天文专家能犯如此低级错误?

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长罗基古天文遗址陶寺古观象台日躔修正 |
2021年7月27日,长基罗天文古建遗址群在福州召开的第44届世界遗产大会上被批准作为文化遗产列入《世界遗产名录》。
长基罗天文古建群史前遗址(公元前250-200年)位于秘鲁中北部海岸的卡斯马山谷,由沙漠中的一系列建筑组成。这些建筑与自然环境相结合,共同组成一套历法仪器,利用太阳来界定全年的日期。它包括一座有3层围墙的“设防神庙”山顶建筑群,2座被称为天文台和管理中心的建筑群,13座沿山脊排列的立方体塔状建筑,以及与13座塔互为补充、用作自然标记的穆乔马洛山(Cerro Mucho Malo)。仪式中心很可能专用于太阳崇拜,在13座塔南北线两侧各有一处观察点,全年都可以观测日出和日落点。该遗产地展现了一项伟大的创新,即利用太阳周期和人造水平仪来标记至点、二分点和一年中的其他日期,精确度为1-2天。因此,它代表着卡斯马山谷(Casma Valley)天文学实践的长期历史演变的顶点。
据有关资料显示:
这些各种尺寸的塔楼高达6米/ 20英尺高,彼此相距约5米,墙壁上刻有令人印象深刻的装饰图案。通过将自己置于一个精确的点,235米的山脊,并观察塔的对齐的顶部旋转,观察者可以根据一年中的时间在不同的位置看到日出和日落。通过日出和日落测量,美洲最古老的太阳观测台可以设定精确的日期,误差为两到三天。考古学家指出它可能是在大约2300年前建造的。(百度《公元前6000年的史前文明,秘鲁境内巨大的太阳天文台,奇迹!》周末去哪儿玩儿)
根据上述塔楼彼此相距约5米、距离观测点235米计算,观测视角为1.219度;按照日出时太阳目视角直径 1.067度计算,长基罗天文古建群的观测基点应在距离塔楼268米的位置方可达到最佳精度;由于其观测视角为1.219度,所以,其会出现1至2天的观测误差(1.42天)。
就距今4300年的陶寺古观象台而言,从陶寺古观象台遗迹之外弧距离其观测基点的距离13.42米来看,其观测缝隙正好容下一个太阳(观测视角1.067度),可见其观测精度是相当高的,不会出现1天的误差;而陶寺中期古观象台弧形观测柱距离观测基点的距离11米,缝隙宽度24.5厘米,其观测视角为1.276度,该数值与长基罗的1.219度大致相同;显然在目视观测条件下,观测者能否把握好观测缝中线与太阳的关系位置对观测精度也是至关重要的。
此外,还有必要澄清一个问题:为何陶寺古观象台的东7缝(春秋分观测缝)的天文基准线不是修正山体仰角后应当采用的92度,而是94度? 从表象来看94度的准线导致了春分提前2天,秋分晚到2天,给人一种误解,好像观象台的初始设计不对,其实不然,这说明陶寺人已经掌握了从春分经夏至秋分的时长是187天,而从秋分经冬至到春分的时长是179天,上下半年的天数不对等(并不是各183天),并且知道 “期三百有六旬有六日,以闰月定四时,成岁”(《尧典》);如此,修正2度便解决了183天与179天相差4天的问题,精准的掌握上半年187天、下半年179天的纪日问题,4000多年前这可谓是非常了不起的精准历法。这个问题的实质是日躔问题,太阳周年视运动速率并不均匀,在冬至“快”、夏至“慢”;数年前专家通过理论计算曾提到过陶寺观象台基准线与日躔的问题。