✖


Jump to content

Астрономическая колонна Киркхилла

    Add links

    Столб

    была Астрономическая колонна Киркхилла построена в 1776 году Дэвидом Стюартом Эрскином, 11-м графом Бьюкеном. [а] и воздвигнут на территории его поместья в Киркхилл-Хаусе, недалеко от Броксберна , Шотландия . Столб пришел в упадок и в конце концов рухнул в 1970-х годах, но, к счастью, камни сохранились, и столб был реконструирован (1988 г.) в загородном парке Алмонделл на земле, когда-то принадлежавшей семье Эрскин. [б] На столбе записаны детали соседней масштабной модели Солнечной системы, построенной Эрскином на основе измерений размера Солнечной системы, полученных на основе наблюдений транзитов Венеры в 1761 и 1769 годах. Модель в центре каменного Солнца. шесть футов в диаметре с планетами на соответствующих расстояниях и размерах давно исчезли; остался только столб.

    Эрскин и наука

    [ редактировать ]
    Дэвид Эрскин, 11-й граф Бьюкен
    Основная статья: Дэвид Эрскин, 11-й граф Бьюкен

    В детстве Эрскина обучали дома его родители, оба из которых учились (и познакомились) в классах известного математика Колина Маклорена в Эдинбургском университете. [1] Они также наняли частного репетитора Джеймса Бьюкенена, выпускника университета Глазго, хорошо разбирающегося в математике и языках. [2] Под руководством этого трио у него развился жизненный интерес к математике и астрономии.

    В возрасте 13 лет Эрскин поступил в Университет Сент-Эндрюс (1755–1759), затем продолжил обучение в Эдинбургском университете (1760–1762) и, наконец, в Университете Глазго (1762–63). [3] Хотя в более поздней интеллектуальной деятельности Эрскина преобладали исследования шотландских древностей, он по-прежнему интересовался наукой и математикой. Он был удостоен избрания в Лондонское королевское общество в 1765 году. [с] В то время он жил в Лондоне и на собраниях общества много слышал о следующей актуальной астрономической проблеме.

    Как далеко находится Солнце?

    [ редактировать ]
    Основная статья: Транзит Венеры
    Венера в транзите по лицу Солнца

    К началу восемнадцатого века коперниканская модель гелиоцентрической Солнечной системы была хорошо известна, и такие астрономы, как Тихо Браге и Иоганн Кеплер, смогли описать движения планет со все большей точностью. [4] Однако никто не знал абсолютных размеров Солнечной системы в милях (или любых других единицах), хотя все солнечные расстояния планет можно было выразить как определенные отношения расстояний Земля-Солнце, используя законы Кеплера . Это фундаментальное расстояние называется астрономической единицей (АЕ). [д]

    Прорыв произошел в 1639 году, когда Джеремайя Хоррокс сделал первое научное наблюдение прохождения Венеры и использовал свои результаты для приблизительной оценки АС. [5] [6] Второй метод, предложенный в 1663 году шотландским математиком Джеймсом Грегори , [7] был предложен Эдмоном Галлеем в статье, опубликованной в 1691 году (пересмотренной в 1716 году). [8] Он продемонстрировал, как можно очень точно измерить АС, сравнив продолжительность прохождения Венеры по поверхности Солнца, измеренную двумя наблюдателями, находящимися на широтах в несколько тысяч километров друг от друга. [и]

    Следующие возможности наблюдать такой транзит были в 1761 и 1769 годах, но Галлей умер в 1742 году, и организация наблюдений в рамках первого в истории крупного международного научного сотрудничества была предоставлена ​​другим. Событие 1761 года дало скудные результаты, поскольку поездка за границу была сильно затруднена Семилетней войной , но в 1769 году многие наблюдатели были снова отправлены по всему миру, среди них был капитан Джеймс Кук от имени Лондонского королевского общества . В расчеты Галлея были введены различные пары результатов наблюдений, дающие множество немного разных значений, а среднее значение АС было опубликовано вскоре после этого в «Философских трудах Королевского общества». [9] Результат составил 93 726 900 миль, что с точностью до одного процента от принятого сейчас значения составляет 92 955 807 миль.

