Оррери

редактировать
Механическая модель солнечной системы Небольшой оррери с изображением Земли и внутренних планет

An Оррери - это механическая модель Солнечной системы, которая иллюстрирует или предсказывает относительные положения и движения планет и лун, обычно в соответствии с гелиоцентрическим модель. Он также может представлять относительные размеры этих тел; однако, поскольку точное масштабирование часто нецелесообразно из-за фактических больших различий в соотношении, вместо этого можно использовать приглушенное приближение. Хотя у греков были действующие планетарии, первый оррери, который был планетарием современной эпохи, был создан в 1704 году, и один был подарен Чарльзу Бойлу, 4-му графу Оррери - отсюда и возникновение имя. Обычно они приводятся в движение часовым механизмом с глобусом, представляющим Солнце в центре, и с планетой на конце каждого плеча.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Древние версии
    • 1.2 Ранние версии
    • 1.3 Современные оррери
  • 2 Объяснение
  • 3 Прогнозы
  • 4 Известные оррерии
  • 5 Популярное культура
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
История

Древние версии

Антикитерский механизм (основной фрагмент), ок. 125 г. до н. Э. Карло Г. Кроче, реконструкция Астрариума Донди, первоначально построенного между 1348 и 1364 годами в Падуе

Механизм Антикифира, обнаруженный в 1901 году в месте крушения. у греческого острова Антикифера и тщательно изученные, показали дневные движения Солнца, Луны и пяти известных планеты. Он был датирован между 150 и 100 годами до нашей эры. Механизм Antikythera с ручным приводом сейчас считается одним из первых, но в течение многих десятилетий игнорировался, так как считался слишком сложным, чтобы быть подлинным. Он был геоцентрическим и использовался в качестве механического калькулятора, предназначенного для вычисления астрономических координат.

Согласно Цицерону, римскому философу, писавшему в первом веке до нашей эры, греческий эрудит Посидоний построил планетарную модель.

Ранние версии

Астрономические часы (сторона Венеры-Меркурия), Эберхард Бальдевейн и др., Марбург-Кассель, 1563–1568 гг. - Математико-физический салон, Дрезден - DSC08057

В 1348 г., Джованни Донди построил первый известный часовой механизм системы. Отображает эклиптическое положение Луны, Солнца, Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера. и Сатурн согласно сложной геоцентрической планетарной теории Птолемея. Сами часы потеряны, но Донди оставил полное описание своих астрономических зубчатых передач.

Еще в 1650 году П. Ширлей построил геоцентрический планетарий с Солнцем в качестве планеты и с Меркурием и Венерой, вращающимися вокруг Солнце как его луны.

При дворе Вильгельма IV, ландграфа Гессен-Кассельского в 1561 и 1563–1568 годах были построены два сложных астрономических часа. Они используют четыре стороны, чтобы показать эклиптические положения Солнца, Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурн, Луна, Солнце и Дракон (Узлы Луны) в соответствии с Птолемеем, календарь, восход и закат, и автоматизированный небесная сфера с анимированным символом Солнца, который впервые на небесном шаре показывает реальное положение Солнца, включая уравнение времени. Часы теперь выставлены в Касселе в Astronomisch-Physikalisches Kabinett и в Dresden в Mathematisch-Physikalischer Salon.

В De Revolutionibus orbium coelestium, опубликованном в Нюрнберге в 1543 году, Николай Коперник бросил вызов западному учению о геоцентрической вселенной, в которой Солнце ежедневно вращались вокруг Земли. Он заметил, что некоторые греческие философы предложили гелиоцентрическую вселенную. Это упростило кажущееся эпициклическое движение планет, сделав возможным представить траектории планет в виде простых кругов. Это можно смоделировать с помощью шестеренок. Усовершенствованные инструменты Тихо Браге позволили произвести точные наблюдения неба (1576–1601), и из этих Иоганн Кеплер (1621) сделал вывод, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллипсам. В 1687 году Исаак Ньютон объяснил причину эллиптического движения в своей теории гравитации.

Современные оррерии

Оррери внутри Sphaera Copernicana, спроектированный Джозефом Готторпским и построенный Андреасом Бёшем, 1653 Философ, читающий лекцию об Оррери (ок. 1766) Джозеф Райт из Дерби Оррери, построенный плотником шерсти Эйс Эйсинга с 1774 по 1781 год при его жизни комната, самый старый действующий планетарий в мире

Часовые мастера Джордж Грэм и Томас Томпион построили первый современный оррери примерно в 1704 году в Англии. Грэм дал первую модель или ее дизайн знаменитому производителю инструментов Джону Роули из Лондона, чтобы сделать копию для принца Евгения Савойского. Роули было поручено сделать еще одну копию для своего покровителя Чарльза Бойла, 4-го графа Оррери, от которого устройство и получило свое название на английском языке. Эта модель была подарена сыну Чарльза Джону, позже 5-му графу Корк и 5-му графу Оррери. Независимо, Христиан Гюйгенс опубликовал в 1703 году детали гелиоцентрической планетарной машины, которую он построил, проживая в Париже между 1665 и 1681 годами. Он рассчитал зубчатые передачи, необходимые для представления 365,242 года за год. дней, и использовал это для создания циклов главных планет.

