Antikytheran kone

Antikytheran kone on antiikin kreikkalainen mekaaninen tähtitieteellinen laskulaite. Se on valmistettu 100-luvulla eaa. ja löydettiin haaksirikkoutuneen antiikin aikaisen laivan hylystä, niin kutsutusta Antikytheran hylystä, Antikytheran saaren läheltä Kreikasta vuonna 1901. Koneen säilyneitä osia on tutkittu pitkään, mutta läpimurto tutkimuksessa tapahtui vasta 2000-luvulla uuden tekniikan myötä. Tutkijoiden mukaan konetta käytettiin muun muassa Kuun, Auringon ja todennäköisesti myös muiden aurinkokunnan taivaankappaleiden liikkeiden mallintamiseen sekä auringon- ja kuunpimennysten ennustamiseen.
Antikytheran koneen koneisto koostui hammasrattaista, joista tunnetaan 30 kappaletta. Konetta käytettiin pyörittämällä sen sivussa ollutta kampea. Koneisto laski annetulle päivämäärälle Kuun, Auringon ja oletettavasti myös tunnettujen planeettojen sijainnin taivaalla suhteessa toisiinsa ja eläinrataan, hyödynsi Metonin jaksoa kuu- ja aurinkokalentereiden synkronoimiseen, sekä käytti saros-jaksoa auringon- ja kuunpimennysten päiväysten laskemiseen. Samalla koneessa oli myös muun muassa olympiadien vuodet ja niiden panhelleeniset kisat sisältänyt kalenteri. Laskutoimitusten tulokset havainnollistettiin laitteen etu- ja takapaneelissa olleilla osoittimilla.
Koneen löytyminen muutti käsityksen antiikin ajan teknisestä osaamisesta, jonka ei oletettu olleen tarpeeksi edistynyttä tämänkaltaisen monimutkaisen kojeen luomiseen. Vastaavanlaisia laitteita osattiin seuraavan kerran valmistaa vasta myöhäiskeskiajalla, yli 1 500 vuotta myöhemmin.
Koneen säilyneet pronssiosat ovat esillä Kansallisessa arkeologisessa museossa Ateenassa (esine X 15087).
Historia.
Alkuperä.
Antikytheran kone on peräisin antiikin Kreikasta hellenistiseltä ajalta noin 100-luvulta eaa. Koneen säilyneissä osissa olevissa kirjoituksissa käytettyjen kirjaintyyppien perusteella se voidaan ajoittaa tarkemmin noin vuosiin 150–100 eaa.
Koneen alkuperäksi ehdotettiin aiemmin usein Rhodosta, joka oli hellenistisellä ajalla merkittävä tähtitieteellisen tutkimuksen keskus. Kaupungissa vaikutti merkittävimpänä tähtitieteilijä Hipparkhos (n. 190–127 eaa.). Koneen tekijäksi Rhodoksella on ehdotettu muun muassa Poseidoniosta (n. 135–51 eaa.). Koneessa olevan kuu-aurinkokalenterin kuukaudet kuitenkin viittaisivat siihen, että sillä olisi joku yhteys Korinttiin tai sen siirtokuntiin luoteisessa Kreikassa tai muualla. Erään ehdotuksen mukaan kone olisi valmistettu Korintin siirtokuntiin kuuluneessa Syrakusassa Sisiliassa. Tällöin se saattaisi pohjautua syrakusalaisen Arkhimedeen (n. 287–212 eaa.) jo aikaisemmin rakentamiin vastaaviin mekaanisiin laitteisiin.
Cicero mainitsee sekä Arkhimedeen että Poseidonioksen valmistaneen vastaavan kaltaisen laitteen. Cicero kertoo, että roomalainen sotapäällikkö Marcellus otti Arkhimedeelta Syrakusan valtauksen yhteydessä vuonna 212 eaa. jonkinlaisen pronssista tehdyn mekaanisen tähtitieteellisen laitteen, joka mallinsi Auringon, Kuun ja viiden planeetan liikkeet ja esitti auringon- ja kuunpimennykset. Arkhimedeen tiedetään myös kirjoittaneen kadonneen teoksen tähtitieteellisistä koneista. Arkhimedeen tekemä laite saattaa olla jonkinlainen Antikytheran koneen edeltäjä. Se ei kuitenkaan ole sama kone, sillä Antikytheran kone hyödyntää Arkhimedeen kuoleman jälkeen tehtyjä tähtitieteen keksintöjä. Näistä merkittävin on Apollonioksen (n. 262–190 eaa.) ja Hipparkhoksen kehittämä episyklimalli. Se selitti ja mallinsi Kuun kiertonopeuden näennäistä vaihtelua, joka nykytietämyksen valossa on seurausta siitä, että Kuun rata on ympyrän sijasta ellipsi. On ehdotettu, että Arkhimedes olisi joka tapauksessa antanut suunnittelemansa koneen jonkun työpajan valmistettavaksi, ja tällainen työpaja on voinut jatkaa koneiden valmistamista ja jatkokehitystä myös Arkhimedeen kuoleman jälkeen.
Cicero mainitsee myös, että Poseidonios, jonka hän oli itse tavannut Rhodoksella vuonna 79 eaa., oli tehnyt aurinkokunnan mallintaneen koneen. Se käsitti osoittimet Auringolle, Kuulle ja viidelle tunnetulle planeetalle. Tämä Poseidonioksen suunnittelema laite ajoittuu samaan aikaan Antikytheran koneen kanssa. Jos Antikytheran kone mallinsi koko aurinkokunnan, se voisi jopa olla sama laite. Joka tapauksessa Ciceron todistus osoittaa, että antiikin aikana on ollut useita vastaavia mekaanisia tähtitieteellisiä laitteita ja jonkinlainen niiden valmistamisen perinne. Tällaiseen perinteeseen ("sfairopoiein", ”pallonrakennus”) viittaa myös Ptolemaios teoksessaan "Hypotheseis tōn planōmenōn" (”Planeettoja koskevia hypoteeseja”).
Kone on niin monimutkainen, että sen valmistaminen on todennäköisesti vaatinut useita versioita ja prototyyppejä ennen nykyaikaan säilyneen koneen valmistumista. Taustalla on mahdollisesti vuosikymmenten tai jopa satojen vuosien kehitystyö. Ensimmäiset versiot lienevät olleet yksinkertaisempia ja niissä on ollut vähemmän ominaisuuksia. Koneen alkuperäistä käyttötarkoitusta ei tunneta. Se on voinut olla todellisessa käytössä kalenterina ja pimennysten ennustamisessa tai astrologisessa käytössä, tutkimus- ja opetuskäytössä, tai tarkoitettu lähinnä tieteelliseksi ja tekniseksi taidonnäytteeksi. On muun muassa ehdotettu, että Antikytheran koneen kaltaiset laitteet olisivat vaikuttaneet episyklisten aurinkokuntateorioiden syntyyn, sen sijaan että ne olisivat vain mallintaneet kyseisiä teorioita. Toisaalta se, että kone sisältää tavallisen kreikkalaisen kuu-aurinkokalenterin ja olympiadiosoittimen kisakalentereineen, voi viitata siihen, että koneella oli mahdollisesti muutakin kuin puhtaasti tieteellistä käyttöä. Koneen alkuperäiseksi nimitykseksi on ehdotettu nimiä "Pinaks" (”Taulu”) ja "Sfairā" (”Pallo”).
Konetta oltiin kuljettamassa roomalaisessa kauppalaivassa noin vuonna 65 eaa. yhdessä monen muun kreikkalaista alkuperää olleen esineen kanssa. Lastia oltiin erään teorian mukaan viemässä mahdollisesti Pergamonista Roomaan, todennäköisesti roomalaisten sotasaaliina. Esineet olivat peräisin Välimeren itäosista, muun muassa Pergamonista, Rhodokselta ja Kosilta. Laiva kuitenkin haaksirikkoutui ja upposi Kytheran ja Kreetan saarten välisellä merialueella sijaitsevan Antikytheran saaren edustalle noin 50 metrin syvyyteen.
Antikytheran koneen ja muiden vastaavien helleenisten antiikin aikaisten laitteiden edustama tähtitieteellisten hammasrataslaitteistojen rakennustaito on laitetta tutkineen professori Derek J. de Solla Pricen mukaan mahdollisesti säilynyt arabialaisessa tieteessä läpi keskiajan ja vaikuttanut edelleen länsimaiseen kellonkoneistojen kehitykseen.
Löytäminen.
Antikytheran hylkynä tunnettu hylky löytyi vuonna 1900. Sen löysivät Sýmiltä tulleet merisienensukeltajat, jotka olivat päätyneet Antikytheralle myrskyä pakoon. Myöhemmin sukeltajat palasivat paikalle yhdessä tutkijoiden kanssa. Hylystä nostettiin vuosina 1900–1901 suuri määrä antiikin aikaisia esineitä, mukaan lukien suuria pronssiveistoksia, joista tunnetuimmat ovat niin kutsutut Antikytheran efebi ja Antikytheran filosofi, lasiesineitä, amforoita ja muuta keramiikkaa, jalokiviä sekä lukuisia pronssiesineiden kappaleita. Näin löytö oli yksi meriarkeologian ensimmäisiä suuria sensaatioita. Hylkyä on tutkittu useita vuosia. Se on osoittautunut varsinaiseksi aarreaitaksi ja sieltä on vuosikymmenten kuluessa nostettu paljon lisää esineitä. Hylyn löydöt on sijoitettu pääosin Kansalliseen arkeologiseen museoon Ateenassa, ja Antikytheran koneesta siellä ovat ainakin sen löydetyt pääosat.
Tutkijoiden huomio kiinnittyi alussa hylystä löydettyihin veistoksiin ja muihin selvempiin löytöihin. Sekalaisten pronssiesineiden joukossa ollut Antikytheran kone herätti huomiota vasta vuonna 1902. Tuolloin vielä löydettäessä yhtenä hapettuneena pronssikappaleena ollut kone hajosi useampaan osaan, mikä paljasti osan hammasrataskoneistosta arkeologi Valérios Stáisille. Museo julkaisi koneesta ensimmäisen kuvauksen vuonna 1903. Tätä kautta kone sai enemmän huomiota, ja sen tutkimus alkoi. Kone on saanut nimensä hylystä, eikä sillä ole muuta historiallista yhteyttä Antikytheran saareen.
Sukellukset Antikytheran hylyllä jatkuvat edelleen ja niitä on tehty myös mm. vuosina 2014–2016. Toiveena olisi löytää samalla lisää koneen osia.
Tutkimus.
Saksalainen filologi Albert Rehm oli ensimmäisiä, joka vuonna 1905 ymmärsi laitteen olevan tähtitieteellinen laskulaite. Ioánnis Theofanídis yritti ensimmäisenä rakentaa rekonstruktion koneesta vuodesta 1929 alkaen. Koneen tutkimus oli kuitenkin sen kunnon vuoksi vaikeaa, ja pysähtyi pitkäksi aikaa. De Solla Price aloitti koneen tutkimuksen vuonna 1951 ja julkaisi siitä ensimmäisen artikkelin "Scientific American" -lehdessä vuonna 1959. Hän muun muassa esitti ensimmäisen arvion koneen hammasrattaiden lukumäärästä ja kunkin rattaan hampaiden lukumäärästä. Vuonna 1974 Price julkaisi uuden tutkimuksen, jossa hampaiden lukumäärästä esitettiin korjatut arviot sekä kuvattiin tähän perustuen kunkin rattaan todennäköinen tehtävä koneistossa, sillä hampaiden lukumäärä kertoo sen, millaisen jako- tai kertolaskun kaksi toisiinsa kytkettyä ratasta suorittaa. Uusi tutkimus perustui ensimmäisiin koneistosta otettuihin röntgenkuviin, jotka otti kreikkalainen radiologi Charálampos Karákalos.
