Sirijus, Nil i gostujuće zvezde
Dok su vavilonski pisari punili glinene pločice brojevima, dve druge civilizacije gledale su u isto nebo i iz njega izvukle sasvim druge stvari. Egipćane je zanimao jedan jedini datum u godini. Kineze je zanimalo sve što na nebu nije po pravilu.
Iz prvog je nastao kalendar koji su astronomi koristili narednih tri hiljade godina. Iz drugog je nastao arhiv nebeskih neobičnosti bez kojeg dvadeseti vek ne bi umeo da objasni neke od najvažnijih pojava u svemiru. Nijedno od toga nije bilo namera.
Egipat: jedan datum od koga zavisi država
Egipatska poljoprivreda nije zavisila od kiše nego od plavljenja Nila. Svake godine, sredinom leta, reka bi počela da raste, izlila se preko obala i na njivama ostavila sloj mulja koji ih je iznova činio plodnim. Kad se voda povuče, seje se. Sve ostalo — porez, radna snaga, raspored poslova — vezano je za taj trenutak.
Problem je što sam početak plavljenja nije precizan znak. Reka ne poraste odjednom; raste postepeno i neujednačeno, ranije godine i kasnije godine razlikuju se za nedelje. Potreban je nezavisan pokazatelj, nešto što stiže tačno na vreme bez obzira na reku.
Egipćani su ga našli na nebu. Najsjajnija zvezda noćnog neba, koju danas zovemo Sirijus (Sirius), a Egipćani su je zvali Sopdet (grčki Sothis, Sotis), svake godine nestane sa neba na oko sedamdeset dana, a onda se jednog jutra ponovo pojavi na istočnom horizontu, na tren, tik pred zoru — i odmah je proguta svetlost izlazećeg Sunca. To jutro se zove heliakalni izlazak (grč. hēlios, sunce).
U trećem milenijumu pre nove ere taj događaj padao je otprilike u vreme kada Nil počinje da raste. Podudaranje nije bilo savršeno ni uzročno — ali je bilo dovoljno redovno da posluži kao znak. Heliakalni izlazak Sopdet bio je početak egipatske godine.
Fizika: zašto zvezda nestaje i vraća se
Objašnjenje je jednostavno i koristi samo ono što već imamo — činjenicu da Sunce tokom godine putuje među zvezdama po ekliptici, koju smo uveli u prethodnom tekstu.
Sunce se u odnosu na zvezde pomera ka istoku, obiđe pun krug za godinu dana:
Pošto se cela nebeska sfera okrene za 360° za oko 24 sata, jedan stepen odgovara vremenskom razmaku od četiri minuta. Zato svaka zvezda svakog sledećeg dana izlazi oko četiri minuta ranije nego prethodnog. To zaostajanje se gomila: za mesec dana to je već dva sata.
Zamislimo sad zvezdu koja je danas na nebu tokom cele noći. Kako meseci prolaze, ona izlazi sve ranije i sve više se približava Suncu na jutarnjem nebu — dok se ne nađe toliko blizu da je dnevna svetlost potpuno guta. Tada je nevidljiva. Sunce nastavlja da putuje, ostavlja je za sobom, i posle nekog vremena razmak postaje dovoljan da se zvezda na trenutak vidi pre zore. To je heliakalni izlazak.
Koliko razmaka treba? Zavisi od sjaja zvezde, od čistoće vazduha i od ugla pod kojim ekliptika stoji prema horizontu. Za Sirijus je potrebno oko deset do dvanaest stepeni ugaonog rastojanja od Sunca — što odgovara periodu nevidljivosti od otprilike sedamdeset dana. Za slabije zvezde period je duži.
Provera: sedamdeset dana po četiri minuta daje oko 280 minuta, dakle nepunih pet sati pomeraja u vremenu izlaska. Upravo toliko treba da zvezda iz „izlazi u po dana, nevidljiva" pređe u „izlazi pred zoru, vidljiva na trenutak".
