Astrolab

Astrolab (Bahasa Yunani Kuno: ἀστρολάβον astrolabon, "pengambil bintang") merupakan sejenis alat inklinometer penuh perincian yang pernah digunakan oleh ahli astronomi, pengemudi, dan ahli astrologi. Antara pelbagai kegunaannya adalah menentukan kedudukan serta meramal kedudukan Matahari, Bulan, planet, dan bintang, menentukan waktu tempatan berpandukan latitud setempat dan sebaliknya, mengukur, penyegitigaan, serta menilik horoskop. Astrolab digunakan dalam baharian klasik, termasuk Zaman Kegemilangan Islam, Zaman Pertengahan Eropah dan Zaman Pembaharuan untuk kesemua tujuan ini. Di dunia Islam, astrolab juga digunakan untuk menghitung arah kiblat serta mendapat pasti waktu solat.
Biarpun berguna untuk menentukan latitud di daratan, namun astrolab yang biasa kurang sesuai digunakan di atas kapal yang terhuyung-hayang atau dalam angin kuat. Oleh itu, astrolab pelaut direka untuk mengatasi masalah-masalah itu.

Etimologi

Oxford English Dictionary memberikan terjemahan "star-taker" untuk perkataan "astrolabe" dan menyusur galurnya menerusi bahasa Latin Zaman Pertengahan kepada perkataan dalam bahasa Yunani astrolabos from astron "star" and lambanein "to take". Dalam dunia Islam Zaman Pertengahan, perkataan "asturlab" (yakni astrolab) diberi pelbagai etimologi. Dalam teks-teks bahasa Arab, perkataan itu diterjemahkan sebagai "akhdh al-kawakib" ("mengambil planet) yang secocok dengan terjemahan perkataan Yunani itu. Al-Biruni memetik dan mengkritik ahli sains Zaman Pertengahan Hamzah al-Isfahani (de) yang menyatakan: "asturlab ialah pengaraban frasa bahasa Parsi" (sitara yab, bermaksud "pengambil bintang-bintang"). Dalam sumber-sumber Islam Zaman Pertengahan, terdapat juga etimologi "rekaan" dan popular perkataan itu sebagai "garisan Lab". Dalam etimologi popular ini, "Lab" ialah seorang anak Nabi Idris. Etimologi ini disebutkan oleh ahlli sains kurun ke-10 bernama al-Qummi tetapi disanggah oleh al-Khwarizmi. "Lab" dalam bahasa Arab juga bermaksud "matahari" dan "tempat berbatu hitam"(cf. Dictionary).

Dunia purba

Astrolab terawal dicipta di dunia Yunani pada 150 SM dan sering disandarkan kepada Hipparchus. Merupakan gabungan planisfera dan dioptra, astrolab sebenarnya adalah sebuah kalkulator analog yang berupaya menyelesaikan pelbagai masalah dalam astronomi sfera. Theon dari Alexandria menulis karya mendalam mengenai astrolab, dan Lewis (2001) berhujah bahawa Ptolemy menggunakan astrolab untuk melakukan cerapan astronomi yang tercatat di dalam Tetrabiblos.
Astrolab terus digunakan di dunia berbahasa Yunani sepanjang Era Bizantin. Kira-kira 550 M ahli falsafah Kristian John Philoponus menulis sebuah karya tentang astrolab dalam bahasa Yunani, yang merupakan karya berbahasa Yunani terawal mengenai alat ini yang masih wujud. Di samping itu, Severus Sebokht, seorang biskop yang tinggal di Mesopotamia, juga menulis sebuah karya tentang astrolab dalam bahasa Suryani pada pertengahan kurun ke-7. Severus Sebokht, di dalam mukadimah karyanya, merujuk pada astrolab sebagai sesuatu yang dibuat daripada loyang, menunjukkan bahawa astrolab logam telah pun dikenali di kalangan Kristian Timur sebelum ia dimajukan di dunia Islam atau Barat Latin.