Pricen lisäksi konetta ovat tutkineet myös muun muassa Michael Wright sekä Allan Bromley, jotka ottivat koneesta ensimmäiset kolmiulotteiset röntgenkuvat, ja osoittivat Pricen mallinnuksen koneen toiminnasta olevan osin virheellinen. Vuonna 2005 koneen tutkimuksen aloitti Antikythera Mechanism Research Project -tutkimusryhmä (mm. Mike Edmunds, Tony Freeth), joka sai käyttöönsä museon varastosta löytyneitä pieniä, aiemmin tutkimattomia koneen osia. Tutkijat saivat apua myös uusimmasta teknologiasta. Hewlett-Packard suoritti koneen kappaleiden pintojen suuritarkkuuksisen digikuvauksen Polynomial Texture Mapping (PTM) -tekniikalla. X-Tek puolestaan siirrätti vuonna 2005 Ateenaan kahdeksan tonnin painoisen BladeRunner-nimisen suuritehoisen röntgenkuvauslaitteiston kappaleiden kuvaamiseksi. Laitteiston Microfocus X-ray Computed Tomography (CT) -tekniikan avulla koneen möhkälemäiset osat voitiin ikään kuin ”viipaloida” kolmiulotteisesti. Kaikki nämä lisäsivät huomattavasti tietämystä koneen rakenteesta sekä siinä olleista piirtokirjoituksista.
Uusin tutkimus on vahvistanut koneen käyttötarkoitukseksi Kuun ja Auringon liikkeiden ja pimennysten mallintamisen, osoittanut kaikkien koneen etu- ja takapaneelien tunnettujen osoittimien käyttötarkoitukset ja selittänyt yhtä lukuun ottamatta kaikkien tunnettujen rattaiden tehtävän ja sijainnin. Lisäksi esille tulleiden piirtokirjoitusten tutkimus on käytännössä vahvistanut aikaisemmat arvelut siitä, että kone on mitä todennäköisimmin mallintanut koko aurinkokunnan planeettoineen.
Koneen toiminnan selvittyä vähitellen se on osoittautunut sensaatioksi, sillä ilman löytöä antiikin ajan tieteen ja hienomekaniikan ei tiedetty olleen vastaavalla tasolla. Vastaavanlaisia laitteita osattiin valmistaa seuraavan kerran vasta myöhäiskeskiajalla noin 1 500 vuotta myöhemmin. Kaikesta edistyksellisyydestään huolimatta kone ei kuitenkaan ollut erityisen tarkka, mikä johtui sekä ajan tähtitieteen teorioiden puutteista, kuten ennen kaikkea vajavaisuudesta maakeskisen maailmankuvan aiheuttamien ongelmien kiertämisessä, että pienistä heitoista toteutuksessa. Tämän johdosta kone vaati oikein toimiakseen uudelleenkalibrointia suhteellisen usein. Tony Freethin ja Alexander Jonesin sanoin, ”Antikytheran kone oli suunniteltu ennustamaan taivaan ilmiöitä oman aikansa hienostuneimpien tähtitieteellisten teorioiden mukaisesti, ja se on ainoa todistuskappale kadonneen insinööritaidon historiasta, puhtaan nerokkuuden ilmentymä ja yksi antiikin maailman suurista ihmeistä — mutta se ei toiminut erityisen hyvin”.
Alkuperäinen laite.
Antikytheran kone koostui pronssista tehdystä koneistosta, joka oli sijoitettu puulaatikkoon. Koneisto oli vähätinaista pronssia (95 % kuparia ja 5 % tinaa). Puulatikon koko oli noin 34 × 18 × 10 senttiä. Laite oli käsikäyttöinen, ja sitä käytettiin pyörittämällä sen sivussa ollutta kampea. Tämä laittoi laitteen sisällä olleen hammasrataskoneiston pyörimään, mikä liikutti edelleen laitteen pronssisissa etu- ja takapaneeleissa olleita osoittimia.
Etupaneelin keskellä olleessa näytössä oli kaksi samankeskistä kehää, joista toisessa oli 12 ekliptikan tähdistöä eli eläinradan merkkiä ja toisessa 365-päiväinen egyptiläinen kalenteri. Etupaneelin keskellä oli aurinkokuntamalli eli "Kosmos", joka esitti Kuun ja Auringon ja mitä todennäköisimmin myös tunnettujen planeettojen liikkeet taivaalla maakeskisesti nähtynä. Ainakin Auringolla ja Kuulla oli oma osoitin, joka näytti niiden sijainnit taivaalla maasta katsottuna sekä suhteessa toisiinsa että suhteessa eläinrataan. Planeetoilla oletetaan olleen samanlaiset osoittimet. Erillinen päivämääräosoitin osoitti koneeseen kampea veivaamalla asetetun päivän 365-päiväisessä kalenterissa.
Takapaneelin ylälaidassa oli puolestaan spiraalimainen 235 kuukuukautta käsittänyt Metonin jaksoon perustunut näyttö. Sitä käytettiin kuu- ja aurinkokalentereiden synkronoimiseen, sillä nämä kalenterit osuvat yhteen aina 235 kuukuukauden eli 19 aurinkovuoden välein. Metonin jakson näytön yhteydessä oli myös täydentävä Kallippoksen jakson osoitin sekä olympiadit näyttänyt panhelleenisten kisojen kisakalenteri osoittimineen. Takapaneelin alalaidassa oli samoin spiraalimainen 223 kuukuukautta eli noin 18 aurinkovuotta käsittänyt saros-jaksoon perustuva näyttö, joka näytti kullekin jakson kuukaudelle sijoittuvat auringon- ja kuunpimennykset, jotka toistuivat samanlaisina aina jakson välein, sekä siihen liittynyt tarkentava ekseligmos-osoitin.
Sekä etu- että takapaneelin suojana oli pronssiset luukut. Etupuolen luukku on saattanut peittää suljettuna joko koko etupaneelin tai vain keskellä olleen näytön. Takapuolen luukku on peittänyt ilmeisesti koko takapaneelin. Sekä paneeleissa että luukuissa oli paljon kirjoitusta, kuten käyttöohjeet ja erilaista kalenteritietoa. Koneessa arvioidaan olleen kirjoitusta noin 15 000 merkkiä. Näistä noin 3 000 on voitu tunnistaa. Kirjoitusten korkeus vaihtelee 1,2–5,0 mm välillä. Tekstit ovat koinee-kreikkaa.
Freethin ja Jonesin mukaan kone on tehty tarkasti, ja eräät sen osat ovat vaatineet toimiakseen millimetrin kymmenesosan tarkkuutta toteutuksessa. Säilyneissä osissa ei näy merkkejä valmistusvirheistä tai korjausyrityksistä. Kone on hämmästyttävän pienikokoinen, mikä viittaa kannettavuuteen yhtenä keskeisenä ominaisuutena.
Käyttö.
Kampea pyörittämällä käyttäjä saattoi asettaa päivämääräosoittimen osoittamaan tiettyä päivää etupaneelin 365-päiväisessä kalenterissa. Päivämääränäyttöä voitiin kääntää yhdellä päivällä joka neljäs vuosi, mikä korvasi karkauspäivän puuttumisen. Samalla kun päivämäärä asetettiin, mekanismi siirsi koneen kaikki muut osoittimet vastaamaan tilannetta asetettuna päivänä. Aurinko-osoitin näytti Auringon ja Kuu-osoitin Kuun sijainnin 12 tähdistöstä koostuneella eläinradalla. Kuu-osoittimesta saattoi nähdä myös kuun vaiheen. Takapaneelin Metonin jakson näytöstä voitiin puolestaan nähdä vastaava kreikkalaisen kalenterin kuukuukausi, kun taas oheinen olympiadiosoitin näytti, mikä olympiadin neljästä vuodesta oli menossa, ja mitkä panhelleeniset kisat silloin järjestettiin.
Takapaneelin saros-jakson näyttöä voitiin puolestaan käyttää seuraavan auringon- tai kuunpimennyksen ajankohdan tarkistamiseen. Tällöin kampea voitiin veivata lisää, kunnes saros-osoitin osui seuraavan sellaisen kuukauden kohdalle, johon oli merkitty pimennys ja sen alustava kellonaikatieto. Erillinen ekseligmos-osoitin korjasi kellonaikaa. Tarkka päivämäärä saatiin sen tosiseikan avulla, että auringonpimennys tapahtuu aina uudenkuun aikaan ja kuunpimennys täydenkuun aikaan. Päivämäärän saamiseksi kampea piti siis kääntää vielä sen verran, että etupuolen Aurinko- ja Kuu-osoittimet saatiin haluttuun asentoon suhteessa toisiinsa. Tämän jälkeen päivämäärä nähtiin 365-päiväisestä kalenterista (ja vastaava kreikkalainen kuukausi jälleen Metonin jakson osoittimen näyttämästä kuukuukaudesta).
Koneisto.
Akselit ja hammasrattaat.
Tutkimukset osoittavat, että laitteen sisäisen koneiston hammasrattaiden lukumäärä, rattaiden hampaiden lukumäärä ja se, miten rattaat on kytketty hammasrattaistoksi, vastaa koneen etu- ja takapaneelien ilmaisemaa käyttötarkoitusta. Rattaat ovat selvästi suorittaneet Auringon ja Kuun liikkeisiin sekä Metonin jaksoon ja saros-jaksoon liittyviä laskutoimituksia.
Tunnettuja hammasrattaita on 30 kappaletta. Niistä 29 laskee Auringon ja Kuun liikkeitä, kun taas yhden tehtävää ei tunneta. Lisäksi tutkijat ovat postuloineet kymmenen hammasratasta, jotka olisi tarvittu, jotta kone on voinut suorittaa ilmeisen tehtävänsä. Näin rattaita on täytynyt olla ainakin 40. Rattaassa r1 on kirjoitus ΜΕ, mikä saattaa tarkoittaa lukua 45 ja olla kyseisen rattaan numero. Mikäli kone on sisältänyt täydellisen aurinkokuntamallin planeettoineen, rattaita on täytynyt olla huomattavasti enemmän. Wright (2002) on tehnyt tätä varten rekonstruktion, jossa on tunnettujen lisäksi toiset 40 ratasta. Freethin ja Jonesin (2012) tuoreemmassa rekonstruktiossa tarvitaan vain 18 lisäratasta. Tässä artikkelissa seurataan pääosin Freethin ja Jonesin rekonstruktiota.
Hammasrattaiden paksuus vaihtelee 1,0 ja 2,7 millimetrin välillä ja hampaiden pituus on noin 1,5 mm. Hammastus on tehty käsin viilaamalla. Hammasrataskoneisto on kehittynyt ja käyttää muun muassa varhaisimpana tunnettuna koneistona episyklisiä rattaita eli rattaita, jotka on kiinnitetty toisiin rattaisiin ja pyörivät näin niiden mukana. Osa rattaista on yhdistetty toisiinsa tai osoittimiin erilaisilla varsilla taivaankappaleiden nopeusanomalioiden ja näennäisen retrogradisen liikkeen toteuttamiseksi. Rattaat on pakattu hyvin tiiviisti lähes koskettamaan toisiaan. Esim. rataspakan e1–e6 viiden rataskerroksen paksuus on vain noin 7 millimetriä. Koneisto on suunniteltu niin, että se voidaan avata ja purkaa kalibrointia varten.
Seuraavassa esitetään rekonstruktio koneen akseleista ja rattaista. Julkaisuissa akselit on tavan mukaan merkitty isoin kirjaimin (A–Q). Osan akseleista sisällä pyörii toisia akseleita. Samassa akselissa (tai samankeskisissä akseleissa) olevat rattaat on merkitty pienin kirjaimin ja numerolla (esim. akselissa B ovat rattaat b0, b1, b2 ja b3). Numero on sitä suurempi, mitä kauempana etupaneelista takapaneelin päin ratas on. Akseleiden (ja niissä olevien rattaiden) pyörimissuunta on myötäpäivään (mp) tai vastapäivään (vp) etupaneelin suunnasta katsottuna. Laitteen takapaneelissa olevat osoittimet näyttävät siis pyörivän päinvastaiseen suuntaan taulukossa olevaan nähden. Muutamat rattaat ovat kiinteitä, jolloin toisessa samankeskisessä mutta pyörivässä rattaassa olevat episykliset rattaat pyörivät niiden ympäri. Akseleiden pyörimisnopeus on ilmaistu suhteessa päivämääräosoittimen yhteen täyteen kierrokseen (1 vuosi).
Selitykset:
Etupaneeli.
Aurinkokuntamalli.
Päivämääräosoitin näytti samalla sekä päivämäärän aurinkokuntamallia kiertäneessä 365-päiväisessä kalenterissa että Auringon sijainnin suhteessa samoin mallia kiertäneen eläinradan tähdistöihin. Osoitin oli akselissa B1 (B:n ulompi) ja pyöri kammen akselista A alkaen hammasrattaiston a1 → b1 liikuttamana. Osoittimen liikkeen toteuttanut suuri ratas b1 oli koneiston pääratas, joka välitti päivämäärätiedon eri puolille muuta koneistoa muiden rattaiden kautta.
Kuu-osoitin näytti Kuun sijainnin suhteessa eläinradan tähdistöihin. Osoitin oli akselissa B2 (B:n sisempi) ja pyöri kammen akselista A alkaen hammasrattaiston a1 → b1 — b2 → c1 — c2 → d1 — d2 → e2 — e5 → k1 — k2 → e6 — e1 → b3 liikuttamana.
Kuu-osoitin otti huomioon Kuun kiertonopeuden näennäisen vaihtelun, jonka syytä ei antiikin aikana tunnettu, mutta joka nykytiedon valossa johtuu siitä, että Kuun rata on ellipsin muotoinen. Koneistossa anomalia oli toteutettu kekseliäästi akseliin E nähden episyklisillä rattailla k1 ja k2, jotka olivat päällekkäin mutta eri keskisissä akseleissa. Ratas k1 oli kytketty rattaaseen k2 pystysuoralla varrella, joka oli kiinni k1:ssä mutta liikkui k2:sta pyörittäessään samalla edestakaisin k2:ssa olleessa pitkänomaisessa kolossa. Tällöin k1:n pyöriessä tasaista nopeutta k2 pyöri välillä nopeammin ja välillä hitaammin. Kuuosoittimeen oli toteutettu myös Kuun kiertoradan perihelikiertymä akselin E rattailla. Ratas e4 oli rengasmainen, ja k1 ja e5 pyörivät sen sisällä samassa tasossa. Kuun kiertoradan mallintaminen perustui Hipparkhoksen teorioihin.
Kuuosoittimeen oli ilmeisesti yhdistetty myös kuun vaiheiden näyttö. Se oli todennäköisesti toteutettu niin, että osoittimen varressa oli Kuuta esittänyt pallo, jonka toinen puoli oli valkoinen ja toinen musta. Erillinen hammasrattaisto pyöritti osoitinta ja samalla palloa Kuun vaiheiden mukaisesti. Wright (2002) ja Freeth ja Jones (2012) ovat tehneet tähän liittyneestä rattaistosta hieman erilaiset rekonstruktiot.
Aurinko-osoitin (myös "tosiaurinko-osoitin") on koneeseen oletettu hypoteettinen osoitin. Se mallinsi Auringon maakeskisen kiertoradan niin, että se otti huomioon myös (todellisuudessa Maan kiertoradan elliptisyydestä johtuvan näennäisen) vaihtelun Auringon ”kiertonopeudessa” kuuosoittimen tavoin. Auringon kiertoradan mallintaminen perustui Kuun kiertoradan tavoin Hipparkhoksen teorioihin. Takakannen piirtokirjoituksen perusteella osoittimessa saattoi olla Auringon merkkinä kullanvärinen pallo. James Evansin (et al., 2010) rekonstruktiossa erillistä tosiaurinko-osoitinta ei kuitenkaan tarvita. Sen sijaan yksi Aurinko-osoitin olisi voinut toimia sekä päivämääräosoittimena että hoitaa samalla kiertonopeuden anomalian esittämisen.
Planeettaosoittimet. Tutkijat pitävät todennäköisenä, että koneessa olisi ollut Auringon ja Kuun osoittimien lisäksi myös erilliset osoittimet antiikin aikana tunnetuille planeetoille eli Merkuriukselle ("Hermēs"/"Stilbōn"), Venukselle ("Afroditē"/"Fōsforos"), Marsille ("Arēs"/"Pyroeis"), Jupiterille ("Zeus"/"Faethōn") ja Saturnukselle ("Kronos"/"Fainōn"). Osoittimet olisivat näyttäneet planeettojen sijainnin maakeskisesti suhteessa eläinrataan. Tällaisten osoittimien olemassaolo voidaan päätellä siitä, että koneen takakannen osista tunnistettujen ohjetekstien perusteella kone on mallintanut myös planeettojen liikkeet jollakin tavalla. Osoittimien varsissa ajatellaan olleen planeettoja esittäneet pallot, joista jokainen on ollut eri värinen (Merkuriukselle turkoosi, Venukselle lasuurinsininen, Marsille onyksinpunainen, Jupiterille kristallinvaalea ja Saturnukselle obsidiaanintumma) mahdollisesti yleisen astrologiaan liittyneen käytännön mukaan. Jokaiselle pallolle oli merkitty oma pyöreä rata, jota pitkin se näytti kulkevan.
Planeettaosoittimiin liittyvästä koneistosta ei ole kuitenkaan säilynyt juurikaan osia, joten se on pääosin hypoteettinen. Koneiston on täytynyt sijaita rattaan b1 päällä sen ja etupaneelin välissä. Osoittimien ajatellaan usein olleen aurinkokuntamallin näyttötaulussa samankeskisiä päivämäärä- sekä Aurinko- ja Kuu-osoittimien kanssa. Niihin liittyvästä rattaistosta on tehty useita erilaisia rekonstruktioita, joissa rattaat sijoitetaan yleensä episyklisiksi eli kiinnitetyiksi rattaaseen b1 pyörimään sen mukana. Tämä selittäisi rattaan suuren koon. Ensimmäinen koko planeettamallin rekonstruktio oli Wrightin (2002) esittämä. Se osoitti, että planeettamalli oli toteutettavissa, mutta oli monimutkainen eikä vastannut täysin koneen tunnettua rakennetta. Tuoreempi rekonstruktio on Freethin ja Jonesin (2012) tekemä. Siinä esitetään toimiva koneisto koko aurinkokuntamallille vain 18 hammasrattaalla, tekijöiden mukaan yhteensopivasti todistusaineiston kanssa ja seuraten koneen tunnettujen ratkaisujen antamaa esimerkkiä.
Freethin ja Jonesin mallissa (kaavakuva 1) aurinkokuntamallin osoittimien akselit ovat samankeskisiä ja kulkevat toistensa sisällä. Sisimmästä uloimpaan laskettuna akselit ovat: Kuu, Aurinko, Merkurius, Venus, päivämääräosoitin, Mars, Jupiter ja Saturnus. Aurinkokuntamallissa osoittimet ovat samassa järjestyksessä uloimmasta sisimpään. "Merkurius-osoittimen" rattaisto on a1 → b1 — "mer1" → "mer2". Ratas "mer2" pyörittää osoitinta rattaan päällä pyörivään suurempaan pyöreään levyyn kytketyn poikkivarren välityksellä. Levy mahdollistaa sen, että itse ratas on pieni mutta sen pyörittämä säde suurempi. "Venus-osoittimen" rattaisto on a1 → b1 — "sun1" → "ven2". Myös tässä ven2:seen kytketty suurempi levy pyörittää osoitinta poikkivarren avulla. "Aurinko-osoittimen" rattaisto on a1 → b1 — "sun1" → "sun2" → "sun3", joista viimeksi mainittu pyörittää osoitinta suoraan rattaassa olevaan tappiin kytketyn poikkivarren välityksellä. "Mars-osoittimen" rattaisto on a1 → b1 — "mar1" → "mar2" — "mar3" → "mar4". "Jupiter-osoittimen" rattaisto on a1 → b1 — "jup1" → "jup2" — "jup3" → "jup4". "Saturnus-osoittimen" rattaisto on a1 → b1 → "sat1" → "sat2" — "sat3" → "sat4". Näistä "mar2"/"mar3", "jup2"/"jup3" ja "sat2"/"sat3" -parit on kytketty toisiinsa Kuu-osoittimen toteutusta muistuttavalla ratkaisulla, jossa ylempään rattaaseen kytketty varsi pyörittää alempaa ratasta pystysuoran varren välityksellä, mikä toteuttaa nopeusanomalian. Planeettaosoittimien koneisto toteuttaa myös planeettojen näennäisen retrogradisen liikkeen, toisin sanoen osoittimet vaihtavat välillä kiertosuuntaa.
Freethin ja Jonesin rekonstruktio ei käytä tunnistamatonta ratasta r1. Lisäksi koneen tunnetuissa osissa on muita piirteitä, joiden tarkoitusta ei vielä ymmärretä. Näin aurinkokuntamallin todellinen toteutus on saattanut erota jonkin verran, tai koneessa on saattanut olla vielä tuntemattomia lisätoimintoja. Erääksi tällaiseksi toiminnoksi tutkijat ehdottavat kuun solmujen näyttöä.
Evansin (2010) rekonstruktiossa planeettoja varten on kokonaan erilliset näyttötaulut, jotka on sijoitettu eläinradan kehään keskellä olevan päivämäärä-/aurinko- ja kuuosoittimien akselin ympärille. Planeettaosoittimien täsmällinen toteutus saattaa jäädä arvoitukseksi, mikäli koneesta ei vielä löydy aiemmin tuntemattomia osia.
Eläinrata
Aurinkokuntamallia kiersi sisemmässä kehässä eläinrata eli ne 12 ekliptikan varrella olevaa tähdistöä, joiden kautta Aurinko näyttää taivaalla kulkevan. Koneen rakentamisen aikoihin eläinradan merkki ja Auringon kohdalle osunut tähdistö vastasivat toisiaan, toisin kuin nykyisin. Kullekin merkille on kehässä yhtä suuri 30 asteen osuus, vaikka todellisuudessa tähdistöjen leveys taivaalla vaihtelee. Tähdistöjen nimet oli kirjoitettu kehään kreikaksi. Tähdistöt ovat:
Eläinradan kehässä oli eri tähdistöjen kohdalla yksittäisiä kirjaimia, joiden selitys oli parapegma-osioissa etupaneelin ylä- ja alalaidassa.
Egyptiläinen kalenteri
Aurinkokuntamallin uloimmassa kehässä oli 365-päiväinen egyptiläinen kalenteri, jota käytettiin yleisesti tähtitieteessä hellenistisellä ajalla. Se koostui kahdestatoista 30-päiväisestä kuukaudesta sekä viidestä ylimääräisestä päivästä ("epagomenē"), jotka muodostivat eräänlaisen jäännöskuukauden vuoden loppuun. Kuukausien egyptiläiset nimet oli kirjoitettu kehään kreikkalaisin kirjaimin. Kuukaudet ovat:
Kalenterissa ei ollut karkauspäiviä, mutta kalenterikehä oli siirrettävä, joten sitä voitiin siirtää yhden päivän verran joka neljäs vuosi. Tämä oli toteutettu niin, että kehän alapuolella oli tappi, joka voitiin sijoittaa mihin tahansa kehän alla olleesta 365 kolosta.
Parapegma-tekstit.
Etupaneelissa aurinkokuntamallin ylä- ja alapuolella oli parapegma-tekstejä eli tähdistöjen vaiheita kuvanneita almanakkatekstejä. Ne kuvasivat tärkeiden tähtien ja tähdistöjen nousu- ja laskuaikoja vuoden varrella. Osa nousuista ja laskuista sijoittuu aamuun ja osa iltaan. Tärkein säilynyt katkelma parapegma-teksteistä on seuraava (peräisin paneelin oikeasta ylälaidasta kappaleesta C):
Rekonstruktio koko parapegma-teksteistä näkyy kaavakuvassa 5.
Etukannen ohjetekstit.
Koneen etukannen sisä- ja ulkopuolella oli ohjetekstejä koneen toimintaan liittyen. Niistä on säilynyt katkelmia. Niiden perusteella kirjoitukset ovat käsitelleet planeettojen kiertoratoja ja niiden syklien pituuksia Maasta nähtynä suhteessa Aurinkoon ja eläinrataan. Esimerkiksi Venuksen sykliksi annetaan 462 vuotta eli 289 kierrosta ja Saturnuksen sykliksi 442 vuotta eli 427 kierrosta.
Takapaneeli.
Kuu- ja aurinkokalenteri ja kisakalenteri.
Metonin jakson osoitin
Metonin jaksoa käytettiin kuu- ja aurinkokalenterin synkronisoimisessa. Jakson pituus on 235 kuukuukautta eli 19 aurinkovuotta, minkä seurauksena aurinko- ja kuukalenterit osuvat yhteen aina jakson välein.
Metonin jakson osoitin oli akselissa N ja pyöri kammen akselista A alkaen hammasrattaiston a1 → b1 — b2 → l1 — l2 → m1 — m2 → "n1" liikuttamana. Osoittimen pyöreä näyttö muodostui viisikehäisestä spiraalista, jossa oli 235 solua eli yksi solu jakson jokaista kuukautta kohti. Näytön osoittimen päässä oli tappi, joka kulki spiraalissa kiertäneessä urassa, kun kampea veivattiin. Osoittimen varsi piteni, kun osoittimen pää siirtyi spiraalin uloimpiin kehiin. Kun osoittimen pää päätyi spiraalin loppuun, se piti siirtää käsin takaisin alkupisteeseen.
Koneen kalenterissa käytettiin jonkun tavallisen kreikkalaisen kalenterin kuukausia, mitä on pidetty merkkinä siitä, että noin 100 eaa. mennessä Metonin jaksoa oli alettu käyttää muutoin melko sekavien kreikkalaisten kalenterien synkronointiin. Koneessa kuukausien nimet vastaavat parhaiten Epeiroksen ja Korkyran (nyk. Korfu) alueen tunnettuja kalentereita. Kuukaudet ovat:
Ensimmäisessä solussa on vuoden ensimmäinen kuukausi Foinikaios ja viimeisessä eli 235:ssä solussa Apellaios. Jakson jokaisen 19 vuoden ensimmäisen kuukauden soluun on merkitty vuoden numero LΑ – LΙΘ (L merkitsi vuotta, eli ”vuosi 1” – ”vuosi 19”). Kuu- ja aurinkokalenterin synnyttämien vuosien pituuksien tasaamiseksi osassa vuosista osa kuukausista on kreikkalaisten kalenterien yleisen käytännön mukaisesti toistettu, niin että näissä vuosissa on ollut 13 kuukautta. Oletetaan, että tällaisten vuosien kohdalla koneen kalenterissa Eukleios-kuukausi on ollut kahdesti peräkkäin.
Oletusarvoisesti kussakin kuukaudessa oli 30 päivää, mutta kalenterien tasaamiseksi osassa kuukausista tuli olla 29 päivää. Kuukaudet, joista poistettiin yksi päivä, oli merkitty sijoittamalla 235 kuukautta spiraaliin niin, että ne muodostivat samalla viisi kuukautta käsittävät sarakkeet. Spiraalin sisäkehässä suunnilleen joka toisen sarakkeen alapuolella oli kreikkalaisin numeroin merkitty luku, joka ilmaisi, kuinka mones päivä kyseisestä kuukaudesta tuli poistaa. Esimerkiksi solun 1 alapuolella oli luku Α (poistetaan kuukauden 1. päivä), solun 33 alapuolella luku Β (poistetaan 2. päivä) ja solun 35 alapuolella luku Ϛ (poistetaan 6. päivä).
Kallippoksen jakson osoitin
Kallippoksen jakso on tarkempi versio Metonin jaksosta. Se koostuu neljästä Metonin jaksosta ja sen pituus on näin 76 vuotta. Koneessa Metonin jakson näyttöä oli täydennetty sijoittamalla sen sisään pienempi Kallipoksen jakson näyttö.
Kallippoksen jakson osoitin oli akselissa Q ja pyöri kammen akselista A alkaen hammasrattaiston a1 → b1 — b2 → l1 — l2 → m1 — m2 → "n1" — "n2" → "p1" — "p2" → "q1" liikuttamana. Osoittimen pyöreä näyttö koostui neljästä sektorista, jotka oli merkitty numeromerkein Α–Δ (1–4). Näytön osoitin kertoi, kuinka mones Kallippoksen jakson neljästä Metonin jaksosta oli menossa.
Olympiadiosoitin
Metonin jakson näytön sisään oli sijoitettu myös olympiadiosoitin ja siihen liittynyt kisakalenteri.
Olympiadiosoitin oli akselissa O ja pyöri kammen akselista A alkaen hammasrattaiston a1 → b1 — b2 → l1 — l2 → m1 — m2 → "n1" — "n3" → o1 liikuttamana. Osoitin oli ainoa, jonka luonnollinen (eli tässä tapauksessa takapaneelin suunnasta katsottu) pyörimissuunta oli vastapäivään. Aiemmin olympiadiosoitinta luultiin Kallippoksen jakson osoittimeksi, ja siksi sen paikalla esiintyy vanhemmissa tutkimuksissa juuri Kallippos-osoitin.
Osoittimen pyöreä näyttö oli jaettu neljään sektoriin, jotka oli merkitty kirjaimin LΑ – LΔ (”vuosi 1” – ”vuosi 4”). Ne ilmaisivat olympiadin neljää vuotta. Kunkin vuoden kohdalle oli merkitty yksi tai kaksi kisaa. Näytössä olivat ainakin kaikki neljä panhelleenistä kisaa sekä Dodonassa järjestetyt pienemmät Naa- (tai Naia) -kisat. Kisat olivat:
Kisat on ryhmitelty neljälle vuosille eri tavoin kuin normaalisti. Yleensä attikalaista kalenteria käytettäessä vuoden katsotaan alkavan keskikesällä, jolloin peräkkäisinä keväänä ja syksynä meidän kalenterissamme samana vuonna olevat kisat ovat eri vuosina. Koneen kalenterissa saman kevään ja syksyn kisat on kuitenkin merkitty samalle vuodelle.
Pimennyskalenteri.
Saros-jakson osoitin
Saros-jaksoa käytetään auringon- ja kuunpimennysten ennustamiseen. Jakson pituus on noin 223 kuukuukautta tai noin 18 vuotta, 11 kuukautta ja 8 tuntia, ja sen kuluttua pimennykset toistuvat suunnilleen samanlaisina ja samassa järjestyksessä. Toisin sanoen havaittu kuunpimennys toistuu samanlaisena 223 täysikuuta myöhemmin ja havaittu auringonpimennys 223 uuttakuuta myöhemmin. Tämä johtuu siitä, että Auringon ja Kuun keskinäiset sijainnit toistuvat kyseisen jakson välein.
