Stjernekart, himmelkoordinater og tid (§)

I. Bestem ekvatorialkoordinatene til følgende stjerner fra stjernekartet:

• 1. b Store bjørn,
• 2. g Orion,
• 3. i Kina.

Svar. 1) b = 11 timer, d = +620;

• 2)b = 5 timer 20 m, d = +60;
• 3) b = 0 t 40 m, d = - 190 301

II. Finn på stjernekartet og navngi objekter som har koordinater:

• 1) b = 15 t 12 m, d = -9 0;
• 2)b = 3 timer 40 m, d = +48 0;

Svar. 1) i Vekten og 2) d Perseus.

III. Finn på stjernekartet de tre lyseste stjernene som befinner seg ikke lenger enn 10 0 fra ekliptikken og har en rett oppstigning fra kl. 10.00 til 17.00. Bestem ekvatorialkoordinatene deres.

Svar. b Leo (b =10t 5m, d =+120); b Jomfru (b =13t 20m, d =-110); b Skorpionen (b =16t 25m, d =-260).

IV. Bruk PKZN til å bestemme deklinasjonen og høyden ved den øvre kulminasjonen av stjernen Arcturus. Beregn høyden på denne stjernen ved å bruke formelen

(tar d fra tabellen i en astronomilærebok), sammenlign resultatene som er oppnådd og angir med hvilken nøyaktighet de nødvendige mengdene bestemmes fra stjernekartet.

Svar. Med c =570 301 finner vi fra kartet d =+190, h =500. Ved å bruke formelen får vi: h =510.571 (med d =190.271).

Sammensetningen av solsystemet (§)

I. Etter å ha lært fra skolens astronomiske kalender koordinatene til planetene observert i dag (i dette øyeblikket tid), plott posisjonene deres på et stjernekart, indikerer i hvilke konstellasjoner disse planetene er synlige.

• · Ved hjelp av et bevegelig kart, angi hvilke konstellasjoner disse planetene er synlige.
• · Ved hjelp av et bevegelig stjernekart, finn ut hvilke av disse planetene som er observert i dag kl. 22.00 og i hvilken del av himmelen.
• · Bestem stige- og settingtidene for disse planetene i dag, og beregn varigheten av deres synlighet.
• · Etter å ha lært fra skolens astronomiske kalender koordinatene til planetene observert i midten av to tilstøtende måneder, plott deres posisjoner på stjernekartet og, etter å ha bestemt bevegelsesretningen blant stjernene ved hjelp av en overliggende sirkel, angi om hver av disse planetene beveger seg fremover eller bakover.

(Merk: Uavhengig av dato, må overleggssirkelen plasseres slik at planetens bane er over horisonten. Hvis planeten beveger seg fra vest til øst, er dens bevegelse direkte.)

Tilbake fremover

Merk følgende! Lysbildeforhåndsvisninger er kun til informasjonsformål og representerer kanskje ikke alle funksjonene i presentasjonen. Hvis du er interessert denne jobben, last ned fullversjonen.

Hensikten med leksjonen: introdusere elevene til stjernekoordinater, innpode ferdighetene til å bestemme disse koordinatene på en modell av himmelsfæren.

Utstyr: videoprojektor, modell av himmelsfæren

I løpet av timene

Lærer: I uminnelige tider har folk skilt seg ut på stjernehimmelen separate grupper lyse stjerner, forente dem til konstellasjoner, og ga dem navn som gjenspeiler livsstilen og særegenhetene ved deres tenkning. Dette er hva gamle kinesiske, babylonske og egyptiske astronomer gjorde. Mange av konstellasjonsnavnene vi bruker i dag kommer fra Antikkens Hellas, hvor de tok form gjennom århundrene.

Tabell 1 Navnekrønike

På kongressen til Den internasjonale astronomiske union i 1922 ble antallet konstellasjoner redusert til 88. Samtidig ble de nåværende grensene mellom dem etablert.

Det fortjener spesiell omtale. At nærheten til stjerner i konstellasjoner er tydelig, er hvordan en observatør fra jorden ser dem. Faktisk henger stjernene etter hverandre på store avstander, og for oss er deres synlighet så å si projisert på himmelsfære- en imaginær gjennomsiktig ball, i sentrum av jorden (observatøren), på overflaten som alle armaturene projiseres slik observatøren ser dem på et bestemt tidspunkt fra et bestemt punkt i rommet. Presentasjon

Dessuten er stjernene i stjernebildene forskjellige i tilsynelatende størrelse og lys. De lyseste stjernene i stjernebildene er utpekt med bokstaver i det greske alfabetet i synkende rekkefølge (a, b, g, d, e, etc.) av lysstyrke.