Heliakalni izlazak — prvo jutro u godini kada se zvezda, posle perioda nevidljivosti, na trenutak ukaže na istoku pre nego što je Sunce nadjača.
Svaka zvezda izlazi svakog dana oko četiri minuta ranije nego prethodnog. Zato se cela slika neba tokom godine „prevrti" i vrati na isto.
Kalendar koji namerno nije tačan
Egipćani su, uporedo sa praćenjem Sopdet, koristili i takozvani građanski kalendar, i on je jedna od najzanimljivijih odluka u istoriji merenja vremena.
Građanska godina imala je tri godišnja doba, po imenima vezanim za reku: ahet (plavljenje), peret (izranjanje zemlje) i šemu (žetva). Svako doba imalo je četiri meseca po trideset dana, što daje 360 dana, a na kraj su dodavana još pet dana — „dani povrh godine". Ukupno tačno 365 dana, svake godine, bez izuzetka.
Bez prestupnog dana. Nikad. Egipćani su vrlo brzo morali primetiti da im se kalendar razilazi sa Sopdet i sa Nilom — ipak ga nisu popravljali skoro tri hiljade godina.
Izračunajmo koliko brzo se razilazi.
Korak 1. Zaostatak po godini:
Korak 2. Za koliko godina se nagomila ceo dan:
Korak 3. Za koliko godina se nagomila cela godina, pa se sve vrati na početak:
Taj period vraćanja zove se Sotisov ciklus. U literaturi se najčešće navodi vrednost od 1460 godina, koja se dobija ako se uzme da godina traje tačno 365¼ dana:
Razlika između 1507 i 1460 nije zanemarljiva i nije stvar zaokruživanja. Povratak Sirijusovog heliakalnog izlaska ne prati sunčanu godinu tačno, zato što se cela zvezdana sfera vrlo sporo pomera u odnosu na godišnja doba. Tu pojavu otkriće Hiparh i njome ćemo se ozbiljno baviti u osmom delu; do tada je dovoljno znati da razlika postoji i da zato brojevi ne izlaze čisto.
Zašto Egipćani nisu ubacili prestupni dan? Verovatno zato što im kalendar nije ni bio namenjen praćenju godišnjih doba — za to je služila Sopdet i sama reka. Građanski kalendar bio je administrativni alat: raspored obaveza, ugovora, poreza. Za tu svrhu je važnija savršena pravilnost nego poklapanje sa prirodom. Kalendar u kome svaka godina ima isti broj dana omogućava da se razmak između bilo koja dva datuma izračuna oduzimanjem, bez ijednog izuzetka.
To se pokazalo kao neočekivan poklon astronomiji. Kad je bilo potrebno računati razmake između posmatranja udaljenih vekovima, grčki astronomi su odbacili sopstvene, komplikovane lunisolarne kalendare i preuzeli egipatski. Ptolemej u Almagestu sva posmatranja datira po egipatskom kalendaru. Kopernik ga i dalje koristi u šesnaestom veku. Nepravilan u odnosu na prirodu, on je bio jedini kalendar u kome je aritmetika vremena bila bez zamki.
Pokušaj reforme ipak je bio: Kanopski dekret iz 238. godine p. n. e, izdat pod Ptolemejem III, uvodi šesti dodatni dan svake četvrte godine. Sveštenstvo i praksa ga nisu prihvatili. Prestupna godina u Egiptu zaživela je tek posle rimskog osvajanja, oko 25. godine p. n. e.
Trideset šest zvezda i dvanaest sati noći
Egipćani su izdvojili niz zvezda i zvezdanih grupa raspoređenih tako da svaka od njih ima svoj heliakalni izlazak deset dana posle prethodne. Grci su ih kasnije nazvali dekanima (grč. dekanos, „deseti").
