Στη ρότα των αστεριών

Με μια βελτιωμένη εφαρμογή του βυζαντινού αστρολάβου ανά χείρας οι μεγάλοι θαλασσοπόροι χαρτογράφησαν τον ουρανό και ανακάλυψαν τον κόσμο

ΧΑΡΗΣ ΒΑΡΒΟΓΛΗΣ - ΙΩΑΝΝΗΣ ΣΕΙΡΑΔΑΚΗΣ

Η αστρονομία, η αρχαιότερη των επιστημών, άρχισε να ενδιαφέρει ιδιαίτερα τους ανθρώπους από την εποχή που διαπιστώθηκαν οι εφαρμογές της στην καθημερινή ζωή, όπως για παράδειγμα στις γεωργικές εργασίες και στην πλοήγηση των πλοίων, δραστηριότητες που απαιτούν αρκετά ακριβή τήρηση του ημερολογίου. Η τήρηση όμως ενός ημερολογίου στηρίζεται στην παρακολούθηση περιοδικών φαινομένων, όπως είναι η ημερήσια κίνηση του Ηλίου και των αστέρων. Ετσι δημιουργήθηκε η ανάγκη για τον ακριβή υπολογισμό της θέσης του Ηλίου και των λαμπρών αστέρων σε διάφορες χρονικές στιγμές, κυρίως αυτές της ανατολής ή της δύσης τους. Στην αρχή οι αστρονόμοι βασίζονταν σε παρατηρήσεις με απλούστατα όργανα, όπως οι οβελίσκοι, και σε χαρακτηριστικά σημάδια του ορίζοντα, όπως βουνά, βράχοι, δέντρα κτλ. Κατά την Ελληνιστική Εποχή όμως έγινε ένα σημαντικό βήμα στην ιστορία της παρατηρησιακής αστρονομίας με την εμφάνιση του σφαιρικού αστρολάβου. Το όργανο αυτό δεν ήταν τίποτε περισσότερο από μια αρθρωτή σφαίρα που παρίστανε υπό κλίμακα τον ουρανό. Στη συνέχεια το ογκώδες αυτό όργανο εξελίχθηκε στον βυζαντινό επίπεδο αστρολάβο, στον οποίο είχαν χαραχθεί οι προβολές των κυκλικών τόξων του παλαιού τρισδιάστατου οργάνου.

Στην περίοδο ακμής του Βυζαντίου το όργανο αυτό τελειοποιήθηκε τόσο ώστε να μπορεί σήμερα άνετα να χαρακτηριστεί ένας αναλογικός μηχανικός υπολογιστής, σε αντιδιαστολή με τον σύγχρονό μας και διάσημο μακρινό απόγονό του, τον ηλεκτρονικό ψηφιακό υπολογιστή. Ο αναλογικός αυτός υπολογιστής μπορούσε, με τη σημερινή ορολογία, να επιλύσει το τρίγωνο θέσης ενός αστέρα, δηλαδή να υπολογίσει τη θέση του στην ουράνια σφαίρα. Γενικά η θέση αυτή εξαρτάται τόσο από τον αστέρα όσο και από τον συγκεκριμένο τόπο, καθώς και από την ώρα παρατήρησης. Επομένως με τη βοήθεια του αστρολάβου μπορούσε κανείς να υπολογίσει την ώρα σε έναν τόπο, τα σημεία ανατολής και δύσης διαφόρων αστέρων, τις θέσεις των πλανητών, το γεωγραφικό πλάτος του τόπου κτλ. Με μια μικρή δόση υπερβολής ο άραβας αστρονόμος Jabir al Sufi, που έζησε τον 9ο μ.Χ. αιώνα, ισχυριζόταν ότι «με τον αστρολάβο μπορεί κανείς να επιλύσει 1.000 αστρονομικά προβλήματα».

Ο σφαιρικός αστρολάβος περιγράφεται για πρώτη φορά από τον αστρονόμο Κλαύδιο Πτολεμαίο, που έζησε στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου τον 2ο μ.Χ. αιώνα, στο έργο του Μεγάλη Μαθηματική Σύνταξη (αραβικά Almagest), όπου το Α' Κεφάλαιο του Ε' βιβλίου φέρει τον τίτλο «Περί κατασκευής αστρολάβου οργάνου». Ετσι μαθαίνουμε ότι αποτελείτο από δύο μεταλλικούς δακτυλίους που ήταν συνδεδεμένοι σταθερά και αναπαριστούσαν δύο από τους χαρακτηριστικούς μέγιστους κύκλους της ουράνιας σφαίρας, τον μεσημβρινό του τόπου παρατήρησης και την εκλειπτική (δηλαδή το επίπεδο της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ηλιο). Στο σύστημα των δύο σταθερών δακτυλίων ήταν στερεωμένοι τρεις άλλοι κινητοί, οι οποίοι χρησίμευαν για τους μαθηματικούς υπολογισμούς, κυρίως δε για τη μετατροπή των συντεταγμένων ενός αστέρα από ένα σύστημα αναφοράς σε ένα άλλο.

