Astrolabio planisférico norteafricano, siglo IX d. C. Colección Khalili.Un astrolabio moderno fabricado en Tabriz , Irán en 2013.
Un astrolabio ( griego : ἀστρολάβος astrolábos , ' tomador de estrellas ' ; árabe : ٱلأَسْطُرلاب al-Asṭurlāb ; persa : ستارهیاب Setāreyāb ) es un instrumento astronómico que data de la antigüedad. Sirve como mapa estelar y modelo físico de los cuerpos celestes visibles . Sus diversas funciones también lo convierten en un inclinómetro elaborado y un dispositivo de cálculo analógico capaz de resolver varios tipos de problemas en astronomía. En su forma más simple, es un disco de metal con un patrón de cables, recortes y perforaciones que permite al usuario calcular posiciones astronómicas con precisión. Es capaz de medir la altitud sobre el horizonte de un cuerpo celeste, de día o de noche; Se puede utilizar para identificar estrellas o planetas, para determinar la latitud local dada la hora local (y viceversa), para realizar estudios topográficos o para triangular . Se utilizó en la antigüedad clásica , la Edad de Oro islámica , la Edad Media europea y la Era de los Descubrimientos para todos estos fines.
El astrolabio, precursor del sextante , [1] es eficaz para determinar la latitud en tierra o en mares en calma. Aunque es menos fiable en la cubierta ondulante de un barco en mares agitados, el astrolabio del marinero se desarrolló para resolver ese problema.
Aplicaciones
Xilografía del siglo XVI que muestra la medición de la altura de un edificio con un astrolabio
El astrónomo del siglo X, ʿAbd al-Raḥmān al-Ṣūfī, escribió un texto enorme de 386 capítulos sobre el astrolabio, en el que se dice que se describen más de 1000 aplicaciones para las diversas funciones del astrolabio. [2] Estas abarcaban desde lo astrológico, lo astronómico y lo religioso, hasta la navegación, el cronometraje estacional y diario y las tablas de mareas. En la época de su uso, la astrología se consideraba una ciencia tan seria como la astronomía, y el estudio de ambas iba de la mano. El interés astronómico variaba entre la astronomía popular (de la tradición preislámica en Arabia), que se ocupaba de las observaciones celestiales y estacionales, y la astronomía matemática, que informaba las prácticas intelectuales y los cálculos precisos basados en observaciones astronómicas. En cuanto a la función religiosa del astrolabio, las exigencias de los tiempos de oración islámicos debían determinarse astronómicamente para garantizar horarios diarios precisos, y la qibla , la dirección de La Meca hacia la que los musulmanes deben rezar, también podía determinarse mediante este dispositivo. Además de esto, el calendario lunar que se basaba en los cálculos del astrolabio era de gran importancia para la religión del Islam, dado que determinaba las fechas de importantes observancias religiosas como el Ramadán . [ cita requerida ]
Etimología
El Oxford English Dictionary ofrece la traducción "tomador de estrellas" para la palabra inglesa astrolabio y la rastrea a través del latín medieval hasta la palabra griega ἀστρολάβος: astrolábos , [3] [4] de ἄστρον: astron "estrella" y λαμβάνειν: lambanein "tomar". [5]
En el mundo islámico medieval, la palabra árabe al-Asturlāb (es decir, astrolabio) recibió varias etimologías. En los textos árabes, la palabra se traduce como ākhidhu al-Nujūm ( árabe : آخِذُ ٱلنُّجُومْ , lit. ' tomador de estrellas ' ), una traducción directa de la palabra griega. [6]
Al-Biruni cita y critica al científico medieval Hamza al-Isfahani , quien afirmó: [6] "asturlab es una arabización de esta frase persa" ( sitara yab , que significa "tomador de las estrellas"). [7] En fuentes islámicas medievales , también hay una etimología popular de la palabra como "líneas de lab", donde "Lab" se refiere a un cierto hijo de Idris ( Enoc ). Esta etimología es mencionada por un científico del siglo X llamado al-Qummi , pero rechazada por al-Khwarizmi . [8]
Historia
Era antigua
Teón de Alejandría ( c. 335 - c. 405 ) escribió un tratado detallado sobre el astrolabio. [9] La invención del astrolabio plano a veces se atribuye erróneamente a la hija de Teón, Hipatia ( c. 350-370 ; murió en 415 d. C.), [10] [11] [12] [13] pero se sabe que se utilizó mucho antes. [11] [12] [13] La atribución errónea proviene de una mala interpretación de una declaración en una carta escrita por el alumno de Hipatia, Sinesio ( c. 373 - c. 414 ), [11] [12] [13] que menciona que Hipatia le había enseñado a construir un astrolabio plano, pero no dice que lo inventó. [11] [12] [13] Lewis argumenta que Ptolomeo usó un astrolabio para hacer las observaciones astronómicas registradas en el Tetrabiblos . [9] Sin embargo, Emilie Savage-Smith señala que "no hay evidencia convincente de que Ptolomeo o cualquiera de sus predecesores conocieran el astrolabio planisférico". [14]
Los astrolabios continuaron utilizándose en el Imperio bizantino . El filósofo cristiano Juan Filópono escribió un tratado (c. 550) sobre el astrolabio en griego, que es el tratado existente más antiguo sobre el instrumento. [a] El obispo mesopotámico Severus Sebokht también escribió un tratado sobre el astrolabio en lengua siríaca a mediados del siglo VII. [b] Sebokht se refiere al astrolabio como hecho de latón en la introducción de su tratado, lo que indica que los astrolabios de metal eran conocidos en el Oriente cristiano mucho antes de que se desarrollaran en el mundo islámico o en el Occidente latino. [15]
El fundamento matemático fue establecido por el astrónomo musulmán Albatenius en su tratado Kitab az-Zij (c. 920 d. C.), que fue traducido al latín por Platón Tiburtino ( De Motu Stellarum ). El astrolabio más antiguo que sobrevive data del año 315 d. C. (927-928 d. C.). En el mundo islámico, los astrolabios se usaban para encontrar las horas del amanecer y la salida de las estrellas fijas, para ayudar a programar las oraciones matinales ( salat ). En el siglo X, al-Sufi describió por primera vez más de 1000 usos diferentes de un astrolabio, en áreas tan diversas como la astronomía , la astrología , la navegación , la topografía, el cronometraje, la oración, el Salat , la Qibla , etc. [19] [20]
Un astrolabio árabe de 1208
El astrolabio esférico era una variación tanto del astrolabio como de la esfera armilar , inventado durante la Edad Media por astrónomos e inventores en el mundo islámico. [c] La primera descripción del astrolabio esférico data de Al-Nayrizi ( fl. 892–902). En el siglo XII, Sharaf al-Dīn al-Tūsī inventó el astrolabio lineal , a veces llamado el "bastón de al-Tusi", que era "una simple vara de madera con marcas graduadas pero sin miras. Estaba provista de una plomada y una cuerda doble para hacer mediciones angulares y tenía un puntero perforado". [21] El astrolabio mecánico con engranajes fue inventado por Abi Bakr de Isfahán en 1235. [22]
El primer astrolabio de metal conocido en Europa occidental es el astrolabio de Destombes, fabricado en latón en el siglo XI en Portugal. [23] [24] Los astrolabios de metal evitaban la deformación a la que eran propensos los de madera de gran tamaño, lo que permitía la construcción de instrumentos más grandes y, por lo tanto, más precisos. Los astrolabios de metal eran más pesados que los instrumentos de madera del mismo tamaño, lo que dificultaba su uso en la navegación. [25]
Astrolabio esférico
Herman Contractus de la Abadía de Reichenau examinó el uso del astrolabio en Mensura Astrolai durante el siglo XI. [26] Peter de Maricourt escribió un tratado sobre la construcción y el uso de un astrolabio universal en la última mitad del siglo XIII titulado Nova compositio astrolabii particularis . Los astrolabios universales se pueden encontrar en el Museo de Historia de la Ciencia de Oxford. [27] David A. King, historiador de la instrumentación islámica, describe el astrolobio universal diseñado por Ibn al-Sarraj de Alepo (también conocido como Ahmad bin Abi Bakr; fl. 1328) como "el instrumento astronómico más sofisticado de todo el período medieval y renacentista". [28]
El autor inglés Geoffrey Chaucer (c. 1343–1400) compiló un Tratado sobre el astrolabio para su hijo, basado principalmente en una obra de Messahalla o Ibn al-Saffar . [29] [30] La misma fuente fue traducida por el astrónomo y astrólogo francés Pélerin de Prusse y otros. El primer libro impreso sobre el astrolabio fue Composition and Use of Astrolabe de Christian de Prachatice , que también utiliza Messahalla, pero es relativamente original.
