0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Навигация древних скандинавов. Что такое «солнечный камень

Содержание

Ученые разгадали секрет навигации викингов с помощью солнечных камней

Викинги обследовали большое количество территорий, лежащих далеко за пределами Скандинавии. В IX—XI веках они путешествовали от Ирландии до Руси, а возможно, и гораздо дальше. В 10-м веке они же открыли Гренландию.

«Солнечные камни» из саг викингов — вероятный инструмент прокладки курса в Гренландию

Викинги обследовали большое количество территорий, лежащих далеко за пределами Скандинавии. В IX—XI веках они путешествовали от Ирландии до Руси, а возможно, и гораздо дальше. В 10-м веке они же открыли Гренландию. Но каким образом они ориентировались на бескрайнем водном просторе, не имея ничего из серьезных инструментов навигации? Ведь компаса у них точно не было, эта технология достигла Европы к концу 16-го века.

В сагах викингов и некоторых других документах говорится, что они бороздили моря и океаны при помощи неких «солнечных камней», помогавших им определять положение Солнца на небосклоне даже тогда, когда небо было полностью застлано тучами. Туман тоже не был препятствием для «солнечных камней», Солнце они «видели» прекрасно. Долгое время считалось, что все это — просто легенда, но сейчас некоторые историки утверждают, что «солнечные камни» вполне могли существовать.

Одно из первых упоминаний загадочных камней относится к жизнеописанию короля Олафа, правившего Норвегией в конце 900-х начале 1000-х годов (с почти рекордным сроком правления для того времени). Так вот, в одной из саг, где рассказывалось, как викинги заселили Гренландию, упоминались некие камни, давшие королю возможность видеть положение Солнца на покрытом тучами небе.

Все это может напоминать некое колдовство, но эти камни упоминаются в качестве инвентаря в некоторых храмах из Исландии. Археолог по имени Торвильд Рамску предположил, что эти камни реально использовались в качестве навигационных инструментов. Археологи и историки считают, что это был обычных кальцит, чьи кристаллы способны поляризовать свет.

Википедия поясняет метод навигации при помощи камня следующим образом: «При наблюдении облачных участков неба и вращении кристалла можно обнаружить области на небе, откуда в результате рэлеевского рассеяния исходит полностью поляризованный свет. Перпендикуляры к линии, соединяющей такие области указывает на положение скрытого облачностью Солнца».

Ряд экспериментов 2011 года показал, что кальцит действительно способен указать направление, где находится Солнце, с погрешностью всего в несколько градусов, причем даже в сумерках. Новое исследование показывает, что викинги плыли из Норвегии к Гренландии, используя как раз такой камень.

Путь неблизкий, расстояние составляет около 2000 км, в тех условиях это было около трех недель. Используя компьютерную программу, исследователи создали модель путешествий викингов, добавив в модель около 1000 «вояжей» от Бергена к поселению на южном побережье Гренландии. Модель показала, что камень вполне мог указывать на местоположение Солнца на небе и помогать викингам добираться до самых отдаленных точек своих путешествий.

Ученые добавили в модель камни кальцита в качестве навигационных инструментов, указав точную погрешность для каждого из них. Как оказалось, вероятность достижения нужной точки с использованием такого рода метода навигации довольно высокая — 92%. Вероятно, этот показатель гораздо выше аналогичного показателя у иных народов-мореплавателей того времени.

Правда, для достижения такой точности тому, кто прокладывал курс, нужно было сверяться с камнем каждые три часа. Если срок увеличивался, и через камень смотрели на небо каждые четыре часа, то вероятность успешного завершения путешествия снижалась до 32-58%. Ну а если смотреть на небо каждые шесть часов, то уплыть можно было неведомо куда — вероятность достичь нужной точки снижалась до 10%.

Если бы викинги редко смотрели на небо через солнечный камень, плывя в Гренландию, то они могли уплыть в Атлантический океан или достичь Северной Америки. Может быть, такая ошибка и помогла им попасть на берег Ньюфаундленда в 1000-м году.

Конечно, все это — лишь модель реального путешествия. Кроме навигации, викингам нужно было уметь справляться со штормами, течениями, ветрами. Но они, насколько можно судить, вполне были способны на это, поэтому и плавали так далеко, добираясь туда, куда было нужно.

К сожалению, пока что археологи могут лишь полагать, что кальцит или минерал со схожими свойствами использовался викингами. Реальных доказательств этому нет — кальцит не был обнаружен в могилах викингов или в местах их поселений. Правда, кусок кальцита был найден в затонувшем судне британцев, который затонул в 1592 году. И этот кальцит находился поблизости от навигационных инструментов, так что вполне возможно, что и он использовался в качестве инструмента.

Самое интересное то, что идея использования поляризующих камней вовсе не нова. Куски пластика с соответствующими свойствами использовали пилоты Скандинавских авиалиний в некоторых случаях. И это вовсе не выдумка, а реальная история. Пилоты ориентировались там, где компас работал не слишком хорошо. Так что пилоты 20-го века вполне могли использовать тот же метод навигации, что и викинги. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Медиа-журнал о Древней Скандинавии

Какие морские навигационные инструменты были у викингов. Как без магнитного компаса скандинавы открыли Гренландию и Америку. Что за мистический «солнечный камень» упоминается в сагах. Ответы на эти вопросы читайте в этой статье.

Древние скандинавы путешествовали много. Очень много. Но если посмотреть на карту маршрутов их походов, можно заметить, что в основном, это прибрежное плавание.

Карта походов викингов

Плавание вдоль берегов не требовательно к навигации. Викинги ориентировались по местности. Это могли быть устья рек, фьорды, острова, мысы, горы, ледники — благо, всего этого в Норвегии, Дании и Швеции достаточно. Часто измеряли глубину воды лотом (груз на бичёвке). Стоило первопроходцу составить устную карту таких ориентиров и последующие путешественники могли смело использовать описанную местность в качестве направляющих. Стоит отметить, что викинги останавливались на ночлег на берегу, чтобы не потерять его из виду, путешествуя по воде ночью.

