Avancerade analysmetoder som används för att analysera fluktuationer i rumtiden har gjort det möjligt att lära sig mer om Antikythera-maskinen, den äldsta räknemaskinen som någonsin dokumenterats.
Antikythera-maskinen, en arkeologisk artefakt som hittades i ett romerskt skeppsbrott på den grekiska ön med samma namn, har fascinerat forskare sedan den upptäcktes 1901. Den består av en precis och delikat mekanism med många kugghjul, och alla insåg snabbt att det rörde sig om ett exceptionellt komplext föremål – särskilt med tanke på dess höga ålder. De första dateringarna visade att maskinen hade skapats omkring 200-talet f.Kr. Tekniskt sett ligger den alltså flera århundraden före alla andra jämförbara mekanismer som hittills har upptäckts.
Några år senare började de första experterna föreslå att det rörde sig om en astronomisk räknemaskin, utformad för att bestämma himlakropparnas position och förutse solförmörkelser. Och hittills har alla efterföljande upptäckter också pekat i denna riktning.
Men studiet av detta fascinerande föremål, som idag anses vara den allra första analoga räknaren i historien, stötte snabbt på vissa begränsningar. Maskinen är nämligen långt ifrån intakt. Forskarna har bara några få fragment av extremt oxiderad och inkrusterad brons att tillgå. Detta är hjärtskärande för historikerna, som hoppades kunna få otroligt värdefull information om grekernas vetenskapliga kunskaper vid den tiden.
Men nyligen har forskare vid universitetet i Glasgow gjort ett stort framsteg, bland annat genom att använda en teknik som är nära kopplad till rymden. En nästan poetisk slump.
Kalenderringen, maskinens hjärta
Det nya arbetet utgick från en studie från 2020. Vid den tiden använde ett annat team en ny röntgenavbildningsteknik för att få nya bilder av maskinens centrala del, ett hjul som idag kallas kalenderringen. Forskarna observerade att denna del är prydd med många hål som utan tvekan spelade en mycket viktig roll i maskinens funktion.
Problemet är att ringen är sprucken och ofullständig, vilket gjorde att författarna inte kunde fastställa det exakta antalet hål. De fick nöja sig med att uppskatta antalet. Detta var ett beklagligt hinder, eftersom det är en viktig uppgift för att förstå hur Antikythera-maskinen fungerar.
Statistik och astrofysik till undsättning
Det är här de skotska forskarna kommer in i bilden. Graham Woan, professor vid universitetet i Glasgow, ansåg att han kunde ge ett svar på denna fråga med hjälp av bayesiansk analys. Det är en metod baserad på sannolikheter som gör det möjligt att arbeta med ofullständiga data genom att resonera med osäkerhetsnivåer. Genom att tillämpa denna teknik på hålenas positioner på de sex återstående fragmenten kom han fram till att kalenderringen ursprungligen innehöll 354 eller 355 hål.
Parallellt med detta undersökte Joseph Bayley, en av hans kollegor vid Gravitationsforskningsinstitutet vid samma universitet, också problemet. Astrofysikern anpassade de statistiska modelleringstekniker som hans team använde för att tolka data från LIGO, en av världens mest avancerade interferometrar. Denna apparats huvudsakliga uppgift är att fånga upp gravitationsvågor. Detta begrepp, som introducerades av Einstein i hans allmänna relativitetsteori, avser krökningar i rumtiden som uppstår vid stora astronomiska händelser, såsom kollisioner mellan svarta hål.
Tack vare dessa avancerade matematiska verktyg kom Bayley fram till exakt samma resultat som Woan, nämligen att ringen hade 354 eller 355 perforeringar.
Grädden på moset var att denna andra kompletterande analys också avslöjade en annan viktig detalj: hålen var placerade med en genomsnittlig variation på cirka 0,028 mm. En helt extraordinär precision för ett föremål som är mer än två tusen år gammalt, vilket får forskarna att fundera.
En fin bekräftelse och nya forskningsspår
Enligt författarna bekräftar denna dubbla analys att mekanismen stämmer perfekt överens med en gammal måncykel som en gång användes i Babylon.
”Andra studier har föreslagit att kalenderringen troligen användes för att följa månkalendern, men de två tekniker som vi har tillämpat här stärker denna hypotes avsevärt”, förklarar Bayley. Han utvidgade också på den otroliga precision som hans analys visade.
”Det har ytterligare förstärkt min uppskattning av Antikythera-mekanismen, liksom det arbete och den omsorg som de grekiska hantverkarna lade ner på att tillverka den. Precisionen i hålenas placering måste ha krävt extremt exakta mättekniker och en otroligt stadig hand för att borra dem”, förundras han.
Men historien slutar inte där. Det finns utan tvekan mycket kvar att lära om vad som kan vara den första datorn i mänsklighetens historia. Författarna hoppas därför att deras arbete kommer att bidra till en bättre förståelse av grekernas vetenskapliga bedrifter under den tiden. ”Vi hoppas att våra upptäckter kommer att bidra till att fördjupa vår kunskap om hur denna anmärkningsvärda apparat användes”, avslutar Woan.