    В Шотландии оба транзита наблюдал друг и сосед Эрскина преподобный Александр Брайс. [ф] [10] [11] служитель церкви в Киркньютоне , всего в 3 милях от Киркхилла. Брайс был компетентным математиком и рассчитал [г] АС и другие параметры расстояния Солнечной системы: именно эти значения Эрскин использовал для создания своей масштабной модели Солнечной системы.

    Воплощение

    [ редактировать ]
    Таблица, напечатанная в учетной записи Uphall. [12]
    Часть сильно разрушенной таблицы, начертанной на колонне.

    В своем «Отчете о приходе Апхолла» Эрскин пишет: [12]

    «В 1776 году я приказал сделать изображение Солнечной системы в масштабе 12 283 миль и 28/100 на дюйм; таблица которого представляет собой [час] выгравировано на колокольне, стоящей посреди моего сада, расшифровку которой я приведу ниже».

    Масштаб кажется необычным, но он следует просто из расчета Брайса о диаметре Солнца в 884 396 миль и произвольного выбора Эрскином изображения Солнца в виде сфероида из каменного камня диаметром 6 футов или 72 дюйма. Разделив 884 396 на 72, получим 12 283,28 миль на один дюйм, или 778 268 621:1. Из шести планет, известных в восемнадцатом веке, Юпитер и Сатурн были вылеплены из камня, причем последняя имела железную ленту, а меньшие планеты были сделаны из бронзы: все они были установлены на постаментах или колоннах на территории поместья Киркхилл в правильном месте. масштабированное расстояние от Солнца. Примроуз писал в 1898 году, что до его времени сохранилось лишь несколько постаментов. [13]

    Таблица, показывающая размеры его изображения, высечена на восточной стороне каменного столба или колокольни; сейчас оно почти неразборчиво, но подробности сохранились в отчете Апхолла. [14] Здесь воспроизводятся диаметры планет и расстояния до столба, а также значения, полученные путем масштабирования дюймов до миль с коэффициентом 12 283,28. Современные значения показаны для сравнения. Подробности о спутниках Юпитера и Сатурна опущены. [я]

    Диаметр Среднее расстояние
    модель 1 (в) масштабированный 2 (мне) действительный 3 (мне) модель 1 (футы) масштабированный 2 (мне) действительный 3 (мне)
    ☉Солнце 72 Д = 884 396 864337 -- -- --
    ☿Меркурий 0.402 4938 3032 249.06 36,711,285 36,000,000
    ♀Венера 0.750 9212 7521 466.05 68,695,472 67,200,000
    🝴
    🝴
    5     		Земля 0.646 7935 7926 645.0 АЕ = 95 072 587 93,000,000
    ☽Луна 0.178 2186 2159 1.615 4 238,050 4 239,000 4
    ♂Марс 0.422 5184 4221 982.06 144,755,752 141,600,000
    ♃Юпитер 7.710 94704 88846 3354.05 494,384,823 438,800,000
    ♄Сатурн 6.448 79203 74897 6153.03 906,952,684 890,400,000
    🪐︎6 Кольца 14.50 ок.178108 170,000 7 0.41 60,434 57,200 7
    1 фут (F), дюймы (I), десятичная часть дюймов, преобразованная в десятичные дюймы/футы для диаметров/расстояний.
    2 Масштабированные значения в милях путем умножения дюймов на 12283,23 и футов на 12*12283,23.
    3 Средние современные значения взяты из информационных бюллетеней НАСА по планетам и Солнцу .
    4 Расстояние Луны от Земли. Спутники Юпитера и Сатурна не включены в эту таблицу.
    5 В таблице Апхолла заменены квадрантами символа Земли, .
    6 В таблице Апхолла заменен символом Водолея. .
    7 Типичные данные по ширине и внутреннему радиусу Колец Сатурна .

