Un planetario es un modelo mecánico del Sistema Solar que ilustra o predice las posiciones relativas y los movimientos de los planetas y lunas , generalmente de acuerdo con el modelo heliocéntrico . También puede representar los tamaños relativos de estos cuerpos; sin embargo, dado que el escalado exacto a menudo no es práctico debido a las grandes diferencias reales de relación, se puede utilizar una aproximación moderada en su lugar. Aunque los griegos tenían planetarios en funcionamiento , el primer planetario que fue un planetario de la era moderna se produjo en 1704, y uno fue presentado a Charles Boyle, cuarto conde de Orrery , de ahí el nombre. Suelen estar impulsados por un mecanismo de relojeríamecanismo con un globo que representa al Sol en el centro, y con un planeta al final de cada uno de los brazos.
Historia
Versiones antiguas
El mecanismo de Antikythera , descubierto en 1901 en un naufragio frente a la isla griega de Antikythera y ampliamente estudiado, exhibió los movimientos diurnos del Sol , la Luna y los cinco planetas conocidos . Ha sido fechada entre 150 y 100 a. C. El mecanismo de accionamiento manual de Antikythera ahora se considera uno de los primeros orreries, pero durante muchas décadas se ignoró, ya que se pensó que era demasiado complejo para ser genuino. [1] Era geocéntrico y se usaba como una calculadora mecánica diseñada para calcular posiciones astronómicas.
Según Cicerón , el filósofo romano que escribía en el siglo I a.C., el erudito griego Posidonio construyó un modelo planetario.
Versiones tempranas
En 1348, Giovanni Dondi construyó el primer mecanismo de reloj del sistema conocido. Muestra la posición eclíptica de la Luna , el Sol , Mercurio , Venus , Marte , Júpiter y Saturno según las complicadas teorías planetarias geocéntricas ptolemaicas. [2] [3] El reloj en sí está perdido, pero Dondi dejó una descripción completa de sus trenes de engranajes astronómicos.
Todavía en 1650, P. Schirleus construyó un planetario geocéntrico con el Sol como planeta y con Mercurio y Venus girando alrededor del Sol como sus lunas . [4]
En la corte de Guillermo IV, Landgrave de Hesse-Kassel , se construyeron dos complicados relojes astronómicos en 1561 y 1563-1568. Estos utilizan cuatro lados para mostrar las posiciones Ecliptical de Sol , Mercurio , Venus , Marte , Júpiter , Saturno , la Luna , el Sol y dragón (nodos de la Luna) de acuerdo con Ptolomeo , un calendario, la salida y la puesta de sol, y un sistema automatizado de celeste Esfera con un símbolo del Sol animado que, por primera vez en un globo celeste, muestra la posición real del Sol, incluida la ecuación del tiempo . [5] [6] Los relojes están ahora en exhibición en Kassel en el Astronomisch-Physikalisches Kabinett y en Dresde en el Mathematisch-Physikalischer Salon.
En De revolutionibus orbium coelestium , publicado en Nuremberg en 1543, Nicolaus Copernicus desafió la enseñanza occidental de un universo geocéntrico en el que el Sol giraba diariamente alrededor de la Tierra . Observó que algunos filósofos griegos como Aristarco de Samos habían propuesto un universo heliocéntrico. Esto simplificó los movimientos epicíclicos aparentes de los planetas, haciendo factible representar las trayectorias de los planetas como círculos simples. Esto podría modelarse mediante el uso de engranajes. Los instrumentos mejorados de Tycho Brahe hicieron observaciones precisas de los cielos (1576-1601), y de estos, Johannes Kepler (1621) dedujo que los planetas orbitaban el Sol en elipses . En 1687 Isaac Newton explicó la causa del movimiento elíptico en su teoría de la gravitación . [7]
Orreries modernos
