Un orrery es un modelo mecánico del Sistema Solar que ilustra o predice las posiciones relativas y los movimientos de los planetas y las lunas , generalmente de acuerdo con el modelo heliocéntrico . También puede representar los tamaños relativos de estos cuerpos; sin embargo, dado que la escala precisa a menudo no es práctica debido a las grandes diferencias reales de proporción, se puede utilizar en su lugar una aproximación a escala reducida. Los griegos tenían planetarios en funcionamiento , pero el primer ejemplo moderno fue producido c. 1712 por John Rowley. [1] Lo nombró orrery [2] en honor a Charles Boyle, cuarto conde de Orrery (en el condado de Cork , Irlanda). La placa que lo adorna dice "Orrery inventado por Graham 1700 mejorado por Rowley y presentado por él a John [sic] conde de Orrery, en cuyo honor recibió el nombre por sugerencia de Richard Steele".
Generalmente funcionan mediante un mecanismo de relojería con un globo que representa el Sol en el centro y un planeta al final de cada uno de los brazos.
El mecanismo de Antikythera , descubierto en 1901 en un naufragio frente a la isla griega de Antikythera en el mar Mediterráneo, exhibió los movimientos diurnos del Sol , la Luna y los cinco planetas conocidos por los antiguos griegos . Se ha datado entre el 205 y el 87 a. C. [3] [4] [5] El mecanismo se considera uno de los primeros orreries. [6] Era geocéntrico y se usaba como calculadora mecánica para calcular posiciones astronómicas.
Cicerón , filósofo y político romano que escribió en el siglo I a. C., tiene referencias que describen modelos mecánicos planetarios. Según él, los eruditos griegos Tales [7] y Posidonio [8] construyeron un dispositivo que modelaba el movimiento celeste.
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En 1348, Giovanni Dondi construyó el primer mecanismo conocido accionado por reloj del sistema. Muestra la posición eclíptica de la Luna, el Sol, Mercurio , Venus , Marte , Júpiter y Saturno según las complicadas teorías planetarias geocéntricas de Ptolomeo. [9] [10] El reloj en sí se ha perdido, pero Dondi dejó una descripción completa de sus trenes de engranajes astronómicos .
En 1650, P. Schirleus construyó un planetario geocéntrico con el Sol como planeta y con Mercurio y Venus girando alrededor del Sol como sus lunas . [11]
En la corte de Guillermo IV, landgrave de Hesse-Kassel, se construyeron dos complicados relojes astronómicos en 1561 y 1563-1568. Estos utilizan cuatro lados para mostrar las posiciones eclípticas del Sol, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, la Luna, el Sol y el Dragón (nodos de la Luna) según Ptolomeo , un calendario, la salida y la puesta del sol, y una esfera celeste automatizada con un símbolo solar animado que, por primera vez en un globo celeste, muestra la posición real del Sol, incluida la ecuación del tiempo . [12] [13] Los relojes están ahora en exposición en Kassel en el Astronomisch-Physikalisches Kabinett y en Dresde en el Mathematisch-Physikalischer Salon .
