Niebo kwietniowe - Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku

Niebo kwietniowe
Niebo kwietniowe – De Gestirne (album), XIX w.
Nie do wiary, jak ten czas leci! Już jest czwarty miesiąc roku - a więc minęła jego
1/4 część. Nad polami słychać świergot skowronków, choć trudno ich wypatrzeć,
a całymi gromadami w kształcie litery V przylatują żurawie z głośnym klangiem.
Bociany także przybyły, choć na gniazdach ich jeszcze nie widać.
Korzystając z uprzejmości i zgody na wykorzystanie fragmentów wykładu Mikołaj
Kopernik i dawna astronomia w pogoni za wiosną wygłoszonego przez prof.
Jarosława Włodarczyka, dyrektora Instytutu Historii Nauki PAN w Warszawie, 20
marca 2017 na zamku olsztyńskim z okazji rozpoczęcia się tego dnia wiosny
astronomicznej, opiszemy pokrótce piękną w swej prostocie metodę ustalania
przez Ptolemeusza i pewnie jego poprzedników dnia rozpoczęcia się wiosny
astronomicznej (a tym samym długości roku zwrotnikowego) za pomocą
instrumentu zwanego pierścieniem równikowym.
Wiosna astronomiczna rozpoczyna się wtedy, gdy Słońce znajduje się w punkcie
przecięcia jego orbity (ekliptyki) z równikiem niebieskim, będącym rzutem równika
ziemskiego na sferę niebieską. Ponieważ są dwa takie punkty, więc musimy dodać,
aby jeden z nich wskazać, że chodzi tu o ten punkt, od którego współrzędna Słońca
zwana deklinacją (kąt liczony od płaszczyzny równika niebieskiego w kierunku
Północnego Bieguna Nieba na północnej półsferze zawierającej ten Biegun) ma
znak dodatni i wzrasta aż do dnia przesilenia letniego. Na rysunku poniżej ukazana
jest ta sytuacja: okrąg w kolorze niebieskim to równik niebieski, a większy okrąg
w kolorze czerwonym to ekliptyka. Grot żółtej strzałki wskazuje punkt przecięcia
się obu okręgów (kół wielkich na sferze niebieskiej), który nazywa się punktem
równonocy wiosennej.
W Aleksandrii, mieście założonym przez Aleksandra Macedońskiego w 332 roku
p.n.e. (chociaż według niektórych badaczy miasto pod nazwą Rhakotis istniało
w tym miejscu już od 2686 roku p.n.e.) znajdowała się największa biblioteka
świata starożytnego, będąca częścią instytutu naukowego o nazwie Museion.
Instytut powstał ok. 295 p.n.e. z inicjatywy faraona egipskiego Ptolemeusza
I Sotera. Oprócz biblioteki w Museionie znajdowało się obserwatorium, ogród
botaniczny i zoologiczny.
Na rysunku przedstawiającym starożytną Aleksandrię widoczna jest latarnia
morska wzniesiona na wyspie Faros, uznawana za jeden z 7 cudów świata.
W obserwatorium aleksandryjskim działał w II wieku n.e. jeden z najznakomitszych
astronomów wszechczasów - Ptolemeusz. Z jego ogromnej spuścizny
astronomicznej zawartej w dziele Almagest wybieramy ten fragment, który
dotyczy obserwacji Słońca za pomocą pierścienia równikowego. Ten instrument,
o niezwykle prostej budowie, umożliwił Ptolemeuszowi ustalanie dnia równonocy
wiosennej, a więc pierwszego dnia wiosny astronomicznej i długości roku
zwrotnikowego.
Płaszczyzna pierścienia leży w płaszczyźnie równika Ziemi (równika niebieskiego).
Gdyby to była tarcza zegara słonecznego, z w jej centrum prostopadle do niej
ustawioną wskazówką - gnomonem - to byłaby ona nachylona do płaszczyzny
poziomej pod kątem równym szerokości geograficznej miejsca obserwacji.
Instrument należy ustawić tak, aby jego pozioma belka tworzyła z południkiem
miejscowym kąt prosty. Wyznaczenie południka miejscowego musi zatem
poprzedzać właściwe ustawienie pierścienia równikowego. W ciągu roku wysokość
Słońca w południe zmienia się. Tylko dwa razy do roku - gdy jest ono w punkcie
równonocy wiosennej bądź jesiennej - ma taką wysokość, że oświetla górną
zewnętrzną część pierścienia, tak że rzuca on cień na jego wewnętrzny dolny
fragment. I to jest przedmiotem obserwacji - zauważenie tego zjawiska. Dzień,
w którym to zjawisko wystąpi - jest albo pierwszym dniem wiosny albo pierwszym
dniem jesieni astronomicznej. Pomysł skonstruowania pierścienia równikowego
jest genialny w swojej prostocie.
