مبيان

مبيان صغير يوضح الأرض والكواكب الداخلية.

المبيان أو أوريري orrery، هو نموذج ميكانيكي للمجموعة الشمسية يعرض أو يتنبأ بالمواقع أو الحركات النسبية للكواكب والأقمار، وذلك وفقًا لنموذج مركزية الشمس. يمكن أيضًا للأوريري أن يعرض الأحجام النسبية لهذه الأجرام، ولكن تستخدم حجوم نسبية تقريبية لها؛ إذ إن تحقيق النسب الأصلية بين حجوم هذه الأجرام بشكل دقيق لن يكون عمليًا بسبب ضخامة الفرق بين حجومها. على الرغم من أن الإغريق كانوا يعملون على إنشاء القباب الفلكية (البلانتاريوم)، صُنع أول أوريري من نوع القبة الفلكية في العصر الحديث عام 1701، وأُهدي إلى تشارلز بويل، الذي كان يحمل اللقب الإنگليزي إيرل أوريري الرابع، ومن هنا جاءت تسمية هذا المبيان الشمسي. تعمل هذه اللآلات بنفس آلية عمل الساعة مع وجودة كرة بالمركز تمثل الشمس، وتوجد كرات تمثل الكواكب بنهاية كل ذراع.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التاريخ

 النسخ المبكرة

آلية أنتيكيثيرا (القطعة الرئيسية)، ح. 125 ق.م.

Carlo G Croce, reconstruction of Dondi's Astrarium, originally built between 1348 and 1364 in Padova

Astronomical clock (Venus-Mercury side), Eberhard Baldewein et al., Marburg-Kassel, 1563–1568 - Mathematisch-Physikalischer Salon, Dresden - DSC08057

اكتُشفت آلية أنتيكيثيرا عام 1901 في حطام الجزيرة اليونانية أنتيكيثيرا، ودُرست هذه الآلية بشكل مُفصل. تعرض هذه الآلة الحركة النهارية للشمس والقمر والكواكب الخمسة المعروفة وقتها. يرجع تاريخ هذه الآلة للفترة بين عامي 150 إلى عام 100 قبل الميلاد. تُعتبر الآلية اليدوية للأنتيكيثيرا الآن واحدةً من أولى آلات المبيان، ولكن تجاهلها العلماء عدة عقود لاعتقادهم بأنها معقدة للغاية لدرجة أنها لا يمكن أن تكون ذات أهمية. كانت تتبع هذه الآلة نموذج مركزية الأرض، واستُخدمت باعتبارها حاسبة ميكانيكية لحساب المواقع الفلكية.

صنع بوسيدونيوس نموذجًا للكواكب، وذلك وفقًا للفيلسوف الروماني شيشرون الذي كان يكتب في القرن الأول قبل الميلاد.

صنع جيوفاني دوندي في عام 1348 أول آلة تعمل بآلية الساعة لتبين مواقع الكسوف الخاصة بالقمر، والشمس، وعطارد، والزهرة، والمريخ، والمشتري، وزحل، وهذا وفقًا لنظريات بطليموس الكوكبية المعقدة. فُقِدت هذه الساعة الفلكية، ولكن ترك دوندي وصفًا كاملًا لسلسلة التروس الخاصة بساعته.

في أواخر عام 1650، صنع ب. شيرليوس قبةً فلكيةً معتمدًا على نموذج مركزية الأرض، إذ جعل فيها الشمس تبدو مثل الكوكب الذي يدور حوله عطارد والزهرة مثل الأقمار.

صُنعت ساعتان فلكيتان معقدتان عام 1561 وخلال الفترة بين عامي 1563 و1568 في قصر ويليام الرابع الذي شغل منصب لاندگراف هسن كاسل. وكان يظهر فيهما مواقع الكسوف للشمس، ولعطارد، وللزهرة، وللمريخ، وللمشتري، ولزحل، وللقمر، بالإضافة إلى مواقع الشمس والتنين (وهي العقد القمرية)، وهذا وفقًا لنظريات بطليموس، وتضمنت الساعتان أيضًا تقويمًا، وميقاتًا للشروق والغروب، وكرةً سماويةً آليةً مرسوم عليها الشمس، واعتُبرت أول كرة سماوية تبين الموقع الحقيقي للشمس، وشملت الساعاتان أيضًا معادلة التعاقب الزمني. تُعرض الساعتان الآن بمعرض الفلك والفيزياء في مدينة كاسل، وبصالون الرياضيات والفيزياء في مدينة درسدن.