    Расчет значений в таблице начинается с нового значения АС, рассчитанного Брайсом. Законы Кеплера затем дают солнечное расстояние (в милях) для каждой планеты, и поэтому, учитывая фактические размеры орбит, легко вычислить расстояние любой планеты от Земли во время любого наблюдения. Затем, используя наблюдаемые угловые размеры Солнца и планет, он смог определить их диаметры в милях. [15]

    Чтобы соответствовать данным таблицы, Брайс должен был вычислить значение для AU, равное 95 072 587 миль. Это значение превышает современное (среднее) значение в 93 000 000 миль. Этим во многом и объясняются расхождения в данных Эрскина о расстояниях и диаметрах.

    Третий, четвертый и пятый столбцы столбца воспроизведены во второй таблице ниже. Это показывает, что эксцентриситеты планет и их наклоны к эклиптике были в то время достаточно хорошо известны. (В таблице значение эксцентриситета Эрскина 80)387( — это просто дробь 80/387, замененная десятичной дробью 0,207 и т. д.). Эксцентриситет и наклонение являются важными параметрами для определения движения планет. Никаких значений наклонов орбит Марса и Юпитера к эклиптике не дано, место в таблице использовано для комментариев о спутниках Юпитера. Последняя пара столбцов относится к тому, что Эрскин называет наклоном; ось вращения планеты к плоскости орбиты. В настоящее время астрономами используется термин «осевой наклон»: он определяет угол между осью вращения и нормалью к плоскости орбиты и равен 90 градусам минус наклонение Эрскина. Значения Меркурия и Венеры на столбе не указаны.

    Наклон 1 Эксцентриситет Наклон 2
    столб действительный столб действительный столб наклон 90°−
    ☿Меркурий 6°59′20″ 7° 00′ 0.21 0.2 -- 0°2′
    ♀Венера 3°23′05″ 3°24′ 0.007 0.007 -- 2°36′
    🝴
    🝴
    		Земля 0° 0° 0.017 0.017 66° 32′ 66°36′
    ☽Луна 5° 5°06′ 0.053 0.055 90° 83°18′
    ♂Марс -- 1°54′ 0.093 0.094 ≈90° 64°48′
    ♃Юпитер -- 1°18′ 0.048 0.049 ≈90° 86°54′
    ♄Сатурн 2°33′30″ 2°30′ 0.057 0.057 ≈90° 63°18′
    🪐︎Кольца 2°33′ 31°0′ 3 -- -- -- --
    1 «Наклон» Эрскина теперь называется наклоном орбиты.
    2 Наклон оси Эрскина является дополнением современного наклона оси ; (90° минус осевой наклон).
    3 Кольца перпендикулярны оси Сатурна.

    Последняя колонка на столбе представляет собой предсказание того, где будут находиться планеты 20 мая 2255 года. Гелиоцентрические места внутри зодиакальных созвездий определяют угол, который теперь называется гелиоцентрической эклиптической долготой . Оба измеряются от точки на небе, где начинается Овен. Каждое созвездие охватывает 30 градусов, тогда как долгота охватывает все 360 градусов, охватываемые всеми 12 созвездиями. Порядок зодиакальных созвездий: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы. Следовательно, 9°40′ в Стрельце для Меркурия становится (десятичной) долготой 249,667° и т. д.

     Гелиоцентрическое место (столб) Прогноз Лаборатории реактивного движения 1
    планета зодиак длинный. 20/05/2255 9/06/2255 2
    ☿ Меркурий 9°40’ Стрельца 249.67° 343.75° 94.90°
    ♀ Венера 25°50’ Весов 205.83° 222.30° 254.19°
     🝴  Земля 29°30' Скорпиона 239.50° 235.08° 254.30°
    ♂ Марс 27°42' Стрельца 267.70° 264.86° 276.28
    ♃ Юпитер 17°40' Скорпиона 227.67° не дано 3
    ♄ Сатурн 19°16' Козерога 289.27° не дано 3
    1 Данные по планетам Лаборатории реактивного движения (JPL). Данные приведены на 0 часов UT рассматриваемого дня.
    2 Дата транзита, указанная в данных JPL.
    3 Данные JPL для Юпитера и Сатурна недоступны после 2200 года.