Los relojeros George Graham y Thomas Tompion construyeron el primer planetario moderno alrededor de 1704 en Inglaterra. [8] Graham le dio el primer modelo, o su diseño, al célebre fabricante de instrumentos John Rowley de Londres para que le hiciera una copia al príncipe Eugenio de Saboya . Rowley recibió el encargo de hacer otra copia para su mecenas Charles Boyle, cuarto conde de Orrery , de donde el dispositivo tomó su nombre en inglés. [9] [10] Este modelo fue presentado al hijo de Charles, John, más tarde el 5º Conde de Cork y el 5º Conde de Orrery . Independientemente, Christiaan Huygens publicó en 1703 detalles de una máquina planetaria heliocéntrica que había construido mientras residía en París entre 1665 y 1681. Calculó los trenes de engranajes necesarios para representar un año de 365.242 días, y usó eso para producir los ciclos del principal planetas. [4]
El cuadro de Joseph Wright Un filósofo dando una conferencia sobre el Orrery en el que se coloca una lámpara en lugar del sol (ca. 1766), que cuelga en Derby Museum and Art Gallery , muestra a un grupo escuchando una conferencia de un filósofo natural. . El sol en un planetario de latón proporciona la única luz en la habitación. El planetario representado en la pintura tiene anillos, que le dan un aspecto similar al de una esfera armilar . De este modo, la demostración pudo representar eclipses . [11]
Para poner esto en contexto cronológico, en 1762 John Harrison 's cronómetro marino primera permitido una medición precisa de la longitud . En 1766, el astrónomo Johann Daniel Titius demostró por primera vez que la distancia media de cada planeta al Sol podía representarse mediante la siguiente progresión:
Es decir, 0.4, 0.7, 1.0, 1.6, 2.8, 5.2 ... Los números se refieren a unidades astronómicas , la distancia media entre el Sol y la Tierra, que es 1.496 × 10⁸ km (93 × 10⁶ millas). El Derby Orrery no muestra la distancia media, pero demostró los movimientos planetarios relativos.
El planetario de Eisinga fue construido entre 1774 y 1781 por Eise Eisinga en su casa de Franeker , en los Países Bajos. Muestra los planetas a lo ancho del techo de una habitación y ha estado en funcionamiento casi continuamente desde su creación. [12] Este planetario es un planetario en ambos sentidos de la palabra: una máquina compleja que muestra las órbitas planetarias y un teatro para representar el movimiento de los planetas. La casa de Eisinga fue comprada por la familia real holandesa que le dio una pensión.
En 1764, Benjamin Martin ideó un nuevo tipo de modelo planetario, en el que los planetas se transportaban en brazos de latón que partían de una serie de tubos concéntricos o coaxiales. Con esta construcción era difícil hacer que los planetas giraran y que las lunas giraran alrededor de los planetas. Martin sugirió que el planetario convencional debería constar de tres partes: el planetario donde los planetas giraban alrededor del Sol, el telurión (también teluriano o telurio ) que mostraba el eje inclinado de la Tierra y cómo giraba alrededor del Sol, y el lunarium que mostró las excéntricas rotaciones de la Luna alrededor de la Tierra. En un planetario, estos tres movimientos podrían montarse en una mesa común, utilizando por separado el eje central como motor principal. [1]
Explicación
Todos los orreries son planetarios o planetarios (plural alternativo). El término planetario solo ha existido desde 1714. Un gran planetario es aquel que incluye los planetas exteriores conocidos en el momento de su construcción. Se ha capturado la palabra planetario , y ahora generalmente se refiere a los teatros hemisféricos en los que se proyectan imágenes del cielo nocturno sobre una superficie aérea. Los planetarios (orreries) pueden variar ampliamente en tamaño, desde portátiles hasta tamaño de habitación. Un planetario se usa para demostrar el movimiento de los planetas, mientras que un dispositivo mecánico que se usa para predecir eclipses y tránsitos se llama astrario .