Если же погода не позволяла ориентироваться на местности (большая облачность) или ладья отошла далеко от берегов, всегда можно было определить местоположение по ветру, который «читался» по волнам, или определить направление к берегу по траектории перемещения птиц.

Но такие исключительные ситуации это редкость, они были не критичны. Потому что расстояния по оживлённым маршрутам были малы. Например, поход из западной точки Дании до Англии по прямой вдали от берега и при попутном ветре занимал всего 1.5 суток.

Другое дело — походы по открытом морю и океану

Больше 1000 лет назад викинги открыли Америку. Для этого им пришлось преодолеть несколько крупных участков по морям и Атлантическому океану, длиной от 1000 до 2000 км. Известно 7 регулярных маршрутов походов викингов на дальние расстояния в западном направлении.

7 регулярных маршрутов походов викингов

И здесь ориентация по местности никак не могла помочь. Нужна была более надежная система. Однако магнитный компас, позаимствованный у арабов, появился в Европе только в 13-м веке.

Самый простой способ навигации в море — по закату и восходу солнца, строго на запад или на восток. Естественно, зная положение солнца в то или иное время года. Викинги действительно так путешествовали, например, по маршруту №7 на карте выше. Маршрут от Хернама (ныне Берген) до южного мыса Гренландии проходит ровно по 61-й северной широте.

Но чтобы выполнять более сложные манёвры и ходить по более сложным маршрутам, необходимо, как минимум, разбираться в определении сторон света. И древние скандинавы умели это делать.

Небосвод делился на 8 частей (Atta). Главные: Austuratt (восток), Norduratt (север), Suduratt (юг), Westuratt (запад). И второстепенные: Lundsudur, Utsudur, Utnordur и Landnordur (юго-восток, юго-запад, северо-запад, северо-восток).

В ясную ночь определение сторон света по звёздам было простым делом. Полярная звезда, указывающая на север, тогда светила также ярко, хотя и была смещена на 6° 14′ по сравнении с современным положением.

Чтобы определить стороны света днём, необходимо было определить положение солнца и знать его траекторию передвижения по небу в данный месяц года. Соответственно сутки викинги делили на 8 частей: Morgun (утро), Oendwerdur Dagur (первая часть дня), Hadaege (глубокий день, Middaege-полдень), Efri lutur Dags (последняя часть дня), Kwoeld и Aptan (вечер), Oendverd Nott (первая часть ночи), Midnaetti (полночь), Efri lutur Naetur (вторая часть ночи).

«Солнечный камень»

Но если небо затянуло облаками (а это обычное явление в северном полушарии) и положение светила не определить, то на помощь приходил мистический «солнечный камень». О нём упоминается в саге «Об Олафе Святом»:

Погода была облачная, шёл снег. Святой Олаф, король, послал кого-нибудь, чтобы осмотреться, но не было чистой точки на небе. Потом он попросил Сигурда сказать ему, где Солнце. Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришёл свет. Так он выяснил положение невидимого Солнца. Оказалось, что Сигурд был прав.

«Солнечный камень» викингов так и не был найден. Но недавно был обнаружен кристалл в затонувшем корабле 16-го века. Появилась надежда, что такой же инструмент мог быть и у древних скандинавов.

Оказывается, некоторые виды кристаллов обладают способностью преломлять солнечный свет (двойная рефракция). Этими свойствами обладают многие кальциты, турмалины и иолиты. Исландский шпат (разновидность кальцитов) можно было найти на одноимённом острове.

Исландский шпат, кальцит. Предполагаемый «солнечный камень» викингов

Принцип работы основан на способности таких кристаллов улавливать поляризационный солнечный свет, который исходит кругами в 90 градусах от источника. Достаточно двух кристаллов, чтобы обнаружить солнце в непогоду и даже в течении 50-и минут после захода солнца. Учитывая, что викинги плавали в северных широтах, когда в начале лета солнце практически не заходило за горизонт, такой инструмент был просто необходим при плавании. Кстати, видеть поляризационный свет могут, например, пчёлы.

Принцип работы «солнечного камня» викингов. Идея изображения: NewScientist

Последние эксперименты венгерских учёных выяснили, что погрешность обнаружения положения солнца при таком методе составляет ±4 градуса, а это очень хороший результат. Было произведено 1080 разнообразных замеров.

В итоге гипотеза об использовании кальцита в качестве высокоточного прибора выглядит всё более правдоподобной. Учитывая и то, что ненастная погода над морями и Атлантическим океаном могла быть неделями.

Другие навигационные приборы

Учёные предполагают существование у викингов помимо «солнечного камня» трёх видов навигационных приборов: горизонтная доска, солнечный компас, световая доска (сумеречная доска).

На горизонтной доске отверстиями помечены месяцы походов. С одной стороны — положения восхода солнца, с другой — положения заката. Колышком помечался текущий месяц. Сделав один замер колышком (на закате или рассвете), можно определить север, отметив середину расстояния между соответствующим противоположным отверстием для текущего месяца.

На диске солнечного компаса заранее отмечались траектории движения тени от солнца в течении дня для различных месяцев. Соответственно, сделав замер в определённое время дня и сопоставив длину тени с измерениями, можно было определить север.

Читать еще:  Девочка, которая жила в больнице, поедет домой?

Световая доска является комбинацией горизонтной доски и солнечного компаса. Измерения производятся на базе тени от широкого гномона в центре прибора, сопоставляя их с предварительно нанесённой гномической линией. Эта доска была особенно эффективна в купе с «солнечным» камнем на закате или рассвете, а также в течении 50 минут, когда солнце скрыто за горизонтом.

Фрагмент деревянного диска времён эпохи викингов, найденный в южной Гренландии (Уунаторк, Uunartoq), мог быть комбинацией таких приборов.