Ο βυζαντινός επίπεδος αστρολάβος αναφέρεται για πρώτη φορά στην Επιστολή προς Παιόνιον του Συνεσίου του Κυρηναίου, επισκόπου Πενταπόλεως στο τέλος του 4ου μ.Χ. αιώνα και γνωστού από το σατιρικό έργο του Φαλάκρας εγκώμιον. Σε ένα τμήμα της επιστολής του ο Συνέσιος αναφέρει ότι:

«Σφαιρικής επιφανείας εξάπλωσιν... ηνίξατο μεν Ιππαρχος ο παμπάλαιος... ημείς δε εξυφήναμεν τε... και ετελειώσαμεν, εν πλείστω δη τινί τω μεταξύ χρόνου του προβλήματος αμεληθέντος».

Από το εδάφιο αυτό συμπεραίνουμε ότι ο Ιππαρχος ήταν ο πρώτος που σκέφθηκε να προβάλει το σφαιρικό τρίγωνο σε μια επιφάνεια. Η ιδέα αυτή υλοποιήθηκε όμως και τελειοποιήθηκε από τον Συνέσιο, επειδή μετά τον Ιππαρχο η ιδέα είχε παραμεληθεί. Σε ένα άλλο τμήμα της πραγματείας του ο Συνέσιος, αναφερόμενος στους βασικούς μέγιστους κύκλους της ουράνιας σφαίρας που προβάλλονται στο επίπεδο του ορίζοντα, γράφει:

«Των δε κύκλων τους μεν περιηγάγομεν, τους δε διηγάγομεν, άπαντας δε ετέμομεν μοιρικώς, τας πέντε μοιριαίας γραμμάς μείζους των μοιριαίων ποιήσαντες. Τέτμηνται δε ουχ ομοστοίχως άπαντες... αλλ' οι μεν εις ίσας τομάς, οι δε ανωμάλως... και ανίσως κατά την αίσθησιν...».

Από το απόσπασμα αυτό είναι φανερό ότι ο Συνέσιος χωρίζει καθέναν από τους κύκλους αυτούς σε διαστήματα πέντε μοιρών και γνωρίζει ότι οι προβολές αυτών των διαστημάτων σε ένα πλάγιο επίπεδο είναι άνισες μεταξύ τους. Με άλλα λόγια χρησιμοποιεί τριγωνομετρία! Δυστυχώς στην επιστολή αυτή δεν υπάρχει αναλυτική περιγραφή του οργάνου.

Διαβάζοντας τον ορείχαλκο

Το αρχαιότερο (530 μ.Χ.) κείμενο που περιγράφει αναλυτικά έναν αστρολάβο της εποχής είναι αυτό του Ιωάννη Φιλόπονου, ο οποίος υπήρξε Μητροπολίτης Αλεξανδρείας και απολογητής του μονοφυσιτισμού στις αρχές του 6ου αιώνα. Στο εκτεταμένο αυτό κείμενο δεν υπάρχει κανένα σχεδιάγραμμα του οργάνου, αλλά από την περιγραφή γίνεται φανερό ότι ο συγγραφέας υποθέτει ότι ο αναγνώστης έχει έναν αστρολάβο στα χέρια του, στον οποίον εφαρμόζει τις οδηγίες του κειμένου. Αυτό βέβαια σημαίνει ότι ο αστρολάβος ήταν σε καθημερινή χρήση την εποχή εκείνη.

Με την πάροδο των ετών ο αστρολάβος τελειοποιήθηκε, φθάνοντας στην οριστική μορφή του γύρω στον 14ο μ.Χ. αιώνα. Ο Νικηφόρος Γρηγοράς, φιλόσοφος και ιστορικός της εποχής, γνωστός ως ο πρώτος που διαπίστωσε το σφάλμα του Ιουλιανού Ημερολογίου και πρότεινε την ημερολογιακή μεταρρύθμιση, περιγράφει με εκπληκτική λεπτομέρεια σε ένα έργο 40 ολόκληρων σελίδων(!) την κατασκευή του εξελιγμένου αυτού οργάνου. Η απουσία σχημάτων και σε τούτο το έργο, κατανοητή για όσους συνειδητοποιούν ότι τα συγγράμματα της εποχής εκείνης κυκλοφορούσαν με τη μέθοδο της ανάγνωσης του κειμένου μεγαλοφώνως και της καταγραφής του από τους αντιγραφείς, κάνει τη μελέτη του δυσχερή και επίπονη. Για τον λόγο αυτόν πολλοί από τους σχολαστικούς αναγνώστες των μετέπειτα χρόνων, όπως ο ιερομόναχος Μακάριος και ο Ματθαίος ο Καμαριώτης, προσέθεσαν στο κείμενο του Γρηγορά δικές τους υποσημειώσεις, σχόλια και σχήματα, με σκοπό να διευκολύνουν τον αναγνώστη που επιθυμεί να παρακολουθήσει αναλυτικά τη μέθοδο κατασκευής και χρήσης του οργάνου.

