Kompas słoneczny Wikingów. Dla każdego i o wszystkim

Tutaj, w sagach o norweskich Wikingach, pojawiają się odniesienia do tajemniczego i magicznego „Kamienia Słońca”, za pomocą którego żeglarze mogli określić położenie słońca. W opowieściach o św. Olafie, królu Wikingów, obok innych magicznych przedmiotów wspomina się także o pewnych tajemniczych kryształach, zatem możliwość istnienia tych kamieni od dawna była wątpliwa.


Odważni żeglarze Wikingów nie znali kompasu magnetycznego (który zresztą jest bezużyteczny w regionach polarnych), ale jednocześnie mieli doskonałą nawigację w morzu, płynąc do Grenlandii i Ameryki Północnej. Jedna ze starożytnych islandzkich sag (koniec IX - początek X w.) opisuje epizod żeglugi Wikingów w pochmurną pogodę, kiedy nie można było nawigować według Słońca: „Pogoda była pochmurna i burzliwa... Król rozejrzał się i nie znalazłem ani kawałka błękitnego nieba. Następnie wziął kamień słoneczny, podniósł go do oczu i zobaczył, dokąd słońce wysyła swój promień przez kamień.


Już w 1967 roku duński archeolog Thorkild Ramskou przedstawił wyjaśnienie tych legend. Zasugerował, że starożytne teksty mówiły o przezroczystych minerałach, które polaryzują przechodzące przez nie światło.



Rzeczywiście, filtr polaryzacyjny skierowany na zachmurzone niebo pozwala określić, gdzie na niebie polaryzacja światła jest maksymalna, a gdzie minimalna, i stąd zrozumieć, gdzie jest Słońce. Samo światło słoneczne nie jest spolaryzowane, ale chmury je polaryzują. Ta metoda nawigacji została odkryta dopiero w XX wieku i była stosowana w lotnictwie polarnym aż do wynalezienia kompasu radiowego i nawigacji satelitarnej, ale Wikingowie mogli ją znać tysiące lat temu. Nawiasem mówiąc, pszczoły używają go w pochmurne dni, ponieważ ich oczy dostrzegają światło spolaryzowane.

W latach 1969 i 1982 opublikowano książki Ramskowa na temat kamienia słonecznego i nawigacji słonecznej Wikingów (ilustracje ze strony nordskip.com).

Ponieważ światło z nieba jest również spolaryzowane zgodnie z modelem nieba Rayleigha, żeglarze mogli patrzeć przez kamień, powoli obracając go w różnych kierunkach.


Zbieżność i brak zbieżności płaszczyzn polaryzacji światła rozproszonego przez atmosferę i kryształ wyrażałaby się w postaci ciemnienia i rozjaśniania nieba w miarę obracania się kamienia i obserwatora. Seria takich sekwencyjnych „pomiarów” pomogłaby ustalić z przyzwoitą dokładnością, gdzie znajduje się Słońce.


Eksperci wysunęli kilku kandydatów na rolę kamienia słonecznego – drzewiec islandzki (przezroczysta wersja kalcytu), a także turmalin i iolit. Trudno dokładnie powiedzieć, jakiego minerału używali Wikingowie; wszystkie te kamienie były dla nich dostępne.


Islandzki drzewce (po lewej) i iolit (po prawej, sfotografowane z obu stron w celu ukazania silnego pleochroizmu) mają odpowiednie właściwości, aby spróbować nawigować po ukrytym Słońcu.To prawda, że ​​nikt jeszcze nie przeprowadził przekonującego eksperymentu z samymi kamieniami w rozległym morzu, aby ostatecznie potwierdzić piękną wersję przebiegłej nawigacji starożytnych Skandynawów (zdjęcia: ArniEin/wikipedia.org, Gerdus Bronn).

Co ciekawe, w XX wieku iolit trafił do lotnictwa jako filtr polaryzacyjny w urządzeniu służącym do określania położenia Słońca po zachodzie słońca.


Faktem jest, że nawet o zmierzchu blask nieba jest spolaryzowany, dlatego też dokładny kierunek do ukrytej gwiazdy można łatwo określić, jeśli ma się wizję „Polaroid”. Technika ta zadziała nawet wtedy, gdy Słońce opadło już siedem stopni poniżej horyzontu, czyli dziesiątki minut po zachodzie słońca. Swoją drogą pszczoły doskonale zdają sobie z tego sprawę, ale wrócimy do nich później.


Ogólnie rzecz biorąc, zasada działania kompasu Wikingów była jasna przez długi czas, jednak głównym pytaniem była eksperymentalna weryfikacja pomysłu. Badacz Gábor Horváth z Uniwersytetu Otvos w Budapeszcie poświęcił ostatnie kilka lat na eksperymenty i obliczenia w tym kierunku.


W szczególności wraz z kolegami z Hiszpanii, Szwecji, Niemiec, Finlandii i Szwajcarii badał wzorce polaryzacji światła pod zachmurzonym niebem (a także we mgle) w Tunezji, na Węgrzech, w Finlandii i na kole podbiegunowym.


Gabor Horvath w Arktyce w 2005 roku (zdjęcie z elte.hu).

