Как и предыдущая система, она основана на экваториальной плоскости небесной сферы, но использует координаты правого восхождения вместо часовых углов.
Небесная сфера
Небесная сфера — это воображаемая сфера любого радиуса, на которую проецируются небесные тела: Он используется для решения различных астрометрических задач. Глаз наблюдателя считается центром небесной сферы; наблюдатель может находиться на поверхности Земли или в других точках пространства (например, он может обращаться к центру Земли). Для земного наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе.
Каждое небесное светило соответствует точке на небесной сфере, где его пересекает линия, соединяющая центр сферы с центром светила. При изучении положений и видимых движений небесных тел на небесной сфере выбирается та или иная сферическая система координат. Расчеты положений небесных тел на небесной сфере производятся с помощью небесной механики и сферической тригонометрии.
Содержание
- 1 История
- 2 Элементы небесной сферы
- 2.1 Отвесная линия и связанные с ней понятия
- 2.2 Суточное вращение небесной сферы и связанные с ним понятия
- 2.3 Термины, рождаемые в пересечениях понятий «Отвесная линия» и «Вращение небесной сферы»
- 2.4 Годовое движение Солнца по небесной сфере и связанные с ним понятия
Концепция небесной сферы восходит к античности; она основана на визуальном впечатлении о существовании куполообразного небесного свода. Это впечатление связано с тем, что человеческий глаз не способен уловить разницу в расстоянии между небесными телами из-за огромных расстояний между ними, и они кажутся одинаково удаленными. Древние народы ассоциировали его с реальной сферой, которая окружала мир и на поверхности которой располагались многочисленные звезды. Для них небесная сфера была самым важным элементом Вселенной. С развитием научных знаний этот взгляд на небесную сферу был утрачен. Однако геометрия небесной сферы, установленная еще в древности, в ходе развития и совершенствования приобрела современный вид, который используется в астрометрии.
Элементы небесной сферы
Отвесная линия и связанные с ней понятия
Отвес — это линия, проходящая через центр небесной сферы и точку наблюдения на поверхности Земли. Линия отвеса пересекает поверхность небесной сферы в двух точках — зенит над головой наблюдателя и надир под ногами наблюдателя.
Истинный горизонт — это большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна линии отвеса. Истинный горизонт делит поверхность небесной сферы на две полусферы: видимую полусферу с вершиной в зените и невидимую полусферу с вершиной в надире. Истинный горизонт не совпадает с видимым горизонтом из-за высоты точки наблюдения над поверхностью Земли и из-за искривления световых лучей в атмосфере.
Круг высоты или вертикальное положение светила — это большой полукруг небесной сферы, который определяется светилом.
Суточное вращение небесной сферы и связанные с ним понятия
Дневная параллель — это малый круг небесной сферы, плоскость которого параллельна плоскости небесного экватора. Видимые суточные движения светлых тел происходят в дневных параллелях. Круги дивергенции и суточные параллели образуют координатную сеть на небесной сфере, которая определяет экваториальные координаты светила.
Небесный экватор пересекает математический горизонт в точках восток и запад. Точка востока — это точка, в которой точки вращающейся небесной сферы выходят из-за горизонта. Полукруг высоты, проходящий через восточную точку, называется первым перпендикуляром.
Небесный меридиан — это большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через линию отвеса и мировую ось. Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на два полушария: восточное и западное.
Меридианная линия — это пересечение небесного меридиана с плоскостью математического горизонта. Линия меридиана и небесный меридиан пересекают математический горизонт в двух точках: северной точке и южной точке. Северная точка — это точка, ближайшая к северному полюсу Земли.
Термины, рождаемые в пересечениях понятий «Отвесная линия» и «Вращение небесной сферы»
Но наши предки, для которых все эти чудеса были недоступны, считали Вселенную местом покоя и меры…..
Сегодня мы хотим поговорить о том, что каждый из нас может определить, просто взглянув на небо. И какие интересные детали можно найти в этой воображаемой геометрической форме, которую мы сейчас называем «небесной сферой».
Если вы посмотрите на звездное небо без наглядных пособий, то вряд ли сможете отделаться от мысли, что Земля является неподвижным центром Вселенной. И все небесные тела — солнце, луна, планеты и звезды — кажутся расположенными в колоссальном куполе над землей. А на горизонте эти два мира — подлунный и сверхлунный — как бы соприкасаются.
