Astrolabium

Astrolabium (av astro-, stjerne, og labe, å ta) er et astronomisk instrument som før ble brukt for å bestemme himmellegemers plassering og dermed beregne tid på døgnet, eller - dersom tiden er kjent - bestemme breddegraden. De eldste astrolabier er fra antikken, men de er blitt benyttet nesten helt frem til 1900-tallet.

Persisk astrolabium fra 1800-tallet (Whipple Museum of the History of Science, Cambridge).

Det ble brukt av både astronomer, navigatører (i en viss utstrekning - man brukte en avart av astrolabiet kalt ”sjø-astrolabium”) og astrologer. Med et astrolabium kunne man løse mange forskjellige problemstillinger som er relatert til tid og posisjonen av solen og stjernene. Man kan blant annet bestemme himmellegemers høyde og finne ut den lokale tid. Astrolabiet ble oppfunnet i det antikke Hellas. Det ble hurtig tatt i bruk i den arabiske verden. Grunnen til at det ble tatt i bruk så hurtig i den arabiske verden skyldes at astrolabiet var en meget presis metode til å finne retningen mot Mekka på. Dessuten kunne man med apparatet finne tidene til salahbønnene, noe som gjorde det lettere for muslimene. Senere kom det til Europa, hvor det ble gjort til er noe enklere anordning.

Man brukte den noe enklere utgave av astrolabiet blant annet til sjøs, og det ble brukt i vid utstrekning av oppdagelsesreisende. Astrolabiet møtte sitt endelikt mot slutten av 1700-tallet, da sekstanten ble oppfunnet. Det skal dog nevnes at jakobsstaven ble oppfunnet før astrolabiet gikk ut av bruk.

Historie

Det er vanskelig å spore helt presis når og hvem som oppfant astrolabiet, men forskjellige nedtegnelser gjennom tiden peker på når startpunktet for astrolabiets historie var.

Den første tenker som er inne på astrolabiet var Apollonius, som levde rundt 225 før Kristi fødsel. Apollonius, som dessuten var den originale tenker om kjeglesnitt, studerte astrolabiets projeksjon. Det var imidlertid Hipparchus som i ca. 180 før Kristi fødsel fikk den største innflytelse på astrolabiets projeksjon. Hipparchus redefinerte astrolabiets projeksjon til å være noe som kunne løse komplekse astronomiske problemstillinger. Han oppfant dermed ikke selve astrolabiet, men definerte projeksjonsteorien.

Det tidligste bevis for en egentlig maskin som brukte stereografisk projeksjon ble beskrevet av den romerske skriver og arkitekt Marcus Vitruvius Pollio, som levde fra år ca. 88 til 22 før Kristi fødsel. Marcus beskrev et anaforisk ur, altså et ur som viser alle 365 dager i et år, som brukte mekanismene fra den stereografiske projeksjon. Den stereografiske projeksjon var imidlertid ikke hovedemnet i denne nedskrivning av Marcus – De architectura.

Astrolabium fra det 16. århundre

Det var først i år ca. 150 at den første store avhandling om stereografisk projeksjon kom tilt. Mannen bak var Claudius Ptolemæus, som hadde nedskrevet sin avhandling i Planisphaerium. Der er flere hentydninger i denne avhandling som peker mot at Claudius selv skulle være mannen bak det første astrolabium, men intet er sikkert.

Det er usikkert hvem som var den første person til å lage et astrolabium ut fra den stereografiske teori. Theon av Alexandria skrev i år ca. 390 en avhandling om astrolabiet. Denne avhandling la grunnen for mye av det som ble skrevet under resten av middelalderen om astrolabiet. De tidligste beskrivelser av selve instrumentet ble først skrevet i år ca. 550 av Johannes Philoponos på gresk. Biskop Severus Sebokht skre dessuten en avhandling om astrolabiet. Han beskrev at det astrolabium han arbeidet med var laget av messing, og dermed var de kristne altså forut for den islamske verden og det latinske vest.

Den islamske verden ble først introdusert for astrolabiet på 800-tallet. Det var i de islamske land at astrolabiet ble fullutviklet. Den islamske verden var hurtig parat til å utvikle astrolabiet, grunnet at de brukte det til å finne ut av når det skulle bes Salah, og at man videre kunne finne retningen mot Mekka med astrolabiet. Det var dessuten de muslimske astronomer som introduserte azimut på astrolabiet.