تحدى نيكولاس كوبرنيكوس في كتابه في دورات الكواكب السماوية الذي نُشر بمدينة نورنبرگ عام 1543 التعاليم الغربية الخاصة بمركزية الأرض التي تعتقد أن الشمس تدور بشكل يومي حول كوكب الأرض. لاحظ كوبرنيكوس أن بعض الفلاسفة الإغريق طرحوا فكرة مركزية الشمس. بسطت هذه الفكرة الحركات الفلكية الدائرية الظاهرة للكواكب، وسهّلت من إمكانية تمثيل مسارات الكواكب على هيئة دوائر بسيطة، إذ يمكن أن يُصنع نموذج لها باستخدام التروس. طور «تيخو براهي» الأدوات المستخدمة في عمليات الرصد الدقيقة للسماء في الفترة بين عامي 1576 و1601، وباستخدامها استنتج يوهانس كيبلر أن الكواكب تدور حول الشمس في مدارات إهليجية، وذلك في عام 1621. وفسر إسحق نيوتن سبب هذه الحركة الإهليجية في نظريته للجاذبية عام 1687.

 أجهزة حديثة

The Orrery inside the Sphaera Copernicana, designed by Joseph of Gottorp and build by Andreas Bösch, 1653

فيلسوف يحاضر على المبيان (ح. 1766) رسم جوزيف رايت من دربي

The orrery built by wool carder Eise Eisinga from 1774 to 1781 in his living room, the oldest functioning planetarium in the world

A 1766 Benjamin Martin Orrery, used at Harvard

بنى صانعا الساعات جورج گراهام، وتوماس تومبيون أول أوريري حديث حول عام 1704 تقريبًا بإنگلترا. أعطى گراهام التصميم الخاص بأول نموذج لآلته إلى صانع الأدوات الشهير جون رولي في لندن؛ وذلك ليصنع نسخة من الأوريري الخاصة به للأمير يوجين من ساڤوي. فُوض رولي ليصنع نسخةً أخرى لرئيسه الإيرل الأوريري الرابع تشارلز بويل، وسُميت الآلة باسم أوريري في اللغة الإنگليزية تيمنًا بلقب بويل. قُدمت الآلة إلى جون ابن تشالرز، الذي أصبح إيرل كورك الخامس وإيرل أوريري الخامس فيما بعد. نشر كريستيان هوگنس بشكل مستقل في عام 1703 تفاصيل عن آلته الكوكبية القائمة على نموذج مركزية الشمس، التي صنعها خلال فترة إقامته بباريس في الفترة بين عامي 1665 و1681. أجرى هوگنز عمليات حسابية لمعرفة سلسلة التروس اللازمة لتمثيل السنة المكونة من 365.242 يومًا، واستخدمها ليمثل دورات الكواكب الرئيسة.

توجد لوحة فنية للفنان جوزيف رايت بعنوان فيلسوف يحاضر على المبيان مستخدمًا مصباحًا مكان الشمس يرجع تاريخها إلى عام 1766 تقريبًا، ومُعلقة بمتحف ديربي ومعرض الفنون، وتصور هذه اللوحة مجموعة من المستمعين لمحاضرة يلقيها فيلسوف متخصص بالفلسفة الطبيعة. كانت الشمس في هذا المبيان النحاسي مصدر الضوء الوحيد بالغرفة. كان للمبيان الموضح باللوحة مجموعة من الحلقات، التي تعطي مظهرًا مشابهًا لآلة ذات الحلق الفلكية؛ فكان يمكن لهذه الآلة أن تصور الكسوف.

