日時計｜エクイノクシャル式｜コンパス付き｜真鍮｜2010年

Sílvio Pereira

7 時間前

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シリーズ SOLARES

文：Sílvio Pereira

- ポケット型エクイノクシャル（または赤道式）日時計；

- 製作者：不明

- 素材：真鍮。

- 寸法：直径47.0 mm；厚さ19.7 mm

- 重量：101.26 g；

- 説明：2つの部分で構成されています。第1はノーモンと時刻表示を備えたコンパス、第2は世界時表示です。2つの部分を合わせると、日時計は閉じた状態になります。

- 使い方：日時計を水平な場所に置きます。コンパスを北に合わせます。ノーモンを、日時計に対して垂直になるまで開きます。ノーモンの先端（矢印のある部分）が日時計の時刻目盛に落とす影が、時刻を示します。

注 -この日時計が示すのは太陽時であり、実際の時刻とは異なる場合があります。日時計の裏面にある均時差表（最後の写真）には、太陽時と実際の時刻との差が分単位で示されています。文字「F」は時計を進めること、「S」は遅らせることを意味します。

エクイノクシャル（または赤道式）日時計とは何か、その仕組み

ラ・プンタ天文公園（アルゼンチン）のエクイノクシャル日時計

すべての日時計は、地球の自転を反映した見かけの日周運動における太陽の運行の規則性に基づいています。また、その年周期の規則性にも基づいています。

この種類の日時計（エクイノクシャル式）には、次のものがあります：

この指示針（ノーモン）は：

· 地軸と平行に置かれ；

· その土地の子午面内にあり；

· 設置場所の緯度に等しい角度を地平線となします。

影が投影される文字盤は：

· 平面で、指示針に対して垂直であり；

· したがって天の赤道と平行で、これがこの型式の日時計の名称の由来です。

子午面の方向を求める

ノーモンを据えるためにその土地の子午面の方向を定めるには、まず子午線、すなわちその土地の南北方向を求めます。

さらに子午線は、太陽がその土地の子午面を通過する瞬間にノーモンが落とす影とも一致します。

時刻線

文字盤の決定、すなわち時刻線の作図は、文字盤の極を中心とする円を描き、それを15°ずつの24の部分に分割して行います（360° = 24 x 15°）。その後、この分割に対応する24本の半径を引きます。

正午

引いたすべての半径のうち、その土地の子午線に対応する平面と文字盤の平面との交線に一致し、地平線の方へ向かう半径が、12時の半径です。

東と西（日の出と日の入り）

西側に引いた時刻線は、その土地の正午より前（つまり太陽がその日の最大高度に達する前）の時刻を示し、正午より後は東側に引いた線が時刻を示します。

6時と18時を定める線は、東西方向に対応します。

ジャイプル天文台（インド）

この天文台は、1901年に修復を行った Chandra Dhar Sharma Guleril のおかげで、良好な保存状態にあります。現在はラージャスターン州の考古学・博物館局が管理しています。その保存には、監督者1名と保守チームがあたっています。

この「肉眼天文台」は、マハラジャのジャイ・シング2世（1681-1743）が設計し、建設したものです。そこにはさまざまな複雑な儀器があり、そのうちの1つは未完成です。太陽光を必要とするものもあれば、月や星の光の反射で機能するものもあります。

ジャイプルの巨大な儀器群は、時刻の精密な測定、太陽の赤緯、方位角、日中の星座の位置、日食・月食やその他の天文現象を示します。雨や曇天のために日時計が使えないときは、時間を計るためにクレプシドラ（水時計）が用いられました。

ジャイプル天文台

ジャイ・シング2世が天文台を設計した際、その主な目的のひとつは、当時使われていた金属製の儀器よりも精密で恒久的な天文儀器を作ることでした。彼の解決策は、それらを大きく、非常に大きく作り、石と煉瓦積みで築くことでした。この単純ながら注目すべき決断が、天体の運行を測定するための大規模な構造物群を生み出し、それは今日でも比類のないものとなっています。いずれかの天文台を訪れた人が受ける数々の驚きのなかでも際立つのが儀器の規模であり、美的であると同時に数学的でもある空間に、文字どおり包み込まれ、圧倒されます。

ジャイプル天文施設の配置図

Samrat Yantra

このSamrat Yantra、別名Great Samratは、「至高の儀器」とも呼ばれ、きわめて巨大なエクイノクシャル日時計です。最も単純な儀器のひとつであり、数百年前に考案された日時計とさほど変わらないものの、Samrat Yantra が重要なのは、それまで達成されたことのない精度で時を計るからです。たとえばジャイプルの赤道式日時計、すなわち Samrat Yantra の時間目盛には、2秒までの細分目盛があります。

Samrat Yantra 内部の細部

すべての儀器の時間目盛は、もともと当時のインドの計量単位、すなわち古い単位であるghatikas、palas、vipalasを用いて作られていましたが、1901年の修復の際に時、分、秒に換算されました。

