Древнейшая карта ночного неба оказалась поразительно точной, но кто и как ее создал?

Астрономия — это одна из самых древнейших естественных наук, которой люди занимаются как минимум 17 тысяч лет, о чем свидетельствуют древние наскальные надписи. Однако серьезный скачек в ее развитии произошел 2200 лет назад, когда греческий астроном Гиппарх придумал новый способ отслеживания положения звезд на небе. Для этого он использовал недавно разработанную систему координат, аналогичную долготе и широте, при этом Земля была представлена как центр, расположенный внутри небесной сферы. Эта система используется астрономами и по сей день. Но самое поразительнее то, что созданная им карта ночного неба содержала поразительно точные координаты звезд, несмотря на то, что телескопов в те времена еще не существовало. Но как в таком случае древнему астроному удалось вычислить положение звезд?

Самая древняя карта звездного неба

Многие древнегреческие ученые считали, что Земля является центром Вселенной, соответственно звезды и прочие небесные тела, по их мнению, вращались вокруг нашей планеты. Но несмотря на то, что геоцентрическая модель оказалась неверной, она не помещала составить первый известны науке звездный каталог, и предложить оптимальную систему для картирования объектов в небе. Именно она применялась при создании карты млечного пути, о которой подробнее можно узнать перейдя по ссылке.

Верная модель, согласно которой Земля вращается вокруг Солнца, была предложена еще в 3 веке до нашей эры, однако большинство астрономов, включая Гиппарха, считали ее ошибочной.

По мнению многих современных ученых, Гиппарх был величайшим астрономом древности или, по крайней мере, величайшим из известных астрономов. Его звездный каталог представляет собой самую древнюю известную науке попытку задокументировать положение большого количества объектов на ночном небе. Причем впервые в истории человечества для этого были использованы две координаты.

Гиппарх впервые использовал две координаты для обозначения положения небесных объектов на небе

Древняя карта созвездий звездного неба — как ее удалось найти

К сожалению, первоначальный каталог Гиппарха, созданный 2200 лет назад, был утерян. О его существовании мы знаем только из трудов более поздних ученых, таких как Птолемей, который создал свой собственный звездный каталог около 150 года до нашей эры. До недавнего времени самым старым свидетельством звездных координат от Гиппарха был латинский перевод поэмы о созвездиях, написанной в 8 веке нашей эры. Поэма содержит координаты звезд как своего рода аннотацию.

Но недавно ученые обнаружили еще более ранние записи с указанием звездных координат от Гиппарха. Они содержатся в греческой версии той же поэмы “Феномен”, датируемой 5 или 6 веком нашей эры. Сама же поэма первоначально была написана греческим поэтом Аратом в 3 веке до нашей эры.

Поэма Арата "Феномен" в древности была бестселлером, однако Гиппарху она очень не нравилась. Единственная работа астронома, которая сохранилась до наших дней — это критика стихотворений Арата, так как он неточно описывал созвездия. Поэтому Гиппарх вряд ли был бы доволен, что его имя для потомков прочно связано с поэтом Аратом.

Сопровождающие звездные координаты были написаны на пергаменте, и впоследствии несколько раз стерты для повторного его использования. Сам пергамент является частью библиотеки из монастыря Святой Екатерины в Египте. Коллекция содержит монашеские письмена на сирийском языке, а также древнем языке Западной Азии.

Астрономические записи впервые были обнаружены в 2012 году. Тогда один из исследователей Кембриджского университета, Джейми Клэр, заметил греческие надписи под сирийским текстом. В 2017 году пергаменты были сфотографированы с помощью современных инструментов многоспектральной визуализации, что позволило четко выявить первоначальный текст.

Ученые восстановили стертый текст на древнем пергаменте

Как сообщают исследователи в издании Journal for the History of Astronomy, в некоторых документах обнаружены фрагменты стихотворения Арата. При этом поэма сопровождается иллюстрациями и мифологическими рассказами о созвездиях. В 2021 году, изучая мультиспектральные изображения стихотворения, исследователи обратили внимание на числа, которые оказались звездными координатами. Как выяснилось, древний текст содержал размеры созвездия Северная Корона, а также координаты его самых удаленных звезд.

Надо сказать, что координаты звезд из созвездия Северная Корона — это лишь мизерная часть работы древнего астронома. По некоторым данным он нанес на свою карту координаты около 800 звезд.

Под древним сирийским текстом ученые обнаружили координаты звезд из созвездия Северная Корона

Какова точность древнейшей карты звездного неба

Ученые сравнили координаты древнего астронома с данными современной карты звездного неба. При этом они учли прецессию, то есть колебание Земли вокруг своей оси в процессе вращения (прецессию впервые тоже обнаружил Гиппарх, о чем мы рассказывали ранее) В результате оказалось, что координаты действительно соответствуют положениям звезд в Северной Короне в 130 году до нашей эры, если бы на них смотрели с острова Родос. Считается, что именно в это время на Родосе работал Гиппарх и сделал большую часть своих наблюдений.

Погрешность координат составляла не более одного градуса. Для человека, который работал за 1700 лет до изобретения первого телескопа, это невероятно высокая точность. Но как удалось добиться таких результатов?

Как древний астроном создал карту звездного неба

В настоящее время уже невозможно точно сказать, как именно Гиппарх определял точное положение звезд на небе. По мнению историков, возможно, он использовал армиллярную сферу. Это астрономический инструмент, созданный для определения экваториальных или эклиптических координат небесных светил. Он представляет собой механическое устройство с вращающимися кольцами, каждое из которых обозначает определенную часть небесной сферы, к примеру, небесный экватор (воображаемую плоскость, простирающуюся в стороны от экватора Земли), годовой путь, по которому Солнце следует по небу, и т.д.

Для определения координат небесных тел Гиппарх мог использовать армиллярную сферу

Вполне возможно, то Гиппарх также использовал диоптрический прицел, который можно было прикрепить к вращающейся платформе (диоптре). Диоптра была своего рода геодезическим инструментом, который можно использовать для измерения углов при геодезических операциях. Но, теоретически, прибор может быть использован также и для измерения углов на небе.

Скорее всего на Гиппарха оказали влияние более ранние работы вавилонских астрономов, которые измеряли расстояния до определенных созвездий от эклиптики (годового пути Солнца). Отслеживая движения зодиакальных созвездий, а также других некоторых созвездий, вавилоняне могли измерять времена года и предсказывать астрономические события, такие как затмения.

Именно сочетание вавилонской практики измерения и предсказания движения звезд с греческими концепциями математики и геометрии считается фундаментальным достижением Гиппарха.