太陽系儀
歷史
安提基特拉機(jī)械(主要的殘骸), ca. 125 BC
太陽系儀(梵蒂岡博物館).
西塞羅認(rèn)為,希臘哲學(xué)家波希多尼所做的太陽系儀,基本或完全是按照安提基特拉機(jī)械制作的,展示了周日運(yùn)動(dòng)中的太陽、月亮及其他五顆已知行星。西塞羅的這個(gè)記錄寫于公元前1世紀(jì)。
安提基特拉機(jī)械可能被認(rèn)為是最早的太陽系儀之一。它是一臺(tái)古老的機(jī)械計(jì)算器(也有人認(rèn)為是第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)),用來計(jì)算天空中星星的位置。它是在希臘安迪基西拉島附近的一艘古代沉船內(nèi)找到,機(jī)器最后的日期定格在公元前150-前100年之間。近似復(fù)雜程度的機(jī)器直到1000年后才再次出現(xiàn)。
第一臺(tái)現(xiàn)代太陽系儀大概是1704年George Graham和Thomas Tompion所做的。 他將第一個(gè)模型(或設(shè)計(jì))交給了聲名卓著的倫敦器械師John Rowley,讓他為薩伏伊的歐根親王仿制一臺(tái)。Rowley受命為贊助人Charles Boyle——Orrery伯爵四世制作另外一臺(tái),機(jī)器由此得以命名。第一臺(tái)機(jī)器的模型送給了Charles的孫子John,也就是后來的伯爵五世。
藏于德比藝術(shù)博物館 的Joseph Wright的繪畫《哲學(xué)家正在做關(guān)于太陽系的講演,并用一盞燈代替太陽》(ca. 1766), 描述了一群人(三個(gè)男人,三個(gè)孩子,一個(gè)單身女人)正在聽一個(gè)自然哲學(xué)家演說,黑暗的房間中唯一的光源是來自于銅制太陽系儀中的太陽,這個(gè)太陽,實(shí)際上為了近似于渾天儀而加了一圈光環(huán)。當(dāng)然他們也可以演示月蝕的形成。 埃爾郡芬維克的鞋匠John Fulton,在1823年至1833年間,做了三臺(tái),最后一臺(tái)收藏于格拉斯哥的 Kelvingrove藝術(shù)與博物館。
Eisinger的“行星儀”(實(shí)際上就是一太陽系儀),1774至1781年間由Eise Eisinger在荷蘭他Franeker的家中建造。其所展示的行星運(yùn)動(dòng)占據(jù)了整個(gè)房屋的天花板,并從建造之初到現(xiàn)在,基本沒停止過運(yùn)轉(zhuǎn)。
說明
An orrery made by Robert Brettell Bate, circa 1812. Now in Thinktank, Birmingham Science Museum.
太陽系儀又是被叫做天文館,雖然那個(gè)單詞實(shí)際上是指那些將夜晚的天空?qǐng)D像投射到頭頂天花的半球形劇場(chǎng)。太陽系儀可以做成房間大小或僅有巴掌大小。
太陽系儀通常沒有按比例制作。有些按比例的太陽系比例模型,經(jīng)常有好幾公里那么大。一個(gè)新的觀點(diǎn)是讓人來扮演運(yùn)動(dòng)的行星和其他太陽系物體。這樣的模型,叫做人體太陽儀,曾經(jīng)在阿爾瑪天文臺(tái)精確的上演過。
一個(gè)普通的機(jī)械表可以被看做為一個(gè)極簡(jiǎn)單的太陽系儀,太陽是中心點(diǎn),地球在分針上,木星在時(shí)針上;木星每繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)1周,地球就運(yùn)轉(zhuǎn)12周。需要注意的是,實(shí)際上1木星年等于11.86地球年,所以,很快這個(gè)特別的太陽系儀就會(huì)出現(xiàn)誤差。一個(gè)真正的太陽系儀會(huì)是十分精準(zhǔn)的,并包括更多的行星,并且會(huì)讓行星產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。
很多天文館都有投影到穹頂上的太陽系儀,用一個(gè)點(diǎn)或圖片來代表太陽和行星。這些通常都只有從水星到木星的行星,也有一些包括了天王星。這些行星的光源被投射到裝了馬達(dá)的鏡子上,由此可以讓行星圖片沿著穹頂移動(dòng)。通常地球繞太陽一圈設(shè)為1分鐘,其他行星的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間按比例對(duì)照真實(shí)時(shí)間來計(jì)算。這樣,實(shí)際上金星繞太陽一圈需要224.7天,在太陽系儀上所演示的時(shí)間就是0.7分鐘;木星是11.86分鐘。
有些天文館利用這一點(diǎn)來使用太陽系儀模擬行星和他們衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)。比如水星繞太陽一圈要0.24地球年,而火衛(wèi)一和火衛(wèi)二環(huán)繞火星要近似于4:1的時(shí)間。由此天文館工作者希望通過將太陽套上一個(gè)紅圈(假設(shè)他為火星),關(guān)掉除地球和水星的所有行星,來表示火衛(wèi)一和火衛(wèi)二。這種小技巧也可以用來演示冥王星和他的三個(gè)衛(wèi)星。
參見
天文鐘
歷書
地球儀
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