WAS IST EIN ORRERY?

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Seit Tausenden von Jahren studieren Menschen den Himmel und suchen nach Mustern und Vorhersehbarkeit in ihren Bewegungen. Diese Tradition reicht bis in die Vorgeschichte zurück, in der Jäger-Sammler-Gesellschaften Asterismen und Himmelskörpern Merkmale zuwiesen. Und ab dem 2. Jahrtausend begannen Magier und Astronomen, die Bewegungen der Sternbilder und Planeten durch den Tierkreis aufzuzeichnen.

In der Antike begannen Versuche, Astrolabien und andere Geräte herzustellen, mit denen Astronomen wissen konnten, wo sich die Sterne und Planeten zu einem bestimmten Zeitpunkt befanden. Diese würden schließlich in der Schaffung des Orrery gipfeln, eines mechanischen Geräts, das versucht, das Sonnensystem und die Bewegungen seiner Planeten und Monde um unsere Sonne wiederherzustellen.

Definition:

Traditionell ist ein Orrery ein mechanisches Modell des Sonnensystems oder zumindest der Hauptplaneten. Dieses Gerät wird von einem Uhrwerk angetrieben, das die Bewegung der Planeten (und in einigen Fällen der Hauptmonde) um die Sonne simuliert. Dieses letzte Merkmal ist von entscheidender Bedeutung, da die meisten bekannten Orrerien in der frühen Neuzeit und danach hergestellt wurden, als das heliozentrische Modell des Sonnensystems zum akzeptierten Modell wurde.

Orreries werden normalerweise von einem Uhrwerk angetrieben, bei dem ein Globus die Sonne in der Mitte und ein Planet am Ende jedes Arms darstellt. Sie sind normalerweise nicht maßstabsgetreu, was teilweise auf die Schwierigkeit zurückzuführen ist, die Entfernungen mechanisch zu modellieren, auf die Exzentrizität der Umlaufbahnen verschiedener Planeten und auf die massiven Größenunterschiede der Planeten.

Obwohl viele funktionierende Planetarien in der Antike geschaffen wurden, wurde das erste Orrery der Neuzeit 1704 von den Uhrmachern George Graham und Thomas Tompion hergestellt. Der Name leitet sich von Charles Boyle ab, dem 4. Earl of Orrery, England, der den berühmten Instrumentenbauer John Rowley 1713 beauftragte, einen nach dem Entwurf von Graham und Tompion zu bauen.

Frühe Beispiele:

Der Antikythera-Mechanismus, der auf ca. datiert ist. 150 - 100 v. Chr. Kann als das erste Orrery angesehen werden, das noch existiert. Dieses Gerät wurde 1900 im Wrack eines Schiffes vor der griechischen Insel Antikythera entdeckt (daher der Name) und bestand aus handgetriebenen Mechanismen, die die täglichen Bewegungen der Sonne, des Mondes und der damals bekannten fünf bekannten Planeten darstellten ( Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter).

Das Gerät spiegelte die kosmologische Sichtweise der Griechen wider und war geozentrischer Natur. Es wurde als mechanischer Taschenrechner zur Bestimmung astronomischer Positionen verwendet. Nach Angaben des römischen Philosophen Cicero (106 - 43 v. Chr.) Baute der in Syrien geborene griechische Philosoph Posidonius von Rhodos (ca. 135 - 51 v. Chr.) Auch ein Planetenmodell. Mit dem Untergang des Römischen Reiches würde die Kunst erst im späten Mittelalter wieder auferstehen.

Der italienische Arzt und Uhrmacher Giovanni Dondi baute 1348 den ersten bekannten uhrgetriebenen Mechanismus, der die Position von Mond, Sonne, Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn entlang der Ekliptik anzeigt - nach dem ptolemäischen (geozentrischen) Modell des Sonnensystem. Gegenwärtig ist nur ein schriftlicher Bericht erhalten, der jedoch in der Beschreibung der beteiligten Mechanismen äußerst detailliert ist.

Im 16. Jahrhundert wurden zwei astronomische Uhren für den Hof Wilhelms IV., Langrave von Hessen-Kassel (im heutigen Bayern, Deutschland) gebaut. Diese zeigten die Bewegungen von Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn basierend auf dem ptolemäischen System. Diese Uhren sind jetzt im Museum für Physik und Astronomie und im Königlichen Kabinett für mathematische und physikalische Instrumente (in Kassel bzw. Dresden) ausgestellt.

Moderne Beispiele:

Dank Copernicus 'Vorschlag des heliozentrischen Modells des Universums, Isaac Newtons Gesetz der universellen Gravitation und anderer Entdeckungen, die während der wissenschaftlichen Revolution stattfanden, änderten sich die Orrerien in der frühen Neuzeit erheblich. Im Wesentlichen vereinfachte das heliozentrische Modell die scheinbaren Umlaufbahnen der Planeten um die Sonne, so dass sie als einfache Kreise oder Ellipsen dargestellt werden konnten.

Wie bereits erwähnt, wurde das erste moderne Orrery 1704 in England von den Uhrmachern George Graham und Thomas Tompion geschaffen. Dieser Entwurf wurde dem Instrumentenbauer Jon Rowely übergeben, der dann eine Kopie für den Prinzen Eugen von Savoyen produzierte und von seinem Patron - Charles Boyle - beauftragt wurde, sie für sich und seinen Sohn John zu bauen, der später der 5. Earl werden sollte of Orrery (und der 5. Earl of Cork).

Zwischen 1665 und 1681 schuf Christiaan Huygens in Paris eine heliozentrische Planetenmaschine, die ein Jahr und die Zyklen der damals bekannten Planeten darstellte. Bis 1703 veröffentlichte er Papiere, in denen seine Funktionen beschrieben wurden. Das Gemälde „Ein Philosoph hält einen Vortrag über das Orrery, in dem eine Lampe anstelle der Sonne eingesetzt wird. “, das Jospeh Wright 1766 fertigstellte, zeigt ein Messingorrery als Herzstück.

Zwischen 1774 und 1781 wurde das Planetarium von Eisinga in Franeker in den Niederlanden von der friesischen Amateurastronomin Eise Eisinga gebaut. Im Zentrum des Planetariums befindet sich ein Orrery, das die Umlaufbahnen der Planeten über die Breite der Raumdecke zeigt. Die Uhrwerkmaschine, die sie antreibt, ist seit ihrer Eröffnung fast im Dauerbetrieb.

1764 erfand Benjamin Martin eine neue Art von Orrery, die sich auf drei Teile stützte - das Planetarium, in dem sich die Planeten um die Sonne drehten; das Tellurion, das die geneigte Achse der Erde zeigte und wie sie sich um die Sonne drehte; und das Lunarium, das die exzentrischen Rotationen des Mondes um die Erde zeigte. Dies ermöglichte eine genauere Darstellung des Sonnensystems, einschließlich der Neigungen des Planeten relativ zur Sonne.

Orreries Today:

Angesichts der immensen verfügbaren kostengünstigen Rechenleistung wurde heute eine Software entwickelt, mit der die relativen Positionen und Bewegungen von Körpern des Sonnensystems berechnet werden können. Beispiele für diese „digitalen Orreries“ sind ein Java-Applet, das am Department of Physics der University of Texas in Austin verwendet wird, und Orrery, ein Visualisierer für Sonnensysteme vom Geometry Center der University of Minnesota (der auf Unix basiert).

Es gibt auch die Digital Orrery, einen Spezialcomputer, der die Langzeitbewegungen der äußeren Planeten des Sonnensystems modelliert. Erbaut im Jahr 1985, wurde es gebaut, um eine langjährige Frage über das Sonnensystem zu beantworten, ob es stabil ist oder nicht (die Antwort war immer ein großes Nein). Dieses Gerät befindet sich jetzt an der Smithsonian Institution in Washington, DC.

