[논문 리뷰] Reconstruction of Ancient Egyptian Sundials

Larisa Vodolazhskaya|arXiv (Cornell University)|2014. 01. 01.

Ancient Egypt and Archaeology참고 문헌 7인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 25°44'N 위도에서 수평축을 향해 기울인 분침을 가진 수직 태양시계를 재구성하여 오후에 시간 눈금을 반시간씩 이동시킴으로써 시계 정확도를 향상시킨다. 이 모델은 벽화에서 발견된 왕실의 골짜기 석판을 수직 태양시계로 설명하며, 기울인 분침과 이음새가 있는 눈금이 있는 L자형 태양시계를 제안한다. 세트이의 무덤에 새겨진 길이(3, 6, 9, 12)를 계산된 세그먼트 비율과 비교하여 검증되었으며, 약 1° 오차(약 4분)를 기록하여 이전 모델보다 정확도가 뛰어나다.

ABSTRACT

The article presents the results of a study of the design features of vertical and L-shaped ancient Egyptian sundials, developed their models, on the basis of which the reconstruction of the sundial was carried out. An original scheme of a simple method for a fairly accurate time measurement with their help is also proposed. The model proposed by us, which describes a vertical sundial, is a vertical sundial with an inclined gnomon that takes into account the latitude of the area. The model proposed by us is characterized by marking the hour lines from 6 to 12 o'clock every hour. From 12:00 a shift is made in the marking of the hour lines for half an hour, and then the marking is repeated every hour. As a consequence of the reconstruction of the vertical sundial, we have developed and proposed a model that describes the design features and operation of two types of L-shaped sundial. They had to work in conjunction with an inclined gnomon, like a vertical sundial, or directly with a vertical sundial. In this case, the L-shaped sundial could complement the vertical sundial by providing the ability to read hour markers and interpret the readings of the vertical sundial, as there were no inscriptions on the vertical sundial. The article also provides a decoding of the inscription from the tomb of Seti I, which has long intrigued researchers. It is proved that the inscription contains the lengths of the intervals between adjacent marks of the L-shaped sundial of the second type, where the first interval corresponds not to one hour, but to half an hour.

연구 동기 및 목표

• 이전 모델보다 더 정확하게 고대 이집트 태양시계의 설계와 기능을 재구성하는 것, 특히 왕실의 골짜기에서 발견된 석판을 대상으로 한다.
• 세트이의 무덤에 새겨진 수치(3, 6, 9, 12)의 오랫동안 미해결된 수수께끼를 풒기 위해 이들을 L자형 태양시계의 상대적 세그먼트 길이와 연결한다.
• 계절적·위도적 변화를 고려하여 수직 및 L자형 태양시계를 함께 사용하는 실용적이고 독창적인 시간 측정 방법을 제안한다.
• 오후에 시간 눈금을 반시간 이동시킨 것이 전통적인 낮잠 문화를 반영하며 시간 측정 정확도를 향상시킨다는 것을 보여준다.

제안 방법

• 지구의 자전축을 향해 기울인 분침을 가진 수직 태양시계를 위한 수학적 모델을 개발하였으며, 이는 25°44'N 위도(왕실의 골짜기)에 맞추어 校정되었다.
• 12:30에서 15:30 사이의 시간 점에 대해 시간 각도(H_i)와 탄젠트 값(tan(H_i))을 계산하였으며, 공식 tan(H_i) = tan(φ) * sin(H_i)를 사용하였다. 여기서 φ는 위도이다.
• 시간 눈금이 정수 시간 뿐 아니라 반시간 간격으로도 표시되었으며, 각 간격의 중간점을 나타내는 점들이 존재한다고 제안하였다.
• 두 가지 유형의 L자형 태양시계를 모델링하였다: 하나는 표준 시간 간격으로 눈금이 찍힌 것이고, 다른 하나는 오후에 반시간 이동된 눈금이 찍힌 것이다. 각 눈금 사이의 세그먼트 길이(b_i)를 사용하였다.
• 식(4)를 사용하여 눈금 사이의 상대적 세그먼트 길이(b_i)를 계산하였으며, 이 값이 3배로 확대되었을 때 세트이의 무덤에 새겨진 수치 3, 6, 9, 12와 일치함을 보였다.
• 실제로 왕실의 골짜기 타일에 새겨진 눈금과 세트이의 무덤에 새겨진 수치를 계산된 눈금 위치와 비교하여 모델을 검증하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 왕실의 골짜기에서 발견된 석판의 눈금은 어떻게 정확하게 수직 태양시계로 재구성될 수 있는가?
• RQ2 세트이의 무덤에 있는 L자형 태양시계 옆에 새겨진 수치 3, 6, 9, 12는 무엇을 의미하며, 시간 측정과 어떻게 관련이 있는가?
• RQ3 왜 왕실의 골짜기 태양시계의 분할 영역 크기가 비대칭이며, 이는 반시간 간격을 나타내는가?
• RQ4 고대 이집트인들은 수직 및 L자형 태양시계를 어떻게 함께 사용하여 시간 측정 정확도를 향상시켰는가?
• RQ5 재구성된 모델은 이전 모델들, 예를 들어 Bickel과 Gautschy의 모델보다 더 높은 정확도를 달성할 수 있는가?

주요 결과

• 25°44'N 위도에서 기울인 분침을 사용한 왕실의 골짜기 태양시계 재구성 모델은 평균 각도 오차 약 1°를 기록하여 약 4분의 시간 오차에 해당한다.
• 세트이의 무덤에 새겨진 수치 3, 6, 9, 12는 반시간 이동된 눈금이 있는 L자형 태양시계의 눈금 사이 세그먼트 길이(b_i)의 절대 길이와 일치하며, 이 길이가 3배로 확대되었을 때 해당 수치와 일치한다.
• 모델은 태양시계의 분할 영역 비대칭성을 반시간 간격을 나타내는 증거로 설명하며, 각 간격의 중간점을 나타내는 점들이 존재함을 보여준다.
• 오후에 시간 눈금이 반시간 이동된 것은 전통적인 낮잠 문화를 반영하며, 뜨거운 지역의 기후 및 문화적 관행과도 부합한다.
• 제안된 모델은 이전 모델보다 뛰어나다: 오차는 Bickel과 Gautschy의 모델에서 3.9°(15.6분)에서 1°(4분)로 감소하여 정확도가 크게 향상되었다.
• 수직 태양시계와 L자형 태양시계를 함께 사용함으로써 정확한 시간 읽기가 가능했으며, 특히 수직 태양시계에 눈금이 새겨져 있지 않은 경우 L자형 태양시계가 기준 눈금을 제공하였다.