Un cuadrante es un instrumento que se utiliza para medir ángulos de hasta 90° . Se podrían utilizar diferentes versiones de este instrumento para calcular varias lecturas, como longitud , latitud y hora del día . Su primer uso registrado fue en la antigua India en la época rigvédica por Rishi Atri para observar un eclipse solar. [1] [2] Luego, Ptolomeo lo propuso como un mejor tipo de astrolabio . [3] Posteriormente , los astrónomos musulmanes medievales produjeron varias variaciones diferentes del instrumento . Los cuadrantes murales fueron importantes instrumentos astronómicos en los observatorios europeos del siglo XVIII , estableciendo un uso para la astronomía posicional .
El término cuadrante , que significa cuarto, se refiere al hecho de que las primeras versiones del instrumento se derivaron de los astrolabios. El cuadrante condensaba el funcionamiento del astrolabio en un área de un cuarto del tamaño de la cara del astrolabio; era esencialmente un cuarto de astrolabio.
Durante la época rigvédica en la antigua India, se utilizaban cuadrantes llamados 'Tureeyam's para medir la extensión de un gran eclipse solar . El uso de un Tureeyam para observar un eclipse solar por parte de Rishi Atri se describe en el quinto mandala del Rigveda , [1] [2] muy probablemente entre c. 1500 y 1000 a. C. [4]
Los primeros relatos sobre un cuadrante también provienen del Almagesto de Ptolomeo alrededor del año 150 d.C. Describió un "zócalo" que podía medir la altitud del sol del mediodía proyectando la sombra de una clavija en un arco graduado de 90 grados. [5] Este cuadrante era diferente a las versiones posteriores del instrumento; era más grande y constaba de varias partes móviles. La versión de Ptolomeo era un derivado del astrolabio y el propósito de este dispositivo rudimentario era medir el ángulo del meridiano del sol.
Los astrónomos islámicos de la Edad Media mejoraron estas ideas y construyeron cuadrantes en todo Oriente Medio, en observatorios como Marageh , Rey y Samarcanda . Al principio, estos cuadrantes eran generalmente muy grandes y estacionarios, y podían girarse hacia cualquier rumbo para obtener tanto la altitud como el acimut de cualquier cuerpo celeste. [5] A medida que los astrónomos islámicos hicieron avances en la teoría astronómica y la precisión de la observación, se les atribuye el desarrollo de cuatro tipos diferentes de cuadrantes durante la Edad Media y más allá. El primero de ellos, el cuadrante seno , fue inventado por Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi en el siglo IX en la Casa de la Sabiduría de Bagdad. [6] : 128 Los otros tipos fueron el cuadrante universal, el cuadrante horario y el cuadrante astrolabio.
Durante la Edad Media el conocimiento de estos instrumentos se extendió a Europa. En el siglo XIII, el astrónomo judío Jacob ben Machir ibn Tibbon fue crucial en el desarrollo del cuadrante. [7] Era un hábil astrónomo y escribió varios volúmenes sobre el tema, incluido un libro influyente que detalla cómo construir y utilizar una versión mejorada del cuadrante. El cuadrante que inventó llegó a ser conocido como novus quadrans , o nuevo cuadrante. [8] Este dispositivo fue revolucionario porque fue el primer cuadrante construido que no involucraba varias partes móviles y, por lo tanto, podía ser mucho más pequeño y portátil.
Los manuscritos hebreos de Tibbon fueron traducidos al latín y mejorados por el erudito francés Peter Nightingale varios años después. [9] [10] Debido a la traducción, Tibbon, o Profatius Judaeus como se le conocía en latín, se convirtió en un nombre influyente en la astronomía. Su nuevo cuadrante se basó en la idea de que la proyección estereográfica que define un astrolabio planisférico aún puede funcionar si las partes del astrolabio se pliegan en un solo cuadrante. [11] El resultado fue un dispositivo que era mucho más barato, más fácil de usar y más portátil que un astrolabio estándar. La obra de Tibbon tuvo un gran alcance e influyó en Copérnico , Christopher Clavius y Erasmus Reinhold ; y su manuscrito fue citado en la Divina Comedia de Dante . [7]
A medida que el cuadrante se hizo más pequeño y, por tanto, más portátil, pronto se comprendió su valor para la navegación. El primer uso documentado del cuadrante para navegar en el mar es en 1461, por Diogo Gomes . [12] Los marineros comenzaron midiendo la altura de Polaris para determinar su latitud. Esta aplicación de cuadrantes se atribuye generalmente a los marineros árabes que comerciaban a lo largo de la costa este de África y, a menudo, viajaban fuera de la vista de la tierra. Pronto se volvió más común tomar la altura del sol en un momento determinado debido al hecho de que Polaris no es visible al sur del ecuador.
En 1618, el matemático inglés Edmund Gunter adaptó aún más el cuadrante con un invento que llegó a conocerse como cuadrante de Gunter. [13] Este cuadrante de bolsillo fue revolucionario porque estaba inscrito con proyecciones de los trópicos, el ecuador, el horizonte y la eclíptica. Con las tablas correctas se podría utilizar el cuadrante para encontrar la hora, la fecha, la duración del día o de la noche, la hora de salida y puesta del sol y el meridiano. El cuadrante de Gunter era sumamente útil pero tenía sus inconvenientes; las escalas solo se aplicaban a una determinada latitud, por lo que el uso del instrumento estaba limitado en el mar.
