Как астрономы в древнем мире могли определить, что происходит зимнее солнцестояние? По словам того, кто редактировал статью в Википедии о зимнем солнцестоянии , современным любителям слишком сложно распознать, когда оно происходит.
Под «древним миром» давайте возьмем определение 500 г. н.э. или ранее.
Обратите внимание, что я спрашиваю об их методах определения солнцестояния, а не о том, могли ли они это сделать.
Солнцестояние определяли по тени гномона (вертикальной палки на ровной поверхности). Действительно, это трудно наблюдать с хорошей точностью. Однако, если вы делаете это в течение многих лет, вы получаете все лучший и лучший результат. Например, предположим, что ваша ошибка равна E, и вы наблюдаете в течение N лет. Это дает вам продолжительность года (интервал времени, скажем, между двумя летними солнцестояниями) с ошибкой E/N. Этот принцип позволял определять продолжительность года (и другие константы в астрономии) с высокой точностью.
РЕДАКТИРОВАТЬ. Птолемей описывает следующее устройство для определения равноденствий. Плоское металлическое кольцо было стационарно установлено в Александрии в плоскости, параллельной экватору. (Для этого вам нужно сначала определить наклон эклиптики, а затем вашу широту. Все это делается путем измерения высоты солнца в полдень с помощью гномона). В момент равноденствия обе поверхности кольца будут освещены Солнцем.
Определение момента солнцестояния сложнее и менее точно. Но опять же, вы измеряете высоту Солнца гномоном или подобным устройством в полдень, если солнцестояние происходит в полдень, скажем, летнее солнцестояние, вы получите максимально возможную высоту для этого места. Если максимум в этом году меньше максимально возможной высоты, это значит, что солнцестояние произошло не в полдень, и вы интерполируете.
Вся эта информация содержится в Альмагесте Птолемея. Современные расчеты позволяют проверить числовые данные. Они показывают, что Гиппарх и Птолемей могли определять время равноденствия с точностью до 7 часов, а солнцестояния с точностью до 12 часов.
Гиппарх и Птолемей определили продолжительность года как 365 дней 5 часов 55 минут 12 секунд. Они использовали наблюдения за более чем 550 лет.
Смотрите также мой ответ на связанный вопрос:
Какие знания могли быть утеряны в Александрийской библиотеке?
МСВ