Dekani su služili dvostruko: kao kalendar (koji dekan je jutros prvi izašao, taj deseti deo godine je u toku) i kao noćni sat. Tokom noći dekani izlaze jedan za drugim; posmatrač koji zna koji dekan je upravo na redu zna i koliko je sati.
Ti spiskovi sačuvani su na neobičnom mestu — naslikani su na unutrašnjim stranama poklopaca sanduka iz razdoblja Srednjeg carstva, oko 2100. godine p. n. e, u obliku tabele sa dijagonalnim rasporedom. Zato se u literaturi zovu dijagonalni zvezdani satovi. Kolone su desetodnevni razmaci, redovi su noćni časovi, a tabela se čita dijagonalno jer svakih deset dana ceo raspored klizne za jedno mesto.
Broj časova u noći bio je dvanaest. Uobičajeno objašnjenje je da toliko dekana stigne da izađe tokom potpunog mraka u jednom delu godine. Danu je zatim dodeljen isti broj, i tako je nastala podela obdanice i noći na po dvanaest delova.
Važna napomena: ti časovi nisu bili jednaki. Dvanaestina duge letnje noći traje znatno manje od dvanaestine duge zimske. Takav čas zove se sezonski ili nejednaki čas, i on ostaje u upotrebi kroz ceo stari i srednji vek. Čas stalne dužine uvodi se tek u helenističkoj astronomiji, i to najpre samo kao računska veličina, ne kao nešto što bi običan čovek koristio.
Za merenje unutar noći koristio se vodeni sat (grč. klepsydra, klepsidra) — posuda sa otvorom na dnu iz koje voda ističe, sa unutrašnjim oznakama nivoa. Najstariji sačuvani primerak potiče iz hrama u Karnaku, iz vremena Amenhotepa III, oko 1400. godine p. n. e. Ima nekoliko nizova oznaka, po jedan za različita godišnja doba — upravo zato što čas nije uvek iste dužine.
Kako se gradi ka severu bez kompasa
Velika piramida u Gizi, podignuta oko 2560. godine p. n. e, orijentisana je prema stranama sveta sa greškom manjom od četiri lučna minuta — dakle manjom od petnaestine jednog stepena. To je tačnost koju je teško postići i danas, bez instrumenata.
Magnetni kompas ne postoji, a ni da postoji ne bi pomogao, jer magnetni sever nije geografski. Sever se, dakle, morao naći na nebu.
Alati su bili jednostavni: merhet (merkhet), letvica sa viskom koja daje savršeno uspravan pravac, i bej (bay), rebro palminog lista sa urezom kroz koji se nišani. Dva merhet-a postavljena jedan iza drugog daju vertikalnu ravan; zvezda koja prođe kroz tu ravan je „na prolazu".
Kako se tačno određivao sever, ne zna se pouzdano, i predloženo je više postupaka:
- Simetrija izlaska i zalaska. Zabeleži se tačka u kojoj neka zvezda izađe i tačka u kojoj zađe; pravac koji polovi ugao između njih pokazuje sever.
- Sunčeva senka. Prati se vrh senke uspravnog štapa tokom dana; njena najkraća dužina daje podnevni pravac, koji je pravac sever-jug. Glen Deš (Glen Dash) je 2017. pokazao ogledom da postupak sa senkom u vreme ekvinocija daje tačnost reda veličine ostvarene na piramidama.
- Dve cirkumpolarne zvezde. Kejt Spens (Kate Spence) je 2000. predložila da su graditelji čekali trenutak kada su dve zvezde oko nebeskog pola tačno jedna iznad druge; vertikala kroz njih tada pokazuje sever. Predlog je odmah osporen, između ostalog zato što traži da su zvezde izabrane baš tako i da su datumi gradnje poznati tačnije nego što jesu.
Pošteno je reći: ne znamo koji su postupak koristili. Znamo samo rezultat, i on je izvanredan. Poznat je i obred koji je pratio postavljanje temelja, pedž šes — „zatezanje užeta" — u kome kralj i sveštenica boginje pisanja Sešat zatežu konopac između kolčića. Obred je posvedočen slikama i natpisima; njegov geometrijski sadržaj možemo samo nagađati.