Фрагмент деревянного диска Уунаторк, найденный в Гренландии. 2 варианта использования диска

Для того, чтобы считывать значения диска как со световой доски был необходим особый гномон. Он также был найден — солнечный брусок.

Солнечный брус и 2 варианта его использования

После осознания того, что викинги могли обладать хотя бы одной или несколькими такими отличными навигационными техниками и приборами возникает только один вопрос: почему скандинавы сделали так мало открытий? Если бы история оставила эпохе викингов ещё, хотя бы, 100 лет, то мы бы сейчас в учебниках истории прочли, как какой-нибудь Сигурд Суровый открыл Австралию. Прочли за бокалом хорошего южно-скандинавского эля

Источники: The Royal Society (A, B, C), New Scientist, книга «Походы викингов» (Стриннгольм Андерс Магнус).

Как магия викингов оказалась физикой. Считалось, что «солнечный камень» из скандинавских саг — это просто мифический предмет. Но он существует — и работает

Из меди, из дуба грудь

Насколько викинги были хороши в море, поможет понять такой пример. Римляне, столетиями державшие в своей власти почти весь цивилизованный мир, боялись плавать в открытом море. Гораций выразил ужас своего народа перед самой идеей мореплавания в знаменитых стихах:

«Знать, из дуба, из меди грудь

Тот имел, кто дерзнул

Первым свой хрупкий челн

Вверить грозным волнам».

Не только римляне были такими пугливыми: финикийцы считаются непревзойденными мореходами древности, но их знаменитый заплыв около 600 года до н.э. был каботажным — вокруг Африки. Пифей, якобы побывавший в IV веке до нашей эры в Исландии, скорее всего, просто пересказал известные ему мифы и сказки — во всяком случае, за ним уже в древности закрепилась репутация фантазера. Писатель Лукиан (II век н.э.) начинает фантастический рассказ «Правдивая история» с того, что корабль уносит в море и тот теряет берега. Для человека древности эта ситуация была равнозначной переходу в потусторонний мир. И этому было основание: оттуда, из-за моря, не возвращались.

Теперь взглянем на викингов: бородатые мореходы плывут через Атлантику, словно перешагивая через лужу.

Как викинги плавали в Гренландию?

Если верить сагам, от Норвегии до Исландии викинги добирались за семь суток, еще четверо суток требовалось для перехода из Исландии к Гренландии. Все те же древние тексты гласят, что Гренландию открыл Эрик Рыжий в 985 году, хотя в сказании подчеркивается, что какие-то глухие слухи о «земле, покрытой льдом», циркулировали и ранее. Эрик с 15 судами достиг южного берега острова и основал там поселение Братталид. В наши дни реконструкторы подтвердили реальность этих рассказов, проделав путь викингов на копиях старинных судов. На острове сохранились следы поселений викингов — остатки поселений, руины замков. Хроники говорят, что колония викингов на острове была весьма многочисленной. Согласно свидетельствам, тут заключали браки, торговые сделки, казнили уличенных в колдовстве — в общем, жили полноценной жизнью.

Но как они ориентировались? Непонятно, был ли у викингов компас, но, так или иначе, на севере он практически бесполезен. Магнитный полюс — точка, где силовые линии магнитного поля Земли входят внутрь планеты под прямым углом, — близко, и стрелка компаса, ориентируясь вдоль силовой линии, уже за пару сотен километров от полюса смотрит, по сути, вниз.

Более того, во времена викингов магнитный полюс, который «гуляет» по поверхности Земли, находится чуть западнее Гренландии. Стало быть, как минимум половину пути от Исландии к Гренландии компас был бесполезен. К этому добавляется буйство стрелки во время магнитных бурь: эффект выражен тем ярче, чем ближе вы к магнитному полюсу. «Перед пазорями матка дурит», — говорили архангельские поморы, называвшие «пазорями» полярные сияния (их появление как раз говорит о магнитной буре), а стрелку компаса — «маткой».

Если нет компаса, остается ориентироваться по солнцу и Полярной звезде. Полярная звезда прямо указывает на север. Солнце в полдень находится над точкой юга. В другие моменты положение юга (а значит, и севера), наблюдая солнце, несложно определить с помощью солнечных часов. Такие устройства находили и на кораблях викингов.

Простой пример. За час солнце, как и все светила, смещается на 15 градусов из-за вращения Земли вокруг оси. Следовательно, в 11 часов солнце, например, находится на 15 градусов восточнее точки юга. Если мы знаем время, мы можем взять солнечные часы, поместить тень солнца на 11 часов, и цифра 12 покажет на юг. Но как узнать время? Только приблизительно. Не солнечных, например песочных, часов у викингов не было. Поэтому исследователи сходятся на том, что у викингов (как и вообще у людей в Средние века) было развито чувство времени. Якобы даже в пасмурные дни, ориентируясь на освещенность, они могли определить время с точностью до часа.

Но что если солнца не видно? Это для высоких широт актуальная проблема. Так, на Фарерских островах 220 дней в году — полная облачность, и только 2 дня в году полностью ясные. Часто не видно ни солнца, ни Полярной звезды. И, даже зная время, ты сориентироваться не сможешь. Солнца нет, значит, мы не можем поместить тень «стрелки» солнечных часов на нужный сектор и узнать направление на юг.

Тем не менее викинги ориентировались и в облачные дни, и секрета своего не таили. Открываем сагу о св. Олафе. «Погода была облачная, шел снег. Святой Олаф […] попросил Сигурда сказать ему, где солнце. Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришел свет. Так он выяснил положение невидимого солнца».

Теперь-то мы знаем, что здесь описана процедура так, как она и выглядела в реальности. Когда вы дочитаете до конца этот текст, вы сами научитесь видеть сквозь облака. Но историки думали, что это сказка. Мало ли в сагах магических предметов.