Zaman Pertengahan

Astrolab selanjutnya dimajukan di dunia Islam Zaman Pertengahan, tempat ahli falak Muslim memperkenalkan skala sudut kepada astrolab, lalu menambah bulatan yang menandakan azimut di atas ufuk. Ia digunakan secara meluas di serata dunia Islam, sebahagian besarnya sebagai kelengkapan pandu arah dan sebagai cara mencari arah kiblat. Orang pertama yang dianggap membuat astrolab di dunia Islam ialah dilaporkan bernama Muhammad al-Fazari, ahli matematik kurun ke-8. Latar belakang matematik dimantapkan oleh ahli falak Muslim yang bernama Muhammad ibn Jābir al-Harrānī al-Battānī di dalam karya beliau Kitab az-Zij (sekitar 920 M), yang diterjemahkan ke bahasa Latin oleh Plato Tiburtinus dengan judul De Motu Stellarum. Astrolab bertarikh terawal yang masih bertahan bertarikh 315H (927/8 M). Di dunia Islam, astrolab digunakan untuk mengetahui masa matahari terbit dan kemunculan bintang-bintang pegun, untuk membantu menjadualkan sembahyang Subuh. Pada kurun ke-10, al-Sufi pertama kali menggambarkan lebih daripada 1000 kegunaan berbeza bagi astrolab, dalam bidang-bidang seperti ilmu falak, ilmu nujum, pengemudian, pengarasan, pengiraan waktu, solat, kiblat dsb.
Astrolab sfera, satu variasi bagi astrolab dan sfera armilari, dicipta semasa Zaman Pertengahan oleh ahli falak dan perekacipta di dunia Islam. Gambaran terawal astrolab sfera bertarikh pada zaman Al-Nayrizi (aktif 892–902). Pada kurun ke-12, Sharaf al-Dīn al-Tūsī mencipta astrolab lelurus, kadang kala dipanggil "tongkat al-Tusi", yang merupakan "sebatang rod kayu ringkas dengan tanda-tanda darjah tetapi tanpa penglihatan. Ia dilengkapkan dengan tali ladung dan perentas kembar untuk membuat pengiraan sudut dan menjadi penunjuk berlubang." Astrolab mekanikal bergear pertama kemudiannya dicipta oleh Abu Bakr di Isfahan pada tahun 1235.
Peter of Maricourt, pada separuh terakhir kurun ke-13, juga menulis sebuah karya tentang pembuatan dan penggunaan astrolab sejagat (Nova compositio astrolabii particularis). Astrolab sejagat dapat dilihat di Muzium Sejarah Sains di Oxford.
Pengarang Inggeris Geoffrey Chaucer (sekitar 1343–1400) menyusun sebuah karya tentang astrolab untuk anaknya, sebahagian besarnya berdasarkan Messahalla. Sumber yang sama diterjemahkan oleh ahli falak dan ahli nujum Perancis Pélerin de Prusse dan lain-lain. Buku bercetak yang pertama tentang astrolab ialah Composition and Use of Astrolabe oleh Christian of Prachatice yang juga berdasarkan Messahalla, tetapi agak original.
Pada tahun 1370, karya India yang pertama tentang astrolab ditulis oleh ahli falak Jain Mahendra Suri.
Astrolab logam yang pertama dikenali di Eropah Barat ialah astrolab Destombes yang dibuat daripada loyang di Sepanyol pada kurun ke-10. Astrolab logam terlepas daripada ledingan yang mudah terjadi pada astrolab kayu yang besar, lalu membolehkan pembinaan peralatan yang lebih besar dan jadi lebih tepat; bagaimana pun, astrolab logam juga lebih berat daripada peralatan kayu bagi saiz yang sama, lalu membuatkannya sukar diguna sebagai peralatan pandu arah. Astrolab hampir pasti pertama kali dibawa ke utara Pyrenees oleh Gerbert of Aurillac (kemudiannya Pope Sylvester II), di sana ia disepadukan ke dalam quadrivium di sekolah di Reims, Perancis, suatu ketika sebelum peralihan kurun ke-11. Pada kurun ke-15, pembuat peralatan Perancis Jean Fusoris (fr) (sekitar 1365–1436) juga mula menjual astrolab di kedai di Paris, bersama-sama jam suria mudah alih dan gajet saintifik lain yang popular pada masa itu. 13 buah astrolabnya masih bertahan sehingga hari ini. Akhir sekali, satu lagi contoh istimewa ketukangan di Eropah pada awal kurun ke-15 ialah astrolab yang bertarikh 1420, yang direka bentuk oleh Antonius de Pacento dan dihasilkan oleh Dominicus de Lanzano.
Pada kurun ke-16, Johannes Stöffler menerbitkan Elucidatio fabricae ususque astrolabii, sebuah manual tentang pembinaan dan penggunaan astrolab. Empat buah astrolab kurun ke-16 yang serupa dibuat oleh Georg Hartmann memberikan sebahagian bukti terawal bagi pengeluaran kelompok oleh pembahagian kerja.