En 1370, el primer tratado indio sobre el astrolabio fue escrito por el astrónomo jainista Mahendra Suri , titulado Yantrarāja . [31]
Los marineros utilizaban un astrolabio simplificado, conocido como balesilha , para obtener una lectura precisa de la latitud mientras navegaban. El uso de la balesilha fue promovido por el príncipe Enrique (1394-1460) mientras navegaba hacia Portugal. [32]
El astrolabio fue casi con certeza traído por primera vez al norte de los Pirineos por Gerberto de Aurillac (futuro Papa Silvestre II ), donde se integró en el quadrivium de la escuela de Reims, Francia, en algún momento antes del cambio de siglo XI. [33] En el siglo XV, el fabricante de instrumentos francés Jean Fusoris (c. 1365-1436) también comenzó a rehacer y vender astrolabios en su tienda de París , junto con relojes de sol portátiles y otros dispositivos científicos populares de la época.
Trece de sus astrolabios sobreviven hasta nuestros días. [34] Otro ejemplo especial de artesanía en la Europa de principios del siglo XV es el astrolabio diseñado por Antonius de Pacento y fabricado por Dominicus de Lanzano, fechado en 1420. [35]
En el siglo XVI, Johannes Stöffler publicó Elucidatio fabricae ususque astrolabii , un manual de construcción y uso del astrolabio. Cuatro astrolabios idénticos del siglo XVI fabricados por Georg Hartmann proporcionan algunas de las primeras pruebas de producción en serie por división del trabajo . En 1612, el pintor griego Ieremias Palladas incorporó un sofisticado astrolabio en su pintura que representaba a Catalina de Alejandría. La pintura se titulaba Catalina de Alejandría y presentaba un dispositivo llamado Sistema del Universo (Σύστημα τοῦ Παντός). El dispositivo presentaba los planetas con los nombres en griego: Selene (Luna), Hermes (Mercurio), Afrodita (Venus), Helios (Sol), Ares (Marte), Zeus (Júpiter) y Cronos (Saturno). El aparato también presentaba esferas celestes siguiendo el modelo ptolemaico y la Tierra estaba representada como una esfera azul con círculos de coordenadas geográficas. Una línea compleja que representaba el eje de la Tierra cubría todo el instrumento. [36]
Astrolabios medievales
Un tratado que explica la importancia del astrolabio por Nasir al-Din al-Tusi , científico persa
Américo Vespucio observa la Cruz del Sur mirando por encima de una esfera armilar sostenida de forma extraña desde arriba como si fuera un astrolabio, sin embargo, un astrolabio no se puede utilizar mirando por encima de él. La página contiene inexplicablemente la palabra "Astrolabium", de Jan Collaert II . Museo Plantin-Moretus , Amberes , Bélgica.
Los relojes astronómicos mecánicos fueron influenciados inicialmente por el astrolabio; podían ser vistos de muchas maneras como astrolabios mecánicos diseñados para producir una visualización continua de la posición actual del sol, las estrellas y los planetas. Por ejemplo, el reloj de Richard de Wallingford (c. 1330) consistía esencialmente en un mapa estelar que giraba detrás de una retahíla fija, similar a la de un astrolabio. [37]
Muchos relojes astronómicos utilizan una pantalla de estilo astrolabio, como el famoso reloj de Praga , que adopta una proyección estereográfica (ver más abajo) del plano eclíptico. En los últimos tiempos, los relojes astrolabiales se han vuelto populares. Por ejemplo, el relojero suizo Ludwig Oechslin diseñó y construyó un reloj de pulsera astrolabio junto con Ulysse Nardin en 1985. [38] El relojero holandés Christaan van der Klauuw también fabrica relojes astrolabios en la actualidad. [39]
Construcción
Un astrolabio consiste en un disco, llamado mater (madre), que es lo suficientemente profundo como para contener una o más placas planas llamadas tímpanos o climas . Un tímpano está hecho para una latitud específica y está grabado con una proyección estereográfica de círculos que denotan acimut y altitud y representan la porción de la esfera celeste sobre el horizonte local. El borde del mater generalmente está graduado en horas de tiempo , grados de arco o ambos. [40]
Por encima de la matriz y el tímpano, la rete , un marco que lleva una proyección del plano de la eclíptica y varios punteros que indican las posiciones de las estrellas más brillantes , es libre de girar. Estos punteros son a menudo sólo puntos simples, pero dependiendo de la habilidad del artesano pueden ser muy elaborados y artísticos. Hay ejemplos de astrolabios con punteros artísticos en forma de bolas, estrellas, serpientes, manos, cabezas de perros y hojas, entre otros. [40] Los nombres de las estrellas indicadas a menudo se grababan en los punteros en árabe o latín. [41] Algunos astrolabios tienen una regla estrecha o etiqueta que gira sobre la rete, y pueden estar marcados con una escala de declinaciones .
La rete, que representa el cielo , funciona como un mapa estelar . Cuando se gira, las estrellas y la eclíptica se desplazan sobre la proyección de las coordenadas en el tímpano. Una rotación completa corresponde al paso de un día. El astrolabio es, por tanto, un antecesor del planisferio moderno .