В 1967 году датский археолог Торкилд Рамскоу (Thorkild Ramskou) предположил, что солнечный камень — это кристалл исландского шпата. Ученый обратил внимание на удивительные оптические свойства этого минерала. Он позволяет разделять «просто свет» и поляризованный свет. Последний и помогал отыскивать на небе солнце, предположил Рамскоу. Исландский шпат в изобилии находят на пляжах Норвегии и Исландии — подбирай и пользуйся.

Хотя Рамскоу оказался абсолютно прав и его работу часто упоминали в популярной литературе, никто не сделал даже попытки проверить, годится ли исландский шпат на роль навигационного прибора, а главное, не объяснил, как это в точности работает. Сам Рамскоу, археолог, а не физик, технологию восстановить не смог. Возможно, печальную роль сыграло то, что его статья была опубликована по-датски. К тому же физики априори не верят специалистам из других дисциплин. Что археолог понимает в поляризации?

Все изменилось в конце 90-х, когда у побережья Олдерни (Нормандские острова) нашли затонувший около 1592 года корабль. А на его борту — исландский шпат, лежавший рядом с навигационными инструментами. Конец XVI века, конечно, не времена викингов. Тем не менее, что делает здесь этот камушек? Эта находка уже всерьез заставила физиков присмотреться к свойствам исландского шпата. Свойства, конечно, были известны, но только не в применении к прикладной задаче — ориентированию.

В 2011 году появилась статья коллектива исследователей, которые, обосновав теоретически и проверив экспериментально несколько способов ориентирования с помощью исландского шпата, остановились на одном (его мы опишем ниже). А в 2013 году вышло комплексное исследование, где досконально изучен и сам кристалл, найденный археологами в обломках кораблекрушения, а главное, объяснено, что он делал на корабле Елизаветинской эпохи. Оказывается, пушки, стоявшие на судне, отклоняли стрелку компаса. Компенсировать это отклонение тогда не умели. Вот и пригодился магический камень из скандинавских саг.

С тех пор мало кто сомневается, что викинги пользовались для ориентирования исландским шпатом. Хотя кое-где продолжают звучать сомнения: мол, способ сложный, вряд ли «волосатые дикари» до него додумались. Автор этих строк сделал аналог прибора викингов и убедился: все очень просто. Сделайте такой и вы. Но сначала разберемся, как это работает.

Раздвоение реальности

Возьмите в руки кристалл исландского шпата (в любом интернет-магазине он стоит 200−300 рублей). Вроде ничего примечательного. Стекляшка и стекляшка.

Теперь посмотрите сквозь него на окружающий мир. Странно, но все предметы выглядят раздвоенными. Усложним опыт. Возьмите лазерную указку и пропустите лазерный луч сквозь кристалл. Чудо! В кристалл входит один луч, а выходит два. Причем вышедшие из камня лучи не расходятся — так и идут параллельно. Расстояние между ними около 4−5 мм, этот параметр называется ход. Запомним этот термин.

В 1669 году исследователь Расмус Бартолин, обнаруживший странное поведение света в кристалле, был поражен не меньше вашего. Это явление называется двойное лучепреломление. Один пучок света именуется обыкновенным, другой — необыкновенным. Напоминает инструкцию к набору «Фокусы для школьников», но, как ни странно, это научные термины. Обыкновенный свет проходит сквозь кристалл, как сквозь стекло. А необыкновенный отклоняется от него на расстояние хода.

Чем же они отличаются? Дело в том, что необыкновенный луч — поляризованный. Кристалл исландского шпата выявляет в пучке света поляризованную компоненту и отделяет ее. Он сортирует свет, как магнит сортирует твердое вещество. Если прислонить магнит к смеси песка и железных опилок, он опилки возьмет, а на песчинки не обратит внимания.

Что такое поляризация?

Все помнят, что свет — это волна. Продвинутые читатели добавят, что он еще и набор фотонов, но для нашей цели это лишнее замечание. Выйдите на берег моря и посмотрите на волны. Кажется очевидным, что волны колеблются в некой плоскости (в плоскости поверхности моря). Но не таков свет. Он колеблется сразу во всех плоскостях. Из этого правила есть исключение. Если свет поляризованный, он колеблется в какой-то одной плоскости. Как морские волны. Собственно, поляризация — это и есть свойство колебаться не во всех плоскостях сразу, а в какой-то одной. В природе поляризованный свет образуется при отражении и рассеянии. Например, свет, отраженный от мокрого асфальта, сильно поляризован. Именно поэтому водителям сразу после дождя так неприятно вести машину: наши глаза не любят поляризованного света. Частично поляризован и свет голубого неба — из-за рассеяния на атомах кислорода. Это крайне важно для нас, и мы про это еще будем говорить.

Как кристалл разделяет свет? Окончательно это стало понятно лишь в конце XIX века, когда Джеймс Максвелл сформулировал свои уравнения. Понимаю, при словах «уравнения Максвелла» у многих возникает непреодолимое желание под благовидным предлогом выйти. И вернуться, когда в статье снова появятся викинги. Но потерпите еще немного.

Максвелл доказал, что фазовая скорость света в среде (воздухе, воде, везде) зависит от диэлектрической проницаемости этой среды. А что если среда устроена так, что ее диэлектрическая проницаемость меняется в зависимости от вектора колебаний луча? Именно таков исландский шпат. В нем диэлектрическая проницаемость есть тензорная величина. Такой кристалл замедлит пучки света с ярко выраженной «модой» (преобладанием) одной плоскости колебаний над другой. А это и есть поляризованный свет! В природном кристалле решетка устроена так, что более медленный луч получает иную траекторию. Можно подобрать такую толщину кристалла, когда траектория будет одна (луч не будет раздваиваться), но пучок света, покидающий камень, окажется поляризован так, как нужно исследователю. На этом принципе работают коммерческие поляризационные фильтры: их используют фотографы, чтобы устранить блики.