Uz sve to, egipatska astronomija ima jedno upadljivo odsustvo. Nema tablica kretanja planeta, nema pokušaja da se predvide pomračenja, nema traga bilo kakvom modelu neba. Egipćani su bili izvrsni u orijentaciji i merenju vremena i praktično nezainteresovani za sve ostalo. Njihova astronomija je inženjerska, ne teorijska. Tako izgleda nauka koja radi tačno onoliko koliko joj treba i ni korak dalje.
Kina: nebo kao izveštaj o vladaru
Na drugom kraju sveta postojao je sasvim drugačiji razlog za gledanje u nebo.
Kineska politička misao počivala je na pojmu nebeskog mandata (tian ming). Car vlada zato što mu je Nebo dalo pravo na to; ako vlada loše, mandat se povlači. A Nebo svoje nezadovoljstvo najavljuje znacima. Redovno kretanje zvezda znači da je poredak u redu. Sve što je neredovno — kometa, pomračenje, zvezda koja se pojavi tamo gde je nije bilo, mrlja na Suncu — jeste poruka koju treba zabeležiti i protumačiti.
Posledica je da se u Kini razvija tačno suprotan istraživački program od vavilonskog. Vavilonce su zanimale pravilnosti, jer su hteli da računaju. Kineze su zanimala odstupanja, jer su ona bila poruka. I tu leži razlog zbog kog savremena astronomija ima dug prema kineskim hroničarima kakav nema ni prema kome drugom.
Astronomija je bila državna služba i, u pojedinim razdobljima, državni monopol — privatno bavljenje njome bilo je zabranjeno, jer je predviđanje nebeskih znakova bilo politički osetljivo. Dvorski astronomi imali su obavezu da posmatraju svake noći i da zapišu sve. Ta obaveza trajala je, sa prekidima, od dinastije Šang do devetnaestog veka.
Gostujuće zvezde
Kineski izraz za zvezdu koja se pojavi tamo gde je nije bilo, sija neko vreme i nestane, glasi ke sing (kexing) — „gostujuća zvezda". Danas znamo da su to bile nove i supernove: eksplozije zvezda.
Najvažniji takav zapis potiče iz 1054. godine. Astronomi dinastije Song zabeležili su da se u julu te godine, u predelu neba koji su nazivali Tijen Guan, pojavila gostujuća zvezda koja je bila vidljiva i po danu, oko dvadeset tri dana, a noću skoro dve godine. Zapis navodi datum, položaj i boju.
Na tom mestu na nebu danas se nalazi Rakova maglina — oblak gasa koji se širi. Knut Lundmark (Knut Lundmark) je 1921. primetio podudarnost položaja, a Edvin Habl (Edwin Hubble) je 1928. iz izmerene brzine širenja procenio kada je eksplozija morala početi i dobio devetnaesti vek unazad — što se poklopilo. Kineski zapis star devet vekova postao je time datirana početna tačka jedne astrofizičke pojave.
Evropskih hronika o događaju iz 1054. praktično nema, uprkos tome što je pojava bila vidljiva i sa evropskog neba; postoje japanski zapisi i jedan arapski. Za razliku od toga, supernova iz 1006. godine — najsjajnija zabeležena u istoriji — zapisana je u Kini, Japanu, arapskom svetu i u Evropi.
Slično važi i za komete. Prvo pouzdano posmatranje komete koju danas zovemo Halejevom potiče iz kineskog zapisa iz 240. godine p. n. e, iz Zapisa velikog istoričara Sima Ćena (Sima Qian). Sa svilenog rukopisa iz groba u Mavangduiju, iz oko 168. godine p. n. e, sačuvan je crtani atlas sa dvadeset devet oblika kometinih repova, razvrstanih po izgledu.
