Badacze fal grawitacyjnych pomogli odkryć jedną z tajemnic Mechanizmu z Antykithiry. Zajęli się tym w święta

W tym artykule:

1. Co to jest Mechanizm z Antykithiry?
2. Kalendarz – ale jaki?
3. Statystyka i fale grawitacyjne
4. Piękna symetria

Prof. Graham Woan jest astrofizykiem z Uniwersytetu w Glasgow. Na co dzień zajmuje się fizyką fal grawitacyjnych. Jest członkiem zespołu, który opracował statystyczne metody analizy danych napływających z detektorów fal grawitacyjnych. Oraz z przyszłych instrumentów tego rodzaju – takich jak LISA, kosmiczny detektor, który ma rozpocząć pracę za 11 lat.

Jakie są związki prof. Woana z archeologią i historią starożytnych greckich mechaników? Do niedawna żadne. A jednak kiedy kolega podsunął Woanowi interesujące informacje o słynnym Mechanizmie z Antykithiry, wzbudził ciekawość astrofizyka.

– Pod koniec ubiegłego roku kolega wskazał mi dane zebrane przez YouTubera Chrisa Budiselica. Budiselic chciał zrobić replikę pierścienia Mechanizmu z kalendarzem i szukał sposobów ustalenia, ile zawiera otworów – wspomina prof. Woan. – Wydało mi się to fascynującym problemem. Pomyślałem, że uda mi się go rozwiązać w zupełnie inny sposób podczas świąt Bożego Narodzenia – wspomina.

Co to jest Mechanizm z Antykithiry?

Mechanizm z Antykithiry uznawany jest za najbardziej tajemniczy przedmiot w historii technologii. Został znaleziony w 1900 r. w pobliżu niewielkiej wysepki dzisiaj zwanej Andikitirą albo Antykithirą. Dopiero po dwóch latach zorientowano się, że niepozorna bryła brązu zawiera koło zębate. Wkrótce okazało się, że to część tajemniczego urządzenia pochodzącego z drugiego albo pierwszego stulecia przed naszą erą.

Dzisiaj naukowcy są w posiadaniu 82 kawałków Mechanizmu. Głównych części jest siedem, a trzy z nich są większe od pozostałych. Mechanizm miał wiele funkcji, z których części możemy się tylko domyślać.

Tarcza z przodu pokazywała ruch Słońca i Księżyca na tle zodiaku, a także fazy Księżyca. Ta z tyłu pozwalała m.in. przewidywać zaćmienia Słońca i Księżyca oraz ukazywała różne cykle astronomiczne. Właściciel Mechanizmu najprawdopodobniej mógł również określić pozycję pięciu znanych w antyku planet (Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna). Kilka lat temu ustalono zaś, że Mechanizm spełniał również funkcję kalendarza.

Kalendarz – ale jaki?

Do takich wniosków doprowadziło obrazowanie rentgenowskie jednego z pierścieni Mechanizmu. Zdjęcia zrobione w 2020 r. pokazały, że pod nim znajdowały się równo rozstawione niewielkie otwory. Jednak koło to jest połamane i niekompletne. Skąd nie wiadomo, ile dokładnie tych otworów było. Chris Budiselic – badacz i rekonstruktor Mechanizmu – sugerował, że między 347 a 367.

Ta różnica, choć niewielka, jest kluczowa. Otwory reprezentowały liczbę dni w roku. Jeśli Mechanizm z Antykithiry zawierał kalendarz egipski, wówczas rok miał w nim 365 dni. Jeśli zaś starogrecki kalendarz księżycowy – 354 dni. Oszacowanie liczby otworów pod pierścieniem pozwoliłoby więc ustalić, jakim kalendarzem posługiwał się właściciel – albo właściciele – Mechanizmu.

Starożytni wynalazcy. 7 genialnych umysłów sprzed wieków

Machina parowa, telegraf, sejsmograf, a nawet komputer – te wynalazki pojawiły się już w antyku. Kim byli ich twórcy? Oto sylwetki 7 wynalazców starożytności.

Statystyka i fale grawitacyjne

Prof. Woan posłużył się tzw. wnioskowaniem bayesowskim. Ta metoda statystyczna pozwalająca – w dużym uproszczeniu – szacować prawdopodobieństwo danej hipotezy przy posiadaniu niepełnych danych. W przypadku Mechanizmu z Antykithiry pozwoliła określić prawdopodobną liczbę otworów na podstawie rozkładu istniejących na zachowanych fragmentach pierścienia. Wynik wskazał, że pierścień miał 354 albo 355 dziur.

O obliczeniach Woana usłyszał inny astrofizyk z Glasgow, dr Joseph Bayley. On również zajmuje się falami grawitacyjnymi. Bayley także zainteresował się problemem Mechanizmu z Antykithiry. Wykorzystał techniki statystyczne używane do analizy danych z LIGO, naziemnego detektora grawitacyjnego. I potwierdził wnioski Woana – pierścień najprawdopodobniej zawierał 345 lub 355 otworów rozmieszczonych na okręgu o promieniu 77,1 mm.

Piękna symetria

Co ciekawe, otwory zostały rozmieszczone z niezwykłą dokładnością. Średnie odchylenie odległości między dziurami wynosiło tylko 0,028 mm. – Teraz jeszcze bardziej podziwiam Mechanizm z Antykithiry. Oraz pracę i staranność, jakie greccy rzemieślnicy włożyli w jego wykonanie – mówi Bayley. – Precyzja rozmieszczenia otworów wymagała bardzo dokładnych technik pomiarowych i niewiarygodnie pewnej ręki do ich wybicia – mówi.

– Jest w tym piękna symetria – dodaje prof. Woan. – Dzisiaj zaadaptowaliśmy techniki używane do badania Wszechświata, aby lepiej zrozumieć Mechanizm, który pomógł ludziom śledzić niebo dwa tysiące lat temu.

Praca obu badaczy została opublikowana w czasopiśmie „Horological Journal”.

Źródła: Phys.org, Horological Journal.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com