En la parte posterior del astrolabio se suele grabar una serie de escalas que resultan útiles en las diversas aplicaciones del astrolabio. Estas varían de un diseñador a otro, pero pueden incluir curvas para conversiones horarias, un calendario para convertir el día del mes en la posición del sol en la eclíptica, escalas trigonométricas y una graduación de 360 grados alrededor del borde posterior. La alidada está unida a la cara posterior. Se puede ver una alidada en la ilustración inferior derecha del astrolabio persa que aparece arriba. Cuando el astrolabio se sostiene verticalmente, la alidada se puede girar y se puede observar el sol o una estrella a lo largo de su longitud, de modo que se pueda leer ("tomar") su altitud en grados desde el borde graduado del astrolabio; de ahí las raíces griegas de la palabra: "astron" (ἄστρον) = estrella + "lab-" (λαβ-) = tomar. La alidada tenía cruces verticales y horizontales que marcaban ubicaciones en un anillo azimutal llamado almucantar (círculo de altitud-distancia).
Un brazo llamado radio conecta el centro del astrolabio con el eje óptico, que es paralelo a otro brazo también llamado radio. El otro radio contiene graduaciones de mediciones de altitud y distancia.
En la parte posterior de algunos astrolabios, desarrollados por astrólogos musulmanes en el siglo IX, también aparece un cuadrado con sombra, mientras que los dispositivos de la antigua tradición griega solo presentaban escalas de altitud en la parte posterior. [42] Esto se usaba para convertir las longitudes de las sombras y la altitud del sol, cuyos usos eran diversos, desde la topografía hasta la medición de alturas inaccesibles. [43]
Los dispositivos solían estar firmados por su fabricante con una inscripción que aparecía en la parte posterior del astrolabio, y si había un mecenas del objeto, su nombre aparecía inscrito en el frente, o en algunos casos, también se ha encontrado que el nombre del sultán reinante o el maestro del astrolabista aparece inscrito en este lugar. [44] La fecha de construcción del astrolabio a menudo también estaba firmada, lo que ha permitido a los historiadores determinar que estos dispositivos son el segundo instrumento científico más antiguo del mundo. Las inscripciones en los astrolabios también permitieron a los historiadores concluir que los astrónomos tendían a fabricar sus propios astrolabios, pero que muchos también se hacían por encargo y se guardaban en stock para vender, lo que sugiere que había algún mercado contemporáneo para los dispositivos. [44]
Globo celeste, Isfahán (?), Irán 1144. Expuesto en el Museo del Louvre , este globo es el tercero más antiguo que se conserva en el mundo.
Astrolabio planisférico generado por computadora
Base matemática
La construcción y diseño de los astrolabios se basan en la aplicación de la proyección estereográfica de la esfera celeste . El punto desde el que se suele realizar la proyección es el Polo Sur . El plano sobre el que se realiza la proyección es el del Ecuador . [45]
Diseño de un tímpano mediante proyección estereográfica
Partes del tímpano de un astrolabio
El tímpano capta los ejes de coordenadas celestes sobre los que girará la red . Es el componente que permitirá determinar con precisión la posición de una estrella en un momento específico del día y del año .
Por lo tanto, debería proyectarse:
El cenit , que variará dependiendo de la latitud del usuario del astrolabio.
La línea del horizonte y almucantar o círculos paralelos al horizonte, que permitirán determinar la altitud de un cuerpo celeste (desde el horizonte hasta el cenit).
El meridiano celeste (meridiano norte-sur, que pasa por el cenit) y los meridianos secundarios (círculos que cortan el meridiano norte-sur en el cenit), que permitirán medir el acimut de un cuerpo celeste.
Los tres círculos concéntricos del tímpano son útiles para determinar los momentos exactos de los solsticios y equinoccios a lo largo del año: si se conoce la altura del sol al mediodía en la rete y coincide con el círculo exterior del tímpano (Trópico de Capricornio), significa el solsticio de invierno (el sol estará en el cenit para un observador en el Trópico de Capricornio, lo que significa verano en el hemisferio sur e invierno en el hemisferio norte). Si, por el contrario, su altura coincide con el círculo interior (Trópico de Cáncer), indica el solsticio de verano . Si su altura está en el círculo medio (ecuador), corresponde a uno de los dos equinoccios .
El horizonte y la medición de la altitud
Proyección estereográfica del horizonte de un observador en una latitud específica
En el lado derecho de la imagen de arriba:
La flecha azul indica la dirección del norte verdadero (la Estrella del Norte ).