Samrat Yantra の2秒刻みの細分目盛

このSamrat Yantraの主要部分は、ノーモン、すなわち三角形の壁で、その斜辺が地軸と平行なものと、その両側にあって赤道面と平行な一対の四分円です。

晴れた日には、太陽が東から西へ移動するにつれて、ノーモンの影が四分円の目盛の上に落ち、地方時を示します。日時計はその設置場所だけの正確な時刻を示すため、標準時を得るには計算式を用い、儀器の設置場所とその時間帯との経度差、および地球が太陽の周りを公転することによって必要となる日々の補正を埋め合わせます。

Samrat Yantra 日時計を厚紙で組み立ててみませんか？

組み立て用の Samrat Yantra 模型

インドの各天文台には、時刻を精密に測定するために Samrat Yantra が建設されました：

· 最大のものはジャイプルにあり、ノーモンの高さは22.6メートルです。

· デリーの Samrat Yantra が2番目で、20.7メートルです。

· ウッジャインとワーラーナシーのノーモンの高さは、6.7メートルと6.8メートルです。

ジャイプルとデリーの儀器は2秒の精度で読み取ることができ、ウッジャインとワーラーナシーのものはそれぞれ20秒と15秒の精度です。

ジャイプルとデリーの儀器には、四分円を支える構造物のそれぞれに造り付けられたShasthamsa Yantrasが備わっていました。

天文台のウェブサイト www.jantarmantar.org では、これらの儀器がモデル化されています。また、建築を学ぶ複数の学生が、Virendra Sharma の実測値、GR Kaye と Andreas Volwahsen の図面、そしてここに掲載したパノラマ写真をもとに模型を制作しました。上の画像ギャラリーにある模型と図版は、Bei Xu（Cornell M.Arch 2017）が制作したものです。

型紙をダウンロードして、Samrat Yantraの模型を組み立ててみましょう。

· 切り抜き用の型紙：https://www.jantarmantar.org/resources/Projects/SY-Model/Samrat-Yantra-Model-Templates.pdf。

· 組み立て説明書：https://www.jantarmantar.org/resources/Projects/SY-Model/Instructions-SY-web.pdf。

時刻の読み取り精度を高める

最大級の日時計は、ノーモンの影を「読む」特別な方法によって、きわめて精密な時間計測が可能です。

Samrat Yantra の精度に対してよく挙げられる批判のひとつは、ノーモンの縁と四分円の目盛との距離のせいで、影が「柔らかい縁」になる、つまり少し広がった「ぼやけた」ものになるという点です。これは、四分円の表面には2秒間隔の時間を示す細かい目盛が刻まれているにもかかわらず、影の柔らかい縁がその目盛の6～7本分にまたがってしまい、影の中心は推定するしかないことを意味します。

解決策は、ぴんと張った紐のような細い物体を、影の縁と平行に、四分円の表面から約1 cm上に保持することです。その棒を影の中へ、また外へと動かし、表面上でその影が消える点を観察すれば、影の中心を正確に示す位置が得られます。

簡略版であるラ・プンタ天文公園のものでは、やや硬質の木材の柱はすべて一辺10 cmの角柱で、最も大きい柱の高さは2.40メートル、最も小さい柱は90 cm、直角に配した両側の2本の柱は高さ1.70メートルです。

技術的な定義

エクイノクシャル日時計

エクイノクシャル日時計：文字盤が赤道面と平行で、極を指すノーモンがそれに垂直であることを特徴とします。

赤道式日時計：エクイノクシャル日時計の別の（歴史的な）名称。

赤道面：赤道によって定められる、地球を通る平面です。

エクイノクシャル日時計は、あらゆる日時計のなかで最も単純なものです。数学的な計算なしで作ることができ、どの緯度でも使用できます。また、作図の技法を用いれば、他の大半の型式の日時計の時刻線を決定するのにも利用できます。

この日時計には、ノーモンの周りに15°間隔で等しく配置された時刻線があります。下の図はエクイノクシャル日時計の型紙の一例で、5分、10分、15分、30分、60分の間隔を示しています。

エクイノクシャル日時計の文字盤

エクイノクシャル日時計をどの緯度で使う場合も、利用者はノーモンが天の極を指すようにするだけで構いません。そのためには、文字盤の板が水平面となす角度を余緯度（90° - 緯度）に等しくする必要があります。下の

図は、エクイノクシャル日時計をどのように設置すべきかを示しています。

エクイノクシャル日時計の正しい設置位置

文字盤の板は赤道と平行であるため、太陽が文字盤より上にある時期と、下にある時期とがあります。秋分から春分までは、太陽光は文字盤の板の下面に当たります。この期間に日時計を使うには、上の図に示すように、ノーモンが文字盤の板の下側に突き出ていなければなりません。時刻線は文字盤の板の両面に記す必要があります。板の上面の数字は時計回りに、下面の数字は反時計回りに並びます。この日時計は、日の出から日の入りまでを示します。

下の図は、北半球におけるエクイノクシャル日時計の文字盤の板の上面と下面を示しています。上面の文字盤は春分から秋分までのあいだ光が当たるため、時刻を示します。下面の文字盤は秋分から春分までのあいだ光が当たるため、示す時間数が少なくなります。南半球では、時間数が逆になります。