Читать еще:  Главный символ и его значение в буддизме. Символы буддизма и их значение — о чем расскажут знаки и образы? Другие символы буддизма и подношения

Поляризация ведет к полюсу

Свет голубого неба довольно сильно поляризован из-за рассеяния на атомах кислорода. Степень поляризации неба максимальна на расстоянии 90 градусов от солнца. Облака смазывают картину поляризации, но в целом она остается. Осталось совместить этот факт и сверхспособности кристалла исландского шпата.

«Эврика» накрыла исследователей, когда они догадались взять кусок картона, провертеть в нем дырку и смотреть через кристалл не прямо на небо, а на эту дырку.

Глаз увидит два отверстия вместо одного. Штука в том, что отверстия будут неравной яркости — одно ярче другого. Поляризованный, необыкновенный луч не обязан быть такой же силы, как неполяризованный, обыкновенный. Но, вращая кристалл, можно добиться совпадения яркостей. На языке физиков это называется «точка деполяризации». Так вот, когда яркости отверстий совпадают, кристалл своей «длинной» диагональю показывает на солнце.

Что дальше? Скажем, с помощью кристалла мы поняли, что солнце находится вот на этой линии. Возьмем другую точку пасмурного неба и посмотрим через кристалл на нее. Мы получим вторую линию. Их пересечение даст нам положение истинного солнца. Конечно, «пересекать» линии придется мысленно. Точность будет не очень высока. Но все равно лучше, чем ничего.

Однако нам нужно не само солнце, а точка юга. Вспомним, что мы говорили выше. Для ориентирования нужно примерно знать время и понимать, где находится солнце. Исследователи предположили, что моряк брал зажженный факел и вставал с той стороны (относительно солнечных часов), где, как показал кристалл, располагается солнце. Тень стрелки солнечных часов падала туда, куда падала бы тень солнца. Осталось, вращая часы, совместить тень с риской, соответствующей текущему времени, найти наконец юг.

Что нужно моряку? Убедиться, что корабль держит курс. Скажем, следует на 20 градусов влево от точки юга. Сопоставив положение точки юга и курс корабля, капитан делает вывод, как надо скорректировать курс. Нам кажется, что без угломерных приборов тут не обойтись. На самом деле, все — хотя и не очень точно — делается руками. Как стопа и шаг стали мерами длины, так толщина большого пальца на вытянутой руке или угловой размер кулака могут быть мерами углов.

Своими руками

Итак, попробуем сами изготовить прибор викингов.

Мне попался не самый прозрачный в мире экземпляр кристалла. Зато с историей: я купил его в 1982 году из-под полы у торговца, который снабжал минералами немногочисленных советских коллекционеров. Я заключил его в трубку, наскоро свернутую из картона. Кристалл неровный, но картон сгладил углы. В один конец трубки я поместил вырезанную из жести заслонку, в которой проделал отверстие. Вот тут внимание: диаметр отверстия должен быть несколько меньше хода лучей в кристалле, иначе картинка смажется. В моем случае оптимальным оказался диаметр в 2 мм.

Посмотрев в трубку, я остался недоволен, потому что я близорук. Изображения отверстия расплывались. Что ж, подумал я, викинги вряд ли страдали этим недугом, так что ничего страшного, если я поправлю природу. Я взял объектив от старого фильмоскопа и вставил в трубку со стороны глаза, сфокусировав его на отверстии. Так намного лучше!

Я вышел на улицу в ясную погоду. Взял угол примерно 90 градусов от солнца и четко увидел два голубых отверстия. Их яркость в самом деле была разной, разница была очень заметна. Я стал вращать трубку с кристаллом вокруг ее оси, и вдруг яркости выровнялись. К моему несказанному восторгу, «длинная» диагональ кристалла в самом деле указала точно на солнце.

Я повторил опыт в пасмурную погоду. Эффект оказался не столь ярко выраженным, тем не менее я находил солнце без труда.

Имеет ли такой «приборчик» практическое значение сегодня? Вряд ли. Смартфон с геолокацией намного эффективнее. Люди разучились пользоваться даже компасом, а тут еще мы со своим кристаллом. Зато это неплохая самоделка для тихих досугов — для тех, кто хочет приобщиться к магии викингов, которая на самом деле физика.

Навигация древних скандинавов

Древние скандинавы путешествовали много. Очень много. Но если посмотреть на карту маршрутов их походов, можно заметить, что в основном, это прибрежное плавание.

Плавание вдоль берегов не требовательно к навигации. Викинги ориентировались по местности. Это могли быть устья рек, фьорды, острова, мысы, горы, ледники — благо, всего этого в Норвегии, Дании и Швеции достаточно. Часто измеряли глубину воды лотом (груз на бичёвке). Стоило первопроходцу составить устную карту таких ориентиров и последующие путешественники могли смело использовать описанную местность в качестве направляющих. Стоит отметить, что викинги останавливались на ночлег на берегу, чтобы не потерять его из виду, путешествуя по воде ночью.

Если же погода не позволяла ориентироваться на местности (большая облачность) или ладья отошла далеко от берегов, всегда можно было определить местоположение по ветру, который «читался» по волнам, или определить направление к берегу по траектории перемещения птиц.

Но такие исключительные ситуации это редкость, они были не критичны. Потому что расстояния по оживлённым маршрутам были малы. Например, поход из западной точки Дании до Англии по прямой вдали от берега и при попутном ветре занимал всего 1.

Д Другое дело — походы по открытом морю и океану

Больше 1000 лет назад викинги открыли Америку. Для этого им пришлось преодолеть несколько крупных участков по морям и Атлантическому океану, длиной от 1000 до 2000 км. Известно 7 регулярных маршрутов походов викингов на дальние расстояния в западном направлении.

И здесь ориентация по местности никак не могла помочь. Нужна была более надежная система. Однако магнитный компас, позаимствованный у арабов, появился в Европе только в 13-м веке.

Самый простой способ навигации в море — по закату и восходу солнца, строго на запад или на восток. Естественно, зная положение солнца в то или иное время года. Викинги действительно так путешествовали, например, по маршруту №7 на карте выше. Маршрут от Хернама (ныне Берген) до южного мыса Гренландии проходит ровно по 61-й северной широте.

Но чтобы выполнять более сложные манёвры и ходить по более сложным маршрутам, необходимо, как минимум, разбираться в определении сторон света. И древние скандинавы умели это делать.

Небосвод делился на 8 частей (Atta). Главные: Austuratt (восток), Norduratt (север), Suduratt (юг), Westuratt (запад). И второстепенные: Lundsudur, Utsudur, Utnordur и Landnordur (юго-восток, юго-запад, северо-запад, северо-восток).

В ясную ночь определение сторон света по звёздам было простым делом. Полярная звезда, указывающая на север, тогда светила также ярко, хотя и была смещена на 6° 14′ по сравнении с современным положением.

Чтобы определить стороны света днём, необходимо было определить положение солнца и знать его траекторию передвижения по небу в данный месяц года. Соответственно сутки викинги делили на 8 частей: Morgun (утро), Oendwerdur Dagur (первая часть дня), Hadaege (глубокий день, Middaege-полдень), Efri lutur Dags (последняя часть дня), Kwoeld и Aptan (вечер), Oendverd Nott (первая часть ночи), Midnaetti (полночь), Efri lutur Naetur (вторая часть ночи).

« «Солнечный камень»

Но если небо затянуло облаками (а это обычное явление в северном полушарии) и положение светила не определить, то на помощь приходил мистический «солнечный камень». О нём упоминается в саге «Об Олафе Святом»:

Погода была облачная, шёл снег. Святой Олаф, король, послал кого-нибудь, чтобы осмотреться, но не было чистой точки на небе. Потом он попросил Сигурда сказать ему, где Солнце. Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришёл свет. Так он выяснил положение невидимого Солнца. Оказалось, что Сигурд был прав.

«Солнечный камень» викингов так и не был найден. Но недавно был обнаружен кристалл в затонувшем корабле 16-го века. Появилась надежда, что такой же инструмент мог быть и у древних скандинавов.

Оказывается, некоторые виды кристаллов обладают способностью преломлять солнечный свет (двойная рефракция). Этими свойствами обладают многие кальциты, турмалины и иолиты. Исландский шпат (разновидность кальцитов) можно было найти на одноимённом острове.

Принцип работы основан на способности таких кристаллов улавливать поляризационный солнечный свет, который исходит кругами в 90 градусах от источника. Достаточно двух кристаллов, чтобы обнаружить солнце в непогоду и даже в течении 50-и минут после захода солнца. Учитывая, что викинги плавали в северных широтах, когда в начале лета солнце практически не заходило за горизонт, такой инструмент был просто необходим при плавании. Кстати, видеть поляризационный свет могут, например, пчёлы.

Последние эксперименты венгерских учёных выяснили, что погрешность обнаружения положения солнца при таком методе составляет ±4 градуса, а это очень хороший результат. Было произведено 1080 разнообразных замеров.

В итоге гипотеза об использовании кальцита в качестве высокоточного прибора выглядит всё более правдоподобной. Учитывая и то, что ненастная погода над морями и Атлантическим океаном могла быть неделями.

Д Другие навигационные приборы

Учёные предполагают существование у викингов помимо «солнечного камня» трёх видов навигационных приборов: горизонтная доска, солнечный компас, световая доска (сумеречная доска).

На горизонтной доске отверстиями помечены месяцы походов. С одной стороны — положения восхода солнца, с другой — положения заката. Колышком помечался текущий месяц. Сделав один замер колышком (на закате или рассвете), можно определить север, отметив середину расстояния между соответствующим противоположным отверстием для текущего месяца.

На диске солнечного компаса заранее отмечались траектории движения тени от солнца в течении дня для различных месяцев. Соответственно, сделав замер в определённое время дня и сопоставив длину тени с измерениями, можно было определить север.

Световая доска является комбинацией горизонтной доски и солнечного компаса. Измерения производятся на базе тени от широкого гномона в центре прибора, сопоставляя их с предварительно нанесённой гномической линией. Эта доска была особенно эффективна в купе с «солнечным» камнем на закате или рассвете, а также в течении 50 минут, когда солнце скрыто за горизонтом.

Фрагмент деревянного диска времён эпохи викингов, найденный в южной Гренландии (Уунаторк, Uunartoq), мог быть комбинацией таких приборов.

Для того, чтобы считывать значения диска как со световой доски был необходим особый гномон. Он также был найден — солнечный брусок.

После осознания того, что викинги могли обладать хотя бы одной или несколькими такими отличными навигационными техниками и приборами возникает только один вопрос: почему скандинавы сделали так мало открытий? Если бы история оставила эпохе викингов ещё, хотя бы, 100 лет, то мы бы сейчас в учебниках истории прочли, как какой-нибудь Сигурд Суровый открыл Австралию.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Солнечная доска викингов сложнее компаса

В последнее время все чаще в научной литературе появляются публикации, опровергающие устоявшееся представление о степени необразованности так называемых варваров, одолевших Римскую цивилизацию. Современные исследования позволяют предположить, что викинги, например, обладали навигационным прибором, который по своим характеристикам был точнее компаса.

Примерно месяц назад в одном из мировых научных журналов появилось исследование, которое позволяет судить о том, как морякам в древности удавалось пересекать Атлантику, при отсутствии, казалось бы, надежных навигационных приборов. В этой связи особо сильное впечатление оставляют викинги.

В 1948 году, в Гренландии, под руинами бенедиктинского монастыря в городе Uunartoq была найдена половина загадочного деревянного диска диаметром 70 мм с многочисленными глубокими насечками. Эксперты датировали фрагмент одиннадцатым веком и высказали предположение, если бы диск оказался целым, то насечек насчитывалось бы 32, что соответствует румбу — одному из тридцати двух направлений компаса. Возможно, в отверстии в центре диска находилась ось с подобием стрелки для солнечных часов (разновидность гномона), что позволяло ориентироваться по сторонам света.