El punto azul central representa la Tierra (la ubicación del observador).
La flecha negra representa la dirección cenital del observador (que variaría dependiendo de la latitud del observador ).
Los dos círculos negros representan el horizonte que rodea al observador, que es perpendicular al vector cenital y define la porción de la esfera celeste visible para el observador, y su proyección sobre el plano ecuatorial celeste.
Al proyectar el horizonte sobre el plano ecuatorial celeste, se transforma en una elipse desplazada hacia arriba con respecto al centro del tímpano (tanto el observador como la proyección del eje norte-sur). Esto implica que una parte de la esfera celeste quedará fuera del círculo exterior del tímpano (la proyección del Trópico de Capricornio celeste ) y, por lo tanto, no estará representada.
Proyección estereográfica del horizonte y un almucantar.
Además, al dibujar círculos paralelos al horizonte hasta el cenit ( almucantar ), y proyectarlos sobre el plano ecuatorial celeste, como en la imagen superior, se construye una cuadrícula de elipses consecutivas, que permite determinar la altitud de una estrella cuando su rete se superpone con el tímpano diseñado.
Los meridianos y la medición del acimut
Proyección estereográfica del meridiano norte-sur y del meridiano 40° E sobre el tímpano de un astrolabio
En el lado derecho de la imagen de arriba:
La flecha azul indica la dirección del norte verdadero (la Estrella del Norte ).
El punto azul central representa la Tierra (la ubicación del observador).
La flecha negra representa la dirección cenital del observador (que variaría dependiendo de la latitud del observador ).
Los dos círculos negros representan el horizonte que rodea al observador, que es perpendicular al vector cenital y define la porción de la esfera celeste visible para el observador, y su proyección sobre el plano ecuatorial celeste.
Los cinco puntos rojos representan el cenit , el nadir (el punto de la esfera celeste opuesto al cenit con respecto al observador), sus proyecciones sobre el plano ecuatorial celeste y el centro (sin ningún significado físico adjunto) del círculo obtenido al proyectar el meridiano secundario (ver más abajo) sobre el plano ecuatorial celeste.
El círculo naranja representa el meridiano celeste (o meridiano que va, para el observador, del norte al sur del horizonte pasando por el cenit).
Los dos círculos rojos representan un meridiano secundario con un acimut de 40° Este respecto al horizonte del observador (que, como todos los meridianos secundarios, intersecta el meridiano principal en el cenit y el nadir), y su proyección sobre el plano ecuatorial celeste.
Si se proyectan meridianos sucesivos que dividen la esfera celeste en sectores iguales (como "gajos de naranja" que irradian desde el cenit), se obtiene una familia de curvas que pasan por la proyección cenital sobre el tímpano. Estas curvas, una vez superpuestas a la red que contiene las estrellas mayores, permiten determinar el acimut de una estrella situada en la red y rotada durante un momento específico del día.
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Notas
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Enlaces externos
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Astrolabio digital interactivo de Alex Boxer
Un astrolabio digital (HTML5 y javascript)
La tecnología del astrolabio no es tan fácil
Generador de astrolabios de papel, de la ESO
"¡Hola mundo!" para el astrolabio: el primer vídeo por computadora de la presentación de Howard Covitz en Ignite Phoenix, junio de 2009. Diapositivas para la presentación bajo licencia Creative Commons by-nc-nd .
Archivo del extenso sitio web de James E. Morrison sobre astrolabios
Modelo funcional del reloj Astrolabium Galileo Galilei del Dr. Ludwig Oechslin
Ulysse Nardin Astrolabium Galilei Galileo: una explicación detallada
Catálogo online completamente ilustrado de la colección de astrolabios más grande del mundo
Astrolabio y relojería móviles
Cuadrante horario de horas iguales medievales
Guía para principiantes sobre la construcción y el uso básicos del astrolabio (utilizando regla, transportador y compás) (PDF) , archivado desde el original (PDF) el 2015-06-17 , consultado el 2018-10-26
Animación que muestra cómo se representan las coordenadas celestes y geográficas en el tímpano de un astrolabio mediante una proyección estereográfica . Tímpano hipotético ( 40° de latitud norte ) de un astrolabio planisférico europeo del siglo XVI .
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![Página del libro "Astrolabium" de 1575 que muestra un astrolabio. Biblioteca pública Masha'Allah, Brujas [nl] Ms. 522](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Astrolabium_Masha'allah_Public_Library_Brugge_Ms._522.tif/lossy-page1-1280px-Astrolabium_Masha'allah_Public_Library_Brugge_Ms._522.tif.jpg)