En De revolutionibus orbium coelestium , publicado en Núremberg en 1543, Nicolás Copérnico desafió la enseñanza occidental de un universo geocéntrico en el que el Sol giraba diariamente alrededor de la Tierra . Observó que algunos filósofos griegos como Aristarco de Samos habían propuesto un universo heliocéntrico. Esto simplificaba los aparentes movimientos epicíclicos de los planetas, haciendo factible representar las trayectorias de los planetas como simples círculos. Esto podía modelarse mediante el uso de engranajes. Los instrumentos mejorados de Tycho Brahe hicieron observaciones precisas de los cielos (1576-1601), y a partir de estos, Johannes Kepler (1621) dedujo que los planetas orbitaban el Sol en elipses . En 1687, Isaac Newton explicó la causa del movimiento elíptico en su teoría de la gravitación . [14]
En el Museo de Historia de la Ciencia de Oxford se conserva un orrery construido por los fabricantes de relojes George Graham y Thomas Tompion , fechado en torno a 1710. [15] Graham entregó el primer modelo, o su diseño, al célebre fabricante de instrumentos John Rowley de Londres para que hiciera una copia para el príncipe Eugenio de Saboya . Rowley recibió el encargo de hacer otra copia para su patrón Charles Boyle, cuarto conde de Orrery , de donde el dispositivo tomó su nombre en inglés. [16] [17] Este modelo fue presentado al hijo de Charles, John, más tarde quinto conde de Cork y quinto conde de Orrery . De forma independiente, Christiaan Huygens publicó en 1703 detalles de una máquina planetaria heliocéntrica que había construido mientras vivía en París entre 1665 y 1681. Calculó los trenes de engranajes necesarios para representar un año de 365,242 días y los utilizó para producir los ciclos de los planetas principales. [11]
El cuadro de Joseph Wright Un filósofo dando una conferencia en el orrery ( c. 1766 ), que se exhibe en el Museo y Galería de Arte de Derby , muestra a un grupo de personas escuchando una conferencia de un filósofo naturalista . El Sol en un orrery de latón proporciona la única luz de la habitación. El orrery representado en el cuadro tiene anillos que le dan una apariencia similar a la de una esfera armilar . La demostración fue capaz de representar eclipses . [18]
Para poner esto en contexto cronológico, en 1762 el cronómetro marino de John Harrison permitió por primera vez la medición precisa de la longitud . En 1766, el astrónomo Johann Daniel Titius demostró por primera vez que la distancia media de cada planeta al Sol podía representarse mediante la siguiente progresión:
Es decir, 0,4, 0,7, 1,0, 1,6, 2,8, ... Los números se refieren a unidades astronómicas , la distancia media entre el Sol y la Tierra, que es 1,496 × 10 8 km (93 × 10 6 millas). El Derby Orrery no muestra la distancia media, pero demostró los movimientos planetarios relativos.
El Planetario de Eisinga fue construido entre 1774 y 1781 por Eise Eisinga en su casa de Franeker , en los Países Bajos. Muestra los planetas a lo ancho del techo de una habitación y ha estado en funcionamiento casi continuamente desde su creación. [19] Este orrery es un planetario en ambos sentidos de la palabra: una máquina compleja que muestra las órbitas planetarias y un teatro para representar el movimiento de los planetas. La casa de Eisinga fue comprada por la familia real holandesa, que le dio una pensión.
En 1764, Benjamin Martin ideó un nuevo tipo de modelo planetario, en el que los planetas se sostenían sobre brazos de latón que salían de una serie de tubos concéntricos o coaxiales. Con esta construcción era difícil hacer que los planetas giraran y que las lunas giraran alrededor de ellos. Martin sugirió que el orrery convencional debería constar de tres partes: el planetario, donde los planetas giraban alrededor del Sol, el telurión (también telúrico o teluro ) que mostraba el eje inclinado de la Tierra y cómo giraba alrededor del Sol, y el lunarium, que mostraba las rotaciones excéntricas de la Luna alrededor de la Tierra. En un orrery, estos tres movimientos podrían montarse en una mesa común, utilizando por separado el huso central como motor primario. [6]
Todos los orreries son planetarios . El término orrery existe desde 1714. Un gran orrery es uno que incluye los planetas exteriores conocidos en el momento de su construcción. La palabra planetario ha cambiado de significado y ahora suele referirse a teatros hemisféricos en los que se proyectan imágenes del cielo nocturno sobre una superficie elevada. Los orreries pueden variar mucho en tamaño, desde portátiles hasta del tamaño de una habitación. Un orrery se utiliza para demostrar el movimiento de los planetas, mientras que un dispositivo mecánico utilizado para predecir eclipses y tránsitos se llama astrario .
Un orrery debe incluir adecuadamente el Sol, la Tierra y la Luna (además de otros planetas opcionalmente). Un modelo que solo incluye la Tierra, la Luna y el Sol se llama telurión o telurio, y uno que solo incluye la Tierra y la Luna es un lunarium . Un jovilabe es un modelo de Júpiter y sus lunas. [20]
Un planetario mostrará el período orbital de cada planeta y la velocidad de rotación , como se muestra en la tabla anterior. Un telurión mostrará la Tierra con la Luna girando alrededor del Sol. Utilizará el ángulo de inclinación del ecuador de la tabla anterior para mostrar cómo gira sobre su propio eje. Mostrará la Luna de la Tierra, girando alrededor de la Tierra. [21] Un lunarium está diseñado para mostrar los movimientos complejos de la Luna mientras gira alrededor de la Tierra.
