ابزار جالب وایکینگ‌ها برای ناوبری در روز‌های ابری یا مه آلود به نام سنگ خورشیدی
یکی از ابزار‌های جالبی که وایکینگ‌ها برای ناوبری در روز‌های ابری یا مه آلود استفاده می کردند وسیله ای موسوم به سنگ خورشیدی بود. از این سنگ که یک سنگ شفاف است وایکینگ ها برای پیدا کردن مکان خورشید و بر این اساس (به طور غیر مستقیم) پیدا کردن جهت شمال به هنگام سفر‌های دریایی برای ناوبری کشتی‌‌های خود استفاده میکردند. اما این سنگ خورشیدی چیست و چگونه کار می‌کند؟ این سنگ در واقع یه نوع مینرال است که به آن کالسیت، ماده ای با ویژگی‌‌های نوری خاص، گفته می شود. احتمالا میدانید که نور یک موج الکترومغناطیس است و تشکیل شده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی است، که مدام در حال تناوب هستند. جهت این تناوب‌ها در اصطلاح فیزیکی پولاریزاسیون نامیده میشوند. کاری که این سنگ خورشیدی یا همان کالسیت انجام می دهد این است که نور را وابسته به پولاریزاسیون خاصی که دارد، به گونه های متفاوتی میشکند. بسیاری از مواد دیگر فارغ از اینکه پولاریزاسیون نور برخورد کننده چی باشد (و یا اصلا پولاریزاسیونی داشته باشند)، نور را به صورت یکسان میشکنند، اما کالسیت طور دیگری عمل می‌کند، در واقع در کالسیت نور دو بار شکسته میشود! نوری که از خورشید صاتع میشود، دارای پولاریزاسیون نیست، اما ابر ها، در یک روز ابری، میتوانند همه این نور را یا دست کم بخشی از آن را پولاریزه کنند (دقیق تر باید گفت که پراکندگی ریلی نور پولاریزه شده در جو ایجاد می کند) و این باعث میشود که نور با دو پولاریزاسیون مختلف به سنگ خورشیدی بر خورد کند و در این سنگ شفاف، اگر بر روی سنگی علامتی را با قلم از قبل کشیده باشید، دو تصویر را ایجاد کند. حال هر گاه با تغییر مکان خود سنگ، توانستید این دو تصویر را بر روی هم بندازید در حالیکه سنگ را به سوی آسمان نگه میدارید، در آن جهت، مکان خورشید را پیدا کرده‌اید و میتوانید به صورت صحیح بر اساس مکان خورشید در یک روز ابری که نمیدانید خورشید کجاست، جهت شمال را پیدا و ناوبری کنید! بدین گونه میتوان جهت خورشید را درخطای مثبت یا منهای پنج درجه نسبت به افق تعیین کرد. عملیات پیدا کردن مکان خورشید ارتباطی به شدت ابری بودن آسمان و مکان خود خورشید ندارد، به عبارت دیگر در هر شرایطی که (نوری وجود داشته باشد) میتوان با این سنگ مکان خورشید را بسیار دقیق پیدا کرد.
محققان بوداپستی به منظور صحت علمی و تعیین دقیق کاربردی بودن این سنگ آزمایشاتی را انجام دادند و در این رستا مقاله مفصلی هم منتشر کردند. محققان از سه نوع مختلف سنگ خورشیدی برای آزمایشات خود استفاده کردند: از کالسیت و از مواد معدنی تورمالین و کوردیریت که همچنین از نوع دوشکست (نوری) هستند. در هر سناریوی (در شرایط گوناگون آسمانی) از این سنگ ها برای تعیین موقعیت خورشید و به طور غیرمستقیم جهت شمال استفاده می کردند. در نهایت ارزیابی کردند که نتایج به دست آمده چقدر به مرجع مربوطه (تعیین شمال با فناوری‌های امروزی) نزدیک است. عملکرد سنگ های خورشیدی حتی در زیر آسمان ابری دقیق بودند. هنگامی که خورشید بین ۳۵ تا ۴۰ درجه در آسمان قرار داشت، همانطور که در تابستان اتفاق می‌افتد، محققان با وجود ابری بودن آسمان قادر بودند جهت شمال را با دقت یک تا سه درجه با استفاده از هر سه سنگ خورشیدی تعیین کنند. در بهار، زمانی که موقعیت خورشید کمتر بود، این کار هنوز با دقت تا شش درجه امکان پذیر بود! بهترین شرایط برای تعیین شمال آسمان کمی تا متوسط ابری بود! بدین ترتیب اگر وایکینگ‌ها مسیر خود را چندین بار در روز با استفاده از سنگ خورشیدی تصحیح می کردند، انحراف از شمال صحیح نسبتاً کم میبود. اطلاعات بیشتر در مورد این تحقیق را میتوانید در لینک مقاله زیر پیدا کنید!
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2017.0358