    Значение 2255 года, указанного в предсказании, состоит в том, что это год прохождения Венеры; восьмой после транзита 1769 года. Во время такого транзита Земля, Венера и Солнце должны быть тесно выровнены, другими словами, гелиоцентрическая [Дж] места (долготы) планет должны быть очень близки, как показывают предсказания фактического транзита 9 июня 2255 года. Следовательно, поскольку Эрскин приводит гелиоцентрические места Венеры и Земли, отличающиеся примерно на 35°, он явно не предсказывал транзита на 20 мая. С этим днем ​​не связано никакого астрономического явления, но оно, должно быть, имело для Эрскина какое-то значение, пока еще необъяснимое.

    Другие надписи на столбе

    [ редактировать ]

    На четырех сторонах столба есть надписи, но сейчас их трудно прочитать. К счастью, некоторые из них записаны в истории Апхолла Эрскина. [16] и другие из рассказа Джеймса Примроуза о том же приходе. [17] Большинство из них на латыни, часто с сокращениями, но переводы были даны Джеймсом Примроузом в его главе о Киркхилле.

    Восточная стена

    [ редактировать ]

    Это лицо имеет таблицу, описанную в предыдущем разделе. Над таблицей приведена цитата, приведенная в начале предыдущего раздела, где Эрскин (Бьюкен) описывает свою конструкцию и ее масштаб.

    Западная стена

    [ редактировать ]

    Надпись на латыни:
    Джеймс Бьюкенен, Мэтью П. Глазг. Хранитель моего детства. без неподкупности этих академических преимуществЯ посвятил его собственными руками, надписал на нем и хотел, чтобы оно было священным. 15 лет после его смерти. и от Христа, родившегося в 1877 году Я, которого когда-то тронула любовь к моей стране и угнетенным гражданам, которые хотели помочь свободе, теперь возделываю поле моего отца и бегу от гнева королей.

    Примроуз дает перевод:
    Джеймсу Бьюкенену, профессору математики в Глазго, [к] самый неподкупный хранитель моей юности, я посвятил, надписал своими руками эти Академические удобства и желаю, чтобы они были священны. На 15-м году его смерти и со дня рождения Христа в 1771 году я, прежде одушевленный любовью к отечеству, осмелился помогать свободе и угнетенным гражданам, теперь возделываю свои отцовские поля и избегаю порога королей.

    Джеймс Бьюкенен был наставником и наставником Эрскина в первые годы. Он умер в 1761 году.

    Южная стена

    [ редактировать ]

    Цитата из «Георгики» Вергилия: DIGNA MANET DIVINA GLORIA RURIS , которую можно перевести как «Отдать дань уважения земле, посланной небесами» или «Достойная слава Божественной страны пребывает». [13] Под надписью находятся большой лук и стрелы, значение которых неизвестно, знак Скорпиона и неопознанный знак.

    Северная стена

    [ редактировать ]

    Длинная надпись дает сокращенные сведения о расположении столба и других точках. Эрскин дает более полную версию в своем отчете о приходе Апхолл. [18]

    «Широта Киркхилла составляет 55°56'17» северной широты, западная долгота по времени от Гринвичской обсерватории - 13'59''10'''. [л] Отклонение компаса 1778 года в июне составило 22°, падение северного конца стрелки при этом составило 71°33'. Высота над отметкой прилива в Лиете (так в оригинале), когда уровень воды в гавани составляет 12 футов, составляет 273 фута; это ниже вершины Трона Артура, на 546 футов, ниже, чем обсерватория на Калтон-Хилл 83, чем вершина Касл-Рока 290. Западная долгота по времени от Эдинбургской обсерватории, 1 ° 8 дюйма; восточная долгота по времени от Глазго Обсерватория, 3'11''50'' - расстояние от Киркньютон-Мэнс в Мидлотиане, 20 108 футов к северу от Киркньютон-Мэнс, 17 005 футов или 2' 47'' (дуга); к западу от Киркньюттон-Мэнс, 10 680 футов или 12 дюймов; 30 минут по времени».