Los orreries no suelen construirse a escala . También se han construido orreries humanos, donde los humanos se desplazan como los planetas, pero la mayoría son temporales. Hay un orrery humano permanente en el Observatorio de Armagh en Irlanda del Norte , que tiene los seis planetas antiguos, Ceres y los cometas Halley y Encke . Urano y más allá también se muestran, pero de una manera bastante limitada. [22] Otro está en el Observatorio y Centro de Naturaleza The Limit de Sky en Twentynine Palms, California ; es un orrery humano a escala real (20 mil millones a uno), fiel a la posición (precisión de cuatro días). Los primeros cuatro planetas están relativamente cerca uno del otro, pero los siguientes cuatro requieren una cierta cantidad de caminata para visitarlos. [23] El grupo francés F-HOU ha iniciado un censo de todos los orreries humanos permanentes con un nuevo esfuerzo para estudiar su impacto en la educación en las escuelas. [24] Hay disponible un mapa de orreries humanos conocidos. [25]
Se podría utilizar un reloj mecánico normal para construir un planetario extremadamente simple que demostrara el principio, con el Sol en el centro, la Tierra en el minutero y Júpiter en el horario; la Tierra daría 12 vueltas alrededor del Sol por cada vuelta de Júpiter. Como el año real de Júpiter dura 11,86 años terrestres, el modelo perdería precisión rápidamente.
Muchos planetarios tienen un orrery de proyección , que proyecta sobre la cúpula del planetario un Sol con puntos o pequeñas imágenes de los planetas. Estos suelen estar limitados a los planetas desde Mercurio hasta Saturno, aunque algunos incluyen a Urano. Las fuentes de luz de los planetas se proyectan sobre espejos que están engranados con un motor que impulsa las imágenes en la cúpula. Normalmente, la Tierra girará alrededor del Sol en un minuto, mientras que los demás planetas completarán una órbita en períodos de tiempo proporcionales a su movimiento real. Así, Venus, que tarda 224,7 días en orbitar el Sol, tardará 37 segundos en completar una órbita en un orrery, y Júpiter tardará 11 minutos y 52 segundos.
Algunos planetarios han aprovechado esta situación para utilizar orreries que simulen planetas y sus lunas. Así, Mercurio orbita alrededor del Sol en 0,24 de un año terrestre, mientras que Fobos y Deimos orbitan alrededor de Marte en una relación temporal similar de 4:1. Los operadores de planetarios que desean mostrar esto han colocado una tapa roja sobre el Sol (para que se parezca a Marte) y han apagado todos los planetas excepto Mercurio y la Tierra. Se pueden utilizar aproximaciones similares para mostrar a Plutón y sus cinco lunas.
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El zapatero John Fulton, de Fenwick, Ayrshire , construyó tres entre 1823 y 1833. El último se encuentra en la Galería de Arte y Museo Kelvingrove de Glasgow .
El Planetario de Eisinga, construido por un cardador de lana llamado Eise Eisinga en su propia sala de estar, en la pequeña ciudad de Franeker en Frisia , es de hecho un planetario. Fue construido entre 1774 y 1781. La base del modelo mira hacia abajo desde el techo de la habitación, con la mayoría de los mecanismos en el espacio sobre el techo. Está impulsado por un reloj de péndulo, que tiene 9 pesas o estanques. Los planetas se mueven alrededor del modelo en tiempo real. [26]
Un concepto innovador consiste en que personas desempeñen el papel de planetas en movimiento y otros objetos del Sistema Solar. Este modelo, llamado planetario humano, se ha diseñado en el Observatorio de Armagh. [22]
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )dicebat enim Gallus sphaerae illius alterius solidae atque plenae vetus esse inventum, et eam a Thalete Milesio primum esse tornatam, post autem ab Eudoxo Cnidio, discipulo ut ferebat Platonis, eandem illam astris quae caelo inhaererent esse descriptam;
Pero si esa esfera que recientemente hizo nuestro amigo Posidonio, cuyas revoluciones regulares muestran el curso del sol, la luna y cinco estrellas errantes, como se realiza cada día y cada noche, fuera llevada a Escitia o Britania, ¿quién, en esos países bárbaros, dudaría de que esa esfera hubiera sido hecha tan perfecta por el ejercicio de la razón?
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