Astrolab dan Jam

Pada mulanya jam astronomi mekanikal dipengaruhi oleh astrolab; dalam banyak segi ia kelihatan seperti astrolab sawat jam yang direkabentuk untuk menghasilkan paparan berterusan bagi kedudukan semasa matahari, bintang dan planet. Sebagai contoh, jam Richard dari Wallingford (sekitar 1330) pada asasnya terdiri daripada sebuah peta bintang yang berputar di belakang rete tetap, serupa dengan yang ada pada astrolab.
Banyak jam astronomi, seperti jam di Prague yang terkenal itu, menggunakan paparan gaya astrolab yang menggunapakai unjuran stereografik satah ekliptik (lihat di bawah).
Contohnya, pada tahun 1985 pembuat jam Swiss Dr. Ludwig Oechslin telah merekabentuk dan menghasilkan sebuah jam tangan astrolab bersempena dengan Ulysse Nardin. Pembuat jam Belanda Christaan van der Klauuw juga menghasilkan jam astrolab.

Penghasilan

Astrolab terdiri daripada cakera yang dipanggil mater (induk), yang cukup dalam untuk memegang satu atau lebih plat rata yang dipanggil tympans, atau climate. Tympan dibuat bagi latitud tertentu dan diukir dengan unjuran stereografik bulatan yang menandakan azimuth dan altitud dan mewakili bahagian sfera cakerawala di atas ufuk tempatan. Rim mater biasanya dibahagikan kepada jam, darjah arc atau kedua-duanya. Di atas mater dan tympan, rete, sebuah rangka yang menunjukkan unjuran satah ekliptik dan beberapa penunjuk yang menunjukkan kedudukan bintang-bintang yang paling terang, bebas berputar. Penunjuk-penunjuk ini selalunya cuma hujung yang mudah, tetapi bergantung pada kemahiran si tukang ia mampu menjadi berhias dan artistik. Terdapat contoh-contoh astrolab dengan penunjuk artistik dalam bentuk bebola, bintang, ular, tangan, kepala anjing dan dedaun, antaranya. Sesetengah astrolab mempunyai pembaris atau label yang berputar di atas rete, dan mungkin ditandakan dengan skala keserongan.
Rete, yang mewakili langit, berfungsi sebagai carta bintang. Apabila ia diputarkan, bintang dan ekliptik bergerak di atas unjuran koordinat di atas tympan. Satu putaran lengkap bersamaan dengan berlalunya satu hari. Jadi astrolab adalah pelopor planisfera moden.
Pada belakang maater biasanya terukir sejumlah skala yang berguna bagi pelbagai aplikasi astrolab; ini berbeza-beza mengikut perekabentuk, tetapi mungkin memasukkan lengkung bagi penukaran masa, kalendar bagi menukar hari dalam sesuatu bulan kepada kedudukan matahari di atas ekliptik, skala trigonometri, dan senggatan 360 darjah sekeliling hujung bahagian belakang. Alidade dilampirkan pada permukaan bahagian belakang. Alidade dapat dilihat pada ilustrasi bawah kanan bagi astrolab Parsi di atas. Apabila astrolab digantungkan secara menegak, alidade dapat diputarkan dan matahari atau bintang akan dilihat sepanjang kepanjangannya, supaya altitudnya dalam darjah dapat dibaca ("diambil") daripada hujung astrolab yang bersenggat; justeru itu akar perkataan Yunani: "astron" (ἄστρον) = bintang + "lab-" (λαβ-) = mengambil.