古代没有望远镜,是如何观察天象并得知各类天文景象的?
古代没有望远镜,是怎么观察天象的?而且还能清楚的知道五星连珠之类的天文景象?
望远镜的发明给人类带来了很大的进步,可是在没有望远镜的时代,天文学家又是如何观测天象的呢?那时候的天文学家主要进行计量时间和观察天体方位的工作。
中国最古老的天文仪器是西周初期发明的圭表,它主要由圭和表两部分构成,其中圭沿着正南北方向水平放置,而表则竖立在圭的南端,并且向头顶方向延伸;表一般为“八尺”高,其顶部有一个圆孔,当阳光穿过圆孔时,就会在圭面上留下孔影,从而计算出时间。
圭表是用来计算时间的,而中国古代还有另一种仪器叫“浑仪”,是用来测量天体位置坐标的,其主要结构包括瞄准待测天体的窥管、反映各种坐标系统的读数环、支承结构和转动部件等。在使用浑仪的过程中,只要利用窥管对准某个需要观测的天体,就能够从多组环圈中显示出该天体的几种坐标。直到北宋元?年间,苏颂和韩公廉一起制作了元?浑仪,后来它被安装在两人制作的水运仪象台中。这一动力装置科学而实用,能够帮助古代天文学家全方位地观测各种天体的运转,而且它的屋顶可以随时开启,算是开创了现代天文台活动屋顶的先河,可见中国古代天文学家具有怎样先进的思想及智慧!
在国外,16世纪后半叶,丹麦天文学家第谷在汶岛建立了天文台,还在天文台上安装了最著名的墙象限仪。这台仪器可以用来观测天体过子午圈时的地平高度,也就是天体方向对地平面的倾角。第谷研制的古典天文仪器不但结构奇特、精细,而且观测的精度很高。第谷留下的许多观测资料,成为后世天文学家学习和研究的宝贵内容,其中受益最大的便是德国天文学家开普勒,他在第谷的研究基础上,得出了著名的行星运动定律。
在古代没有望远镜的时代人们只能通过肉眼观测天象,因此古时的人们没有条件了解天体的更多细节、形态和性质,只能通过肉眼观测。肉眼观测就有一定的局限性,比如只能观测一些外表上的特征和位置,比如克星的位置、持续了几天之类的,局限性比较大。但是别以为肉眼观测就不好,我们现在做天文观测还是喜欢用肉眼观测,并且加一部双筒望远镜,这样可以保证肉眼的观测优势,加上双筒望远镜可以找星座。
同时肉眼观测唯一的优点是视场广阔,因此古人虽没有先进的观测手段,但对天区的划分、星图的绘制都做出了巨大的努力与贡献。在很长一段时间内,中国古代天象学是非常发达的,可以说比西方更加有内涵,甚至还演化出了一种职位,就是钦天监,还有正六品的官爵,相当于古代的国家天文台。而且还给皇帝提供各种天象解释,意义非常重大,甚至可以决定一个重大议题。肉眼观测的第一要务就是要找一个晴好的天气,然后你要找到北斗七星的位置,然后顺着找到金星、火星、木星、土星。
观测是还要考虑自己在北半球还是南半球,如果根据牛郎星、天津四的位置,你还可以找到一些著名的星座。北半球天空中猎户座是最著名的,基本上一找就能找到,由于地球自转的缘故,星座的位置也会发生变化,这一点也是需要考虑的,至于五星连珠,那是后来人通过轨道计算才知道的。