„Pomiary przeprowadzono przy użyciu precyzyjnych polarymetrów” – podaje New Scientist. Teraz Horvath i jego towarzysze podsumowali wyniki eksperymentów.


W skrócie: pierwotny (z tzw. rozproszenia pierwszego rzędu) wzór polaryzacji na niebie jest nadal wykrywalny nawet pod chmurami, choć jest już bardzo słaby, a same chmury (lub zamglona zasłona) wprowadzają „szum” do wnętrza To.


W obu sytuacjach zgodność układu polaryzacji z idealnym (wg modelu Rayleigha) była tym lepsza, im cieńsza była osłona chmur lub mgły i im więcej było w niej przebić, które dostarczały choć ułamek bezpośredniego światła słonecznego.

Niebo Arktyki (od lewej do prawej) jest zamglone, czyste i pochmurne. Od góry do dołu: kolorowy obraz „kopuły”, różnice w stopniu polaryzacji liniowej na całym niebie (im ciemniej, tym bardziej), zmierzony kąt polaryzacji i teoretyczny kąt względem południka. Ostatnie dwa wiersze wykazują dobrą zgodność (ilustracja: Gábor Horváth i in./Philosophical Transactions of the Royal Society B).


Gabor i jego koledzy symulowali także nawigację w warunkach całkowicie zachmurzonego nieba. Okazało się, że w tym przypadku „odcisk” polaryzacji zostaje zachowany i teoretycznie można z niego obliczyć położenie Słońca. Ale stopień polaryzacji światła był bardzo niski.


W praktyce oznacza to, że uzbrojeni nie w polarymetry, a w kamienie słoneczne, Wikingowie patrząc przez kryształ z trudem dostrzegali subtelne wahania jasności nieba. Nawigacja pod ciągłym zachmurzeniem, nawet jeśli była możliwa, okazała się niedokładna – podsumowali naukowcy.


Jednakże dochodzenie podjęte przez Horvatha wykazało, że legendy o kamieniu słonecznym i wyjaśnienia Thorkilda na temat jego działania są całkiem prawdopodobne i mają podstawy naukowe.


Naukowcy odkryli, że zarówno przy czystym niebie (kolumny po lewej), jak i przy zachmurzonym niebie (po prawej) odsetek całkowitego obszaru nieba, w którym polaryzacja pokrywa się z polaryzacją Rayleigha (zacieniowaną na szaro), zmniejsza się wraz ze wzrostem Słońce wschodzi (czarna kropka) nad horyzontem (kąt elewacji podany w nawiasach). Do strzelaniny doszło w Tunezji.


To swoją drogą oznacza, że ​​„polaryzacyjna” metoda nawigacji jest korzystniejsza na dużych szerokościach geograficznych, gdzie Wikingowie doskonalili swoje umiejętności (ilustracje: Gábor Horváth i in. / Philosophical Transactions of the Royal Society B).


Nawiasem mówiąc, o legendach. Horvath przytacza wzmiankę o „nawigacji polaryzacyjnej” w skandynawskiej sadze: „Pogoda była pochmurna i padał śnieg. Król Święty Olaf wysłał kogoś, żeby się rozejrzał, ale na niebie nie było czystego miejsca. Następnie poprosił Sigurda, aby powiedział mu, gdzie jest Słońce.


Sigurd wziął kamień słońca, spojrzał w niebo i zobaczył, skąd pochodzi światło. W ten sposób poznał położenie niewidzialnego Słońca. Okazało się, że Sigurd miał rację.”


Współcześni naukowcy opisują zasadę nawigacji za pomocą światła spolaryzowanego znacznie dokładniej niż starożytni gawędziarze. Po pierwsze, kryształ dwójłomny (ten sam kamień słoneczny) musiał zostać „skalibrowany”. Patrząc przez niego na niebo przy dobrej pogodzie, z dala od gwiazdy, Wiking musiał obrócić kamień, aby uzyskać największą jasność. Następnie należało wydrapać na kamieniu kierunek do Słońca.


Następnym razem, gdy tylko w chmurach pojawiła się choćby niewielka szczelina, nawigator mógł wycelować w nią kamień i obrócić go do maksymalnej jasności nieba. Linia na kamieniu wskazywałaby na Słońce. Mówiliśmy już o wyznaczaniu współrzędnych gwiazdy dziennej bez świetlika.


Archeolodzy co jakiś czas odnajdują zatopione statki Wikingów, miłośnicy nowoczesności budują ich kopie (poniższy film przedstawia jedną z takich replik – statek Gaia), ale wciąż nie wszystkie tajemnice wprawnych żeglarzy przeszłości zostały odsłonięte (ilustracje z strony marineinsight.com, waterwaysnews.com, reefsafari.com.fj)


Cóż, łatwiej było ustalić kierunek na północ geograficzną na podstawie położenia Słońca. W tym celu Wikingowie posiadali specjalnie oznaczony zegar słoneczny, na którym w rzeźbach ukazano skrajne trajektorie cienia gnomona (od świtu do zachodu słońca w czasie równonocy i przesilenia letniego).


Jeśli na niebie znajdowało się Słońce, zegar można było ustawić w określony sposób (tak, aby cień padał na żądany pasek), a kierunki kardynalne można było wyznaczyć za pomocą znaków na tarczy.

Dokładność danych kompasu była świetna, ale z pewną poprawką: północ pokazywała całkowicie poprawnie dopiero od maja do sierpnia (właśnie w sezonie żeglarskim Wikingów) i tylko na 61 stopniach szerokości geograficznej – dokładnie tam, gdzie Wikingowie najczęściej przebywają. trasa przez Atlantyk – pomiędzy Skandynawią a Grenlandią (ilustracje: Gábor Horváth i in. / Philosophical Transactions of the Royal Society B).



Przeciwnicy teorii „nawigacji polarymetrycznej” często twierdzą, że nawet przy pochmurnej i mglistej pogodzie z reguły położenie Słońca można ocenić naocznie - na podstawie ogólnego obrazu oświetlenia, promieni przebijających się przez nierówności zasłony, odbić na chmurach. I dlatego podobno Wikingowie nie musieli wymyślać skomplikowanej metody z kamieniem słonecznym.


Gabor postanowił sprawdzić i to założenie. Wykonał wiele pełnych panoram dziennego nieba o różnym stopniu zachmurzenia, a także wieczornego nieba o zmierzchu (w pobliżu horyzontu morskiego) w kilku miejscach na świecie. Zdjęcia te zostały następnie pokazane grupie ochotników na monitorze w ciemnym pokoju. Za pomocą myszki poproszono ich o wskazanie położenia Słońca.


Jedna z ramek wykorzystanych w teście nawigacji wzrokowej. Próby badanych są pokazane jako małe białe kropki; duża czarna kropka z białą krawędzią oznacza według obserwatorów „przeciętną” pozycję oprawy (ilustracja: Gábor Horváth i in. / Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Porównując wybór obiektów z rzeczywistą lokalizacją gwiazdy, naukowcy odkryli, że wraz ze wzrostem gęstości chmur średnia rozbieżność między pozorną a rzeczywistą pozycją Słońca wzrosła zauważalnie, więc Wikingowie mogli potrzebować dodatkowej technologii do orientacji na gwiazdę. kierunki kardynalne.


I do tego argumentu warto dodać jeszcze jeden. Wiele owadów jest wrażliwych na światło spolaryzowane liniowo i wykorzystuje je do nawigacji (a niektóre skorupiaki rozpoznają nawet światło spolaryzowane kołowo). Jest mało prawdopodobne, aby ewolucja wynalazła taki mechanizm, gdyby pozycję Słońca na niebie można było zawsze zobaczyć zwykłym wzrokiem.


Biolodzy wiedzą, że pszczoły za pomocą światła spolaryzowanego orientują się w przestrzeni - patrzą na szczeliny w chmurach. Nawiasem mówiąc, Horvath również przypomina ten przykład, gdy mówi o przesłankach niezwykłej nawigacji Wikingów.


Istnieje nawet gatunek pszczół ( Magalopta genalis z rodziny haliktydów), których przedstawiciele przylatują do pracy nawet na godzinę przed wschodem słońca (i przed nim udaje im się wrócić do domu), a następnie po zachodzie słońca. Pszczoły te poruszają się w półmroku według wzoru polaryzacji na niebie. Tworzy go Słońce, które właśnie wschodzi lub niedawno zaszło.

Eksperymentatorzy wyjaśnili teoretycznie i zademonstrowali eksperymentalnie, w jaki sposób starożytni żeglarze używali pewnego minerału do nawigacji w pochmurną pogodę.

Grupa badaczy z Francji, USA i Kanady przeprowadziła serię eksperymentów, z których wynika, że ​​legendarnym kamieniem słonecznym Wikingów był islandzki drzewiec – kryształ polaryzujący światło, posiadający dwójłomność.

Sam pomysł nie jest nowy, ale badacze starali się zapewnić jak najpełniejszą podstawę naukową dla tego założenia.

Ze starożytnych źródeł wiadomo, że Skandynawowie potrafili określić swoje położenie w morzu nawet w tych momentach, gdy niebo było zakryte chmurami i trudno było naocznie określić położenie słońca. Kompas magnetyczny był nieznany żeglarzom tamtej epoki. Wreszcie, z oczywistych powodów, Wikingom trudno było liczyć na gwiazdy w miesiącach letnich i na dużych szerokościach geograficznych (w pobliżu koła podbiegunowego).

Na początku 2011 roku kolejna grupa specjalistów przeprowadziła szeroko zakrojone badania teoretyczne i praktyczne, które wykazały, że cały szereg minerałów, ze względu na swoje właściwości polaryzujące, może pełnić rolę kamienia słonecznego, który pomógł Wikingom w latach 80. XX wieku.

Aby określić kierunki kardynalne, co sprawdzało się nawet wtedy, gdy słońce znajdowało się na horyzoncie lub nawet tuż pod nim, Wikingowie potrzebowali kamienia słonecznego z wcześniej naniesionymi znakami na górnej i dolnej krawędzi kryształu, który musiał być umieszczony w w określony sposób (ilustracje z dmeijers.home.xs4all.nl, nasa.gov).

Obserwując niebo przez taki minerał, obracając go, żeglarze śledzili wahania jasności promieni. Wahania te spowodowane są faktem, że światło słoneczne, nawet przefiltrowane przez mgłę i chmury, utrzymuje na niebie specyficzny wzór polaryzacji, na który reaguje kryształ Polaroidu.

(Rozmawiamy o historii kamienia słonecznego, współczesnych eksperymentach z nim i praktyce Wikingów.)

Kamień słoneczny nazywany jest także jedną z odmian plagioklazu – krzemianu sodowo-wapniowo-glinowego (z domieszkami lub bez), czasami stosowanego w biżuterii. Jednak pomimo „legendarnej” nazwy minerał ten nie ma prawie nic wspólnego z nawigacją Wikingów. To, co tu widzimy, jest raczej wynikiem przypadku, który wprowadza jedynie dodatkowe zamieszanie (zdjęcia z wikipedia.org).

W pracy tej naukowcy udowodnili, że zasada orientacji przez światło spolaryzowane w zasadzie działa, choć jej niezawodność i dokładność nie są zbyt duże.

Teraz, jak donosi BBC News, eksperymentatorzy odkryli, że drzewce islandzkie nie tylko świetnie sprawdza się w roli kamienia słonecznego, ale także pozwala na nawigację w przestrzeni kosmicznej z dużą dokładnością.

Naukowcy odkryli, że wyrównując natężenie tzw. wiązek zwyczajnych i nadzwyczajnych przechodzących przez kryształ, można określić kierunek do słońca z kilkustopniowym błędem.

Naukowcy odkryli, że mistyczny Kamień Słoneczny (Solstenen) ze starożytnych legend może służyć do nawigacji morskiej.

Kiedy pod koniec X wieku Wikingowie pływali langskipami na Grenlandię, nie mieli kompasu. W Europie pojawił się dopiero pod koniec XVI wieku. Ale jak przepłynęli 1600 mil morskich, nie zbaczając z kursu przez trzy lub więcej tygodni? W tym samym czasie musieli dotrzeć do pewnego punktu na wyspie.

Archeolog Gabor Horvath wyjaśnia: „ Legendy Wikingów (sagi) opowiadają o tajemniczym instrumencie - Kamieniu Słońca, - za pomocą którego mogli określić położenie Słońca, niewidocznego przy pochmurnej lub mglistej pogodzie.

Na przykład w Sadze o królu Olafie (panującym w Norwegii w latach 955–1030) pojawia się mistyczna opowieść o tym, jak spędza noc w dziwnym obracającym się domu, gdzie widzi dziwny sen o Kamieniu Słońca: „Król stworzył ludzi spójrz - i nigdzie nie było widać czystego nieba. Następnie poprosił Sigurdura, aby powiedział mu, gdzie było wówczas słońce. Dał jasny kierunek. Następnie król nakazał przynieść kamień słoneczny, podniósł go i zobaczył, skąd promieniuje światło, i w ten sposób sprawdził przepowiednię Sigurdura.

Opis przypomina bajkę, ale w 1948 roku odnaleziono prawdziwą kopię dysku Uunartaka. Według legendy w połączeniu z pewnym Kamieniem Słonecznym (Solstenen) służył jako główne urządzenie nawigacyjne.

Naukowcy, analizując zachowane teksty legend i znajdując artefakty, zdali sobie sprawę, że był to specjalny zegar słoneczny ze znakami wskazującymi kierunki kardynalne i rzeźbami odpowiadającymi zmianom cienia gnomona zegara słonecznego. To z kolei zależy od równonocy i przesilenia wiosną i latem. Biorąc pod uwagę właściwy czas i miejsce, to znaczy na północnej szerokości geograficznej około 61° od maja do września, błąd wyniósł tylko cztery stopnie. Wiadomo, że Wikingowie udali się na Grenlandię latem.

Zdjęcie: Dysk Uunartok /© pinterest.com

Do obsługi dysku Uunartaka potrzebny był Kamień Słońca. Archeolog T. Ramskou z Danii zasugerował już w 1969 roku, że jest to rodzaj naturalnego kryształu, który polaryzuje przechodzące przez niego światło.

Pamiętajmy, że światło przechodzące przez taki kryształ rozszczepia się na dwie wiązki o różnej polaryzacji. W związku z tym jasność widzialnych obrazów zależy od polaryzacji źródła światła i różni się od siebie. Wikingowie zrozumieli ten wzór i płynnie zmieniali położenie kryształu, aż oba widoczne obrazy uzyskały tę samą jasność. Ta metoda jest skuteczna nawet podczas mglistej pogody.

Turmalin, iolit i drzewce islandzkie teoretycznie nadawały się do roli Solstenena. Jak sugerują naukowcy, preferowano to drugie. Wyniki badania opublikowano w 2011 roku.

Zdjęcie: Islandzki kryształ drzewcowy / © ArniEin, Wikimedia Commons

Opisane powyżej pomysły były jednak jedynie spekulacjami. Odległość jest bardzo duża - czy przy użyciu takich urządzeń można było dostać się na Grenlandię?

