Материалы по истории астрономии

На правах рекламы:

Глава 7. Методы определения ориентации храмов

Мы сразу сталкиваемся с практическим вопросом. Спрашивается: как произвести подобное исследование? Как определить амплитуду храма?

Нет ничего проще. Азимутальный компас — вот и все, что нужно для любого исследования, кроме самого точного.

Азимутальный компас — это инструмент, знакомый многим; он состоит из магнитной стрелки, прикрепленной к картушке с окружностью, разделенной на 360°, с которого можно снять показания сквозь призму, повернув инструмент в любом направлении, указанном вертикальной пеленгаторной ниткой. Его применение основано на том, что в одном и том же месте в одно и то же время все магнитные стрелки показывают в одном и том же направлении, и предполагается, что наблюдатель либо знает, либо может найти отклонение от истинного севера и юга.

Азимутальный компас

Теодолит с чувствительно подвешенной магнитной стрелкой, которая может вращаться на вертикальной оси, будет еще лучше; но сначала его нужно выровнять. Он оснащен небольшой зрительной трубой, в которую можно смотреть вдоль линии. Если мы, например, хотим замерить амплитуду храма, теодолит устанавливаем на треножнике в таком положении, чтобы мы могли смотреть в зрительную трубу вдоль стены храма или ряда колонн и т. п. Затем, открепив круг, мы получаем магнитное направление; это дает нам угол между линией и магнитным севером (или югом), как в азимутальном компасе.

На самом деле таким инструментом мы определяем астрономический меридиан с помощью магнитного меридиана. Здесь стоит дать несколько определений.

Части азимутального компаса. A — стрелка и картушка; P — призма; SV — предметная мишень, или рамка с пеленгаторной ниткой, которую направляют на объект, тогда как сквозь призму видны деления на азимутальном круге

Меридиан (mendies — полдень) любого места — это большой круг небесной сферы, проходящий через зенит (точка прямо над головой) и полюсы небесной сферы.

Меридиональная линия любого места — это пересечение плоскости меридиана с плоскостью горизонта в этом месте, или, иными словами, линия, соединяющая точки севера и юга. Если у нас есть нужные инструменты, мы можем астрономически определить меридиональную линию в любом месте одним из следующих методов:

1. Если требуется только приблизительное значение, то наилучший способ определения — зафиксировать положение солнца или звезды, когда они находятся в самой высокой точке. Для этого используется небольшой теодолит с вертикальным и горизонтальным кругом, а также микрометрическими винтами, чтобы по необходимости обеспечить медленное вращение каждого круга.

Если речь идет о звездах на большой и малой высоте, можно получить результат с большой точностью, но в конце концов метод дает только первое приближение, так как его недостаток в медленном изменении высоты по мере приближения к меридиану.

2. Гораздо более точный метод — метод наблюдения при помощи инструмента, определяющего высоту и азимут (то есть угловое расстояние на запад или восток от севера или юга) звезды, когда она находится на той же высоте восточнее и западнее меридиана. Если взять среднее значение из двух, полученных с помощью азимутального круга, то итоговое значение будет указывать направление меридиана.

Если вместо звезды воспользоваться солнцем, то нужно учитывать изменение его склонения в интервале между наблюдениями.

3. Простой и точный метод — найти меридиональную линию с помощью полярной, так как значение можно получить в любое время ночи, зная простую высоту, при условии, что известно время наблюдения.

Если мы обозначим широту как φ, пусть

ρ = полярное расстояние звезды,
α = прямое восхождение звезды,
Θ = сидерическое время наблюдения,
h = высота звезды,
t = часовой угол звезды;

тогда, зная, что

t = Θ − α,

формулу можно записать следующим образом:

φ = h − ρ cos t + ½ ρ2 sin 1″ sin² t tg h.

В Морском альманахе есть таблицы для облегчения расчетов, но непосредственные вычисления дают большую точность.

Если эти способы прямого определения астрономической меридиональной линии недоступны, тогда можно сделать это косвенно с помощью, прежде всего, магнитного меридиана.

Если взять магнитную стрелку и уравновесить ее горизонтально на вертикальной оси, то ее концы укажут на две точки на горизонте. Проведя большой круг через две эти точки и точку зенита, мы получим магнитный меридиан.

Теодолит для определения азимута и высоты

Линия магнитного меридиана есть линия пересечения плоскости магнитного меридиана с плоскостью горизонта. Угол между астрономической и магнитной меридиональными линиями называется отклонением, восточным или западным в зависимости от того, куда показывает стрелка, на запад или восток от истинного — то есть астрономического — севера в любом заданном месте в любое заданное время. Отклонение может меняться в разных местах и всегда меняется в разное время.

Нужное направление в первую очередь должно определяться инструментами, о которых уже говорилось касательно магнитного меридиана.

После того как мы сделали эти наблюдения, следующий шаг — это определить астрономический или истинный север, что единственное по-настоящему важно.

Если для местности определено магнитное отклонение, можно воспользоваться картой. Такая карта, как изображенная ниже, показывает нам линии, по которым западное отклонение компаса на Британских островах достигает определенных значений. По аналогичной карте для Египта мы узнаем, что в 1798 году вдоль линии, проведенной от точки чуть западнее Каира до второго порога Нила, магнитное отклонение составило бы 11½° на запад; в 1844 году 8½° на запад; а в настоящее время значение таково, что наблюдения, произведенные в той же части Нильской долины, будут иметь отклонение на запад, приближающееся к 4½°. С помощью такой карты можно приблизительно установить астрономические направления всех храмов, осмотренных французами в 1798 году и немцами в 1844 году, как и тех, которые можно осмотреть в настоящее время, при условии, что обязательно отсутствуют местные магнитные аномалии.

Магнитная карта Британских островов с отклонениями в разных точках

Если нам не удалось заручиться такой картой, то для установления истинного севера нужно использовать вышеописанные методы; наблюдая за направлением, в котором солнце поднимается на максимальную высоту в полдень, мы получим астрономическую точку юга; наблюдая за полярной звездой ночью, также можно определить астрономический север. Из первого наблюдения можно без труда получить магнитное отклонение, даже не зная точное местное время. Когда оно доступно, можно применять и другие методы.

Печально думать, сколько потеряно времени для изучения огромного множества подобных вопросов, потому что опубликованные наблюдения сделаны лишь относительно магнитного севера, который весьма отличается в разных местах и всегда меняется. Очень немногие пытались установить астрономические условия задачи. Если бы вышеупомянутая французская или прусская комиссии сделали это с доскональной точностью во всех случаях, то ученым наверняка давно уже было бы известно, что Карнакский и другие храмы, о которых я буду говорить в следующих главах, ориентированы на солнцестояние.

«Кабинетъ» — История астрономии. Все права на тексты книг принадлежат их авторам!
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку