Đồng hồ thiên văn

Đồng hồ thiên văn (Tiếng anh: astronomical clock) là chiếc đồng hồ có thể xem nhiều loại thời gian khác nhau nhờ xác định vị trí của Mặt trời, Mặt trăng, giao điểm Mặt trăng và vòng tròn hoàng Đạo cũng như những chuyển động của chúng trong năm khi nhìn từ Trái đất. Nguyên lý hoạt động thì vẫn giống chiếc đồng hồ thông thường mà ta hay sử dụng trong đời sống hằng ngày nhưng nó sẽ có thêm những cây kim khác nhằm hiển thị vị trí và chuyển động của các thiên thể trên mặt đồng hồ.^[1]

Định nghĩa

Trong thiên văn học, sự liên kết giữa thời gian và các thiên thể trên vũ trụ là tương đối^[2], việc muốn biết chính xác vị trí của từng thiên thể, Mặt Trời, Mặt Trăng, các giao điểm Mặt Trăng và vòng tròn hoàng đạo trong một thời điểm ta dùng đồng hồ thiên văn để ta theo dõi thời gian thiên văn^[2]. Đồng hồ thiên văn hiển thị thời gian bằng cách sử dụng phép chiếu lập thể của thiên cầu từ cực bắc thiên cầu đến mặt phẳng xích đạo của Trái Đất.^[3] Nó cũng có cơ chế xác định được các pha của Mặt Trăng và hiển thị trên đồng hồ. Ngoài ra, đồng hồ thiên văn còn có khả năng xác định ngày xảy ra đông chí, hạ chí, cũng như xuân phân và thu phân. Nhờ cơ chế hoạt động chính xác, đồng hồ thiên văn còn có thể dự đoán và xác định chính xác thời gian xảy ra các hiện tượng nguyệt thực và nhật thực, vì nó hiển thị được vị trí của các giao điểm Mặt Trăng.^[3]

Nguyên lý hoạt động

Giờ Séc cổ

Giờ Séc cổ được xác định bằng cây kim cánh tay vàng, nó là thời gian mà được thế giới sử dụng từ hơn 500 năm trước, nó được dùng nhiều vào những năm 1410 bởi người dân trên vùng đất Séc trên các đồng hồ thiên văn của họ. Khác với giờ thông thường ta hay dùng thì giờ Séc cổ tính thời gian Mặt trời lặn vào số 24 theo số Gothic, tức là nếu cây kim cánh tay vàng chỉ đến số 24 thì Mặt Trời sẽ lặn và nó khác với thời gian thông thường là nửa đêm.

Giờ thông thường

Giờ thông thường được ký hiệu bằng số La Mã trên chiếc đồng hồ bên dưới cánh tay vàng, lúc này bạn có thể xem giờ thông thường mà bạn hay xem.^[4]

Giờ Babylon

Giờ Babylon được chỉ ra nhờ các số đen 1 đến 12, và phải nhìn vào cây kim có hình Mặt Trời để xác định.

Vòng tròn hoàng Đạo

Khi cây kim Mặt Trời chỉ vào cung nào trên vòng tròn Hoàng đạo thì tại thời điểm đó là cung hoàng đạo nào.

Lịch sử

Vào ngày 16 tháng 01 năm 1089 sau Công Nguyên, một nhà chế tạo đồng hồ, kỹ sư cơ khí và nhà thiên văn học người Trung Quốc thời nhà Tống tên là Tô Tụng^[5] (Sū Sòng; giản thể: 苏颂), ông được biết là người đứng đầu nhóm kỹ thuật thiết kế và đã xây dựng tháp đồng hồ thiên văn tên là Thủy Vận Nghi tượng đài chạy bằng chuyển động của bánh xe nước và một loạt những chuyển động bánh răng. Theo những ghi chép trong sách cổ, nó có chiều cao từ 10 đến 12 mét và rộng 7 mét, và khung được làm bằng gỗ với hình dạng của đáy tứ giác. Được cấu tạo từ 3 thành phần, phần trên cùng được sử dụng để quan sát bầu trời thiên văn, phần giữa được dùng để cho thấy các hiện tượng thiên thể, và phần cuối cùng là một máy đếm giờ có cơ chế di chuyển để quan sát thời gian^[5]. Tô Tụng nổi tiếng vì đã kết hợp cơ chế thoát hiểm và bộ chuyển động xích truyền năng lượng vô tận đầu tiên được biết đến để tháp đồng hồ và thiên cầu của ông hoạt động.^[6] Lịch sử của đồng hồ thiên văn có thể bắt nguồn từ thế kỷ 13, khi các kỹ sư không ngừng tạo ra một máy đo thời gian chạy bằng trọng lực.^[7] Đây là bước đầu trong sự phát triển của đồng hồ nước, sử dụng dòng chảy của nước để điều chỉnh thời gian; nhưng ở một số vùng có khí hậu lạnh giá thì nó có thể bị đông cứng dẫn đến không thể sử dụng được nữa.^[8]

Đến nay, Đồng hồ thiên văn Praha nằm ở thủ đô Praha (tiếng Séc: Praha, tiếng Anh: Prague) và cũng là thành phố lớn nhất của Cộng hòa Séc ở châu Âu, được lắp đặt lần đầu vào năm 1410 vào thập kỷ cuối cùng của Thời đại hoàng kim Bohemian dưới triều đại của Charles IV, và là chiếc đồng hồ thiên văn thứ ba và lâu đời nhất trên thế giới vẫn còn hoạt động.^[9]

Chú thích

^ Popkonstantinović, Branislav; Obradović, Ratko; Stojićević, Miša; Jeli, Zorana; Cvetković, Ivana; Vasiljević, Ivana; Milojević, Zoran (tháng 1 năm 2021). “The Design and Simulation of an Astronomical Clock”. Applied Sciences (bằng tiếng Anh). 11 (9): 1–2. doi:10.3390/app11093989. ISSN 2076-3417.
^ ^a ^b Miller, George B. (1869). American horological journal, devoted to practical horology. Smithsonian Libraries. New York, G. B. Miller. tr. 5.
^ ^a ^b Popkonstantinović, Branislav; Obradović, Ratko; Stojićević, Miša; Jeli, Zorana; Cvetković, Ivana; Vasiljević, Ivana; Milojević, Zoran (tháng 1 năm 2021). “The Design and Simulation of an Astronomical Clock”. Applied Sciences (bằng tiếng Anh). 11 (9): 4. doi:10.3390/app11093989. ISSN 2076-3417.
^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên :3
^ ^a ^b Principle Research and Reconstruction Experiment on the Astronomical Clock Tower in Ancient China, tr. 1
^ Ajram, K. (1992). The miracle of Islamic science. Cedar Rapids, Iowa: Knowledge House Publishers. ISBN 0-911119-43-4.
^ White, Lynn (1980). Medieval technology and social change . London: Oxford Univ. Press. tr. 119. ISBN 978-0-19-500266-9.
^ White, Lynn (1980). Medieval technology and social change . London: Oxford Univ. Press. tr. 103. ISBN 978-0-19-500266-9.
^ “Astronomical Clock: How To Read It?”. www.tours-prague.eu (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 10 tháng 1 năm 2025.