Картина Джозефа Райта Философ читает лекцию о Оррери, в которой вместо Солнца ставится лампа (ок. 1766 г.), который висит в музее и картинной галерее Дерби, изображает группу, слушающую лекцию естествоиспытателя. Солнце в медном корпусе обеспечивает единственный свет в комнате. Оррери, изображенный на картине, имеет кольца, которые придают ему вид, похожий на армиллярную сферу. Таким образом, демонстрация смогла изобразить затмения.

. Чтобы поместить это в хронологический контекст, в 1762 году морской хронометр Джона Харрисона впервые позволил точно измерить долготу.. В 1766 году астроном Иоганн Даниэль Тициус впервые продемонстрировал, что среднее расстояние каждой планеты от Солнца может быть представлено в следующей прогрессии:

4 + 0 10, 4 + 3 10, 4 + 6 10, 4 + 12 10, 4 + 24 10, 4 + 48 10,..... {\ displaystyle {\ frac {4 + 0} {10}}, {\ frac {4 + 3} {10}}, {\ frac {4 + 6} {10}}, {\ frac {4 + 12} {10}}, {\ frac {4 + 24} {10}}, {\ frac {4 + 48} {10}},.....}{\ frac {4 + 0} {10}}, {\ frac {4 + 3} {10}}, {\ frac {4 + 6} {10}}, {\ frac {4 + 12} {10}}, {\ frac {4 + 24} {10}}, { \ frac {4 + 48} {10}},.....

То есть 0,4, 0,7, 1,0, 1,6, 2,8, 5,2... Цифры относятся к астрономическим единицам, среднему расстоянию между Солнцем и Землей, которое составляет 1,496 × 10⁸ км (93 × 10⁶ миль). Derby Orrery не показывает среднее расстояние, но демонстрирует относительные движения планет.

Планетарий Эйсинга был построен с 1774 по 1781 год Эйсе Эйсингой в его доме в Франекере в Нидерландах. Он отображает планеты по ширине потолка комнаты и работает почти постоянно с момента его создания. Этот оррери представляет собой планетарий в обоих смыслах этого слова: сложная машина, показывающая планетные орбиты, и театр для изображения движения планет. Дом Эйзинга был куплен голландской королевской семьей, которая выделила ему пенсию.

Бенджамин Мартин Оррери 1766 года, использовавшийся в Гарварде

В 1764 году Бенджамин Мартин изобрел планетную модель нового типа, в которой планеты находились на латунных рычагах, ведущих из серии концентрических или коаксиальных труб. При такой конструкции было трудно заставить планеты вращаться и заставить луны вращаться вокруг планет. Мартин предположил, что обычная оррери должна состоять из трех частей: планетария, в котором планеты вращаются вокруг Солнца, теллура (также теллура или теллура), который показывает наклонную ось Земли и то, как она вращается вокруг Солнца. Солнце и лунарий, показывающий эксцентрическое вращение Луны вокруг Земли. В одном оррери эти три механизма могут быть установлены на общем столе, по отдельности с использованием центрального шпинделя в качестве первичного двигателя.

Пояснение

Все оррерии являются планетариями или планетариями (альтернативное множественное число). Термин оррери существует только с 1714 года. большой оррери - это тот, который включает внешние планеты, известные на момент его создания. Слово планетарий было захвачено и теперь обычно относится к полусферическим кинотеатрам, в которых изображения ночного неба проецируются на поверхность над головой. Планетарии (оррери) могут быть самых разных размеров - от портативных до комнатных. Оррери используется для демонстрации движения планет, в то время как механическое устройство, используемое для предсказания затмений и транзитов, называется астрариумом.

Оррери должно правильно включать Солнце, Земля и Луна (плюс, возможно, другие планеты). Модель, которая включает только Землю, Луну и Солнце, называется теллурием или теллуром, а модель, которая включает только Землю и Луну, - лунарием. jovilabe - это модель Юпитера и его спутников.