Saros-jakson osoitin oli akselissa G ja pyöri kammen akselista A alkaen hammasrattaiston a1 → b1 — b2 → l1 — l2 → m1 — "m3" → e3 — e4 → f1 — f2 → g1 liikuttamana. Osoittimen pyöreä näyttö muodostui nelikehäisestä spiraalista, jossa oli 223 solua eli yksi solu jakson jokaista kuukautta kohti. Osoitin toimi samalla tavalla kuin Metonin jakson osoitin: Sen päässä oli tappi, joka kulki spiraalissa kiertäneessä urassa, kun kampea veivattiin. Osoittimen varsi piteni, kun osoittimen pää siirtyi spiraalin uloimpiin kehiin. Kun osoitin päätyi spiraalin loppuun, se piti siirtää käsin takaisin alkupisteeseen.
Auringon- ja kuunpimennykset oli merkitty lyhenteillä niihin soluihin, joita vastaavina kuukausina pimennykset tapahtuivat. Soluissa saattoi olla merkittynä myös kummatkin pimennykset, jos ne tapahtuivat saman kuukauden aikana. Tällöin kuunpimennys on aina merkitty ensin, mikä johtuu siitä, että auringonpimennykset tapahtuivat aina käytetyn kuukalenterin kuukausien lopussa. Jakson kuukausista 51 kuukautta käsittää yhden tai useamman pimennyksen. Nämä kuukaudet on merkitty solun alalaitaan juoksevalla kirjaintunnisteella Α – Ω (koska pimennyksiä oli jaksossa enemmän kuin aakkosissa kirjaimia, samat kirjaimet toistuvat). Pimennyksiä on yhteensä 65, ja niistä 38 on kuunpimennyksiä ja 27 auringonpimennyksiä. Jaksossa pimennyksiä osuu joskus myös peräkkäisille kuukausille, mutta muutoin pimennysten välissä oli yleensä noin 5–6 kuukauden pimennyksetön aika. Pimennykset oli merkitty soluihin seuraavin lyhentein:
Koko pimennyskalenteri on rekonstruoitu spiraalin kierroksittain ja kuukausittain seuraavasti (kellonajat on merkitty vain pimennyksille, joille ne on voitu rekonstruoida):
Ekseligmos-osoitin
Ekseligmos-osoitin ilmaisi, kuinka monta tuntia pimennyksen ajoitukseen oli lisättävä. Tämä johtuu siitä, että saros-jakso ei ole tasapäiviä vaan noin kahdeksan tuntia yli.
Ekseligmos-osoitin oli akselissa I ja pyöri kammen akselista A alkaen hammasrattaiston a1 → b1 — b2 → l1 — l2 → m1 — "m3" → e3 — e4 → f1 — f2 → g1 — g2 → h1 — h2 → i1 liikuttamana. Osoittimen pyöreä näyttö oli jaettu kolmeen sektoriin, joista ensimmäinen oli ilmeisesti tyhjä, toisessa oli luku Η (8) ja kolmannessa luku ΙϚ (16), mikä ilmaisi lisättävien tuntien määrän. Samalla pimennys siirtyi edellisestä 120 astetta lännemmäksi jokaista kahdeksaa tuntia kohden, eli se ei välttämättä ollut näkyvissä samasta paikasta.
Takakannen ohjetekstit.
Myös koneen takakannen sisä- ja ulkopuolella oli ohjetekstejä koneen toimintaan liittyen. Tekstit vaikuttavat mm. selittävän jokaisen osoittimen tarkoituksen. Eräs merkittävä katkelma mainitsee 235 osaan jaetun spiraalin, mikä viittaa selvästi Metonin jakson näyttöön. Toinen sisältää luvut 76, 19 ja 223, mitkä kaikki liittyvät Metonin ja Kallippoksen jaksoihin ja saros-jaksoon. Säilyneistä katkelmista laajimpiin kuuluu seuraava aurinkokuntamallin osoittimia kuvaava kirjoitus koneen takakannen sisäpuolelta (peräisin koneen kappaleesta B):
Säilyneet osat.
Antikytheran koneesta tunnetaan 82 säilynyttä kappaletta. Ne ovat hapettuneita pronssikappaleita, joissa on useita koneen paneeleiden ja rattaiden pronssisia osasia yhteensulautuneena. Myös koneen puulaatikosta on säilynyt vähäisiä jäänteitä osana näitä kappaleita. Alun perin kone löydettiin yhtenä kappaleena, mutta se hajosi löydön yhteydessä. Myöhemmin tutkimuksen aikana se on murentunut pienemmiksi kappaleiksi.
Pääosat.
Koneen tunnetuista kappaleista seitsemän on suurempia. Ne on merkitty kirjaimin A–G, ja niiden puoliin viitataan esim. A-1 (kappale A, etupuoli) tai A-2 (kappale A, takapuoli). Kappaleet ovat:
Pienemmät osat.
Pääosien lisäksi tunnetaan 75 pienempää kappaletta, jotka on merkitty numeroin 1–75. Merkittävimpiä on kappale 19, jossa on tärkeä katkelma koneen takakannen kirjoituksesta, joka kuvaa takapaneelin osoittimien toimintaa. Myös kappaleissa 20, 21, 22, 24 ja 25 on hieman suurempia kirjoitusten osia. Merkkejä kirjoituksesta on myös monissa muissa kappaleissa. Osalla pienemmistä kappaleista ei kuitenkaan ole erityistä arvoa koneen tuntemisen kannalta.
Populaarikulttuurissa.
Fiktiivinen versio Antikytheran koneesta on aiheena elokuvassa "Indiana Jones and the Dial of Destiny" (2023). Kyseinen versio kykenee havaitsemaan aikarepeämiä, joita natsit aikovat käyttää muuttaakseen historiaa ja varmistaakseen Natsi-Saksalle voiton toisessa maailmansodassa. Nightwish on tehnyt Antikytheran koneesta kappaleen ”The Antikythera Mechanism”.