Vikingarna:
Har vikingarna navigerat med polariserat ljus?
Alltid intresserat mig för vår egen nordiska historia har flera böcker om vikingar..
"Sunstone" kristaller kan ha bidragit sjöfolk för att hitta solen under molniga dagar.
Jo Marchant
Som högutbildade navigatorer, korsade vikingar tusentals kilometer av öppen sea.BRYNA pådrivare / United Artists / DEN Kobal COLLECTION
En Viking legend berättar om en glödande "solsten" som, när den hålls upp mot himlen visade Solens position även en mulen dag. Det låter som magi, men forskarna mäta egenskaperna hos ljus på himlen säga att polariserande kristaller - som fungerar på samma sätt som det mytiska Sunstone - kunde ha hjälpt gammal seglare att korsa norra Atlanten. En översyn av deras vittnesmål publiceras idag i Philosophical Transactions of the Royal Society B1.
Vikingarna var sjömän från Skandinavien som rest mycket och bosatte sig i delar av norra Europa, Brittiska öarna och i norra Atlanten från cirka 750 till 1050 e.Kr., skickliga navigatörer, kunna passera tusentals kilometer av öppet hav mellan Norge, Island och Grönland . Perpetual dagsljus under sommaren seglingssäsongen i norr skulle ha förhindrat dem från att använda stjärnorna som en av sina positioner, och den magnetiska kompassen hade ännu inte införts i Europa - i varje fall skulle det ha varit av begränsat värde så i närheten av Nordpolen.
Men Viking legender, bland annat en isländsk saga centrering på hjälten Sigurd, antyda att sjömännen hade en annan navigationshjälpmedel till sitt förfogande: en sólarsteinn, eller Sunstone.
Sagan beskriver hur, vid molnigt, snöigt väder, kung Olav hört Sigurd på var solen. För att kontrollera Sigurd svar, Olaf "tog en solsten, tittade mot himlen och såg varifrån ljuset kom, från vilken han gissade position osynliga Sun" 2. År 1967 föreslog Thorkild Ramskou, en dansk arkeolog, att denna sten kan ha varit ett polariserande kristall som isländska prick, en öppen form av kalcit, vilket är vanligt i Scandinavia2.
Ljus består av elektromagnetiska vågor som pendlar vinkelrätt mot ljusets resa. När svängningar pekar alla i samma riktning, är ljuset polariserat. Ett polariserande glas såsom kalcit tillåter bara ljus polariserat i vissa riktningar att passera genom det, och kan dyka ljusa eller mörka beroende på hur den är inriktad med hänsyn till ljuset.
Centrerat på ljuset
Scattering av luftmolekylerna i atmosfären orsakar solljus blir polariserad, med raden av polarisering som tangerar cirklarna centrerad på solen. Så Ramskou hävdade att genom att hålla en kristall som kalcit upp till himlen och vrida för att kontrollera riktningen på polariseringen av ljuset passerar genom det, kunde vikingarna ha dragit slutsatsen Solens position, även när det var dold bakom moln eller dimma, eller var precis under horisonten.
Historiker har diskuterat möjligheten sedan dess, med vissa hävdar att tekniken skulle ha varit meningslöst, eftersom det bara skulle fungera om kristall pekade på fläckar av klar himmel, och under sådana förhållanden skulle det vara möjligt att uppskatta Solens position med blotta ögat, till exempel från den ljusa slemhinnan i moln tops3.
Gábor Horváth, en optik forskare vid Eötvös University i Budapest, och Susanne Åkesson, en migrering ekolog vid Lunds universitet, har testat dessa antaganden sedan 2005. Den särskilda frågan om Philosophical Transactions of the Royal Society B där deras granskning framstår är dedikerade till att biologisk forskning på polariserad light1.
I en studie, tog forskarna fotografier av Halvklart eller skymning skyarna i norra Finland genom en 180 ° fisheye-objektiv, och bad försökspersoner att uppskatta position Sun4. Fel på upp till 99 ° ledde forskarna att dra slutsatsen att vikingarna inte kunde ha förlitat sig på blotta ögon gissningar av solens position.
För att kontrollera om sunstones skulle fungera bättre under 2005 De mätte polarisering mönster av hela himlen med en serie av väderförhållanden under en korsning av Norra ishavet på den svenska isbrytaren Oden5, 6.
Genom molnen
Forskarna blev förvånade över att i dimma eller helt mulet villkor mönstret av ljus polarisering var liknande den för klar himmel. Polariseringen var inte lika stark, men Åkesson tror att det fortfarande kunde ha gett Viking navigatorer med användbar information.
"Jag försökte en sådan kristall en regnig mulen dag i Sverige, säger hon. "Ljuset mönster varierade beroende på orienteringen av stenen."
Hon och Horváth planerar nu ytterligare experiment för att avgöra om volontärer exakt kan räkna ut solens position med hjälp av kristaller i olika väderförhållanden.
ANNONS
Sean McGrail, som studerade forntida sjöfart vid University of Oxford, Storbritannien, innan han avgick, säger att studierna är intressanta, men det finns inga faktiska bevis som tyder på att vikingarna faktiskt använde sådana kristaller. "Du kan visa hur de kunde användas, men det är inte bevis, säger han. "Folk var navigerar långt innan detta utan instrument."
Surviving skriftliga uppgifter visar att Viking och tidig medeltid sjömän korsat Nordatlanten med hjälp av solens position på klara dagar som guide, i kombination med de ståndpunkter av kustlinjer, flyg mönster av fåglar, stigar migration av valar och fjärran moln över öarna, säger Christian Keller, specialist i Nordatlanten arkeologi vid universitetet i Oslo. "Du behöver inte vara en trollkarl, säger han. "Men du behöver kombinera en massa olika sorters observationer."
Keller säger att han är "helt öppen" för tanken att vikingarna används också sunstones, men väntar på arkeologiska bevis. "Om vi hittar ett skeppsbrott med en kristall ombord, då skulle jag vara lycklig, säger han.
Referenser
Horváth, G. et al. Phil. Trans. R. Soc. B 366, 772-782 (2011).
Ramskou, T. Skalk 2, 16-17 (1967).
Roslund, C. & Beckman, C. Appl. Opt. 33, från 4.754 till 4.755 (1.994).
Barta, A., Horváth, G. & Meyer-Rochow, VBJ Opt. Soc. Am. A 22, 1023-1034 (2005).
Hegedüs, R., Åkesson, S., Wehner, R. & Horváth, G. Proc. R. Soc. En 463, 1081 till 1095 (2007).
Hegedüs, R., Åkesson, S. & Horvath, GJ Opt. Soc. Am. En 24, 2347-2356 (2007).