Nasuwa się pytanie, czy Mikołaj Kopernik mógł mieć także w swoim
instrumentarium pierścień równikowy? W dziele De revolutionibus opisuje tylko
trzy przyrządy: kwadrant, triquetrum i astrolabium. Istnieją przesłanki (natrafimy
na nie w publikacji prof. Jarosława Włodarczyka w czasopiśmie Journal of the
History of Astronomy z 2007 roku ), że Mikołaj Kopernik posługiwał się również
prapra...babką aparatu fotograficznego ciemnią optyczną czyli camerą obscura
do obserwacji zaćmień Słońca, którą znał już Arystoteles (384-322 p.n.e.).
W dziele Retyka, jedynego ucznia Mikołaja Kopernika, Narratio prima (rok
wydania 1540, Gdańsk) czytamy:
Ponieważ zaś szczodrobliwy biskup [Tiedemann Giese] gorąco kocha te studia
i pilnie się nimi zajmuje [chodzi o astronomię], ma także u siebie [w Lubawie]
pierścień z brązu do obserwacji równonocy. Dwa takie pierścienie, tylko nieco
większe, jak wspomina Ptolemeusz, znajdowały się w Aleksandrii, dokąd w celu ich
obejrzenia zjeżdżali się uczeni z całej Grecji.
Tiedemann Giese (1480-1550) - najpierw biskup chełmiński, potem warmiński,
dozgonny przyjaciel Mikołaja Kopernika, posiadał zatem pierścień równikowy.
Jednak jest to instrument lokalny, nie przenośny, chyba że jego płaszczyznę można
byłoby obracać wokół poziomej osi, czyli zmieniać jej kąt nachylenia do poziomu.
Trudno byłoby uzyskiwać w miarę dokładne wyniki posługując się instrumentem
przystosowanym do innej szerokości geograficznej niż ta, dla której był
przeznaczony. Wydaje się więc, że Kopernik nie posiadał pierścienia równikowego,
ani też go nie wypożyczał od swojego przyjaciela Tiedemanna Giesego.
Dla celów dydaktycznych w nauczaniu podstaw astronomii jest to niewątpliwie
bardzo cenny instrument, podobnie jak gnomon, laska Jakuba (o której mowa
była w naszym marcowym felietonie), zegar słoneczny czy kwadrant.
********
Pogodne, rozgwieżdżone niebo kwietniowe podaruje nam kilka
zjawisk.
ciekawych
1 kwietnia, choć jest to dzień, kiedy staramy się oszukiwać każdego, kogo
napotkamy, a jak nam się to uda - to radośnie krzyczymy Prima Aprilis, to nasza
informacja jest jak najbardziej prawdziwa, że Merkury znajdzie się w najlepszej
kątowej pozycji względem Słońca na sferze niebieskiej (którą nazywamy
maksymalną elongacją, w tym przypadku wschodnią, bo planeta jest po
wschodniej stronie Słońca) i wynosi 19o. W tym roku będą to najlepsze warunki
dla obserwacji Merkurego z półkuli północnej Ziemi.
5 kwietnia kometa 41P/Tutle-Giacobini-Kresák (o której była mowa w marcowym
felietonie) znajdzie się najbliżej Ziemi. Będzie od niej oddalona o 0,1485 j.a. czyli
o około 2,25 mln km (j.a. jest to skrót od nazwy jednostka astronomiczna,
jednostka używana w astronomii, wynosi 149 597 870 700 m. Jest to średnia
odległość Słońce-Ziemia). Kometę będzie można obserwować przez całą pogodną
noc.
7 kwietnia Jowisz, przebywający obecnie w gwiazdozbiorze zodiakalnym Panny,
znajdzie się po drugiej stronie Ziemi niż Słońce i cała jego tarcza zostanie przez
naszą dzienną gwiazdę oświetlona. Takie przestrzenne położenie Jowisza
względem Ziemi i Słońca nazywamy opozycją. Jowisz w opozycji osiągnie jasność
równą - 2,5m.
Księżyc 3 kwietnia będzie w pierwszej kwadrze, 11 - w pełni i spotka się
z Jowiszem w odległości kątowej równej 2o04', 16 kwietnia nastąpi spotkanie
Księżyca z Saturnem w odległości kątowej równej 3o14', 19 kwietnia - ostatnia
kwadra Księżyca i 26 kwietnia - nów.
28 kwietnia, między godziną 20:23 a 21:09 przebiegać będzie brzegowe zakrycie
Aldebarana przez Księżyc, który dwa dni wcześniej będzie w nowiu. Zatem 28
kwietnia faza Księżyca wyniesie zaledwie 7%. Pojawi się na niebie w postaci
niezwykle wąskiego rogalika. Niestety o tej porze będzie we Fromborku jeszcze
bardzo jasno, szczególnie po zachodniej stronie nieba i można mieć słuszne
obawy, czy gołym okiem da się to zjawisko w ogóle zaobserwować. Można
spróbować użyć lunety lub teleskopu. Mars będzie przyglądał się temu zjawisku
świecąc także po zachodniej stronie nieba.
Zachęcamy do własnych obserwacji i dokonywania porównań między marcowym
niebem a kwietniowym. Czy ozdabia kwietniowe niebo typowy dla jesieni i zimy
gwiazdozbiór Oriona? Jak świeci Wielka Niedźwiedzica? Czy widoczny jest cały
Trójkąt Letni?