Un planetario debe incluir adecuadamente el Sol, la Tierra y la Luna (además de otros planetas opcionalmente). Un modelo que solo incluye la Tierra, la Luna y el Sol se llama telurión o telurio, y uno que solo incluye la Tierra y la Luna es un lunarium . Un jovilabe es un modelo de Júpiter y sus lunas. [13]
Planeta | Promedio Distancia del sol | Diámetro (en diámetros terrestres ) | Masa (en masas terrestres ) | Densidad | No de lunas | Período orbital (años) | Inclinación a la eclíptica (grados) | Inclinación axial (grados) | Período de rotación (sideral) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Mercurio | 0,39 AU | 0,38 | 0,05 | 5,5 g / cm³ | 0 | 0,24 | 7.0 ° | 0 ° | 59 días |
Venus | 0,72 | 0,95 | 0,82 | 5.3 | 0 | 0,62 | 3.4 ° | 177 ° | -243 días |
tierra | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 5.5 | 1 | 1,00 | 0 ° | 23 ° | 23,9 horas |
Marte | 1,52 | 0,53 | 0,11 | 3.9 | 2 | 1,88 | 1,9 ° | 25 ° | 24,5 horas |
Júpiter | 5,20 | 11.21 | 317,9 | 1.3 | 79 | 11,9 | 1.3 ° | 3 ° | 10 horas |
Saturno | 9.54 | 9.45 | 95,2 | 0,7 | 82 | 29,5 | 2,5 ° | 27 ° | 11 horas |
Urano | 19,2 | 4.01 | 14,5 | 1.3 | 27 | 84 | 0,8 ° | 98 ° | -17 horas |
Neptuno | 30,1 | 3,88 | 17.1 | 1,6 | 14 | 165 | 1.8 ° | 28 ° | 16 horas |
Un planetario mostrará el período orbital de cada planeta y la velocidad de rotación , como se muestra en la tabla anterior. Un telurión mostrará la Tierra con la Luna girando alrededor del Sol. Utilizará el ángulo de inclinación del ecuador de la tabla anterior para mostrar cómo gira alrededor de su propio eje. Mostrará la Luna de la Tierra, girando alrededor de la Tierra. [14] Un lunarium está diseñado para mostrar los complejos movimientos de la Luna mientras gira alrededor de la Tierra.
Los orreries generalmente no se construyen a escala . También se han construido orreries humanos, donde los humanos se mueven como los planetas, pero la mayoría son temporales. Hay un planetario humano permanente en el Observatorio de Armagh en Irlanda del Norte , que tiene los seis planetas antiguos, Ceres , y los cometas Halley y Encke . También se muestran Urano y más allá, pero de una manera bastante limitada. [15] Otro está en Sky's the Limit Observatory and Nature Center en Twentynine Palms, CA. Este es un planetario humano fiel a la escala (20 mil millones a uno), fiel a la posición (con una precisión de cuatro días). Los primeros cuatro planetas están relativamente cerca unos de otros, pero los siguientes cuatro requieren cierta cantidad de caminatas para poder visitarlos. [16] El grupo francés F-HOU ha iniciado un censo de todos los Orreries Humanos permanentes con un nuevo esfuerzo por estudiar su impacto en la educación en las escuelas. [17] Hay disponible un mapa de Orreries humanos conocidos [18]
Se podría usar un reloj mecánico normal para producir un planetario extremadamente simple con el Sol en el centro, la Tierra en el minutero y Júpiter en el horario; La Tierra daría 12 revoluciones alrededor del Sol por cada 1 revolución de Júpiter. El año real de Júpiter es de 11,86 años terrestres, por lo que este ejemplo en particular perdería precisión rápidamente. Un planetario real sería más preciso e incluiría más planetas, y quizás haría que los planetas también giraran.
Orreries de proyección
Muchos planetarios (edificios) tienen un orificio de proyección , que proyecta sobre la cúpula del planetario un Sol con puntos o pequeñas imágenes de los planetas. Por lo general, estos se limitan a los planetas desde Mercurio hasta Saturno , aunque algunos incluyen a Urano . Las fuentes de luz de los planetas se proyectan en espejos que están conectados a un motor que impulsa las imágenes en la cúpula. Por lo general, la Tierra girará alrededor del Sol en un minuto, mientras que los otros planetas completarán una órbita en períodos de tiempo proporcionales a su movimiento real. Así, Venus, que tarda 224,7 días en orbitar el Sol, tardará 37 segundos en completar una órbita en un planeador, y Júpiter tardará 11 minutos y 52 segundos.
Algunos planetarios han aprovechado esto para usar orreries para simular planetas y sus lunas. Por lo tanto, Mercurio orbita alrededor del Sol en 0,24 años de un año terrestre, mientras que Fobos y Deimos orbitan alrededor de Marte en una proporción de tiempo similar de 4: 1. Los operadores de planetarios que desean mostrar esto han colocado una gorra roja en el Sol (para que se parezca a Marte) y han apagado todos los planetas excepto Mercurio y la Tierra. Se pueden usar trucos similares para mostrar a Plutón y sus cinco lunas.
