5), en perigeo (0;36,55) y en la distancia media (0;32,32). [7] Esto se hizo parcialmente reduciendo los modelos geométricos circulares de Ptolomeo a tablas numéricas para realizar cálculos independientes para encontrar la longitud de los planetas. [1] La longitud de los planetas se definió como una función de la longitud media y la anomalía. En lugar de calcular cada valor posible, lo que sería difícil y laborioso, se calcularon cuatro funciones de un solo valor para cada planeta y se combinaron para calcular con bastante precisión la longitud real de cada planeta. [9]
Para calcular la longitud real de la Luna, Ibn al-Shatir asignó dos variables, η, que representaba la elongación media de la Luna desde el Sol, y γ, que representaba su anomalía media. A cualquier par de estos valores le correspondía una e, o ecuación, que se añadía a la longitud media para calcular la longitud real. Ibn al-Shatir utilizó el mismo esquema matemático para encontrar las longitudes reales de los planetas, excepto que para los planetas las variables se convirtieron en α, la longitud media medida desde el apogeo (o el centro medio) y γ, que era la anomalía media como para la Luna. Se tabuló una función correctora c3' y se añadió a la anomalía media γ para determinar la anomalía verdadera γ'. [9] Como se muestra en el modelo de Shatir, más tarde se descubrió que el modelo lunar de Shatir tenía un concepto muy similar al de Copérnico. [2] Ibn al-Shatir nunca dio ninguna motivación para que se adoptaran sus dos epiciclos, por lo que era difícil diferenciar entre su modelo y el modelo ptolemaico.
Aunque el sistema de Ibn al-Shatir era firmemente geocéntrico (había eliminado las excéntricas ptolemaicas), los detalles matemáticos de su sistema eran idénticos a los del De revolutionibus de Copérnico . [10] Además, el reemplazo exacto del ecuante por dos epiciclos utilizado por Copérnico en el Commentariolus fue paralelo al trabajo de Ibn al-Shatir un siglo antes. [11] Los modelos lunar y de Mercurio de Ibn al-Shatir también son idénticos a los de Copérnico. [12] Copérnico también tradujo los modelos geométricos de Ptolomeo a tablas longitudinales de la misma manera que lo hizo Ibn al-Shatir al construir su modelo solar. [1] Esto ha llevado a algunos académicos a argumentar que Copérnico debe haber tenido acceso a algún trabajo aún por identificar sobre las ideas de Ibn al-Shatir. [13] Se desconoce si Copérnico leyó a Ibn al-Shatir y el argumento aún se debate. Las diferencias entre ambos se pueden ver en sus obras. Copérnico siguió un modelo heliocéntrico (los planetas orbitan alrededor del Sol) mientras que Ibn al-Shatir siguió el modelo geocéntrico (como se mencionó anteriormente). También Copérnico siguió el razonamiento inductivo mientras que Ibn al-Shatir siguió las tradiciones Zij . [12] Se descubrió que un manuscrito bizantino que contenía un diagrama del modelo solar con un segundo epiciclo se encontraba en Italia en la época de Copérnico. La presencia de este manuscrito oriental que contiene las ideas de los eruditos islámicos en Italia proporciona evidencia potencial de la transmisión de teorías astronómicas desde Oriente a Europa Occidental. [14]
La idea de utilizar horas de igual duración a lo largo del año fue una innovación de Ibn al-Shatir en 1371, basada en los desarrollos previos en trigonometría de al-Battānī . Antes de que el erudito islámico creara el reloj de sol mejorado, tuvo que entender el reloj de sol creado por sus predecesores. Los griegos también tenían relojes de sol, pero estaban basados en nodus con líneas horarias rectas, lo que significaba que las horas del día serían desiguales (horas temporales) dependiendo de la estación. Cada día se dividía en doce segmentos iguales, lo que significaba que las horas habrían sido más cortas en el invierno y más largas en el verano debido a la actividad del sol. [15] Ibn al-Shatir era consciente de que "el uso de un gnomon paralelo al eje de la Tierra producirá relojes de sol cuyas líneas horarias indican horas iguales en cualquier día del año". Su reloj de sol es el reloj de sol de eje polar más antiguo que todavía existe. El concepto apareció posteriormente en relojes de sol occidentales desde al menos 1446. [15] [16]
Ibn al-Shatir también inventó un dispositivo para medir el tiempo llamado "Sandūq al‐Yawāqīt li maʿrifat al-Mawāqīt" (صندوق اليواقيت لمعرفة المواقيت joyero), que incorpora tanto un reloj de sol universal como una brújula magnética. Lo inventó con el propósito de encontrar los tiempos de las oraciones . [17] El "Sandūq al‐Yawāqīt li maʿrifat al-Mawāqīt" tenía un agujero movible que permitía al usuario encontrar el ángulo horario del sol. Si este ángulo era adecuado con el horizonte, entonces el usuario podía usarlo como un reloj de sol polar. [18] Este dispositivo se conserva en el museo de Alepo (el museo más grande de la ciudad de Alepo, Siria). [18] También creó un reloj de sol que se colocó en la parte superior del Madhanat al-Arus (El Minarete de la Novia) en la Mezquita Omeya. [10] El reloj de sol se creó en una losa de mármol que medía aproximadamente 2 metros por 1 metro. El reloj de sol que se grabó en el mármol era para que Ibn al-Shatir pudiera leer la hora del día en horas equinocciales (tiempos iguales) para los tiempos de oración. [10] Este reloj de sol fue retirado más tarde en el siglo XVIII y se colocó una réplica en su lugar. El reloj de sol original se colocó en el museo de arqueología de Damasco. [18] También creó otro reloj de sol pero en dimensiones más pequeñas (12 cm x 12 cm × 3 cm) para averiguar los tiempos de oración del mediodía y la tarde. Este reloj de sol podía indicar el meridiano local y la dirección de La Meca (ubicada en Arabia Saudita). [18]
Otros instrumentos notables que hizo incluyen un astrolabio invertido y un reloj astrolábico. [19] El astrolabio que creó se llamó al -āla al-jāmiʿa (الآلة الجامعة el instrumento universal). Este astrolabio fue creado por Ibn al-Shatir cuando escribió sobre el astrolabio planisférico ordinario y cuando escribió sobre los dos cuadrantes más comunes (las variedades astrolábica y trigonométrica). [19] Estos dos cuadrantes comunes eran versiones modificadas del cuadrante seno. También creó un conjunto de tablas que tenían valores de funciones astronómicas esféricas para los tiempos de oración. Las tablas mostraban los tiempos de las oraciones de la mañana, la tarde y la noche. La latitud que se utilizó para crear la tabla fue 34° (que correspondía a una ubicación al norte de Damasco). [4]