Nowe badania pokazują, że to prawda. G. Horvath wykorzystał komputerowy model podróży morskiej z portu w Bergen (Norwegia) do wioski Hvarf na południowym wybrzeżu Grenlandii. Wirtualne statki rozpoczynały podróż podczas równonocy wiosennej lub przesilenia letniego. Pokrycie chmur zostało wybrane losowo.

Następnie program symulował wykorzystanie kryształów kalcytu, kordierytu, turmalinu i akwamarynu, biorąc pod uwagę rzeczywiste parametry tych minerałów, z ustaloną częstotliwością. Rejs uznawano za udany, jeśli statek dopłynął dostatecznie blisko gór wybrzeża Grenlandii w wybrane miejsce.

Program sprawdzał kierunek co trzy godziny i 92% statków zakończyło swoją misję. To prawda, że ​​​​jeśli kierunek był sprawdzany co cztery godziny, skuteczność nawigacji gwałtownie spadła: mniej niż dwie trzecie statków dotarło do miejsca przybycia. G. Horvath, komentując wyniki, wyjaśnia:

„Nie wiadomo, czy Wikingowie rzeczywiście stosowali tę metodę. Jeśli jednak to prawda, oznacza to, że były one zorientowane dokładnie.”

Prawdopodobnie pamiętasz, jak rozmawialiśmy o tym, kim byli Wikingowie – fakty i nieporozumienia. Tutaj, w sagach o norweskich Wikingach, pojawiają się odniesienia do tajemniczego i magicznego „Kamienia Słońca”, za pomocą którego żeglarze mogli określić położenie słońca. W opowieściach o św. Olafie, królu Wikingów, obok innych magicznych przedmiotów wspominane są także pewne tajemnicze kryształy, dlatego przez długi czas możliwość istnienia tych kamieni stała pod znakiem zapytania.

Odważni żeglarze Wikingów nie znali kompasu magnetycznego (który zresztą jest bezużyteczny w regionach polarnych), ale jednocześnie mieli doskonałą nawigację w morzu, płynąc do Grenlandii i Ameryki Północnej. Jedna ze starożytnych islandzkich sag (koniec IX - początek X w.) opisuje epizod żeglugi Wikingów w pochmurną pogodę, kiedy nie można było nawigować według Słońca: „Pogoda była pochmurna i burzliwa... Król rozejrzał się i nie znalazłem ani kawałka błękitnego nieba. Następnie wziął kamień słoneczny, podniósł go do oczu i zobaczył, dokąd słońce wysyła swój promień przez kamień.

Już w 1967 roku duński archeolog Thorkild Ramskou przedstawił wyjaśnienie tych legend. Zasugerował, że starożytne teksty mówiły o przezroczystych minerałach, które polaryzują przechodzące przez nie światło.

Rzeczywiście, filtr polaryzacyjny skierowany na zachmurzone niebo pozwala określić, gdzie na niebie polaryzacja światła jest maksymalna, a gdzie minimalna, i stąd zrozumieć, gdzie jest Słońce. Samo światło słoneczne nie jest spolaryzowane, ale chmury je polaryzują. Ta metoda nawigacji została odkryta dopiero w XX wieku i była stosowana w lotnictwie polarnym aż do wynalezienia kompasu radiowego i nawigacji satelitarnej, ale Wikingowie mogli ją znać tysiące lat temu. Nawiasem mówiąc, pszczoły używają go w pochmurne dni, ponieważ ich oczy dostrzegają światło spolaryzowane.

W latach 1969 i 1982 opublikowano książki Ramskowa na temat kamienia słonecznego i nawigacji słonecznej Wikingów (ilustracje ze strony nordskip.com).

Ponieważ światło z nieba jest również spolaryzowane zgodnie z modelem nieba Rayleigha, żeglarze mogli patrzeć przez kamień, powoli obracając go w różnych kierunkach.

Zbieżność i brak zbieżności płaszczyzn polaryzacji światła rozproszonego przez atmosferę i kryształ wyrażałaby się w postaci ciemnienia i rozjaśniania nieba w miarę obracania się kamienia i obserwatora. Seria takich sekwencyjnych „pomiarów” pomogłaby ustalić z przyzwoitą dokładnością, gdzie znajduje się Słońce.

Eksperci wysunęli kilku kandydatów na rolę kamienia słonecznego – drzewiec islandzki (przezroczysta wersja kalcytu), a także turmalin i iolit. Trudno dokładnie powiedzieć, jakiego minerału używali Wikingowie; wszystkie te kamienie były dla nich dostępne.

Islandzki drzewce (po lewej) i iolit (po prawej, sfotografowane z obu stron w celu ukazania silnego pleochroizmu) mają odpowiednie właściwości, aby spróbować nawigować po ukrytym Słońcu.To prawda, że ​​nikt jeszcze nie przeprowadził przekonującego eksperymentu z samymi kamieniami w rozległym morzu, aby ostatecznie potwierdzić piękną wersję przebiegłej nawigacji starożytnych Skandynawów (zdjęcia: ArniEin/wikipedia.org, Gerdus Bronn).