ПланетаСред. Расстояние. от СолнцаДиаметр. (в земных. диаметрах)Масса. (в Земных. массах )ПлотностьКоличество. лунОрбитальный период. (лет)Наклонение. к эклиптике. (градусы)Осевое наклон. (градусы)Период вращения. (звездная)
Меркурий 0,39 AU 0,380,055,5 г / см³00,247,0 °59 дней
Вена 0,720,950,825,300,623,4 °177 °-243 дня
Земля1,001,001,005,511,0023 °23,9 часа
Марс 1,520,530,113,921,881,9 °25 °24,5 часа
Юпитер 5,2011,21317,91,37911,91,3 °10 часов
Сатурн 9,549,4595,20,78229,52,5 °27 °11 часов
Уран 19,24,0114,51,327840,8 °98 °-17 часов
Нептун 30,13,8817,11,6141651,8 °28 °16 часов

Планетарий покажет орбитальный период каждой планеты и скорость вращения, как показано в таблице выше. Теллурион покажет Землю с Луной, вращающейся вокруг Солнца. Он будет использовать угол наклона экватора из таблицы выше, чтобы показать, как он вращается вокруг своей оси. На нем будет изображена Луна Земли, вращающаяся вокруг Земли. Лунарий предназначен для демонстрации сложных движений Луны, когда она вращается вокруг Земли.

Оррери обычно не строятся в масштабе. Человеческие оррерии, в которых люди перемещаются как планеты, также были построены, но большинство из них временное. В Обсерватории Арма в Северной Ирландии находится постоянный человеческий оррериум, на котором находятся шесть древних планет, Церера, и кометы Галлея и Энке. Уран и за его пределами также показаны, но довольно ограниченным образом. Другой находится в Обсерватории и Природном центре Sky's The Limit в Твентинайн-Палмс, Калифорния. Это соответствует масштабу (20 миллиардов к одному), соответствует положению (с точностью до четырех дней) оррерии человека. Первые четыре планеты относительно близки друг к другу, но следующие четыре требуют определенного количества походов, чтобы посетить их. Перепись всех постоянных человеческих территорий была инициирована французской группой F-HOU с новой попыткой изучить их влияние на образование в школах. Доступна карта известных человеческих сфер

Обычные механические часы могли бы использоваться для создания чрезвычайно простой оррери с Солнцем в центре, Землей на минутной стрелке и Юпитером на часовой стрелке; Земля сделает 12 оборотов вокруг Солнца за каждый 1 оборот Юпитера. Фактический год Юпитера составляет 11,86 земных лет, поэтому этот конкретный пример быстро потеряет точность. Настоящая оррери была бы более точной и включала бы больше планет, а также, возможно, заставила бы планеты вращаться.

Проекционные системы

Многие планетарии (здания) имеют проекционные системы, которые проецируют на купол планетария Солнце с точками или небольшими изображениями планет. Обычно они ограничены планетами от Меркурия до Сатурна, хотя некоторые включают Уран. Источники света для планет проецируются на зеркала, которые связаны с двигателем, приводящим в движение изображения на куполе. Обычно Земля обращается вокруг Солнца за одну минуту, в то время как другие планеты совершают оборот по орбите за периоды времени, пропорциональные их фактическому движению. Таким образом, Венере, которой требуется 224,7 дня для обращения по орбите вокруг Солнца, потребуется 37 секунд, чтобы завершить оборот по орбите, а Юпитеру потребуется 11 минут 52 секунды.

Некоторые планетарии воспользовались этим, чтобы использовать оррери для моделирования планет и их спутников. Таким образом, Меркурий обращается вокруг Солнца за 0,24 земного года, в то время как Фобос и Деймос вращаются вокруг Марса с аналогичным соотношением времени 4: 1. Операторы планетариев, желающие показать это, наложили на Солнце красную крышку (чтобы оно напоминало Марс) и выключили все планеты, кроме Меркурия и Земли. Подобные уловки можно использовать, чтобы показать Плутон и его пять спутников.

Известные оррери
Оррери, построенные примерно в 1812 году. Сейчас в Thinktank, Бирмингемский научный музей.

Shoemaker Джон Фултон из Фенвика, Эйршир, три построенных между 1823 годами и 1833. Последний находится в Художественной галерее и музее Келвингроув в Глазго.

Планетарий Франекера, построенный плотником по имени Эйсе Эйсинга в его собственной гостиной, в небольшой город Франекер в Фрисландии, на самом деле является оррери. Он был построен между 1774 и 1781 годами. «Лицо» модели смотрит вниз с потолка комнаты, при этом большая часть механических работ находится в пространстве над потолком. Он приводится в движение маятниковыми часами, имеющими 9 грузов или прудов. Планеты движутся вокруг модели в реальном времени.

Новаторская концепция заключается в том, чтобы люди играли роль движущихся планет и других объектов Солнечной системы. Такая модель, называемая человеческим оррери, была с точностью выложена в Обсерватории Арма.

В популярной культуре
  • Конструкционная система Meccano - популярный инструмент для построения высокоточных оррери.. Модель 391, первый Meccano Orrery, была описана в июньском 1918 году Meccano Manual.
См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
Викискладе есть материалы, связанные с Оррери.
Последняя правка сделана 2021-06-01 03:11:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте