Astrolabio para niños
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El astrolabio es un instrumento antiguo que se usaba para entender el cielo. Su nombre viene del griego y significa "buscador de estrellas".
Los navegantes y científicos usaban el astrolabio para encontrar la posición de las estrellas y ver cómo se movían. También les servía para saber la hora según su ubicación, o para averiguar su ubicación si sabían la hora. Además, podían medir distancias usando una técnica llamada triangulación.
Los navegantes musulmanes lo usaban para calcular los horarios de oración y encontrar la dirección de La Meca. Fue una herramienta muy importante para la navegación marítima desde el siglo XVI hasta el siglo XVIII, hasta que se inventó el sextante en 1750.
Contenido
Tipos de Astrolabios
A lo largo de la historia, el astrolabio fue mejorando y aparecieron diferentes tipos:
- El astrolabio planisférico: Este se usaba para calcular y mostrar las posiciones de los astros en una sola ubicación.
- El astrolabio universal: Era útil en cualquier lugar del mundo.
- El astrolabio de Rojas.
- El astrolabio islámico.
- El marinero: Se usaba para encontrar barcos.
- El cuadrante.
El astrolabio es un objeto similar a una brújula, que también ayuda a los navegantes.
Historia del Astrolabio
Orígenes Antiguos
No se sabe con certeza quién inventó el astrolabio. Se cree que una versión temprana fue creada en la civilización helenística por Apolonio de Perga entre los años 220 y 150 a.C. A menudo se le atribuye a Hiparco.
El astrolabio combinaba un planisferio y una dioptra. Era como una calculadora que podía resolver varios problemas de astronomía. Teón de Alejandría (alrededor de 335-405 d.C.) escribió un libro detallado sobre el astrolabio. Se piensa que Ptolomeo usó un astrolabio para sus observaciones astronómicas. En su obra Almagesto, del siglo II d.C., ya se describe cómo construirlo.
A veces se dice que Hipatia (alrededor de 350-415 d.C.), la hija de Teón, inventó el astrolabio plano. Sin embargo, se sabe que ya se usaba 500 años antes de que ella naciera. Esta idea errónea viene de una carta de su alumno Sinesio, donde menciona que Hipatia le enseñó a construir uno, pero no que ella lo inventara. También sabemos que Hiparco de Nicea ya construía astrolabios antes que Ptolomeo e Hipatia.
Los astrolabios se siguieron usando en el mundo griego durante el periodo bizantino. Alrededor del año 550 d.C., el filósofo cristiano Juan Filópono escribió el tratado más antiguo que existe sobre este instrumento. El obispo mesopotámico Severus Sebokht también escribió sobre el astrolabio en el idioma siríaco a mediados del siglo VII. Él menciona que los astrolabios de metal ya se conocían en el Oriente cristiano mucho antes que en el mundo islámico o en Europa. El astrolabio más antiguo que se conserva fue hecho por el astrónomo persa Nastulus alrededor del año 927 y está en el Museo nacional de Kuwait.
En el siglo VIII, el astrolabio ya era muy conocido en el mundo islámico.
Edad Media
Los astrolabios mejoraron mucho en el mundo islámico medieval. Los astrónomos musulmanes añadieron escalas para medir ángulos y círculos que indicaban direcciones en el horizonte. Se usó mucho en todo el mundo musulmán para la navegación y para encontrar la Qibla, la dirección de La Meca. Se cree que el matemático Muhammad al-Fazari fue el primero en construir un astrolabio en el mundo islámico.
Las bases matemáticas fueron establecidas por el astrónomo musulmán Albatenius en su libro Kitab az-Zij (alrededor del 920 d.C.). El astrolabio más antiguo que se conserva data del año 927-928 d.C. En el mundo islámico, los astrolabios se usaban para saber las horas de salida del sol y de las estrellas, lo que ayudaba a organizar las oraciones de la mañana. En el siglo X, al-Sufi describió más de 1000 usos diferentes del astrolabio en campos como la astronomía, la navegación, la topografía y la medición del tiempo.
El astrolabio esférico fue una variación del astrolabio y de la esfera armilar. Fue inventado en la Edad Media por astrónomos e inventores del mundo islámico. La descripción más antigua de un astrolabio esférico es de Al-Nayrizi (entre 892 y 902). En el siglo XII, Sharaf al-Dīn al-Tūsī inventó el astrolabio lineal, una varilla de madera simple para medir ángulos. En 1235, Abi Bakr de Isfahán inventó el astrolabio mecánico con engranajes.
El primer astrolabio de metal conocido en Europa occidental es el astrolabio de Destombes, hecho en Portugal en el siglo XI. Los astrolabios de metal no se deformaban como los grandes de madera, lo que permitía hacer instrumentos más grandes y precisos. Sin embargo, eran más pesados, lo que los hacía difíciles de usar en la navegación.