Co ciekawe, w XX wieku iolit trafił do lotnictwa jako filtr polaryzacyjny w urządzeniu służącym do określania położenia Słońca po zachodzie słońca.

Faktem jest, że nawet o zmierzchu blask nieba jest spolaryzowany, dlatego też dokładny kierunek do ukrytej gwiazdy można łatwo określić, jeśli ma się wizję „Polaroid”. Technika ta zadziała nawet wtedy, gdy Słońce opadło już siedem stopni poniżej horyzontu, czyli dziesiątki minut po zachodzie słońca. Swoją drogą pszczoły doskonale zdają sobie z tego sprawę, ale wrócimy do nich później.

Ogólnie rzecz biorąc, zasada działania kompasu Wikingów była jasna przez długi czas, jednak głównym pytaniem była eksperymentalna weryfikacja pomysłu. Badacz Gábor Horváth z Uniwersytetu Otvos w Budapeszcie poświęcił ostatnie kilka lat na eksperymenty i obliczenia w tym kierunku.

W szczególności wraz z kolegami z Hiszpanii, Szwecji, Niemiec, Finlandii i Szwajcarii badał wzorce polaryzacji światła pod zachmurzonym niebem (a także we mgle) w Tunezji, na Węgrzech, w Finlandii i na kole podbiegunowym.


Gabor Horvath w Arktyce w 2005 roku (zdjęcie z elte.hu).

„Pomiary przeprowadzono przy użyciu precyzyjnych polarymetrów” – podaje New Scientist. Teraz Horvath i jego towarzysze podsumowali wyniki eksperymentów.

W skrócie: pierwotny (z tzw. rozproszenia pierwszego rzędu) wzór polaryzacji na niebie jest nadal wykrywalny nawet pod chmurami, choć jest już bardzo słaby, a same chmury (lub zamglona zasłona) wprowadzają „szum” do wnętrza To.

W obu sytuacjach zgodność układu polaryzacji z idealnym (wg modelu Rayleigha) była tym lepsza, im cieńsza była osłona chmur lub mgły i im więcej było w niej przebić, które dostarczały choć ułamek bezpośredniego światła słonecznego.



Niebo Arktyki (od lewej do prawej) jest zamglone, czyste i pochmurne. Od góry do dołu: kolorowy obraz „kopuły”, różnice w stopniu polaryzacji liniowej na całym niebie (im ciemniej, tym bardziej), zmierzony kąt polaryzacji i teoretyczny kąt względem południka. Ostatnie dwa wiersze wykazują dobrą zgodność (ilustracja: Gábor Horváth i in./Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Gabor i jego koledzy symulowali także nawigację w warunkach całkowicie zachmurzonego nieba. Okazało się, że w tym przypadku „odcisk” polaryzacji zostaje zachowany i teoretycznie można z niego obliczyć położenie Słońca. Ale stopień polaryzacji światła był bardzo niski.

W praktyce oznacza to, że uzbrojeni nie w polarymetry, a w kamienie słoneczne, Wikingowie patrząc przez kryształ z trudem dostrzegali subtelne wahania jasności nieba. Nawigacja pod ciągłym zachmurzeniem, nawet jeśli była możliwa, okazała się niedokładna – podsumowali naukowcy.

Jednakże dochodzenie podjęte przez Horvatha wykazało, że legendy o kamieniu słonecznym i wyjaśnienia Thorkilda na temat jego działania są całkiem prawdopodobne i mają podstawy naukowe.



Naukowcy odkryli, że zarówno przy czystym niebie (kolumny po lewej), jak i przy zachmurzonym niebie (po prawej) odsetek całkowitego obszaru nieba, w którym polaryzacja pokrywa się z polaryzacją Rayleigha (zacieniowaną na szaro), zmniejsza się wraz ze wzrostem Słońce wschodzi (czarna kropka) nad horyzontem (kąt elewacji podany w nawiasach). Do strzelaniny doszło w Tunezji.

To swoją drogą oznacza, że ​​„polaryzacyjna” metoda nawigacji jest korzystniejsza na dużych szerokościach geograficznych, gdzie Wikingowie doskonalili swoje umiejętności (ilustracje: Gábor Horváth i in. / Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Nawiasem mówiąc, o legendach. Horvath przytacza wzmiankę o „nawigacji polaryzacyjnej” w skandynawskiej sadze: „Pogoda była pochmurna i padał śnieg. Król Święty Olaf wysłał kogoś, żeby się rozejrzał, ale na niebie nie było czystego miejsca. Następnie poprosił Sigurda, aby powiedział mu, gdzie jest Słońce.

Sigurd wziął kamień słońca, spojrzał w niebo i zobaczył, skąd pochodzi światło. W ten sposób poznał położenie niewidzialnego Słońca. Okazało się, że Sigurd miał rację.”

Współcześni naukowcy opisują zasadę nawigacji za pomocą światła spolaryzowanego znacznie dokładniej niż starożytni gawędziarze. Po pierwsze, kryształ dwójłomny (ten sam kamień słoneczny) musiał zostać „skalibrowany”. Patrząc przez niego na niebo przy dobrej pogodzie, z dala od gwiazdy, Wiking musiał obrócić kamień, aby uzyskać największą jasność. Następnie należało wydrapać na kamieniu kierunek do Słońca.

Następnym razem, gdy tylko w chmurach pojawiła się choćby niewielka szczelina, nawigator mógł wycelować w nią kamień i obrócić go do maksymalnej jasności nieba. Linia na kamieniu wskazywałaby na Słońce. Mówiliśmy już o wyznaczaniu współrzędnych gwiazdy dziennej bez świetlika.



Archeolodzy co jakiś czas odnajdują zatopione statki Wikingów, miłośnicy nowoczesności budują ich kopie (poniższy film przedstawia jedną z takich replik – statek Gaia), ale wciąż nie wszystkie tajemnice wprawnych żeglarzy przeszłości zostały odsłonięte (ilustracje z strony marineinsight.com, waterwaysnews.com, reefsafari.com.fj)


Cóż, łatwiej było ustalić kierunek na północ geograficzną na podstawie położenia Słońca. W tym celu Wikingowie posiadali specjalnie oznaczony zegar słoneczny, na którym w rzeźbach ukazano skrajne trajektorie cienia gnomona (od świtu do zachodu słońca w czasie równonocy i przesilenia letniego).

Jeśli na niebie znajdowało się Słońce, zegar można było ustawić w określony sposób (tak, aby cień padał na żądany pasek), a kierunki kardynalne można było wyznaczyć za pomocą znaków na tarczy.

Dokładność danych kompasu była świetna, ale z pewną poprawką: północ pokazywała całkowicie poprawnie dopiero od maja do sierpnia (właśnie w sezonie żeglarskim Wikingów) i tylko na 61 stopniach szerokości geograficznej – dokładnie tam, gdzie Wikingowie najczęściej przebywają. trasa przez Atlantyk – pomiędzy Skandynawią a Grenlandią (ilustracje: Gábor Horváth i in. / Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Przeciwnicy teorii „nawigacji polarymetrycznej” często twierdzą, że nawet przy pochmurnej i mglistej pogodzie z reguły położenie Słońca można ocenić naocznie - na podstawie ogólnego obrazu oświetlenia, promieni przebijających się przez nierówności zasłony, odbić na chmurach. I dlatego podobno Wikingowie nie musieli wymyślać skomplikowanej metody z kamieniem słonecznym.

Gabor postanowił sprawdzić i to założenie. Wykonał wiele pełnych panoram dziennego nieba o różnym stopniu zachmurzenia, a także wieczornego nieba o zmierzchu (w pobliżu horyzontu morskiego) w kilku miejscach na świecie. Zdjęcia te zostały następnie pokazane grupie ochotników na monitorze w ciemnym pokoju. Za pomocą myszki poproszono ich o wskazanie położenia Słońca.

Jedna z ramek wykorzystanych w teście nawigacji wzrokowej. Próby badanych są pokazane jako małe białe kropki; duża czarna kropka z białą krawędzią oznacza według obserwatorów „przeciętną” pozycję oprawy (ilustracja: Gábor Horváth i in. / Philosophical Transactions of the Royal Society B).


Porównując wybór obiektów z rzeczywistą lokalizacją gwiazdy, naukowcy odkryli, że wraz ze wzrostem gęstości chmur średnia rozbieżność między pozorną a rzeczywistą pozycją Słońca wzrosła zauważalnie, więc Wikingowie mogli potrzebować dodatkowej technologii do orientacji na gwiazdę. kierunki kardynalne.

I do tego argumentu warto dodać jeszcze jeden. Wiele owadów jest wrażliwych na światło spolaryzowane liniowo i wykorzystuje je do nawigacji (a niektóre skorupiaki rozpoznają nawet światło spolaryzowane kołowo). Jest mało prawdopodobne, aby ewolucja wynalazła taki mechanizm, gdyby pozycję Słońca na niebie można było zawsze zobaczyć zwykłym wzrokiem.

Biolodzy wiedzą, że pszczoły za pomocą światła spolaryzowanego orientują się w przestrzeni - patrzą na szczeliny w chmurach. Nawiasem mówiąc, Horvath również przypomina ten przykład, gdy mówi o przesłankach niezwykłej nawigacji Wikingów.

Istnieje nawet gatunek pszczół ( Magalopta genalis z rodziny haliktydów), których przedstawiciele przylatują do pracy nawet na godzinę przed wschodem słońca (i przed nim udaje im się wrócić do domu), a następnie po zachodzie słońca. Pszczoły te poruszają się w półmroku według wzoru polaryzacji na niebie. Tworzy go Słońce, które właśnie wschodzi lub niedawno zaszło.

Fragment starożytnej sagi „O świętym Olafie” brzmi: „Pogoda była pochmurna i padał śnieg. Król Święty Olaf wysłał kogoś, żeby się rozejrzał, ale na niebie nie było czystego miejsca. Następnie poprosił Sigurda, aby powiedział mu, gdzie jest Słońce. Sigurd wziął kamień słońca, spojrzał w niebo i zobaczył, skąd pochodzi światło. W ten sposób poznał położenie niewidzialnego Słońca. Okazało się, że Sigurd miał rację.”