لوضع هذا التمثيل في سياق زمني، استُخدم جهاز الكرونوميتر البحري الخاص بجون هاريسون عام 1762 لقياس خطوط الطول بشكل دقيق لأول مرة. ووضح عالم الفلك يوهان دانيال تيتيوس عام 1766 أنه يمكن تمثيل متوسط المسافة بين كل كوكب والشمس وفقًا للنمط التالي:

${\frac {4+0}{10}},{\frac {4+3}{10}},{\frac {4+6}{10}},{\frac {4+12}{10}},{\frac {4+24}{10}},{\frac {4+48}{10}},.....$

يسير هذا النمط على النحو: 0.4، 0.7، 1.0، 1.6، 2.8، 5.2، ووحدة قياس هذه المسافات هي الوحدة الفلكية، وهي متوسط المسافة بين الشمس والأرض التي تبلغ 1.496 × 10⁸ كيلومتر (93 × 10⁶ ميل). لا يبين مبيان ديربي متوسط المسافات، ولكنه يبين الحركة النسبية للكواكب.

صُنعت قبة آيسينخا الفلكية في الفترة بين عامي 1774 إلى 1781 بواسطة آيزا آيسينخا في منزله بمدينة فرانيكير في هولندا. تمثل هذه القبة الكواكب على سقف الغرفة، وما زالت تعمل باستمرار منذ صناعتها حتى الآن تقريبًا. يُعتبر هذا الأوريري قبةً فلكيةً بكل ما تحمله الكلمة من معنى؛ فهي آلة معقدة تظهر مدارات الكواكب، وتصور حركتها. اشترت العائلة الملكية الهولندية منزل آيسينخا مع تعويضه براتب مادي.

ابتكر بنيامين مارتين نموذجًا كوكبيًا جديدًا في عام 1764، تظهر فيه الكواكب محمولةً على أذرع نحاسية تخرج من سلسلة من الأنابيب متحدة المركز أو متحدة المحور. وكان من الصعب جعل الكواكب تدور في هذا المجسم مع دوران الأقمار حولها. اقترح مارتين أن الأوريري التقليدي يجب أن يتكون من ثلاثة أجزاء: القبة الفلكية التي تدور فيها الكواكب حول الشمس، والمبيان الأرضي (التيلوريان) وهو الذي يبين الميل المحوري للأرض وكيفية دورانها حول الشمس، والمبيان القمري (اللوناريوم)، وهو الذي يبين الدوران المنحرف للقمر حول الأرض. يمكن لهذه الحركات الثلاثة أن تُستخدم في آلة أوريري واحدة عن طريق تثبيتها على طاولة مشتركة بشكل منفصل مع استخدام المغزل المركزي باعتباره المحرك الرئيس.

 التفسير

Planet	متوسط المسافة عن الشمس	القطر (قطر الأرض)	الكتلة (in كتلة الأرض)	الكثافة	عدد الأقمار	زمن الدوران (بالسنة)	الميل عن المسار الشمسي (درجة)	الميل المحوري (درجة)	فترة الدوران (الفلكي)
عطارد	0.39 AU	0.38	0.05	5.5 گ/سم³	0	0.24	7.0°	0°	59 يوم
الزهرة	0.72	0.95	0.82	5.3	0	0.62	3.4°	177°	-243 يوم
اأرض	1.00	1.00	1.00	5.5	1	1.00	0°	23°	23.9 ساعة
المريخ	1.52	0.53	0.11	3.9	2	1.88	1.9°	25°	24.5 ساعة
المشترى	5.20	11.21	317.9	1.3	79	11.9	1.3°	3°	10 ساعة
زحل	9.54	9.45	95.2	0.7	82	29.5	2.5°	27°	11 ساعة
أورانوس	19.2	4.01	14.5	1.3	27	84	0.8°	98°	-17 ساعة
نپتون	30.1	3.88	17.1	1.6	14	165	1.8°	28°	16 hours

 أشهر الأجهزة

مبيان صنعه روبرت برتل بيت، ح. 1812. موجودة حالياً في ثينكتاك، متحف برمنگهام للعلوم.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 انظر أيضاً

• Apparent retrograde motion
• محلقة
• Astrarium
• Astrolabe
• ساعة فلكية
• Clockwork universe
• Ephemeris

• Equatorium
• Eratosthenes
• جون فولتون (صانع أجهزة)
• مدار القمر
• استقرار المجموعة الشمسية
• Tellurion
• Torquetum

 وصلات خارجية

• JPL Solar System Simulator
• Long Now Foundation Orrery
• University of Pennsylvania Orrery