Efterhånden flyttet astrolabiet med muslimene gjennom først Nord-Afrika, siden inn i Spania. Det skjedde allerede i det 11. århundre, men det ble ikke utbredt i Europa før i tiden mellom det 12. og det 13. århundre. Dermed ble europeerne introduserte for det avanserte astrolabiet fra araberne. I Spania var det gjennom de kristne klostre at de fikk læren om astrolabiet. De første astrolabium som kom til Europa ble importert fra den muslimske del av Spania.

Derfra skjedde det flere forbedringer av astrolabiet. I slutten av 1200-hundretallet var det skrevet ca. ti avhandlinger om astrolabiet – bare hundre år senere var det skrevet flere hundre avhandlinger. Dessuten fjernet man noen inngraveringer som muslimene hadde brukt til islamske bønner, og tilføyde i stedet astrologisk informasjon.

Astrolabiet ble videre utbredt i femtende og det sekstende århundre i Europa. Det ble anerkjent som et fundamentalt redskap for læren om astronomien, og man mente at læren om astronomi var fundamental. Astrolabiet ble imidlertid også flittig brukt til astrologi.

For at denne utbredelse kunne skje, krevde det nødvendigvis at det var manufaktur, datidens industri. I starten var det primært enkeltpersoner som lagde astrolabier. Dette foregikk hovedsakelig i Tyskland og Frankrike. Frankrikes produksjon var imidlertid ikke på nær så stor som den Tyskland hadde. I stedet for de små individuelle manufakturer kom det små verksteder senere. Stilen på de forskjellige astrolabier ble bestemt av mesteren, og hvis mesteren døde eller trakk seg tilbake, mistet de ansatte arbeidet. De astrolabier som verkstedene produserte var av messing, og rett kostbare. Med boktrykkerkunsten ble det mulig å lage astrolabier på papir, noe som gjorde det mulig for andre enn de velstående å anskaffe seg et instrument.

Det kom mange variasjoner av det originale astrolabium, blant annet et universelt astrolabium som virket på alle breddegrader. Normalt ville astrolabium kun virke på den samme breddegrad hvis man gjerne ville ha helt presise målinger. Problemet var bare at det universale astrolabium var alt for dyrt og besværlig å benytte. Derfor ble det aldri brukt i samme omfang som det planiferiske astrolabium.

Det planiferiske astrolabium er det normale astrolabium.

En annen type astrolabium som ble oppfunnet, var et astrolabium der hele støpningen var blitt redusert til en kvadrant. Idéen var at det var meget billigere å fremstille den, fremfor det planiferiske astrolabium. Det ble foretatt mange utviklinger av kvadranten, og den mest populære var Gunters kvadrant. Den var lettere å bruke, sammenlignet med de gamle kvadranter.

Bruken av astrolabium døde hen på 1700-tallet. Det skyldtes at pendeluret ble oppfunnet. Med penduluret kom forskjellige vitenskapelige oppfinnelser som teleskopet, som var langt mer pålitelige. Til sjøfart ble sekstanten oppfunnet, og dermed døde bruken av sjø-astrolabiet også ut.

Bruk av astrolabiet

I det 10. århundre beskrev al-Sufi, en av de mest berømte astronomer i den islamske verden, i en avhandling at astrolabiet kunne brukes til mer enn 1000 forskjellige ting. Han har muligvis overvurdert instrumentet, men det var mulig å løse mange problemstillinger som ellers var besværliggjort av matematikken. Det var alt fra astronomi, astrologi, horoskoper til å finne Mekka og hva tiden var. Det er imidlertid ikke meget som er skjedd hva gjelder de mest fundamentale funksjoner av et astrolabium gjennom tiden. Det er et relasjonsforhold mellom bevegelsene av stjernene, sett fra en bestemt breddegrad på jorden, og en bestemt tid. Med dette kan man finne tiden ved hjelp av stjernene og solen, og finne deres posisjon. Måten man brukte astrolabiet på, foregikk ved at man lot det henge i en loddrett linje. Deretter kunne posisjonen av planetene, månen, solen etc. avmåles direkte på en gradinndelt skala som var på astrolabiet.