Denne tradisjonen ble introdusert av Alessandro Piccolomini (1508–1578), og konsolidert av Johann Bayer (1572–1625).

Deretter utpekte John Flamsteed (1646–1719) i hver konstellasjon stjernene etter serienummer (for eksempel stjernen 61 Cygnus). Stjerner med variabel lysstyrke indikerer med latinske bokstaver: R, S, Z, RR, RZ, AA.

Nå skal vi se på hvordan plasseringen av armaturene på himmelen bestemmes.

La oss forestille oss himmelen i form av en gigantisk klode med vilkårlig radius, i sentrum hvor observatøren befinner seg.

At noen armaturer er plassert nærmere oss, mens andre er lenger unna, fanges imidlertid ikke opp av øyet. La oss derfor anta at alle stjerner er i samme avstand fra observatøren - på overflaten himmelsfære. Presentasjon

Siden stjernene endrer posisjon i løpet av dagen, kan vi konkludere om den daglige rotasjonen av himmelsfæren (dette forklares av jordens rotasjon rundt sin akse). Himmelsfæren roterer rundt en bestemt akse PP` fra øst til vest. Aksen for tilsynelatende rotasjon av sfæren er verdens akse. Den faller sammen med jordens akse eller er parallell med den. Verdensaksen skjærer himmelsfæren i punktene P – nordlige himmelpol og P`- sydpol fred. På nært hold Nordpolen Polarstjernen (en Ursa Minor) befinner seg i verden. Ved hjelp av en loddlinje bestemmer vi vertikalen og viser den på tegningen. Presentasjon

Denne rette linjen ZZ` kalles lodd. Z – senit, Z`- nadir. Gjennom punkt O - skjæringspunktet mellom loddlinjen og verdensaksen - tegner vi en rett linje vinkelrett på ZZ`. Dette er NS - middag linje(N- Nord, S – sør). Objekter opplyst av solen ved middagstid kaster en skygge i retningen langs denne linjen.

To innbyrdes vinkelrette plan skjærer hverandre langs middagslinjen. Et plan vinkelrett på en loddlinje som skjærer himmelsfæren i en stor sirkel er sann horisont. Presentasjon

Planet vinkelrett på den sanne horisonten som går gjennom punktene Z og Z` kalles himmelmeridian.

Vi har tegnet alle nødvendige fly, la oss nå introdusere et annet konsept. La oss vilkårlig plassere en stjerne på overflaten av himmelsfæren M, tegne gjennom punktene Z og Z` og M stor halvsirkel. dette - høyde sirkel eller vertikal

Den øyeblikkelige posisjonen til stjernen i forhold til horisonten og den himmelske meridianen bestemmes av to koordinater: høyde(hånd asimut(EN). Disse koordinatene kalles horisontal.

Høyden til armaturet er vinkelavstanden fra horisonten, målt i grader, minutter, buesekunder fra 0° til 90°. Mer høyde erstattet av en ekvivalent koordinat – z – senit avstand.

Den andre koordinaten i det horisontale systemet A er vinkelavstanden til armaturets vertikale fra punktet sør. Definert i grader minutter og sekunder fra 0° til 360°.

Legg merke til hvordan de horisontale koordinatene endres. Lys M i løpet av dagen beskriver på himmelsfære daglig parallell er en sirkel av himmelsfæren, hvis plan er vinkelrett axis mundi.

<Отработка навыка определения горизонтальных координат на небесной сфере. Самостоятельная работа учащихся>

Når en stjerne beveger seg langs den daglige parallellen, kalles det høyeste stigningspunktet øvre klimaks. Når du beveger deg under horisonten, vil armaturet ende opp på et punkt, som vil være et punkt lavere klimaks. Presentasjon

Hvis vi tar i betraktning banen til stjernen vi har valgt, kan vi se at den stiger og går ned, men det er ikke-innstillende og ikke-stigende lyskilder. (Her - i forhold til den sanne horisonten.)

La oss vurdere endringen i utseendet til stjernehimmelen gjennom året. Disse endringene er ikke like merkbare for de fleste stjerner, men de forekommer. Det er en stjerne hvis posisjon endres ganske dramatisk, dette er solen.