    Упоминание о Киркньюттонском особняке связывает эту надпись с его жителем Александром Брайсом, который предоставил подробную информацию о сводной таблице. Широта указана в общепринятых обозначениях, но долгота определяется во времени: 15 градусов долготы соответствуют одному часу. Временное расстояние по Гринвичу от Киркхилла, данное как 13’ 59’’ 10’’ (минуты, секунды, шестидесятые), соответствует долготе 3,496°W: современное значение составляет 3,46°W. Аналогично, временные смещения обсерваторий в Эдинбурге и Глазго следует понимать как 1'8'' (а не 1°8'') и 3'11''50'' соответственно, что соответствует 17 и 48 угловым минутам долготы, или 11 и 31 миля. Расстояния от Киркньютон-Мэнс до столба прямые, на север и на запад: разница широты составляет 2’47″ (дуга), а разница долгот во времени – 12′′30″, что соответствует 3,12 угловых минут. долгота. Разница в высоте между столбом и местами в Эдинбурге является интересным побочным результатом исследования Брайсом канала, идущего от города, мимо Киркхилла и далее к Фолкерку. [10] Поскольку между городом и Броксберном не должно было быть шлюзов, высоту столба можно было легко соотнести с высотой конечной точки канала и, следовательно, с другими известными местами Эдинбурга.

    Другие надписи

    [ редактировать ]

    Рядом с колонной находится ряд других надписей. На глобусе, изображающем солнце, большими еврейскими буквами был выгравирован вопрос: «Что такое человек?» На постаменте, изображающем Луну, вращающуюся вокруг Земли, было написано «Ньютоно Магно». На небольшом здании возле колонны было написано «Кеплеро Феличи». Подход к Киркхиллу охраняли столбы с надписью «Libertate Quietate». На равностороннем треугольном камне в саду Эрскина была надпись: «Велики дела твои, Иегова, безгранична сила твоя!»

    Модель переосмыслена

    [ редактировать ]

    За годы, предшествовавшие транзиту 2012 года, группа шотландских художников совместно работала над художественной реализацией модели Эрскина Солнечной системы. Проект Киркхиллского столба был запущен под эгидой Artlink Edinburgh. [19] Солнце представлено световым коробом на крыше академии Броксберна, в нескольких сотнях метров от собственного дома Эрскинов. Артефакты, представляющие девять планет, распределены по округу Западный Лотиан на расстояниях, определяемых шкалой Эрскина. Марс и Юпитер представлены небольшими сферами, установленными на постаментах. Меркурий представлен чугунной копией кратерированной поверхности планеты, на которой преобладает железо. Венера представлена ​​схематической версией ее прохождения по лику Солнца. Земля, вдохновленная сине-белым изображением, которое можно было увидеть во время первых космических миссий, представлена ​​двумя горшками с синими и белыми цветами. Марс — характерная красная скульптура в общественном лесу. В литом акриловом прозрачном блоке размещена раскрашенная модель планеты Юпитер. Сатурн представлен техническим образом, использованным Джеймсом Клерком Максвеллом в его объяснении структуры и стабильности колец. [20] Уран представлен лентой, подвешенной к двум деревьям: в ней есть семь непрозрачных отверстий, через которые проникает свет. Нептун запечатлен в виде синего шара в фонаре над дверями церкви Кингскавил. Плутон вырезан на черном полированном граните, расположенном в загородном парке Бикрейгс. Изображения, дополнительную информацию и карту мест можно найти на веб-сайте проекта Киркхилл. [19]

    Солнце
    Меркурий
    Нептун
    Стабильность кольца Сатурна
    Художественные инсталляции, изображающие Солнце, Меркурий, Нептун и Сатурн.