Christopher Columbus brukte blant andre instrumenter og astrolabiet til å finne veien til India – som viste seg å være Amerika

De to mest alminnelige egenskaper man utnyttet ved et astrolabium var å kunne finne den lokale tid, og finne ut av når det inntraff astronomiske begivenheter som soloppganger, stjernekulminasjoner med videre. Fordelen ved å bruke astrolabiet var at man unngikk en masse tidkrevende matematikk. Dessuten gav astrolabiet et illustrativt bilde av det man ville undersøke.

Ettersom at det var mulig å finne den lokale tid med et astrolabium, var det mulig å skape et primitivt ur med et astrolabium. I 1410 hadde man ferdiggjort et ur i Praha som baserte seg på et astrolabium. Dette uret har siden den gang vært igjennom flere modifikasjoner og restaurasjoner. Det originale uret besto kun av en astrolabisk urskive og en konsentrisk ring. Uret var utstyrt slik at det ville dreie rundt på en stjernedag, svarende til ca. 23 timer og 56 minutter. Tiden var justert til bohemetimer, og startet derfor forfra hver morgen ved soloppgang. Uret ble ombygd i 1566 til å bruke to ganger tolv timers timer (AM/PM). Man tilføyde videre en måneviser som kunne vise månens posisjon. Uret kunne i forkant vise solens posisjon.

Utover at astrolabiet kunne brukes til at finne det før nevnte, kunne det også brukes til å navigere til sjøs med. Det var en forenklet utgave av det originale planiferiske astrolabium man brukte, og bestod bare av en tung gradinndelt metallring. Der var en viser med siktehull i hver ende av viseren på midten av ringen. Den egnet seg bedre til sjøs, da det normale astrolabium var for tungvint å bruke til sjøs. Med instrumentet kunne man finne den breddegrad skipet befant seg på. Det var imidlertid ikke mulig å finne lengdegrader med sjø-astrolabiet. Instrumentet var dessuten ikke særlig presist – faktisk hadde det opptil mellom fire og fem graders avvik. Når man hadde funnet den breddegrad skipet befant seg på seilte man hen til den breddegrad man gjerne ville til. Etter at ha ankommet dertil, seilte man mot vest eller øst av breddegraden, inntil man ankom hvor man gjerne ville. Denne metoden var vældig populær i det 15. århundre og det 16. århundre. En av de mest kjente oppdagelsesreisende, Christopher Columbus, brukte blant andre instrumenter også et astrolabium til å finne veien til India – som så viste seg å være Amerika i stedet.

Ifølge Koranen skal muslimer be Salah, som er de fem bønner daglig. Når dette skjer, skal man vende hodet mot Qibla (Mekka). Det kan være svært så vanskelig å finne ut av hvilken retning Qibla er, men det skapte astrolabiet en løsning på. Med et astrolabium kunne man finne Qibla. Av samme grunn ble astrolabiet hurtig utbredt i den muslimske verden.

Det var imidlertid ikke den rene idyll. Astrolabiet var stadig svært dyrt på det tidspunkt da det ble laget av messing. Dermed var det kun de velstående som hadde råd til det.

Konstruksjon

Et astrolabium har en diameter på ca. 15 til 20 centimeter.De mest kjente var laget av messing, men det fantes også astrolabier laget av tre og papir. De første astrolabium var laget av tre. Kun de færreste av disse har overlevd gjennom tiden.

På forsiden av astrolabiet fant man to forskjellige slags deler. De stillesittende deler viste tiden og den stereografiske projeksjon fra en bestemt breddegrad. De roterende deler illustrerer den daglige himmelrotasjon.

Astrolabiets skjelett bestod av en plate som heter mater (latinsk for mor) og var uthulet i midten, for å kunne få messingplater lagt inn i den. Kanten av mater var ofte inndelt i 24 timer på de europeiske astrolabier. De islamske utgaver hadde ikke oppdelt kanten i 24 timer, og brukte i stedet hellige symboler. De plater (messingplatene) som lå i det uthulede rom i mater var inngravert med sirkler som skulle vise høyden og azimut for en bestemt breddegrad. Platene var videre inngravert med den lokale breddegrad. Noen astrolabier hadde begge av sidene på platene inngravert, så man kunne bruke astrolabiet til mer enn én breddegrad.

Astrolabiet bestod også av en rete. Den satt ovenpå de plater som lå i den uthulede mater. Reten er en gjennomboret messingplate som bl.a. viste noen stjerner, men også solens årlige bane på himmrlen. Hvis man dreide reten rundt, ville man finne de nye koordinater til stjernerne. En rotasjon på 360 grader svarte til en dag. Ovenpå reten var det på visse astrolabier en rule som forestiller en viser fra et ur.

Når man skulle ta målinger med et astrolabium ville man henge astrolabiet opp i en snor. Det var en ring i toppen af astrolabiet som man kunne tre snoren gjennom.

På baksiden af astrolabiet var det inngravert forskjellige skalaer, men hvilke det var, kom an på når og hvor instrumentet var laget. Alle astrolabier inneholdt imidlertid skalaer til å utregne vinkler, og skalaer til å finne solens lengdegrad. Utover dette varierte de skalaer som fantes på astrolabiet. Muslimene hadde ofte en skala til å finne Mekka med, og mange europeiske astrolabier hadde en skala til å løse enklere trigonometri. Det var opp til designeren hvilke skalaer som skulle være på astrolabiet.

Litteratur

• Werner Bergmann: Innovationen im Quadrivium des 10. und 11. Jahrhunderts. Studien zur Einführung von Astrolab und Abakus im lateinischen Mittelalter. Steiner, Stuttgart 1985, ISBN 3-515-04148-6 (= Sudhoffs Archiv. Beihefte 26, zugleich Habilitation an der Universität Bochum, 1985).
• Arianna Borrelli: Aspects of the Astrolabe. „architectonica ratio“ in tenth- and eleventh-century Europe. Steiner, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-515-09129-9 (= Sudhoffs Archiv. Beihefte 57, zugleich Dissertation an der Technischen Universität Braunschweig, 2006).
• Martin Brunold: Der Messinghimmel. Eine Anleitung zum Astrolabium. Brunold, Abtwil 2001, ISBN 2-940088-11-X.
• Martin Brunold: Das Astrolabium. In: Cartographica Helvetica. 23, 2001, ISSN 1015-8480, S. 19–25.
• Raymond d'Hollander: L'astrolabe: Histoire, théorie et pratique. Institut océanographique, Paris 1999, ISBN 2-903581-19-3.
• Gottfried Gerstbach: Beiträge zur Optimierung von Astrolab-Beobachtungen. In: Geowissenschaftliche Mitteilungen. 7, 1976, ISSN 1811-8380, S. 103–134.
• E. S. Kennedy, P. Kunitzsch, R. Lorch (Hrsg): The Melon-shaped Astrolabe in Arabic Astronomy. Steiner, Stuttgart 1999, ISBN 3-515-07561-5 (Boethius 43).
• David A. King: Astrolabes from Medieval Europe. Ashgate, Farnham 2011, ISBN 978-1-409-42593-9 (= Variorum Collected Studies Series. Vol. 977).
• Ludwig Meier: Der Himmel auf Erden. Die Welt der Planetarien. Ambrosius Barth, Leipzig [u. a.] 1992, ISBN 3-335-00279-2.
• Henri Michel: Traité de l'astrolabe. Gauthier-Villars, Paris 1947 (Réimpression en fac-similé: Brieux, Paris 1976).
• James E. Morrison: The Astrolabe. Janus, Rehoboth Beach, Delaware 2007. ISBN 978-0939320-30-1.
• National Maritime Museum, Greenwich: The Planispheric Astrolabe. National Maritime Museum – Department of Navigation and Astronomy, Greenwich 1976
• Burkhard Stautz: Die Astrolabiensammlungen des Deutschen Museums und des Bayerischen Nationalmuseums. Oldenbourg, München 1999, ISBN 3-486-26479-6 (Deutsches Museum. Abhandlungen und Berichte NF 12).

Eksterne lenker

• The Astrolabe
• Muslimheritage
• Den Store Danske
• iBog Teknologihistorie