Hvis vi tegner et plan gjennom midten av himmelsfæren og vinkelrett på verdensaksen PP`, så vil dette planet skjære himmelsfæren i en storsirkel. Denne sirkelen kalles himmelekvator. Presentasjon

Denne himmelekvator skjærer den sanne horisonten på to punkter: øst (E) og vest (W). Alle daglige paralleller er plassert parallelt med ekvator.

La oss nå tegne en sirkel gjennom verdens poler og den observerte stjernen. Resultatet er en sirkel - en sirkel av deklinasjon. Vinkelavstanden til armaturet fra planet til himmelekvator, målt langs deklinasjonssirkelen, kalles deklinasjonen til armaturet (d). Deklinasjon uttrykkes i grader, minutter og sekunder. Siden himmelekvator deler himmelkulen i to halvkule (nordlige og sørlige), kan deklinasjonen av stjerner på den nordlige halvkule variere fra 0° til 90°, og på den sørlige halvkule - fra 0° til -90°.

Deklinasjonen av belysningen er en av de såkalte ekvatoriale koordinater.

Den andre koordinaten i dette systemet er høyre oppstigning (a). Det ligner på geografisk lengdegrad. Høyre oppstigning regnes fra poeng vårjevndøgn(g). Solen dukker opp ved vårjevndøgn 21. mars. Høyre ascension måles langs himmelekvator i motsatt retning av den daglige rotasjonen av himmelsfæren. Presentasjon. Høyre oppstigning uttrykkes i timer, minutter og sekunder (fra 0 til 24 timer) eller i grader, minutter og buesekunder (fra 0° til 360°). Siden posisjonen til stjerner i forhold til ekvator ikke endres når himmelsfæren beveger seg, brukes ekvatorialkoordinater til å lage kart, atlas og kataloger.

Siden antikken ble det lagt merke til at solen beveger seg blant stjernene og beskriver full sirkel På ett år. De gamle grekerne kalte denne sirkelen ekliptikk, som er bevart i astronomi til i dag. Ekliptikk skrånende til planet til himmelekvator i en vinkel på 23°27` og skjærer med himmelekvator på to punkter: vårjevndøgn (g) og høstjevndøgn (W). Solen reiser hele ekliptikken i løpet av et år;

Konstellasjonene som ekliptikken går gjennom kalles dyrekretsen. Hver måned beveger solen seg fra et stjernebilde til et annet. Det er praktisk talt umulig å se stjernebildet der solen befinner seg ved middagstid, siden den skjuler stjernenes lys. Derfor observerer vi i praksis ved midnatt dyrekretsen, som er den høyeste over horisonten, og fra den bestemmer vi stjernebildet der solen befinner seg ved middagstid (Figur nr. 14 i læreboken Astronomy 11).

Vi bør ikke glemme at den årlige bevegelsen til solen langs ekliptikken er en refleksjon av den faktiske bevegelsen til jorden rundt solen.

La oss vurdere solens posisjon på en modell av himmelsfæren og bestemme dens koordinater i forhold til himmelekvator (repetisjon).

<Отработка навыка определения экваториальных координат на небесной сфере. Самостоятельная работа учащихся>

Hjemmelekser.

1. Kjenn til innholdet i avsnitt 116 i læreboken Physics-11
2. Kjenn til innholdet i avsnitt 3, 4 i læreboken Astronomi -11
3. Forbered materiale om emnet "Zodiac-konstellasjoner"

Litteratur.

1. E.P. Levitan Astronomy 11. klasse – Enlightenment, 2004
2. G.Ya Myakishev og andre. Fysikk 11. klasse - Enlightenment, 2010
3. Encyclopedia for children Astronomy - ROSMEN, 2000

Hvordan kan jeg finne stjernen min?

I tillegg til stjernekartet er det mange andre alternativer for å finne stjerner. Spesielt for deg har OSR utviklet flere unike applikasjoner for praktisk og morsomt søk etter stjerner – det er disse mobilapp OSR Star Finder og One Million Stars nettleserapp.

I denne artikkelen vil vi beskrive i detalj hvordan du bruker flere applikasjoner for å finne en stjerne ved navn med koordinater RA 13h03m33.35 -49°31’38.1” des 4.83 mag Cen.