Herman Contractus estudió el uso del astrolabio en el siglo XI. Pedro de Maricourt escribió un libro sobre cómo construir y usar un astrolabio universal en el siglo XIII. Estos astrolabios universales se pueden ver en el Museo de Historia de la Ciencia de Oxford. David A. King, un historiador, describe el astrolabio universal de Ibn al-Sarraj de Alepo (alrededor de 1328) como "el instrumento astronómico más avanzado de toda la época medieval y del Renacimiento".
El escritor inglés Geoffrey Chaucer (c. 1343-1400) escribió para su hijo Un tratado sobre el astrolabio, basado en gran parte en la obra de Messahalla. El primer libro impreso sobre el astrolabio fue Composición y uso del astrolabio de Christian de Prachatice.
En 1370, el astrónomo Jain escribió el primer libro indio sobre el astrolabio, llamado Yantrarāja.
Los marineros usaban una versión más sencilla del astrolabio, llamada balesilha o vara de Jacob, para medir la ubicación en el mar. El Príncipe Enrique el Navegante (1394-1460) impulsó el uso de la balesilha en Portugal.
Partes del Astrolabio
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Un astrolabio tiene un disco principal llamado mater (madre). Este disco es lo suficientemente profundo para guardar una o más placas planas llamadas tímpanos. Cada tímpano está diseñado para una latitud específica y tiene grabada una proyección del cielo sobre el horizonte local. El borde del disco mater suele tener marcas para las horas del día o grados.
Sobre el mater y el tímpano está la red o araña. Esta parte tiene una proyección del camino del sol en el cielo (la eclíptica) y varios punteros que muestran las posiciones de las estrellas más brillantes. La red puede girar libremente sobre el tímpano. Los punteros a veces son puntos simples, pero también pueden ser muy elaborados, con formas de bolas, estrellas, serpientes o manos. Los nombres de las estrellas suelen estar grabados en árabe o latín. Algunos astrolabios tienen una regla delgada que gira sobre la red y puede tener una escala de declinaciones.
La red, que representa el cielo, funciona como un mapa estelar. Cuando gira, las estrellas y la eclíptica se mueven sobre las coordenadas del tímpano. Una vuelta completa de la red representa el paso de un día. Por eso, el astrolabio es como un antecesor del planisferio moderno.
En la parte de atrás del disco mater, a menudo hay varias escalas útiles. Estas escalas varían, pero pueden incluir curvas para convertir el tiempo, un calendario para saber la posición del sol en la eclíptica, escalas de trigonometría y una graduación de 360 grados alrededor del borde.
En la parte de atrás del astrolabio también está la alidada. Es una pieza móvil que gira para apuntar a objetos en el cielo. Cuando se sostiene el astrolabio en vertical, se puede girar la alidada para observar el sol o una estrella. Así, se puede leer su altura en grados desde el borde graduado del astrolabio. De ahí viene el nombre "astrolabio": "astron" (estrella) y "lab-" (tomar).
Algunos astrolabios también tienen un cuadro de sombras en la parte de atrás. Este se usaba para calcular la altura de un objeto midiendo la longitud de su sombra y la altura del sol. Esto era útil para la topografía.
Normalmente, los astrolabios tenían la firma de su fabricante en la parte trasera. Si había un patrocinador, su nombre aparecía en la parte delantera. A veces, también se grababa el nombre del gobernante o del maestro del fabricante. La fecha de construcción también solía estar grabada, lo que ha permitido a los historiadores saber que estos dispositivos son el segundo instrumento científico más antiguo del mundo. Las inscripciones también muestran que los astrónomos solían hacer sus propios astrolabios, pero muchos se hacían por encargo y se guardaban para vender, lo que indica que había un mercado para ellos.
Cómo Funciona el Astrolabio
El diseño del astrolabio se basa en la proyección estereográfica de la esfera celeste. Esto significa que se proyecta el cielo tridimensional sobre una superficie plana. El punto desde donde se proyecta suele ser el polo sur, y el plano sobre el que se proyecta es el del Ecuador.
El Diseño del Tímpano
El tímpano tiene las líneas del cielo sobre las que girará la red o araña. Permite saber la posición exacta de una estrella en un momento específico del día y del año. Por eso, en el tímpano deben aparecer:
- El cénit: Es el punto directamente encima del observador, y su posición cambia según la latitud.
- La línea del horizonte y los almucántaras: Son círculos paralelos al horizonte que ayudan a conocer la altura de un cuerpo celeste (desde el horizonte hasta el cénit).
- El meridiano principal (norte-sur) y los meridianos secundarios o azimut: Son círculos que cortan el meridiano norte-sur en el cénit y permiten conocer los grados de azimut de un cuerpo celeste.
- Los paralelos de la Tierra (Capricornio, Ecuador y Cáncer): Ayudan a saber el momento exacto de los solsticios y los equinoccios durante el año.
Los Trópicos y el Ecuador en el Tímpano
En la imagen de la derecha se ve:
- La esfera azul representa el cielo.
