Obručasta sfera

 

Spoljni deo ove mašine je sastavljen od metalnih obruča, koji predstavljaju glavne nebeske krugove (vidi dijagram sa strane).

1. Ekvinokcijalni obruč (prsten) A, podeljen u 360 stepeni (počevši od preseka sa ekliptikom u Ovnu), koji pokazuje Sunčevu rektascenziju u stepenima; ili podeljen u 24 časa, da bi isto pokazivao u vremenskim jedinicama (ovaj obruč odgovara nebeskom ekvatoru).
2. Ekliptika B, podeljena u 12 znakova, a svaki znak u 30 stupnjeva, takođe i u mesece i dane godine, na taj način da stepen ili tačka ekliptike u kojoj je Sunce, bilo kog dana, stoji iznad tog dana u krugu meseci.
3. Rakova obratnica (Rakov povratnik) C, dodiruje ekliptiku na početku Raka u tački e i Jarčeva obratnica (povratnik) D, koji dodiruje ekliptiku na početku Jarca u tački f, svaki 23½ stepena od ekvinokcijalnog kruga.
4. Arktički krug E i Antarktički krug F, oba na 23½ stepena od svojih odgovarajućih polova N i S.
5. Ekvinokcijalna kolura G, prolazi kroz severni i južni nebeski pol (N i S) i kroz ekvinokcijalne tačke u Ovnu i Vagi, na ekliptici. Svaka četvrtina je podeljena u 90 stepeni, od ekvinokcijalnog obruča do nebeskih polova, kako bi bile prikazane deklinacije Sunca, Meseca i zvezda.
6. Solsticijalna kolura H, prolazi kroz nebeske polove i kroz solsticijalne tačke Raka i Jarca, na ekliptici. Svaka četvrtina je podeljena na 90 stepeni, od ekliptike (e i f) do njenih polova (b i d), radi prikazivanja latituda zvezda.

Na severnom polu ekliptike je navrtanj b, na koji je pričvršćen jedan kraj kvadrantske žice (tj. koja odgovara četvrtini kruga). Na drugom kraju žice se nalazi malo Sunce Y, koje se pomera duž ekliptike B okretanjem navrtnja. I na južnom polu ekliptike se nalazi čivija d, na kojoj se nalazi još jedna kvadrantna žica, sa malim Mesecom Z, koji se takođe može pomerati rukom. Ali ovaj deo sklopa je tako udešen da se Mesec kreće u orbiti nagnutoj 5½ stepeni u odnosu na ekliptiku, koju preseca u tačkama zvanim mesečevi čvorovi i koje se takođe mogu pomerati unazad po ekliptici, kako se i mesečevi čvorovi pomeraju na nebu.

Ovih 8 prstenova (obruča) različitih veličina, plus 2 kvadrantne žice sa Suncem i Mesecom, te časovni krug (vidi dole) čine obručastu sferu, koja prikazuje prividna nebeska kretanja.

Unutar ove sfere koju grade prstenovi, nalazi se mali zemaljski globus J, postavljen na osi K, koja se proteže od severnog i južnog pola globusa (n i s) do polova nebeske sfere (N i S). Na ovu osu je montiran ravan nebeski meridijan L, koji može biti postavljen direktno iznad meridijana bilo kog mesta na globusu (kako bi prikazivao njegov meridijan). Ovaj ravni meridijan je graduisan na isti način kao i meridijan običnog globusa i upotreba mu je ista. Na ovaj globus je montiran pokretni horizont M, tako da se okreće na dve jake žice koje spajaju horizontovu istočnu i zapadnu tačku sa globusom i ulaze u globus na suprotnim tačkama globusovog ekvatora (pokretni prsten je uklopljen u žleb koji se kreće duž globusovog ekvatora). Globus se može okretati rukom unutar ovog prstena, kako bi se na njega mogao postaviti bilo koji meridijan, direktno ispod nebeskog meridijana L. Horizont je podeljen u 360 stepeni duž spoljnog ruba, unutar kojeg se nalaze tačke kompasa, za pokazivanje azimuta Sunca i Meseca, u stepenima i preko tih tačaka. Nebeski meridijan L prolazi kroz dva useka u severnoj i južnoj tački horizonta, kao i kod običnog globusa; takođe, ako se globus okreće, horizont i meridijan se okreću s njim. Na južnom polu sfere je krug sa 25 časova, pričvršćen za obruče; na osovini se nalazi pokazivač koji ide oko tog kruga, ako se globus okreće oko svoje osovine.