Alt om koordinater

• Forkortelse RA betyr "Right Ascension"; "dec" betyr "deklinasjon". Disse verdiene ligner breddegrad og lengdegrad, men refererer til himmelkoordinater.
• Mag betyr "stjernestørrelse" (engelsk magnitude) og karakteriserer lysstyrken til en stjerne. Lyse stjerner som når magnituden 6,5 kan sees med det blotte øye. Med kikkert kan du se stjerner opp til 10 styrkeenheter. For å se stjerner med større størrelser, trenger du et amatørteleskop.
• Cen, i dette tilfellet, betyr "Centaurus" - dette er en av de 88 konstellasjonene på himmelen. Å vite hvilken konstellasjon stjernen din er i, vil gjøre det lettere å finne den.

OSR Star Finder-appen

OSR Star Finder-appen gjør det enkelt å finne en stjerne på nattehimmelen. For å gjøre dette trenger du bare å skrive inn OSR-koden og peke telefonen mot himmelen. Hvis stjernen ikke er synlig, er du i den andre halvkule. I dette tilfellet vil applikasjonen hjelpe deg med å bestemme når stjernen vil bli synlig, og vil også vise deg hvor den er synlig fra på et gitt tidspunkt.

Google Earth

For å finne en stjerne ved hjelp av gratis applikasjon Google Earth, Følg disse instruksjonene:

1. I topppanelet, pek på 'Planet'-ikonet og velg 'Sky' fra rullegardinlisten
2. Til venstre i søkevinduet skriver du inn koordinatene til stjernen i følgende format: 13:03:33.35 -49:31:38.1. Denne informasjonen er hentet fra koordinatene RA 13h03m33.35 -49°31’38.1” des 4.83 mag Cen

Du kan også finne en stjerne via Google Sky fra din personlige side

Stjernekuppelen for en jordisk observatør er i kontinuerlig rotasjon. Hvis du, på planetens nordlige halvkule, på en månefri og skyfri natt ser lenge nok på den nordlige delen av himmelen, vil det bli merkbart at hele diamantspredningen av stjerner kretser rundt en upåfallende svak stjerne (bare ignoranter sier at polarstjernen er den lyseste). Noen av armaturene forsvinner bak horisonten på den vestlige delen av himmelen;

Karusellen varer til morgenen. Men dagen etter, på samme tid, er hver stjerne igjen på sin plass. Koordinatene til stjernene i forhold til hverandre endres så sakte at de for mennesker virker evige og ubevegelige. Det er ingen tilfeldighet at våre forfedre så for seg himmelen som en solid kuppel, og stjernene som hull i den.

Merkelig stjerne - referansepunkt

For lenge siden la våre forfedre merke til en merkelig stjerne. Dens særegne er dens ubevegelighet på den himmelske skråningen. Det så ut til å sveve på et punkt over den nordlige kanten av horisonten. Alle andre himmellegemer beskriver vanlige konsentriske sirkler rundt den.

På hvilke bilder dukket denne stjernen opp i fantasien til gamle astronomer? For eksempel ble det blant araberne ansett som en gyllen påle drevet inn i himmelhvelvet. Rundt denne staven galopperer en gyllen hingst (vi kaller Ursa Major), bundet til den med en gyllen lasso (stjernebildet Ursa Minor).

Det er fra disse observasjonene at de himmelske koordinatene stammer fra. Helt naturlig og logisk ble fiksestjernen, som vi kaller Polaris, utgangspunktet for astronomer for å bestemme plasseringen av objekter på himmelsfæren.

Forresten for oss beboerne Nordlige halvkule, Jeg var veldig heldig med stjernekompasset. Ved en tilfeldighet, av de som er en av en million, er vår polarstjerne plassert nøyaktig på linjen av planetens rotasjonsakse, takket være hvilken den nøyaktige posisjonen i forhold til kardinalpunktene lett kan bestemmes hvor som helst på halvkulen.

Første stjernekoordinater

De tekniske midlene for nøyaktig måling vinkler og avstander, men folk har i det minste prøvd å systematisere og sortere stjernene på en eller annen måte i lang tid. Og selv om instrumentene som ble brukt av gammel astronomi ikke tillot oss å bestemme koordinatene til stjerner i den digitaliserte formen som er kjent for oss, ble dette mer enn kompensert for av fantasien.