Годовое движение Солнца по небесной сфере и связанные с ним понятия
Небесная сфера
Купол неба, конечно, не существует в действительности. Это иллюзия. Потому что в реальности небесные тела находятся на разных расстояниях от Земли. Но идея купола — очень полезный инструмент для навигации по звездному небу. По этой причине искусственное звездное небо в планетарии всегда проецируется на потолок купола.
Если представить, что все небесные тела находятся в огромном куполе с наблюдателем в центре, то горизонт — это дно этого купола. Пик» купола (точка прямо над нашими головами) называется зенитом. Точка на горизонте, лежащая прямо на севере, называется северной точкой. Он символизируется буквой N. По тому же принципу небесная сфера имеет точку юга на своей воображаемой поверхности. Кроме того, некоторые астрономы используют западную и восточную точки в своей работе.
Мы рекомендуем вам прочитать книгу «Харикло. Единственный астероид с кольцами
Воображаемый купол неба, конечно, не касается горизонта. Ниже горизонта находятся звезды и другие небесные тела (они становятся видны, когда мы переезжаем на другую сторону Земли). И чтобы лучше понять, о чем идет речь, нужно представить, что Земля со всех сторон окружена интересующей нас сегодня небесной сферой. Невидимая точка на стороне небесной сферы, которая находится под нашими ногами, напротив зенита, называется надир.
Чтобы научиться хорошо ориентироваться в ночном небе, важно знать, где находятся шесть основных точек небесной сферы — зенит, надир и точки север, восток, юг и запад. Нет никаких проблем с расположением зенита и надира. Но как найти положение четырех точек на горизонте?
Когда вы выйдете из леса, ищите муравейник. И спросите у жителей направление на юг. Смешно😁. Муравейники северного полушария имеют более пологий склон, в основном с южной стороны. Ветви деревьев также обычно гуще на южной стороне.
Однако самый простой способ — использовать компас. Если у вас его нет и вы заблудились в тундре, где нет ни муравейников, ни деревьев, не отчаивайтесь. Выход есть. Ведь стороны света можно вычислить и по положению небесных тел. Просто наблюдайте каждый день, когда солнце достигает своего наивысшего положения над горизонтом. Именно это и происходит на юге. В северном полушарии, конечно. Именно в этом направлении вам следует двигаться. Потому что на севере есть лед, холод и медведи. Но если вам повезет, вы доберетесь до Тики. Или даже до Певека.
Небесные точки
Рекомендуем прочитать Возможное решение парадокса Ферми.
В Москве в среднем полдень наступает в 12:30. А когда солнце достигает своей высшей точки, тени становятся самыми маленькими. Поэтому с помощью палки, воткнутой в землю, и линейки или рулетки легко определить, где находится юг. Но вы находитесь в тундре, где растут палки. Затем найдите одну травинку и понаблюдайте за ней.
Теперь, когда мы выяснили, где юг, что и где находится на небе, мы можем описать положение любого небесного тела с помощью всего двух параметров: направления компаса на объект и его высоты над горизонтом. Например, солнце может находиться на определенной высоте над горизонтом и указывать на юго-юго-запад.
Однако астрономы не обладают достаточной точностью такого рода. И они используют более точное описание: эти ученые делят горизонт на 360 градусов по азимуту (север = 0º, восток = 90º, юг = 180º и запад = 270º). А высота небесного тела над горизонтом также выражается в градусах (по определению, горизонт имеет высоту 0º, зенит — 90º).
Сегодня так называемые горизонтальные координаты звезды или планеты при желании можно записать с точностью до мельчайших долей градуса! Например, звезда может иметь азимут 43,6º и высоту 12,2º. Я согласен — это гораздо точнее, чем «низкий уровень на северо-востоке»!
Единственная проблема с азимутом и высотой заключается в том, что эти координаты зависят от местоположения и времени. Если вы посмотрите на небо с любой точки неба, вы сможете увидеть небо с любой точки неба.
Небесные градусы
В Средние века влияние церкви на светский и научный мир расцвело. Поэтому мировоззрение средневекового человека продолжало ориентироваться на геоцентрическую модель мира в сочетании с теориями Аристотеля.
В XII и XIII веках на европейском континенте стали появляться астрономические труды древних греков, переведенные на латынь. Церковь, опасаясь, что работы об устройстве мира ослабят религию, всячески боролась с древнегреческой наукой. Тех, кто читал книги греческих мыслителей, обвиняли в ереси и изгоняли.