Orreries notables
El zapatero John Fulton de Fenwick, Ayrshire, construyó tres entre 1823 y 1833. El último está en la Galería de Arte y Museo Kelvingrove de Glasgow .
El planetario Franeker construido por un cardador de lana llamado Eise Eisinga en su propia sala de estar, en la pequeña ciudad de Franeker en Frisia , es de hecho un planetario. Fue construido entre 1774 y 1781. La "cara" del modelo mira hacia abajo desde el techo de una habitación, con la mayoría de los trabajos mecánicos en el espacio sobre el techo. Está impulsado por un reloj de péndulo, que tiene 9 pesos o estanques. Los planetas se mueven alrededor del modelo en tiempo real. [19]
Un concepto innovador es que las personas jueguen el papel de los planetas en movimiento y otros objetos del Sistema Solar. Un modelo de este tipo, llamado planetario humano, se ha presentado con precisión en el Observatorio de Armagh . [15]
En la cultura popular
- El sistema de construcción Meccano es una herramienta popular para construir orreries de alta precisión. El modelo 391, el primer Meccano Orrery, se describió en el Meccano Manual de junio de 1918. [20] [21]
- En la historia de fondo de The Dark Crystal , el UrSkek TekTih hizo un planetario automático gigante, con la ayuda de su compañero UrSkek ShodYod, para Aughra, en el observatorio de la cima de la montaña donde vive.
- En la novela de ficción histórica A Room Made of Leaves de la autora Kate Grenville, un Orrery improvisado hecho de restos encontrados en la primera colonia de Nueva Gales del Sur por el primer astrónomo de la colonia William Dawes sirve como metáfora del deseo del amor humano en general. y la relación ficticia en evolución de Elizabeth Macarthur con Dawes en particular.
Ver también
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Referencias
- ↑ a b Calvert, HR (1967). Astronomía: Globos Orreries y otros modelos . Londres: HMSO ASIN B001A9C9SQ .
- ^ King, Henry C .; Millburn, John R. (1978). Orientado a las estrellas: la evolución de planetarios, orreries y relojes astronómicos . Toronto: Prensa de la Universidad de Toronto . págs. 28–41 . ISBN 0-8020-2312-6.
- ^ Lloyd, H. Alan (1958). Algunos relojes destacados durante setecientos años . Londres: Leonard Hill Books Limited. págs. 9-24.
- ^ a b Brewster, David (1830). "Máquinas planetarias". La Enciclopedia de Edimburgo . 16 . Edimburgo: William Blackwood et al. pag. 624.
- ^ Lloyd (1958), págs. 46–57.
- ^ Poulle, Emmanuel ; Sändig, Helmut; Schardin, Joachim; Hasselmeyer, Lothar (2008). Die Planetenlaufuhr: ein Meisterwerk der Astronomie und Technik der Renaissance geschaffen von Eberhard Baldewein 1563 - 1568 (1ª ed.). Stuttgart: Dt. Gesellschaft für Chronometrie. ISBN 978-3-89870-548-6.
- ^ Ronan, Colin (1992) [Publicado por primera vez en 1981]. El astrónomo práctico . Londres: Bloomsbury Books. págs. 108–112. ISBN 1-85471-047-8.
- ^ Carlisle, Rodney (2004). Inventos y descubrimientos de Scientific American , pág. 189. John Wiley & Songs, Inc., Nueva Jersey. ISBN 0-471-24410-4 .
- ^ "orrery" . Diccionario de inglés de Oxford (edición en línea). Prensa de la Universidad de Oxford. (Se requiere suscripción o membresía en una institución participante ).
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- ^ Whiting, Michael (2007). "Desarrollos de Orrery: el uso de Meccano en la construcción de planetaria" (PDF) . Boletín de la Sociedad de Instrumentos Científicos (94): 26–30. CiteSeerX 10.1.1.694.9199 . Archivado desde el original (PDF) el 21 de diciembre de 2014 . Consultado el 3 de mayo de 2017 .
enlaces externos
- Simulador de sistema solar JPL
- Orrery de la Fundación Long Now
- Universidad de Pennsylvania Orrery