Siden antikken har innbyggere i alle deler av verden delt stjernene inn i grupper kalt konstellasjoner. Oftest ble konstellasjoner gitt navn basert på ytre likhet med visse gjenstander. Så slaverne kalte ganske enkelt stjernebildet Ursa Major for en øse.

Men størst fordeling mottok navnene på stjernebildene, gitt til ære for karakterene i det gamle greske eposet. Det er mulig, om enn med en viss strekk, å si at navnene på stjernebildene og stjernene på himmelen er deres første primitive koordinater.

Himmelens perler

Astronomer ignorerte ikke de vakreste klare stjernene. De fikk også navn til ære for hellenske guder og helter. Så alfa- og beta-konstellasjonene til Gemini heter henholdsvis Castor og Pollux, etter navnene til sønnene til Zeus, Thunderer, født etter hans neste kjærlighetseventyr.

Stjernen Algol, alfa, fortjener spesiell oppmerksomhet. Ifølge legenden tok denne helten hodet med seg etter å ha beseiret den dystre Tartarus i en dødelig kamp - gorgonen Medusa, som gjorde alt levende til stein. som et slags våpen (øynene til selv et avkuttet hode fortsatte å "arbeide") . Så stjernen Algol er øyet til nettopp denne i stjernebildet, og dette er ikke helt tilfeldig. Gamle greske observatører la merke til periodiske endringer i lysstyrken til Algol (dobbel stjernesystem, hvis komponenter periodisk overlapper hverandre for en jordisk observatør).

Naturligvis ble den "blinkende" stjernen øyet til eventyrmonsteret. Koordinater til stjernen Algol på himmelen: høyre oppstigning - 3 timer 8 minutter, deklinasjon +40°.

Himmelske kalender

Men vi bør ikke glemme at jorden roterer ikke bare rundt sin akse. Hver 6. måned dukker det opp en planet på den andre siden av solen. Bildet av nattehimmelen endrer seg naturlig. Dette har lenge vært brukt av stjernekikkere til presis definisjonårstider. For eksempel i Antikkens Roma Elevene gledet seg til Sirius skulle dukke opp på morgenhimmelen (hans navn blant romerne var Vacation), for på disse dagene ble de sendt hjem for å hvile. Som du kan se, har stjernenavnet på disse studentbladene blitt bevart til i dag.

I tillegg til skoleferier, bestemte posisjonen til objekter på himmelen begynnelsen og slutten av sjø- og elvenavigasjon, og ga opphav til militære kampanjer og landbruksaktiviteter. Forfatterne av de første detaljerte kalenderne i forskjellige deler Det var astrologer, stjernekikkere og tempelprester som kom frem i lyset og lærte å nøyaktig bestemme koordinatene til stjernene. På alle kontinenter, der restene av eldgamle sivilisasjoner ligger, finnes hele steinkomplekser, bygget for og mål.

Horisontalt koordinatsystem

Viser koordinatene til stjerner og andre objekter på himmelsfæren i "her og nå"-modus i forhold til horisonten. Den første koordinaten er høyden på objektet over horisonten. Vinkelverdien måles i grader. Maksimal verdi +90° (zenith). Koordinatene til armaturer plassert på horisontlinjen har null koordinatverdi. Og til slutt, objekter som ligger ved nadirpunktet eller ved observatørens føtter har en minimumshøydeverdi på -90° - senit er det motsatte.

Den andre koordinaten er asimut - vinkelen mellom horisontale linjer rettet mot objektet og mot nord. Dette systemet kalles også toposentrisk fordi koordinatene er knyttet til et bestemt punkt på kloden.

Systemet er ikke uten sine mangler. Begge koordinatene til hver stjerne i den endres hvert sekund. Derfor er det lite egnet for å beskrive for eksempel plasseringen av stjerner i stjernebilder.

Stellar GLONASS og GPS

Hvordan brukes et slikt system? Hvis du beveger deg over planeten over tilstrekkelig lange avstander, vil stjernebildet helt sikkert endre seg. Dette ble lagt merke til av eldgamle sjømenn. For en observatør som står på selve Nordpolen, vil Nordstjernen være på senit, rett over hodet. Men en innbygger på ekvator vil kunne se Polar bare ligge i horisonten. Ved å bevege seg langs parallellene (fra øst til vest), vil den reisende legge merke til at punktene og tidspunktene for soloppgang og solnedgang for visse himmelobjekter også vil endre seg.