    См. также

    [ редактировать ]

    Ссылки

    [ редактировать ]

    Примечания

    [ редактировать ]
    1. ↑ Второе имя Эрскина пишется либо Стюарт, либо Стюарт. Последняя, ​​французская версия, возникшая во времена Марии, королевы Шотландии , была принята отцом его матери ( Джеймсом Стюартом ). См. также Британскую энциклопедию (2020) .
    2. ↑ Нынешнее местоположение столба находится примерно в 2,5 милях от дома Киркхилла, недалеко от дома, построенного его младшим братом Генри Эрскином .
    3. ^ Список членов Королевского общества D, E, F
    4. ^ В 18 и 19 веках астрономы не использовали астрономическую единицу, а использовали солнечный параллакс , угол, образуемый известным радиусом Земли на расстоянии от Солнца. Определения эквивалентны.
    5. ↑ Метод Галлея, описанный в его статье 1716 года, довольно непостижим для современных читателей, поскольку он содержит одну простую фигуру и никаких уравнений. Этот метод представляет лишь исторический интерес. Упрощенные современные обсуждения: Оденвальд (2012) Оденвальд и ДеПонтье (2012). В настоящее время масштаб Солнечной системы измеряется с помощью радара, доходящего до Венеры, и межпланетных космических зондов.
    6. ^ Брайс, описанный как выдающийся геометр в «Словаре выдающихся шотландцев» ( BDES (1857) ) и как прикладной математик в Оксфордском национальном биографическом словаре ( ODNB Bryce (2004) ), продолжил свои математические исследования и какое-то время взял на себя лекции Маклорена во время последней болезни последнего.
    7. ↑ Неизвестно, какое дистанционное наблюдение использовал Брайс при расчете АС.
    8. ↑ Эрскин использует слово «воплощение» в смысле краткого изложения знаний, но он должен был знать, что « Epitome Astronomiae Copernicanae» Кеплера был стандартным учебником по астрономии семнадцатого века.
    9. ↑ На столбе перечислены все спутники, которые были известны в то время и которым еще не дали названия. Это наша собственная луна, галилеевы спутники Сатурна Юпитера и Тефия , Диона , Рея , Титан и Иапет .
    10. ^ Фактические гелиоцентрические долготы даны эфемеридами Лаборатории реактивного движения.
    11. ↑ Эрскин описывает Бьюкенена как профессора математики в Глазго, но, хотя и был номинирован, он умер до того, как факультет смог продолжить работу. В то время он был профессором восточных языков.
    12. ^ Эрскин использует шестидесятеричную систему счисления для деления часа, где одно, два и три простых числа обозначают минуты, секунды и шестидесятые доли секунды.

    Цитаты

    [ редактировать ]
    1. ^ Кант 1981 , с. 3.
    2. ^ Бьюкенен .
    3. ^ Кант 1981 , с. 4.
    4. ^ Кеплер 1995 .
    5. ^ Чепмен 1990 .
    6. ^ ОДНБ Хоррокс 2004 .
    7. ^ Грегори 2006 .
    8. ^ Галлей 1716 .
    9. ^ Хорнсби 1769 .
    10. ^ Jump up to: а б БДЕС 1857 .
    11. ^ ОДНБ Брайс 2004 .
    12. ^ Jump up to: а б Бьюкен 1793 , с. 152.
    13. ^ Jump up to: а б Примула 1898 года .
    14. ^ Бьюкен 1793 , с. 153.
    15. ^ Смарт 1977 , с. 98.
    16. ^ Бьюкен 1793 .
    17. ^ Примроуз 1898 , стр. 79–83.
    18. ^ Бьюкен 1793 , с. 142.
    19. ^ Jump up to: а б Проект столба Киркхилла .
    20. ^ Максвелл 1859 .

    Источники

    [ редактировать ]
    [ редактировать ]
    Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kirkhill_Astronomical_Pillar&oldid=1234619039"
    Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
    Arc.Ask3.Ru
    Номер скриншота №: 236224acf132dac92473e5d8a8b5d33d__1721019300
    URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/23/3d/236224acf132dac92473e5d8a8b5d33d.html
    Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
    Kirkhill Astronomical Pillar - Wikipedia
    Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)