Hay varios tipos de cuadrantes:
También se pueden clasificar en: [15]
El cuadrante geométrico es un panel de un cuarto de círculo, generalmente de madera o latón. Las marcas en la superficie pueden imprimirse en papel y pegarse en la madera o pintarse directamente sobre la superficie. Los instrumentos de latón tenían sus marcas grabadas directamente en el latón.
Para la navegación marítima, los primeros ejemplares se encontraron alrededor de 1460. No estaban graduados en grados, sino que tenían las latitudes de los destinos más comunes escritas directamente en la extremidad. Cuando estaba en uso, el navegador navegaba hacia el norte o el sur hasta que el cuadrante indicaba que estaba en la latitud del destino, giraba en la dirección del destino y navegaba hacia el destino manteniendo un rumbo de latitud constante. Después de 1480, la mayoría de los instrumentos se fabricaron con extremidades graduadas en grados. [21]
A lo largo de un borde había dos miradores formando una alidada . Una plomada estaba suspendida de una línea desde el centro del arco en la parte superior.
Para medir la altitud de una estrella, el observador debía mirar la estrella a través de la mira y sostener el cuadrante de modo que el plano del instrumento fuera vertical. Se permitió que la plomada colgara verticalmente y la línea indicaba la lectura en las graduaciones del arco . No era raro que una segunda persona tomara la lectura mientras la primera se concentraba en observar y sostener el instrumento en la posición adecuada.
La precisión del instrumento estaba limitada por su tamaño y por el efecto que el viento o el movimiento del observador tendría sobre la plomada. Para los navegantes en la cubierta de un barco en movimiento, estas limitaciones podrían resultar difíciles de superar.
Para evitar mirar fijamente al sol para medir su altitud, los navegantes podían sostener el instrumento delante de ellos con el sol a su lado. Al hacer que la veleta de observación orientada hacia el sol proyectara su sombra sobre la veleta de observación inferior, fue posible alinear el instrumento con el sol. Habría que tener cuidado para garantizar que se determinara la altitud del centro del sol. Esto podría hacerse promediando las elevaciones de la umbra superior e inferior en la sombra.
Para realizar mediciones de la altitud del sol, se desarrolló un cuadrante de observación posterior. [21]
Con tal cuadrante, el observador veía el horizonte desde una veleta (C en la figura de la derecha) a través de una hendidura en la veleta del horizonte (B). Esto aseguró que el instrumento estuviera nivelado. El observador movió la veleta de sombra (A) a una posición en la escala graduada para que su sombra pareciera coincidente con el nivel del horizonte en la veleta del horizonte. Este ángulo era la elevación del sol.
Se utilizaron grandes cuadrantes para mediciones astronómicas, en particular para determinar la altitud de los objetos celestes . Podrían ser instalaciones permanentes, como cuadrantes murales . Se podrían mover cuadrantes más pequeños. Al igual que los sextantes astronómicos similares , podrían usarse en un plano vertical o hacerse ajustables a cualquier plano.
Cuando se colocan sobre un pedestal u otro soporte, podrían usarse para medir la distancia angular entre dos objetos celestes cualesquiera.
Los detalles sobre su construcción y uso son esencialmente los mismos que los de los sextantes astronómicos ; consulte ese artículo para obtener más detalles.
Armada: utilizado para medir la elevación de los cañones de los barcos, el cuadrante tenía que colocarse en el muñón de cada arma para juzgar el alcance, después de la carga. Se tomó la lectura en el tope del balanceo del barco, se ajustó el cañón y se revisó, nuevamente en el tope del balanceo, y se pasó al siguiente cañón, hasta que estuvieron listos todos los que se iban a disparar. Se informó al artillero del barco, quien a su vez informó al capitán... Puedes disparar cuando estés listo... en la siguiente tirada alta, el cañón se dispararía.
En aplicaciones más modernas, el cuadrante se fija al anillo de muñón o a un cañón naval grande para alinearlo con puntos de referencia soldados a la cubierta del barco. Esto se hace para garantizar que el disparo del arma no haya "deformado la plataforma". También se compara una superficie plana en la torreta o la caseta de armas con puntos de referencia para garantizar que los cojinetes grandes y/o las pistas de los cojinetes no hayan cambiado... para "calibrar" el arma.
Durante la Edad Media, los fabricantes solían añadir personalizaciones para impresionar a la persona a la que estaba destinado el cuadrante. En espacios grandes y no utilizados del instrumento, a menudo se agregaba un sello o insignia para indicar la propiedad de una persona importante o la lealtad del propietario. [22]
Por cierto, los préstamos indo-arios en Mitanni confirman la fecha del Rig Veda de ca. 1200-1000 a. C. El Rig Veda es un texto de finales de la Edad del Bronce, es decir, anterior al 1000 a. C. Sin embargo, las palabras de Mitanni tienen una forma de indoario que es un poco más antigua que esa... Claramente, el Rig Veda no puede ser más antiguo que ca. 1400, y teniendo en cuenta el período necesario para el cambio lingüístico, es posible que no sea mucho más antiguo que ca. 1200 a. C.