Und 2013 wurde das erste virtuelle Orrery von der Cattle Point Foundation im DARK SKY Urban Star Park in Oak Bay, British Columbia, erstellt. Das Orrery heißt „The Salish Sea Walk of the Planets“ und wurde mit Google Maps erstellt, um negative Auswirkungen auf den Park und die nahe gelegenen Orca- und Naturschutzgebiete zu vermeiden. Dieses Orrery hat sich nun über den Star Park hinaus zum größten der Welt entwickelt und erstreckt sich über eine Entfernung von über 8.500 km.

Die Sonne befindet sich im Star Park in Oak Bay (siehe oben), während sich Pluto (der am weitesten entfernte „Planet“) in Bamfield auf der Westseite von Vancouver Island, BC, befindet. Die Objekte des Kuipergürtels befinden sich nördlich in den kleinen Städten Ucluelet und Tofino, während sich das am weitesten entfernte Objekt in unserem Sonnensystem - die Oort-Wolke - in der kanadischen Botschaft in Peking, China, über dem Meer befindet.

Inzwischen gibt es an vielen Orten noch physische Orreries. Zum Beispiel gibt es das York Solar System Model Orrery, einen speziellen Radweg, der 1999 gebaut und von der York University in Großbritannien unterhalten wurde. Dieses maßstabsgetreue Modell des Sonnensystems erstreckt sich über 10,3 km (6,4 Meilen) der alten Ostküsten-Hauptbahn und enthält alle Planeten des Sonnensystems sowie Modelle der Raumschiffe Cassini und Voyager.

Es gibt auch den „Pfad der Planeten Uetliberg - Felsenegg“, der einem Wanderweg entlang des Albis (einer Hügelkette in der Schweiz) folgt. Der Weg wurde von Arnold von Rotz als 1: 1-Milliarden-Modell des Sonnensystems entworfen (wobei 1 Meter 1 Milliarde km entspricht). Der Weg führt von den Städten Uetliberg nach Felsenegg (ca. 2 Stunden zu Fuß entfernt) und wurde am 26. April 1979 eröffnet.

Jeder Planet wird durch eine große Kugel dargestellt, die an einem Felsbrocken montiert oder in einem befestigt ist (abhängig von ihrer Größe) und ein Zeichen hat, das den Platz des Körpers im Sonnensystem und ihre grundlegenden Informationen (wie Äquatorialdurchmesser, Rotationsgeschwindigkeit usw.) Einschließt .)

Es gibt auch The Human Orrery, das sich am Armagh Observatory in Nordirland befindet. Dieses Orrery ermöglicht es den Menschen, die Rolle der Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn sowie von Ceres und zwei Kometen (1P / Halley und 2P / Encke) zu spielen. Aufgrund ihrer immensen Entfernung und der Tatsache, dass das Orrery maßstabsgetreu ist, sind Uranus und Neptun nicht enthalten.

Von unseren bescheidenen Anfängen als Jäger und Sammler, die zu den Sternen aufblickten und Muster in ihrem Aussehen erkannten, hat die Menschheit einen langen Weg in Bezug auf ihr Verständnis des Universums zurückgelegt. Als wir Geräte erfanden, um tiefer in den Nachthimmel zu schauen und sogar den Weltraum direkt zu erkunden, sind unsere Modelle entsprechend gereift und haben an Genauigkeit und Komplexität zugenommen.

Diese Tradition wird fortgesetzt, und die Mission, das äußere Sonnensystem zu studieren und zu erforschen, schreitet zügig voran. Zukünftige Orreries werden wahrscheinlich all dies nutzen und neue Technologien und Informationen nutzen, um noch detailliertere und interessantere Darstellungen unseres kosmischen Hintergrunds zu erstellen!

Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über die Planeten geschrieben. Hier ist der Leitfaden zum Sonnensystem: Was ist das geozentrische Modell des Universums? Was ist das heliozentrische Modell des Universums? Was ist der Unterschied zwischen dem geozentrischen und dem heliozentrischen Modell des Sonnensystems? Und wie viele Planeten befinden sich im Sonnensystem? System?

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