Читать еще:  Они умалились более всех и потому более всех возвеличились

В одной из саг король Олаф Святой проверяет знания предводителя Сигурда во время плавания: «Конунг спросил его, знает ли тот, где находится Солнце на небе, поскольку было облачно. Сигурд ответил, что знает, и указал направление. Тогда конунг поднял свой солнечный камень вверх и определил, откуда льется свет. Он подтвердил, что Солнце находилось действительно там, куда указал Сигурд».

Исследователи уже высказывали предположение, что «Солнечным камнем» викингов мог быть исландский шпат (прозрачная разновидность кальцита), либо турмалин или иолит. В авиационном приборе в качестве поляризационного фильтра для определения положения Солнца после заката используется иолит. Реконструкция вычисления широты и долготы в арктических условиях показала, что исландский шпат позволяет добиться точности в один градус. Каким из минералов пользовались викинги, ведь все перечисленные камни были им вполне доступны, ученым точно неизвестно.

«Многими признано, что древние скандинавы были превосходными моряками. Оказывается, они использовали намного более сложные навигационные инструменты, чем мы думали прежде, — утверждает в интервью интернет-изданию LiveScience соавтор исследования Балаж Бернат (Balázs Bernáth), венгерский ученый из университета Этвёш (Eötvös). — Парусные суда викингов регулярно пересекали открытые морские пространства длиною более 2 500 километров вдоль 61-й широты от Норвегии до Гренландии и назад. Для этой цели им был необходим отличный инструмент».

Дело в том, что этот инструмент, если он в действительности представлял собой солнечные часы или компас, не мог служить для определения сторон света после полудня. По мнению авторов исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the Royal Society A Mathematical and Physical Sciences, у найденного прибора было два гномона. Первый, более короткий и широкий гномон, служил для определения полдня. Второй, более высокий и узкий, а главное более точный, позволял определить широту. В таком случае все детали, которые воспринимались как неточности при изготовлении, фактически не были таковыми — перед нами не солнечный компас, а «солнечная доска», причем довольно совершенная. Уровень сложности подобного инструмента выше, чем у компаса.

Ветра и океанские течения быстро отклоняли небольшие суда викингов от выбранного маршрута, вынуждая навигаторов чаще сверяться с приборами, чтобы не отклониться от проложенного курса. Штурман знал, что ежедневно в полдень, когда солнце появлялось в самой высокой точке на небе, по центру дисков компаса, между двумя линиями на пластине пролегала тень. Вероятно в старину мореплаватели вычислили длину той тени в полдень, а затем определили и широту. Однако в настоящее время нет никакого точного способа выяснить, насколько верными оказались их вычисления широты и долготы.

Современные историки уверены, что цивилизация викингов была не самой развитой в тогдашней Европе. Глубокие познания в астрономии и в искусстве навигации вроде бы не были свойственны этим северным варварам, не знакомых в эпоху раннего Средневековья с текстами древнегреческих авторов. Как считают исследователи, викинги могли почерпнуть подобного рода знания от представителей других культур, с которыми они контактировали, например, во время несения военной службы уроженцами Скандинавии в Византии.

Не бросая камушек в огород академической науки, скажем, что большинство ученых вообще предпочитает замалчивать ответы на неудобные вопросы. Почему у неразвитого до сих пор африканского племени догонов с древности существовали представления о звезде Сириус, о которой астрономы узнали лишь недавно? В науке принято оперировать относительно проверенными фактами. До тех пор пока не доказано, что викинги были не только гениальными воинами, но и мореходами, под сомнение будут ставить все факты, мало-мальски расходящиеся с уже устоявшейся теорией.

Читайте самое интересное в рубрике «Наука и техника»

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

Компас викингов: Загадка солнечных камней

В течение долгих лет ученые пытались определить, каким образом викингам удавалось совершать длительные морские путешествия. Ведь, как известно, для этих отчаянных скандинавских мореплавателей с их компактными маневренными кораблями драккарами не составляло особого труда преодолевать путь протяженностью около 2500 километров от берегов Норвегии до Гренландии, не отклоняясь от курса, то есть практически по прямой линии!

Не говоря уже о том, что именно викинги под предводительством Лейфа Эрикссона считаются настоящими первооткрывателями Америки.

Ни о какой магнитной навигации в те времена не было и речи, мореходам приходилось в буквальном смысле полагаться на волю неба — ориентироваться по положению солнца, луны и звезд, вот только северные воды не отличаются мягким климатом и солнечной погодой, облака и туманы там — самое обычное явление. Каким же образом викингам удавалось ориентироваться в таких условиях?

Этот вопрос оставался без ответа до 1948 года, пока не был обнаружен легендарный диск Уунарток — компас, который, согласно сагам, в сочетании с неким solstenen, магическим солнечным кристаллом, служил главным инструментом навигации северных мореплавателей. Но это открытие дало больше вопросов, чем ответов.

В записях, современных эпохе викингов, и более поздних письменных источниках можно встретить упоминание о довольно точном, несмотря на внешнюю простоту, компасе, который позволял воинам-путешественникам определять направление движения судна в любую погоду.

Ну и что здесь особенного, спросите вы. Однако для раннего Средневековья такие возможности были сродни колдовству. Ориентироваться в открытом море, не видя небесных светил, при существовавшем на тот момент уровне навигации было практически невозможно.

Тем не менее викингам, считавшимся в христианском мире IX-XI веков грязными язычниками, у которых не было даже собственного государства, это удавалось с завидным успехом.

Что же представлял собой компас викингов и как он работал? Фрагмент диска из гренландского фьорда Уунарток позволил исследователям определить, что компас викингов, по сути, являл собой сложные солнечные часы с пометками, обозначающими стороны света, и резьбой, соответствующей траекториям тени от гномона (центрального язычка солнечных часов) в течение всего светового дня в летнее солнцестояние и равноденствие.