Globus, horizont i meridijan se okreću nezavisno od sfere; oni pokazuju stvarno kretanje Zemlje.

Čitav sklop počiva na postolju N, može se podizati i spuštati preko zgloba O, do bilo kog ugla između 0 i 90° preko luka P, koji je montiran na jakoj šipci Q i okreće se oko uspravnog dela R, u kojem se nalazi zavrtanj r za fiksiranje na odgovarajućoj visini (odn. uglu, koji odgovara geografskoj širini).

U kućištu T nalaze se dva točka i dva zupčanika, čije su ose na V i U; oba zupčanika se mogu okretati malim vitlom W. Kada se vitao postavi na osu V i okrene unazad, zemaljski globus sa svojim horizontom i nebeskim meridijanom, stoji u mestu; krugovi se okreću od istoka prema zapadu, noseći Sunce Y i Mesec Z sa sobom, zbog čega oni izlaze i zalaze u odnosu na horizont. Ali kada se vitao postavi na osovinu U i okrene napred, sfera sa Suncem i Mesecom stoji, a Zemlja sa svojim horizontom i meridijanom se okreće. Ako se okreće zemaljski globus, pokazatelj (indeks) časova se okreće oko časovnog kruga, ali ako se okreće sfera, časovni krug se okreće ispod indeksa.

Tako, svojom konstrukcijom ova sprava može podjednako pokazati stvarno kretanje Zemlje ili prividno kretanje neba.

Da bi se sfera uredila za upotrebu, prvo je potrebno olabaviti zavrtanj r u uspravnoj osnovi R i držeći polugu Q, pomerite je nagore ili nadole, dok se uz osnovu R ne postavi odgovarajući stepen latitude (odn. geografske širine). Tada će osovina sfere biti pravilno nagnuta, paralelno sa osom sveta, ako bi cela sprava s malim kompasom bila postavljena u pravcu sever-jug. Nakon ovoga, oduzmite istu latitudu od severnog pola (na nebeskom meridijanu L) prema severnom useku na horizontu i postavite horizont na tu latitudu. Zatim okrenite navrtanj b dok Sunce Y ne dođe do datog dana godine na ekliptici - time će Sunce biti na svom mestu za taj dan. Pronađite mesto Mesečevog uzlaznog čvora i mesto Meseca (iz efemerida) i postavite ih u skladu s tim. Na kraju, okrenite vitao W, bilo dok Sunce ne dođe do meridijana L ili dok meridijan ne dođe do Sunca (zavisno od toga da li želite da se kreće sfera ili Zemlja) i postavite časovni pokazatelj na XXI, označeno kao podne, čime će ceo stroj biti podešen. Zatim okrećite vitao i posmatrajte kada će Sunce ili Mesec izlaziti i zalaziti na horizontu, a časovni pokazatelj će pokazivati vremena tih događaja za dati dan.

(na engleskom:)

• Šablon:1911
• Encyclopaedia Britannica (1771), "Geography".
• Darlington, Oscar G. "Gerbert, the Teacher," The American Historical Review (Volume 52, Number 3, 1947): 456–476.
• Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 3. Taipei: Caves Books, Ltd.
• Sivin, Nathan (1995). Science in Ancient China. Brookfield, Vermont: VARIORUM, Ashgate Publishing
• Williams, Henry Smith (2004). A History Of Science. Whitefish, MT: Kessinger Publishing. ISBN 1-4191-0163-3.

 

Obručasta sfera na Wikimedijinoj ostavi

(na engleskom:)

• Starry Messenger
• Instructions for constructing an armillary sphere Arhivirano 2009-04-02 na Wayback Machine-u
• AstroMedia* Verlag in Germany offers a cardboard construction kit for an armillary sphere ("Das Kleine Tischplanetarium")
• Two steal and brass Armillary Spheres made in Worcester Arhivirano 2009-03-28 na Wayback Machine-u