古代人は夜間の天体現象をどのように観察したのでしょうか?古代の天文台: 500 年にわたる星空の解読

星空を見上げて神秘的な宇宙を探検したいと思ったことはありませんか?

北京古天文台は、500年以上も昔から、すでに天文学の最先端をなしていました。そこは古代人が宇宙を探求した「実験室」であり、今では私たちが古代の科学技術の知恵を垣間見る窓となっています。

明清時代の王室天文観測センターとして、487年間連続して星空の変化を観測しました。

遠くから見ると、近代的な高層ビルに囲まれた古代の城のように見えます。プラットフォームの高さは 14 メートルで、上部は 4 方向に遮るものがないため、360 度の視界が得られ、観測の精度が確保されます。

近づいていくと、プラットフォームの上に置かれた 8 つの青銅製の天文機器が見えます。それぞれの重量は2～3トンあり、当時としては最先端の技術を搭載した装置でした。ご存知のとおり、ほとんどの楽器は円、円弧、直線で構成されており、シンプルで精巧です。これらの基本的な幾何学的要素の背後には、古代天文学の知恵が隠されています。一つずつ明らかにしていきましょう。

1. 天球儀は、星の分布を直感的に表示する球体で、星の画像を取得したり、球座標を変換したりするために使用できる古代の「宇宙のパノラマモデル」のようなものです。直径2メートルを超える球体には1,888個の星がちりばめられており、明るさに応じて6つの異なる大きさに分かれている。

2. 赤道儀は、子午線円、赤経円、赤道円という複数の円で構成されています。右昇りの輪は回転することができ、頭を高く上げた龍がそれを支えています。これは天体の赤道経度と緯度を測定するために使用され、古代人が空の星の位置を見つけるのに役立った古代の「天文地図」に似ています。主に太陽以外の比較的遠い天体の星を観測するために使用されます。

太陽に関しては、それを観測するために特別に設計された機器があります。

3. 黄道経緯儀は、子午線円、黄道円、黄道経度円、極円で構成され、背中合わせの2匹の龍によって支えられています。

黄道とは、太陽が一年間に空を横切る経路です。これは太陽の「専用軌道記録装置」のようなもので、主に太陽と惑星の動きを測定します。

それは古代人が一年を通して空の太陽の変化を理解し、二十四節気を決定するのに役立ちました。

4. 水平子午線計の本体は、直径2メートル以上の水平円です。 2 匹の龍が柱に沿って旋回しており、爪に火の玉を掴んでいる様子は、まるで真珠で遊んでいる 2 匹の龍のようです。使用時には、垂直メーター（直立した銅柱）の上端から水平メーターの両端に2本のワイヤーを導きます。星を測定するときは、3 本の線と星が同一平面になるように水平テーブルを移動し、測定値を読み取るようにします。

これは天体の経度、つまり地平線上の方向を測定し、太陽や星がどの方向に昇ったり沈んだりするかを人々が理解するのに役立ちます。

5. 水平セオドライトは方位だけでなく高度も測定できます。これを通して、星の水平方向と垂直方向の高さを知ることができます。天体が地平線のどこにあるかを教えてくれるだけでなく、それが地上からどのくらいの高さに見えるかも教えてくれます。スケールを見ると、アラビア数字がすでに使用されていることがわかります。

6. レコーダーは距離計とも呼ばれます。その中核技術は、3次元的に動くことができる機械装置です。その弧は60度です。模様は装飾的な効果があるだけでなく、重心が垂直軸上にくるようにバランスを調整することもできます。垂直軸を中心に任意に回転することができ、ハンドホイール、ギア、プーリーを使用して機器を自由に動かすことができます。この原理は現代の天体望遠鏡の基本構造に似ており、観測をより柔軟かつ正確に行うことができます。この機器は、任意の 2 つの星の間の 60 度以内の角度距離を測定することができ、天文学者が当時としては非常に先進的だった星図を正確に描くのに役立ちました。

7. 象限儀は、主に天体の緯度（高度）、つまり、地上に対する天体の垂直高度角を測定するために使用されます。それは天文学者が天空の天体の高さを決定するのに役立ちます。天体の高さを測る「ものさし」のようなものです。星が地面からどのくらい高いかを教えてくれます。太陽、月、星の昇降高度を測定するためによく使用されます。

8. 済衡福塵楽器は最も新しい楽器であり、また最も壮麗な楽器でもあります。何と言っても、乾隆年間に鋳造されたものです。方位角と高度を測定し、太陽、月、星の軌道を予測するのに役立ちます。

階下の日時計を見てください。古代人は、冬の初めには影が日に日に長くなることを発見しました。最も長い影がある日は、昼が最も短く夜が最も長い日であり、「冬至」です。毎日正午の同じ時間に影の長さを測定します。 1 日目の影の長さが 5 メートル、2 日目の影の長さが 6 メートル、3 日目の影の長さが再び 5 メートルになったとします。そして翌日は冬至です。

これらの精密機器により、私たちは天体を正確に観測し、暦を作成し、季節や時間の変化を把握することができます。これらの機器を収容するために、古代人はあらゆる技術的要素を備えたこの天文台を特別に建設しました。

著者: ヒッカ・スレート修復グループ

査読者: 劉傑、北京交通大学建築芸術学院准教授

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司