Dette er hva navigatører lærte å bruke for å bestemme sin plassering i havene. Ved å måle høydevinkelen over Nordstjernens horisont, oppnådde skipets navigatør breddegradsverdien. Ved hjelp av et nøyaktig kronometer sammenlignet seilerne den lokale middagstid med referansen (Greenwich) og oppnådde lengdegrad. Begge jordiske koordinater kunne tilsynelatende ikke oppnås uten å beregne koordinatene til stjerner og andre himmellegemer.

Til tross for all sin kompleksitet og omtrentlighet, har det beskrevne systemet for å bestemme plassering i rommet trofast tjent reisende i mer enn to århundrer.

Ekvatorialt første stjernekoordinatsystem

I den er himmelkoordinater knyttet både til jordoverflaten og til landemerker på himmelen. Den første koordinaten er deklinasjon. Vinkelen mellom linjen rettet mot stjernen og ekvatorplanet (planet vinkelrett på verdensaksen - retningslinjen til Nordstjernen) måles. For stasjonære objekter på himmelen, for eksempel stjerner, forblir denne koordinaten alltid den samme.

Den andre koordinaten i systemet vil være vinkelen mellom retningen til stjernen og den himmelske meridianen (planet der verdensaksen og loddet skjærer). Dermed avhenger den andre koordinaten av observatørens posisjon på planeten, så vel som øyeblikket i tid.

Bruken av dette systemet er veldig spesifikk. Den brukes ved installasjon og feilsøking av mekanismene til teleskoper montert på roterende plattformer. En slik enhet kan "følge" objekter som roterer sammen med den himmelske kuppelen. Dette gjøres for å øke eksponeringstiden når du fotograferer områder på himmelen.

Ekvatorial nr. 2 stjerne

Hvordan bestemmes koordinatene til stjerner på himmelsfæren? For dette er det et andre ekvatorialsystem. Dens akser er ubevegelige i forhold til fjerne romobjekter.

Den første koordinaten, som det første ekvatorsystemet, er vinkelen mellom stjernen og planet til himmelekvator.

Den andre koordinaten kalles høyre oppstigning. Dette er vinkelen mellom to linjer som ligger på planet til den himmelske ekvator og skjærer ved skjæringspunktet med verdens akse. Den første linjen legges til punktet av vårjevndøgn, den andre - til punktet for projeksjon av lyskilden på himmelekvator.

Vinkelen for rett ascension er plottet langs buen til himmelekvator i retning med klokken. Det kan måles både i grader fra 0° til 360°, og i timer: minutter-systemet. Hver time er lik 15 grader.

Diagrammet viser hvordan man måler riktig oppstigning av en stjerne.

Hvilke andre stjernekoordinater er det?

For å bestemme vår plass blant andre stjerner, er ingen av systemene ovenfor egnet. Forskere registrerer posisjonene til de nærmeste armaturene i det ekliptiske koordinatsystemet. Det skiller seg fra det andre ekvatoriale ved at basisplanet er ekliptikkplanet (planet der jordens bane rundt solen ligger).

Og til slutt, for å bestemme plasseringen av enda fjernere objekter, som galakser og tåker, brukes det galaktiske koordinatsystemet. Det er ikke vanskelig å gjette at galaksens plan er lagt til grunn. Melkeveien(dette er navnet på vår opprinnelige spiralgalakse).

Er alt så perfekt?

Ikke egentlig. Koordinatene til polarstjernen, nemlig deklinasjonen, er 89 grader 15 minutter. Det betyr at det er nesten en grad unna polet. For navigasjon, hvis en tapt person leter etter en vei, er denne ordningen ideell, men for å planlegge kursen til et skip som må reise tusenvis av miles, måtte en justering gjøres.

Og stjernenes immobilitet er et tilsynelatende fenomen. For tusen år siden (ganske mye etter kosmiske standarder) hadde konstellasjonene helt andre konturer.

Så forskere i lang tid kunne ikke bestemme hvorfor i Cheops-pyramiden en skrå tunnel går fra gravkammeret til overflaten av et av ansiktene. Astronomi kom til unnsetning. Koordinatene til de fleste lyse stjerner V ulike perioder tiden ble beregnet grundig, og astronomer foreslo at under byggingen av pyramiden, nøyaktig på linjen der denne tunnelen "ser ut", var det stjernen Sirius - et symbol på guden Osiris, et tegn på evig liv.