Starożytna wiedza sugerowała, że ​​Wikingowie używali specjalnych kryształów do orientacji w pochmurne dni. Chociaż w archeologii Wikingów nie odnaleziono żadnego z tak zwanych „kamień słonecznych”, kryształ znaleziony we wraku brytyjskiego statku może pomóc w udowodnieniu ich istnienia.

Wiking „kamień słoneczny”

Niegdyś przezroczysty, obecnie zniszczony przez piasek i pokryty osadami soli magnezu, kryształ odnaleziono wśród wraku Alderney, brytyjskiego statku z czasów królowej Elżbiety, który zatonął w pobliżu Wysp Normandzkich w 1592 roku. Kamień znaleziono w odległości mniejszej niż metr od kilku innych przyrządów nawigacyjnych, co sugeruje, że mógł być przechowywany razem z przyrządami nawigacyjnymi statku.

Analiza chemiczna wykazała, że ​​kamieniem jest islandzki drzewiec, czyli kryształ kalcytu, minerał, którego Wikingowie najwyraźniej używali jako „kamienia słonecznego” obchodzonego w XIII-wiecznej sadze o św. Olafie. Kryształy mineralne, takie jak kordieryt, kalcyt czy turmalin, działają jak filtry polaryzacyjne, zmieniając swoją jasność i kolor w zależności od kąta padania światła. Według biofizyka Gabora Horvátha „na podstawie tych zmian Wikingowie mogli określić kierunek spolaryzowanego blasku niebieskiego i na tej podstawie określić położenie słońca”.

Według Mike’a Harrisona, koordynatora Alderney Maritime Trust, „ze względu na romboedryczny kształt kryształów kalcytu załamują one światło w taki sposób, że widoczne stają się dwa obrazy. Oznacza to, że jeśli spojrzysz na czyjąś twarz przez kawałek kalcytu, zobaczysz dwie twarze. Ale jeśli kryształ zostanie umieszczony w jedynej prawidłowej pozycji, wówczas dwie ściany połączą się w jedną, a kryształ będzie wskazywał kierunek wschód-zachód.

Niebo Arktyki (od lewej do prawej) jest zamglone, czyste i pochmurne. Od góry do dołu: kolorowy obraz „kopuły”, różnice w stopniu polaryzacji liniowej na całym niebie (im ciemniej, tym bardziej), zmierzony kąt polaryzacji i teoretyczny kąt względem południka. Ostatnie dwa wiersze wykazują dobrą zgodność (ilustracja: Gábor Horváth i in./Philosophical Transactions of the Royal Society B)

Ta moc refrakcyjna jest utrzymywana nawet w warunkach słabego oświetlenia, takich jak mgliste lub pochmurne dni, a także o zmierzchu. W wyniku badań naukowcy udowodnili, że w ten sposób Wikingowie potrafili określić swoje położenie nawet po tym, jak słońce schowało się za horyzontem.

Teorię kamienia słonecznego po raz pierwszy zaproponował w 1966 roku duński archeolog Thorkild Ramsku. Jednak odniesienia do używania przez Wikingów „kamieni słonecznych” są nadal obecne w ich legendach zwanych sagami.

„Chociaż nie ma dowodów archeologicznych ani historycznych na poparcie tej teorii, jest ona tak piękna i wspaniała, że ​​z łatwością pobudza wyobraźnię zarówno zawodowych naukowców, jak i amatorów” – powiedział Horvath w wywiadzie dla zasobu internetowego LiveScience.

Europejscy żeglarze nie polegali wyłącznie na kompasach magnetycznych aż do końca XVI wieku, dlatego naukowcy uważają, że kryształ mógł być używany na pokładzie brytyjskiego statku do potwierdzania odczytów kompasu magnetycznego. Jak dotąd w wykopaliskach staronordyckich nie odnaleziono ani jednego kryształu. Naukowcy zauważają, że jest mało prawdopodobne, aby archeolodzy znaleźli w pochówkach nienaruszone kryształy, ponieważ Wikingowie często kremowali swoich zmarłych. Jednak niedawne wykopaliska w osadzie Wikingów odsłoniły światu pierwszy fragment kalcytu, częściowo potwierdzając przypuszczenia naukowców.

Naukowcy pod kierownictwem Guya Roparta z Uniwersytetu w Rennes we Francji zbudowali własny kompas słoneczny Wikingów z kryształu kalcytu. Na odblaskowej powierzchni wewnątrz widać dwie wiązki światła.

Podsumowując, pozostaje dodać, że według ostatnich badań, podobnie jak Wikingowie, ptaki i niektóre owady, takie jak motyle i pszczoły, również wydają się wykorzystywać do orientacji światło spolaryzowane, a także inne sygnały, takie jak pole magnetyczne planety.

  1. Sekret nawigacji Wikingów – magia czy fizyka? Sekret nawigacji Wikingów – magia czy fizyka? Sposób, w jaki starożytni mieszkańcy Skandynawii – Wikingowie – żeglowali po otwartym morzu, wysoko...