空の旅(10)…四分儀2017年04月29日 13時57分04秒

世間を見回し、何となく末法世界が到来したような気分です。
詮ずる所、人間とは愚かな存在なのかもしれません。
でも、愚かなばかりでなしに、なかなか大したところもあるのが不思議なところで、つまりは、いろいろ矛盾を抱えた存在なのでしょう。

そんな人間の不思議さを思いつつ、「空の旅」を続けます。

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星を見上げる行為が、精密科学へと飛躍する過程には、数々の観測機器の発明がありました。その最初は、太陽による影の長さと位置を測るための、地面に立てた1本の棒で、おそらくそれに次いで古いのが四分儀


四分儀にもいろいろなタイプがありますが、上は時刻を知るための「測時四分儀(Horary Quadrant)」の一種である、「ガンター式四分儀(Gunter’s Quadrant)」のレプリカ。元はイギリスの数学者・天文学者、Edmund Gunter(1581-1626)が考案したものです。

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そもそも四分儀とは何か。
分度器と糸とおもりがあれば、対象の高度を測ることは簡単です(さらにストローがあればなお便利)。


天体の場合は0度から90度まで測れれば十分なので、ハーフサイズの分度器、すなわち全円の四分の一の扇形を使えばいいことになり、これが「四分儀」の名の由来です。


手元の四分儀も、上の図のストローに相当する、2つの覗き穴が扇の一辺の両端に備わっています。さらに、扇の頂点には覗き穴のすぐ下に、もう1個の小穴が穿たれていて、ここに糸を通して、その先におもりをぶら下げたことが分かります。

太陽暦では、特定の日時の太陽の高度(地平線からの角度)は、一意的に決まります。裏を返せば、日にちと太陽の高度が分かれば、その瞬間の時刻が分かる理屈です。

ガンター式四分儀を使えば、さらに時刻以外にも、いろいろなことが分かるのですが、その前に、四分儀を使って時刻を知る方法について、もうちょっと見ておきます。

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下は一般的な測時日時計の図。


最外周から順に、角度目盛り、カレンダー目盛り、時刻目盛りになっています。
時刻目盛りは、さらに複数のパートから成り、外側の弧には正午~午後8時、内側の弧には午前6時~正午の時刻が刻まれ、2つの弧を結ぶようにたくさん並ぶ曲線は、同一時刻における太陽高度の周年変化(夏至~冬至)を示す時刻線です。

また、おもりをぶら下げた糸の途中に、小さなビーズ玉が見えます。
四分儀を使うときは、事前にカレンダー目盛りの位置に糸を持ってきて、糸が時刻線と交わる位置にビーズ玉をセットしておきます。

あとは太陽の高度を調べ、その時のビーズ玉の位置から時刻を読みとればOK。

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ガンター式四分儀にも、当然、上の図と同様の目盛りが刻まれていますが、それ以外にも付加的な目盛りがいろいろあって、中には黄道十二宮の記号も見えます。

下にリンクしたのは、ガンター式四分儀をシミュレートするアプリを作った人の解説ページです。使い方が今ひとつ分からないのですが、結論だけ言うと、これら複雑な目盛り群は、太陽の詳細な位置データ、すなわち高度、方位、赤経、黄経、日の出・日の入の時刻などを知るためのもので、ガンター式四分儀とは、いわば太陽に特化した一種の簡易アストロラーベというわけです。

Gunter's Quadrant Applet

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さらに裏面を見ると…


中央に何やら回転盤が見えます。


目を凝らすと、円盤には星図が彫り込まれていて、回転の中心はこぐまの尻尾の先になっています。


円盤の外周に刻まれたカレンダー目盛りと、その外側に固定された時刻目盛りを使えば、星座の位置関係から、夜間でも時刻が分かる仕組みで、これは日時計に対して「星時計」と呼ばれるものです。

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手元のは単なるレプリカですし、造りもちょっと雑ですが、こういうのは実際にあれこれ操作して初めて分かることも多いので、これはこれで良しとせねばなりません。

ともあれ、この小さな器具一つからも、天文学の歩みを如実に感じ取ることができます。