Στην «τελική» αυτή μορφή το όργανο αποτελείται από έναν ορειχάλκινο κυκλικό δίσκο, διαμέτρου περίπου 15 εκατοστών και πάχους ενός, στη μία επιφάνεια του οποίου υπάρχει μια κυλινδρική ενσκαφή διαμέτρου 14 εκατοστών και βάθους μισού. Μέσα στην ενσκαφή τοποθετείται ένας ορειχάλκινος λεπτός δίσκος, που ονομάζεται πλάκα, στον οποίο είναι χαραγμένο το σύστημα των ουράνιων συντεταγμένων που αντιστοιχεί στον τόπο όπου βρίσκεται ο παρατηρητής. Συνήθως οι αστρολάβοι είχαν τρεις ή τέσσερις τέτοιους δίσκους, που αντιστοιχούσαν σε τόπους διαφορετικών γεωγραφικών πλατών. Πάνω στην πλάκα τοποθετείται ένας άλλος ορειχάλκινος δίσκος με πολλά διάκενα, που ονομάζεται ρήτη, στον οποίο είναι χαραγμένο το σύστημα των συντεταγμένων των αστέρων καθώς και μερικά από τα λαμπρότερα αστέρια του ουρανού. Ανάμεσα από τα κενά της ρήτης μπορεί να βλέπει κανείς τμήματα της πλάκας που βρίσκεται από κάτω. Είναι φανερό ότι όσο περισσότερα αστέρια τοποθετήσει κανείς στη ρήτη τόσο μικρότερα είναι τα κενά και τόσο δυσκολότερα διακρίνεται η πλάκα. Ο Ιππαρχος είχε τοποθετήσει τα 16 λαμπρότερα αστέρια του ουρανού και η παράδοση αυτή συνεχίστηκε από τους περισσότερους κατασκευαστές. Πάνω από τη ρήτη τοποθετείται μία ράβδος που περιστρέφεται γύρω από τον άξονα των δύο δίσκων. Η ράβδος αυτή χρησιμεύει ως χάρακας που ενώνει σημεία της πλάκας με τα αντίστοιχα της ρήτης, έτσι ώστε να «διαβάζει» κανείς τη θέση ενός συγκεκριμένου αστέρα στον ουρανό του συγκεκριμένου τόπου.

Από την παραπάνω περιγραφή γίνεται φανερό ότι αν ήθελε να χρησιμοποιήσει κανείς τον ίδιο αστρολάβο σε διαφορετικούς τόπους θα έπρεπε να έχει πάρει μαζί του διαφορετικές πλάκες, καθεμία από τις οποίες θα έπρεπε να είναι χαραγμένη για διαφορετικό κλίμα, όπως ονόμαζαν το γεωγραφικό πλάτος οι βυζαντινοί. Το «ελάττωμα» αυτό ξεπεράστηκε τον 11ο μ.Χ. αιώνα όταν εφευρέθηκε ένα είδος προβολής της σφαίρας σε επίπεδο, η οποία ήταν ανεξάρτητη του γεωγραφικού πλάτους του τόπου. Οι αστρολάβοι παντός κλίματος που βασίζονταν σε αυτού του είδους την προβολή έπασχαν όμως από άλλου είδους ελαττώματα, έτσι ώστε ο συνηθισμένος αστρολάβος διατηρήθηκε εν χρήσει ως το τέλος του 17ου αιώνα. 

Δυστυχώς η σπουδαία τεχνολογική εξέλιξη της παρατηρησιακής αστρονομίας από τους αλεξανδρινούς και βυζαντινούς αστρονόμους ξεχάστηκε με την εφεύρεση του τηλεσκοπίου και την ανάπτυξη της σφαιρικής αστρονομίας και τριγωνομετρίας. Ετσι οι περισσότεροι σύγχρονοι αστρονόμοι, ακόμη και οι Ελληνες, αιφνιδιάζονται όταν διαβάζοντας κείμενα όπως αυτά του Συνεσίου, του Φιλόπονου και του Γρηγορά διαπιστώνουν ότι η αστρονομία και η τεχνολογία της βρίσκονταν κατά τη βυζαντινή εποχή σε τόσο εξελιγμένο επίπεδο. 

Το ΒΗΜΑ, 10/12/2000 , Σελ.: C08
Κωδικός άρθρου: B13138C081
ID: 230739