Astronomi er hele verden, full av vakre bilder. Denne fantastiske vitenskapen hjelper til med å finne svar på de viktigste spørsmålene i vår eksistens: å lære om universets struktur og dets fortid, ca. solsystemet, om måten jorden roterer på, og mye mer. Det er en spesiell sammenheng mellom astronomi og matematikk, fordi astronomiske spådommer er et resultat av strenge beregninger. Faktisk ble mange problemer innen astronomi mulig å løse takket være utviklingen av nye grener av matematikk.

Fra denne boken vil leseren lære om hvordan posisjonen til himmellegemer og avstanden mellom dem måles, samt astronomiske fenomener, hvor romobjekter inntar en spesiell posisjon i rommet.

Hvis brønnen, som alle vanlige brønner, ble rettet mot jordens sentrum, endret dens breddegrad og lengdegrad seg ikke. Vinklene som bestemmer Alices posisjon i rommet forble uendret, bare avstanden hennes til jordens sentrum endret seg. Så Alice trengte ikke å bekymre seg.

Alternativ én: høyde og asimut

Den mest forståelige måten å bestemme koordinater på himmelsfæren på er å indikere vinkelen som bestemmer høyden til stjernen over horisonten, og vinkelen mellom den nord-sør rette linjen og projeksjonen av stjernen på horisontlinjen - asimut ( se følgende figur).

HVORDAN MÅLE VINKLER MANUELT

En enhet kalt en teodolitt brukes til å måle høyden og asimut til en stjerne.

Det er imidlertid en veldig enkel, men ikke veldig nøyaktig måte å måle vinkler på manuelt. Hvis vi strekker ut hånden foran oss, vil håndflaten indikere et intervall på 20°, knyttneven - 10°, tommel- 2°, lillefinger -1°. Denne metoden kan brukes av både voksne og barn, siden størrelsen på en persons håndflate øker proporsjonalt med lengden på armen.

Alternativ to, mer praktisk: deklinasjon og timevinkel

Å bestemme posisjonen til en stjerne ved hjelp av asimut og høyde er ikke vanskelig, men denne metoden har en alvorlig ulempe: koordinatene er knyttet til punktet der observatøren befinner seg, så den samme stjernen, når den observeres fra Paris og Lisboa, vil ha forskjellige koordinater, siden horisontlinjene i disse byene vil ligge annerledes. Følgelig vil ikke astronomer kunne bruke disse dataene til å utveksle informasjon om sine observasjoner. Derfor er det en annen måte å bestemme stjernenes posisjon på. Den bruker koordinater som minner om bredde- og lengdegraden til jordens overflate, som astronomer kan bruke når som helst kloden. Denne intuitive metoden tar hensyn til posisjonen til jordens rotasjonsakse og antar at himmelsfæren roterer rundt oss (av denne grunn ble jordens rotasjonsakse kalt aksen mundi i antikken). I virkeligheten er selvfølgelig det motsatte: selv om det ser ut for oss at himmelen roterer, er det faktisk jorden som roterer fra vest til øst.

La oss vurdere et plan som skjærer himmelsfæren vinkelrett på rotasjonsaksen som går gjennom jordens sentrum og himmelsfæren. Dette flyet vil krysse hverandre jordens overflate langs den store sirkelen - jordens ekvator, så vel som himmelsfæren - langs dens store sirkel, som kalles himmelekvator. Den andre analogien med jordiske paralleller og meridianer ville være den himmelske meridianen, som passerer gjennom to poler og ligger i et plan vinkelrett på ekvator. Siden alle himmelmeridianer, som terrestriske, er like, kan prime meridianen velges vilkårlig. La oss velge som nullmeridian den himmelske meridianen som passerer gjennom punktet der solen befinner seg på vårjevndøgnsdagen. Posisjonen til enhver stjerne og himmellegeme bestemmes av to vinkler: deklinasjon og rett oppstigning, som vist i følgende figur. Deklinasjon er vinkelen mellom ekvator og stjernen, målt langs meridianen til et sted (fra 0 til 90° eller fra 0 til -90°). Høyre ascension er vinkelen mellom vårjevndøgn og stjernens meridian, målt langs himmelekvator. Noen ganger, i stedet for rett oppstigning, brukes timevinkelen, eller vinkelen som bestemmer posisjonen til himmellegemet i forhold til himmelmeridianen til punktet der observatøren befinner seg.