- La flecha azul indica la dirección del norte geográfico (la estrella polar).
- El punto azul central es la Tierra, donde estaría el observador.
- El sur geográfico del cielo es el punto desde donde se proyecta.
- El plano del ecuador es el plano sobre el que se proyecta.
- Las tres circunferencias paralelas son la proyección de los paralelos terrestres:
* Naranja: el trópico de Cáncer. * Morado: el ecuador. * Verde: el trópico de Capricornio.
Al proyectar estos círculos sobre el plano del ecuador, se obtienen tres círculos concéntricos (que comparten el mismo centro) en el tímpano (parte izquierda de la imagen). El círculo más grande, el trópico de Capricornio, define el tamaño del tímpano. El centro del tímpano es el eje norte-sur de la Tierra. La red o araña del astrolabio gira alrededor de este punto a medida que pasan las horas del día, debido al movimiento de rotación terrestre.
Estos tres círculos concéntricos del tímpano son útiles para saber cuándo ocurren los solsticios y los equinoccios. Si la posición del sol en la red coincide con el círculo exterior del tímpano (trópico de Capricornio), es el solsticio de invierno (para el hemisferio norte). Si coincide con el círculo interior (trópico de Cáncer), es el solsticio de verano. Si está sobre el círculo intermedio (ecuador), es uno de los dos equinoccios.
El Horizonte y la Medición de la Altura
En la imagen de la derecha se muestra:
- La flecha azul indica la dirección del norte geográfico (la estrella polar).
- El punto azul central es la Tierra (donde estaría el observador).
- La flecha negra es la dirección del cénit para el observador, que cambia según la latitud.
- El círculo negro es el horizonte que rodea al observador y marca la parte del cielo que se puede ver.
- El sur geográfico del cielo es el punto de proyección.
- El plano del ecuador es el plano de proyección.
Cuando se proyecta el horizonte sobre el plano del ecuador, se convierte en una elipse que se desplaza hacia arriba en el tímpano. Esto significa que una parte del cielo queda fuera del círculo exterior del tímpano (el trópico de Capricornio) y no se representa.
Si se dibujan círculos paralelos al horizonte hasta llegar al cénit (almucántaras), se forma una red de elipses. Esta red permite saber la altura de una estrella cuando la red o araña se coloca sobre el tímpano (como se ve en la segunda imagen).
Los Meridianos y la Medición del Azimut
En la imagen de la derecha se muestra:
- La flecha azul indica la dirección del norte geográfico (la estrella polar).
- El punto azul central es la Tierra (donde estaría el observador).
- La flecha negra es la dirección del cénit para el observador.
- El círculo negro es el horizonte que rodea al observador.
- Los puntos rojos son el cénit y el nadir (el punto opuesto al cénit).
- El círculo naranja es el meridiano principal (que va del norte al sur del horizonte, pasando por el cénit).
- El círculo rojo es un meridiano secundario, con una dirección de 40° Este desde el horizonte del observador. Como todos los meridianos secundarios, corta el meridiano principal en el cénit y el nadir.
- El sur geográfico del cielo es el punto de proyección.
- El plano del ecuador es el plano de proyección.
Al proyectar el meridiano principal (norte-sur), se obtiene una línea recta que coincide con el eje vertical del tímpano, donde están el cénit y el nadir. Al proyectar un meridiano como el de 40° Este, se obtiene otro círculo que pasa por las proyecciones del cénit y el nadir.
Si se proyectan varios meridianos que dividen el cielo en secciones iguales, se obtiene una serie de curvas que pasan por la proyección del cénit en el tímpano. Estas curvas permiten, al superponer la red o araña con las estrellas, obtener la dirección (azimut) de una estrella en un momento específico del día.
Más Información
- Azafea
- Cuadrante
- Astrolabio de al-Sahlî
- Historia de la navegación astronómica
- Mecanismo de Anticitera
- Esfera armilar
- Reloj astronómico
- Equatorium
- Hipatia
- Astronomía árabe
- Nocturlabio
- Planetario
- Planisferio celeste
- Reloj Astronómico de Praga
- Sextante astronómico
- Sharaf al-Din al-Tusi
- Torquetum
Galería de imágenes
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Astrolabio de al-Sahlî, del siglo XI (M.A.N., Madrid).
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Astrolabio persa del siglo XVIII.
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Piezas del astrolabio. De izquierda a derecha: la madre, dos tímpanos para diversas latitudes y la red o araña con las estrellas y la proyección de la eclíptica.
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Partes del tímpano de un astrolabio
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Proyección estereográfica de los trópicos y el ecuador de la Tierra desde el polo sur.
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Proyección estereográfica del horizonte de un observador que se encuentra en una determinada latitud
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Proyección estereográfica del horizonte y un almicántara desde el polo sur de la esfera celeste.
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Proyección estereográfica del meridiano norte-sur y de un meridiano 40° E sobre el tímpano de un astrolabio
Véase también
En inglés: Astrolabe Facts for Kids