Благодаря своему выгодному географическому положению Италия торговала с арабскими государствами. Купцы путешествовали все дальше и дальше на восток и устанавливали торговые отношения с новыми народами. В результате морских путешествий вырос интерес к астрономии: моряки наблюдали за небесными светилами, создавали первые астрономические приборы и чертили морские карты. Благодаря арабам итальянцы познакомились с мировоззрением древних греков. А длительные морские путешествия и наблюдения за звездным небом помогли доказать греческую теорию о том, что Земля имеет шарообразную форму.
Развитие моря предъявило новые требования к астрономии. Необходимо было пересмотреть и улучшить арабские таблицы движения небесных тел, чтобы рационализировать календарь. На основе последних астрономических наблюдений в 1252 году была создана «Таблица Альфонса», которая по-новому показала движение небесных тел. Столы Пурбаха и Региомонтана также были важны. Эти работы облегчили морякам поиск пути в открытом море и привели к великим географическим открытиям XV века.
Таблицы Альфонса
Представление о строении мира в Средневековье
Жажда новых открытий и обогащения за счет торговли привела к бурному развитию мореплавания. Были разработаны новые методы наблюдения за небесными телами, и старые теории о строении Вселенной начали терять свою ценность.
Наблюдая за движением небесных тел, ученые начали испытывать трудности с вычислением их положения на небе, что поставило под сомнение правильность Птолемеевой универсальной системы. Древние представления о строении мира начали меняться. Леонардо да Винчи опроверг существование сфер Аристотеля. Он склонялся к тому, что Земля имеет вращательное движение и не является центром мира. Николай Куза также считал, что Земля движется и что у Вселенной нет центра, потому что она бесконечна.
Первым человеком, который научно опроверг систему мира Птолемея, был Николай Коперник. Он считается создателем совершенно нового мировоззрения — гелиоцентрической системы.
В 1543 году мы
Первые гипотезы о вращении Земли вокруг Солнца были сформулированы еще в III веке до н.э. древнегреческим ученым Аристархом Самосским, но не получили дальнейшего развития, поскольку в то время господствовала геоцентрическая модель мироустройства. С течением времени теории о Вселенной менялись, совершенствовались и доказывали свою состоятельность. Сегодня уже ни для кого не секрет, что Земля вращается вокруг Солнца.
Какие доказательства того, что Земля вращается вокруг Солнца, мы имеем в современном мире?
Источник
Увидеть это явление невооруженным глазом практически невозможно, поскольку звезды находятся очень далеко. В прошлом это явление наблюдалось с помощью гелиометра, но сегодня для этой цели используются радиоинтерферометры и чрезвычайно дальнобойные космические телескопы.
Гелиоцентрическая система мира
Гелиометр
Когда вы наблюдаете за звездами с Земли, вы не стоите на месте, а участвуете в орбитальном движении планеты. За время, необходимое для того, чтобы свет, излучаемый звездой, достиг окуляра прибора, наблюдатель на Земле, включая прибор, немного переместился по орбите. Для того чтобы свет от звезды точно попал в объектив, прибор наводится в расчетном, а не в видимом направлении.
Аберрация источника
- Земля перемещается, периодически то приближаясь, то отдаляясь от других планет Солнечной системы, в результате чего эти планеты совершают как будто бы попятное движение.
- В результате периодического смещения земной оси весеннее равноденствие с каждым годом приходит немного раньше.
- Сфера звезд находится на огромном расстоянии по отношению к расстояниям между планетами, поэтому годичные параллаксы не наблюдаются.
Эклиптика вместе с небесным экватором образует угол 23°27′. Точки, в которых они пересекаются, называются весенним и осенним равноденствиями. Небесное светило проходит через эти точки весной 20 или 21 марта и осенью 22 или 23 сентября. Период между одним весенним равноденствием и вторым называется тропическим годом. Он на 20 минут и 24 секунды короче сидерического года.
Доказательства вращения Земли вокруг Солнца
Источник
- Параллактическое смещение звезд – в течение года происходит изменение месторасположения звезды, за которой происходит наблюдение.
- Годичное аберрационное смещение звезд – его открытие произошло благодаря английскому астроному Дж. Брадлею в 1728 г.