Fordelen med det andre ekvatoriale koordinatsystemet (deklinasjon og høyre ascension) er åpenbar: disse koordinatene vil være uendret uavhengig av observatørens posisjon. I tillegg tar de hensyn til jordens rotasjon, noe som gjør det mulig å korrigere forvrengningene den introduserer. Som vi allerede har sagt, er den tilsynelatende rotasjonen av himmelsfæren forårsaket av jordens rotasjon. En lignende effekt oppstår når vi sitter på et tog og ser et annet tog som beveger seg ved siden av oss: Hvis du ikke ser på perrongen, kan du ikke fastslå hvilket tog som faktisk har begynt å bevege seg. Vi trenger et utgangspunkt. Men hvis vi i stedet for to tog vurderer jorden og himmelsfæren, vil det ikke være så lett å finne et ekstra referansepunkt.

I 1851 en franskmann Jean Bernard Leon Foucault (1819–1868) utført et eksperiment som demonstrerte bevegelsen til planeten vår i forhold til himmelsfæren.

Han hengte en last som veide 28 kilo på en 67 meter lang wire under kuppelen til det parisiske Pantheon. Svingningene til Foucault-pendelen varte i 6 timer, oscillasjonsperioden var 16,5 sekunder, pendelavbøyningen var 11° per time. Med andre ord, over tid forskjøv pendelens oscillasjonsplan i forhold til bygningen. Det er kjent at pendler alltid beveger seg i samme plan (for å bekrefte dette, heng bare en haug med nøkler på et tau og se på vibrasjonene). Dermed kan det observerte avviket være forårsaket av bare én grunn: selve bygningen, og dermed hele jorden, roterte rundt svingningsplanet til pendelen. Dette eksperimentet ble det første objektive beviset på jordens rotasjon, og Foucault-pendler ble installert i mange byer.

Jorden, som ser ut til å være ubevegelig, roterer ikke bare om sin egen akse, og gjør en fullstendig omdreining på 24 timer (tilsvarer en hastighet på ca. 1600 km/t, det vil si 0,5 km/s hvis vi er ved ekvator) , men også rundt solen, og gjør en hel revolusjon på 365,2522 dager (fra gjennomsnittshastighet ca. 30 km/s, det vil si 108 000 km/t). Dessuten roterer solen i forhold til sentrum av galaksen vår, og fullfører en hel omdreining hvert 200. million år og beveger seg med en hastighet på 250 km/s (900 000 km/t). Men det er ikke alt: galaksen vår beveger seg bort fra resten. Dermed er jordens bevegelse mer som en svimlende karusell i en fornøyelsespark: vi snurrer rundt oss selv, beveger oss gjennom verdensrommet og beskriver en spiral i rasende fart. Samtidig ser det ut til at vi står stille!

Selv om andre koordinater brukes i astronomi, er systemene vi har beskrevet de mest populære. Det gjenstår å svare siste spørsmål: hvordan konvertere koordinater fra ett system til et annet? Den interesserte leser vil finne en beskrivelse av alle nødvendige transformasjoner i søknaden.

MODELL AV FOUCAULT-EKSPERIMENTET

Vi inviterer leseren til å utføre et enkelt eksperiment. La oss ta en rund boks og lime et ark med tykk papp eller kryssfiner på den, som vi skal feste en liten ramme i form av et fotballmål på, som vist på figuren. La oss plassere en dukke i hjørnet av arket, som vil spille rollen som en observatør. Vi knytter en tråd til den horisontale stangen på rammen, som vi fester søkken på.

La oss flytte den resulterende pendelen til siden og slippe den. Pendelen vil svinge parallelt med en av veggene i rommet vi befinner oss i. Hvis vi begynner å rotere kryssfinerplaten jevnt sammen med den runde boksen, vil vi se at rammen og dukken vil begynne å bevege seg i forhold til veggen i rommet, men svingeplanet til pendelen vil fortsatt være parallelt med veggen.

Hvis vi ser for oss som en dukke, vil vi se at pendelen beveger seg i forhold til gulvet, men samtidig vil vi ikke kunne kjenne bevegelsen til boksen og rammen den er festet på. På samme måte, når vi observerer en pendel i et museum, ser det ut til at svingningsplanet for dens svingninger endrer seg, men faktisk flytter vi selv sammen med museumsbygningen og hele jorden.

<<< Назад

Videresend >>>