Kineski zapisi sadrže i najstarija pouzdana posmatranja Sunčevih pega golim okom — najranije nesporno iz 28. godine p. n. e, opisano kao tamna mrlja na Sunčevom kolutu. Pege se golim okom mogu videti kada je Sunce prigušeno izmaglicom ili prašinom pri horizontu. U Evropi će ih Aristotelov autoritet, po kome je nebo nepromenljivo i savršeno, uspešno držati izvan pažnje sve do sedamnaestog veka.
Drugačija podela neba
Kineska astronomija podelila je nebo na način koji nema veze sa grčkim i vavilonskim, i taj izbor se ispostavio kao dalekovid.
Umesto pojasa oko ekliptike, središte kineskog sistema je nebeski pol — tačka oko koje se sve okreće, koju su povezivali sa carem u središtu države. Oko pola je oblast koja nikad ne zalazi. Nebo je zatim podeljeno na dvadeset osam lunarnih kuća (siju, xiu), nejednakih isečaka koji se prostiru od ekvatora ka polu, svaki određen jednom zvezdom koja mu služi kao granica.
Položaj tela zadaje se sa dva broja: koliko je udaljeno od granične zvezde svoje kuće, i koliko je udaljeno od pola. To je, u suštini, ekvatorski koordinatni sistem — isti onaj koji koristi savremena astronomija. Grci će razviti sistem vezan za ekliptiku i on će vladati Evropom do sedamnaestog veka, kada će ga ekvatorski sistem zameniti. Kinezi su ga koristili dve hiljade godina ranije, jer su nebo gledali od pola nadole, a ne od Sunčeve putanje.
Najstariji kineski zvezdani katalozi pripisuju se Ši Šenu (Shi Shen) i Gan Deu (Gan De), iz četvrtog veka p. n. e. Uz Gan Dea se ponekad navodi tvrdnja da je golim okom video jednog Jupiterovog satelita. To je moguće u načelu — pri izuzetnim uslovima i vrlo oštrom vidu — ali je tekstualna osnova nesigurna i tvrdnju treba uzeti kao spornu, ne kao utvrđenu činjenicu.
Šta je ovo promenilo
Egipat je astronomiji dao jednoličnu vremensku skalu. Godina od tačno 365 dana, bez izuzetaka, bila je loš poljoprivredni kalendar i savršen računski alat. Zajedno sa podelom dana i noći na po dvanaest delova, to je okvir u kome se sva kasnija posmatranja datiraju i upoređuju. Bez zajedničke skale, posmatranje iz jednog veka i posmatranje iz drugog ne mogu se povezati.
Kina je astronomiji dala arhiv izuzetaka. Dve hiljade godina beleženja svega što na nebu nije po pravilu stvorilo je zbirku datiranih događaja — supernova, kometa, pega — koja se ne može ponoviti nikakvim savremenim istraživanjem, jer se ti događaji ne vraćaju. Astrofizika dvadesetog veka morala je da se vrati kineskim hronikama da bi datirala pojave koje proučava.
Zajedničko im je nešto što vredi primetiti: nijedna od te dve tradicije nije se pitala kako je svet uređen. Egipćani su merili vreme i pravce, Kinezi su beležili znakove, Vavilonci su računali brojeve. Sve troje su radili odlično ono što su naumili. Nijedan nije postavio pitanje koje se ne tiče upotrebe: kakvog je oblika Zemlja, gde stoji, i šta je zapravo ono što se iznad nas okreće?
To pitanje postavljeno je u grčkim gradovima maloazijske obale, gde su trgovci koji su putovali i na sever i na jug počeli da primećuju nešto neobično — da se sa promenom mesta menja i ono što se vidi na nebu. Iz tog zapažanja izrasla je prva slika sveta koja nije bila ni religijska ni računska, nego geometrijska.
Tekst je nastao u saradnji sa modelom Claude Opus 5 (Anthropic), po autorskom konceptu i uz uređivanje autora bloga.
Comments
Post a Comment