39 obserwujących
387 notek
355k odsłon
1191 odsłon

Jaka jest twoja długość?

Wykop Skomentuj16


W części 1. i części 2. cyklu opisałem, jak w Starożytności i Średniowieczu wyznaczano szerokość geograficzną. Nie jest to szczególnie trudne, gdyż procedurę ułatwiają charakterystyczne miejsca na sferze niebieskiej: równik i bieguny. Co prawda nie są one oznaczone w jakiś specjalny sposób, ale ich położenie można w miarę łatwo określić dzięki Gwieździe Polarnej (biegun) bądź Słońcu (równik).

W przypadku długości geograficznej sytuacja wyglądała znacznie gorzej. Na niebie nie ma wyróżnionego południka, który pomógłby wyznaczyć tę wielkość. Z tego powodu wczesne mapy tworzono przyjmując długości geograficzne oszacowane na podstawie ocen odległości, a te mogły być obarczone sporym błędem. To jedna z przyczyn, dla których mapy te tak kiepsko odtwarzają naszą planetę. 

Żyjący w II wieku p.n.e. grecki astronom Hipparch wymyślił lepszą metodę. Zauważył on, że do wyznaczania długości geograficznej można skorzystać z lokalnych różnic czasowych wywołanych przez obrót sfery niebieskiej (czyli de facto przez obrót Ziemi wokół jej osi). Można to wyjaśnić w następujący sposób. 

Żyjemy w rytmie określanym przez pozycję Słońca na niebie: wstajemy kiedy wschodzi, a kładziemy się spać po jego zachodzie. (To znaczy, większość ludzi tak robi; ja czasem postępuję odwrotnie). Najbardziej charakterystycznym momentem doby jest południe, gdyż Słońce znajduje się wtedy najwyżej na niebie. Południu zwyczajowo przypisujemy godzinę 12, a samą dobę dzielimy – również zwyczajowo – na 24 godziny. Jest to odstęp czasu między dwoma południami, czyli czas potrzebny sferze niebieskiej do pełnego obrotu. Ponieważ pełen obrót to 360, w ciągu jednej godziny sfera obraca się o 15 (360/24=15), w ciągu dwóch godzin o 30 itd. 

Jak wiadomo, Słońce jest najwyżej wtedy, kiedy przecina południk, a więc dla wszystkich miejsc leżących na tym samym południku czas jest taki sam. I odwrotnie – na różnych południkach czas jest różny. (A przynajmniej tak było do końca XIX wieku, kiedy to dla wygody wprowadzono czas strefowy; my jednak będziemy się tutaj zajmować wyłącznie czasem lokalnym odpowiadającym każdemu poszczególnemu południkowi). Widzimy zatem, że różnice czasów w dwóch miejscach na Ziemi wynikają wyłącznie z różnicy ich długości geograficznych. 

Uwaga dla osób dobrze zorientowanych w temacie. W swoim opisie intencjonalnie pomijam różnice między dobą słoneczną a dobą gwiazdową, prawdziwym i średnim czasem słonecznym itp. Oczywiście są to zasadnicze sprawy dla praktycznego wyznaczania współrzędnych geograficznych, ale nie mają aż tak istotnego znaczenia dla istoty zagadnienia, a nie chcę, żeby czytelnik pogubił się w szczegółach. 

Hipparch wpadł na pomysł, że pomiar czasu jakiegoś zjawiska astronomicznego w dwóch różnych miejscach na Ziemi pozwala określić różnicę ich długości geograficznych. Takim zjawiskiem może być zaćmienie Księżyca. Wyjaśnia to poniższy rysunek, na którym przedstawiono schematycznie położenie Słońca i Księżyca na sferze niebieskiej w momencie zaćmienia, a także godziny dla różnych południków na Ziemi.

image

Schemat zaćmienia Księżyca (mapa półkuli północnej: Sean Baker, wiki, CC license)


Załóżmy, że w jakiejś miejscowości A gdzieś we Francji zaćmienie Księżyca rozpoczęło się dokładnie o północy, czyli o godzinie 24. W innej miejscowości B, gdzieś w Turcji, była już jednak godzina druga. Oznacza to, że różnica długości geograficznych między miejscowościami A i B jest równa 30, gdyż dwie godziny odpowiadają właśnie trzydziestu stopniom.

Aczkolwiek metoda Hipparcha jest w swej idei dość prosta, starożytni Grecy praktycznie nigdy z niej nie skorzystali i przy tworzeniu map opierali się wyłącznie na ocenach odległości. Powodem była zapewne trudność w przeprowadzeniu skoordynowanych obserwacji zaćmienia Księżyca w różnych miejscach na Ziemi. 

Metodę tę natomiast zastosowano kilka wieków później w krajach islamskich, a motywacją do tego były... czynniki religijne. Mahomet przykazał wiernym, żeby swoje modlitwy odmawiali zawsze kierując się ku Mekce. Aby polecenie Proroka mogło zostać spełnione, trzeba było umieć wyznaczać święty kierunek – kiblę – co wymagało znajomości współrzędnych geograficznych. Pomysł Hipparcha wprowadził w życie arabski astronom Al-Battani, który w 901 roku wyznaczył różnicę długości geograficznych Antiochii (miasta w dzisiejszej Turcji) i Rakki (miasta w dzisiejszej Syrii). Sto lat później perski uczony Al-Biruni dokonał analogicznego pomiaru dla Bagdadu i Ghazni (miasta w obecnym Afganistanie). Błędy obu pomiarów nie przekraczały jednego stopnia. W pierwszych wiekach drugiego millenium po Chrystusie arabscy astronomowie opracowali tablice pozwalające wyznaczyć kiblę w dowolnym miejscu ówczesnego świata muzułmańskiego, co pozwalało na właściwe zorientowanie budowanych meczetów. 

Wykop Skomentuj16
Ciekawi nas Twoje zdanie! Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Salon24 news

Co o tym sądzisz?

Inne tematy w dziale Technologie