Согласно экспериментальным данным, полученным исследователем этого артефакта Габором Хорватом (Gabor Horvath) из университета Отвоса в Будапеште, точность часов была весьма велика: если расположить диск в солнечную погоду определенным образом — так, чтобы тень от гномона совпала с соответствующей насечкой, — можно сориентироваться по сторонам света с погрешностью не более 4°.

Правда, в трудах Хорвата делается поправка на то, что диск Уунарток наиболее эффективен в период с мая по сентябрь и только на широте 61°. Иными словами, часы-компас использовались исключительно в летнее время, когда викинги совершали свои походы, и обеспечивали наиболее точную навигацию на пути от Скандинавии к Гренландии через северную часть Атлантического океана -на самом частом и протяженном маршруте в открытых водах.

Однако исследование одного только диска Уунарток так и не дало ответ на вопрос, что же это за мистический «солнечный камень», дававший викингам ориентир, когда на небе не было видно нашего светила.

Правдоподобность использования викингами мифического камня для навигации долгое время ставилась под сомнение. Скептики и вовсе полагали, что «солнечным камнем» был обыкновенный кусок магнитного железняка, а свечение и явление солнца из-за облаков — всего лишь выдумка сказителей.

Но исследователи, более подробно изучившие эту проблему, пришли к выводу, что все не так просто, и даже сформулировали теоретический принцип работы метода северных мореходов.

Еще в 1969 году предположение о том, что «солнечный камень» следует искать среди кристаллов, обладающих поляризующими свойствами, выдвинул датский археолог Торкильд Рамскоу (Thorkild Ramskou). Его теорию также косвенно подтверждает текст «Саги об Олафе Святом», зафиксированный в XIII веке в знаменитом своде скандинавских саг «Круг земной» стараниями исландского скальда Снорри Стурлусона.

Текст саги гласит: «. Погода была облачная, шел снег. Святой Олаф, король, послал кого-нибудь, чтобы осмотреться, но не было чистой точки на небе. Потом он попросил Сигурда сказать ему, где Солнце. Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришел свет. Так он выяснил положение невидимого Солнца. Оказалось, что Сигурд был прав».

Изучив все возможные минералы, распространенные в областях деятельности древних скандинавов, ученые пришли к выводу, что главными кандидатами на роль пресловутого solstenen можно считать три минерала — турмалин, иолит и исландский шпат, который является одной из разновидностей прозрачного кальцита.

Дело осталось за малым: определить, какой же из этих минералов окажется «тем самым», ведь все они были доступны викингам.

Пролить свет на проблему подлинного «солнечного камня» помогла находка, сделанная в 2003 году во время исследования места крушения корабля елизаветинской эпохи, затонувшего в 1592 году близ нормандского острова Олдерни в проливе Ла-Манш. В каюте капитана был обнаружен полупрозрачный беловатый брусок шлифованного камня, который оказался не чем иным, как исландским шпатом.

Эта находка весьма заинтересовала французских физиков из Реннского университета Ги Ропара (Guy Ropars) и Альбе-ра Лефлоха (Albert Le Floch), которые провели серию экспериментов с исландским шпатом. Результаты, опубликованные в 2011 году, превзошли все ожидания.

Принцип использования минерала основан на двойном лучепреломлении — свойстве, которое было описано еще в XVII веке датским физиком Расмусом Бертолином. Благодаря ему свет, проникающий в структуру кристалла, расщепляется на две составляющие.

Так как лучи имеют разную поляризацию, яркость изображений на обратной стороне камня зависит поляризации исходного света. Таким образом, изменяя положение кристалла так, чтобы изображения приобрели одинаковую яркость, можно вычислить положение солнца даже в пасмурную погоду или же при условии, что оно опустилось за горизонт не более 15 минут назад.

Спустя два года физико-математический журнал Лондонского королевского общества Proceedings of the Royal Society обнародовал не менее смелую в суждениях статью, в которой говорилось, что обнаруженный на затонувшем корабле брусок исландского шпата по праву можно считать достойным доверия навигационным прибором, который викинги использовали в своих морских странствиях.

Не стоит удивляться, что довольно смелое сообщение об установленном геологическом происхождении «солнечного камня» из древнеисландских саг, которое так и не удалось подтвердить археологическими данными IX-XI веков, было встречено волной критики.

По мнению воинствующих скептиков, так и не принявших теорию «поляриметрической навигации» викингов, для определения положения солнца в пасмурную погоду не нужно изобретать сложные методы — для этого вполне достаточно лучей, пробивающихся сквозь пелену облаков.

А россказни о мифических «солнечных камнях» — выдумки скальдов, желающих превознести знания и умения «грязных язычников», и не более того.

В ответ на эти инсинуации Габор Хорват предложил скептикам попробовать определить положение солнца буквально методом «тыка пальцем в небо». Испытуемым было предложено несколько панорам неба в разное время суток и с различной степенью облачности, на которых нужно было отметить мышкой то место, где, по их мнению, находится солнце.

Как дипломатично резюмируют экспериментаторы, по мере увеличения плотности облаков среднестатистические различия между мнимым и фактически расположением светила существенно увеличиваются.

Иными словами, критики провалились с треском. Викинги действительно нуждались в дополнительном навигационном приспособлении — и они его не только нашли, но и разработали довольно остроумную методику его использования.

Совместные усилия Хорвата, Ропара и Лефлоха экспериментально подтвердили, что компас викингов, ранее считавшийся лишь выдумкой сказителей, не только существовал на самом деле, но и позволял с удивительной точностью определять маршрут в открытых водах.

Более того, находка с корабля, ушедшего на дно в XVI веке, доказывает, что известный мореплавателям древней Скандинавии метод ориентирования с помощью «солнечного камня» вполне оправдывал себя даже во времена магнитной навигации, несмотря на полутысячелетнюю пропасть, разделяющую эпоху викингов и елизаветинскую Англию.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector