ניסויים אסטרונומיים

כדור שמימי

במשך מאות שנים, "רקיע האדמה" נחשב למודל של חוסר פגיעה וחוסר תנועה. אין זה מפתיע שהטעות הזו נמשכה כל כך הרבה זמן, כי כל החושים שלנו מדברים על חוסר התנועה של כדור הארץ וסיבוב "קמרון השמים" עם הכוכבים, השמש והירח סביבו. אבל גם עכשיו באסטרונומיה, כזיכרון לאותן זמנים קדומים, נעשה שימוש במושג הכדור השמימי - כדור דמיוני גדול לאין שיעור, שבמרכזו נמצא הצופה ועל פניו תנועות גרמי השמים. מוצגים.

כמובן שהדבר הבולט ביותר הוא הסיבוב היומי של השמיים - השמש זורחת בבוקר, חולפת על פני השמים ויורדת מתחת לאופק, הכוכבים הנראים במזרח בערב עולים גבוה בדרום עד חצות. ואז נופלים מערבה, השמש זורחת שוב... נראה שהשמים מסתובבים סביב ציר בלתי נראה שנמצא ליד כוכב הצפון.

תנועת הכוכבים סביב הקוטב השמימי. צילום א' מירונוב

אבל הסיבוב היומי של השמיים תלוי מאוד במיקומנו על הגלובוס - אם נמצא את עצמנו בחצי הכדור הדרומי, זה יהיה מאוד חריג עבורנו שהשמש נעה על פני השמים בכיוון ההפוך - מימין לשמאל. בואו נסתכל מקרוב על איך משתנה סיבוב השמים לכאורה במקומות שונים על פני כדור הארץ.

ראשית, כדאי לזכור שגובה הקוטב השמימי (הנקודה שסביבה מסתובבים השמיים) מעל האופק שווה תמיד לקו הרוחב הגיאוגרפי של אתר התצפית. משמעות הדבר היא שבקוטב הצפוני, כוכב הצפון יהיה בשיאו, וכל המאורות ינועו בסיבוב יומי משמאל לימין במקביל לאופק, לעולם לא יעלו או יקיעו. בהיותנו בקוטב, יכולנו לראות את הכוכבים של חצי כדור אחד בלבד, אבל בכל לילה.

להיפך, למתבונן בקו המשווה אין כוכבים שאינם עולים (וגם שאינם שוקעים) - כל הכוכבים בשמיים זמינים לתצפית, הם עולים אנכית בחלק המזרחי של האופק ובדיוק 12 שעות לאחר מכן הם התמקמו בחלק המערבי של השמיים.

בקווי הרוחב האמצעיים, חלק מהכוכבים בסביבת הקוטב לעולם אינם נופלים מתחת לאופק, אך אותו אזור של השמים סביב הקוטב הנגדי לעולם אינו נגיש לתצפית, בעוד שהכוכבים הנותרים, רצועה הממוקמת בשניהם. הצדדים של קו המשווה השמימי, עולים ושוקעים במהלך היום.

תנועת המאורות בקווי הרוחב האמצעיים של חצי הכדור הדרומי תיראה בערך זהה, כשההבדל היחיד הוא שהקוטב הדרומי של העולם ייראה מעל לאופק, שסביבו הכוכבים מסתובבים בכיוון השעון, וקבוצות הכוכבים המשווניות המוכרות , מתהפכים, עולים הכי גבוה בחלק הצפוני של השמיים ועוברים מימין לשמאל.

תנועת השמש והיום

אם כבר מדברים על תנועת הכוכבים, לא עניין אותנו המרחק אליהם ותנועת כדור הארץ סביב השמש - המרחקים לכוכבים הם עצומים ושינויים במיקומם עקב התנועה השנתית של כדור הארץ הם קטנים מאוד. ניתן למדוד רק עם מכשירים מדויקים מאוד. השמש היא עניין אחר לגמרי. תנועת כדור הארץ במסלולו גורמת לתנועה הנראית לעין של השמש בין הכוכבים. הנתיב שהשמש עוברת בשמיים במהלך השנה נקרא אקליפטיקה. מכיוון שציר כדור הארץ נוטה ב-23.5°, כאשר כדור הארץ מסתובב סביב השמש, או חצי הכדור הצפוני או הדרומי פונה לעברה - זה מסביר את חילופי העונות בכוכב הלכת שלנו.

כאשר חצי הכדור הצפוני מופנה לכיוון השמש - הקיץ מתחיל שם, השמש במסלולה הנראה לאורך האקליפטיקה מסתיימת בחלקו הצפוני ובחצי הכדור הצפוני שלנו היא עולה גבוה יותר מעל האופק. בקוטב הצפוני, השמש הופכת לאורה שאינה שוקעת במשך שישה חודשים - יום קוטב מתחיל שם. קצת יותר דרומה, יום הקוטב נמשך פחות ובקו הרוחב של החוג הארקטי (66.5° - חוג הקוטב הצפוני נמצא במרחק של 23.5° מהקוטב) השמש לא שוקעת רק לכמה ימים באמצע הקיץ, סמוך להיפוך הקיץ ( 22 ביוני). בחורף השמש לא זורחת בקוטב כמעט חצי שנה (קצת פחות בגלל השבירה), דרומה ליל הקוטב הולך וקצר, ומחוץ לחוג הארקטי השמש זורחת מעל האופק גם באמצע חוֹרֶף.

בקווי הרוחב האמצעיים והמשווניים, השמש תמיד זורחת ושוקעת, אורך היום תלוי מאוד לא רק בזמן השנה, אלא גם בקו הרוחב - ככל שקרוב יותר לקו המשווה, ההבדל בין אורך יום בחורף ובקיץ וככל שאורך היום והלילה קרוב יותר ל-12 שעות. אבל רק בקו המשווה אורך היום והלילה תמיד קבוע. משך הדמדומים תלוי גם בקו הרוחב - בקווי הרוחב המשווני השמש שוקעת בניצב לאופק והדמדומים הם הקצרים ביותר, ובקו הרוחב של סנט פטרסבורג באמצע הקיץ הם נמשכים מהשקיעה ועד הזריחה - אלו הלילות הלבנים המפורסמים .

כמה גבוה השמש יכולה לעלות מעל האופק תלוי בקו הרוחב - ביום היפוך גובה זה יהיה 90°-φ+23.5°.

אגב, יש טעות נפוצה מאוד שבקו המשווה השמש תמיד בשיאה בצהריים - זה לא נכון בשום נקודה על פני כדור הארץ השוכנת בין הקווים של האזורים הטרופיים (מ-23.5°S עד 23.5°N ) בדיוק דרך השיא, השמש עוברת רק פעמיים בשנה, בקו המשווה - בימי השוויון, ולאורך קווי האיזורים הטרופיים - רק פעם בשנה, ביום היפוך הקיץ באזור הטרופי הצפוני. וביום היפוך החורף - באזור הטרופי הדרומי.

תנועת כדור הארץ סביב השמש מובילה לתופעה חשובה נוספת - משך יום השמש (פרק הזמן שבין שתיים בצהריים) אינו עולה בקנה אחד עם היום הסידיי (פרק הזמן שבין מעבר כוכב בקו האורך. ). העובדה היא שכדור הארץ זקוק לזמן נוסף כדי להסתובב דרך הזווית שהוא עובר במסלולו ביום. יתרה מכך, אורכו של יום השמש אינו קבוע (ראה מאמר משוואת זמן). קל לעשות הערכה גסה - ביום כדור הארץ נוסע 1/365 ממסלולו, או קצת פחות מ-1°, ואם כדור הארץ מסתובב סביב צירו (360°) תוך כ-24 שעות, אז הוא יסתובב סביב צירו (360°) סובב 1° תוך כ-4 דקות. אכן, יום צדדי הוא 23 שעות 56 דקות 4 שניות.

ירח

מאז ימי קדם, הלוויין שלנו משרת אנשים כדי לעקוב אחר הזמן, וזה לא מקרי - השינוי בשלבי הירח קל לצפייה ואורך החודש לא קשה לקבוע, בנוסף, החודש הפכה ליחידת ביניים נוחה מאוד למדידת זמן בין יום לשנה. אגב, שבוע שבעת הימים המוכר קשור גם לירח - 7 ימים הם בערך רבע חודש (וגם שלבי הירח נמדדים ברבעים). רוב לוחות השנה העתיקים היו ירחיים וירחיים.

כמובן, הדבר הראשון שמושך את עיניכם בעת צפייה בירח הוא השינוי במראהו במהלך חודש מסהר דק, שניתן לראות מיד לאחר השקיעה 2-3 ימים לאחר הירח החדש, לירח הראשון. רבע שלב (בחצי הכדור הצפוני החצי הימני של הדיסק מואר ירח), לאחר מכן לירח המלא, הרבע האחרון (החצי השמאלי של הדיסק מואר) ולבסוף, לירח החדש, כאשר הירח מתקרב השמש ונעלמת בקרניה. השינוי בשלבים מוסבר על ידי שינוי במיקום הירח ביחס לשמש כשהוא מסתובב סביב כדור הארץ מחזור השינויים המלא של הפאזה - מהפכה ביחס לשמש או חודש סינודי נמשך כ-29.5 ימים. תקופת המהפכה ביחס לכוכבים (חודש צדדי) קצרה מעט יותר ומסתכמת ב-27.3 ימים. כפי שאתה יכול לראות, שנה מכילה מספר לא שלם של חודשים, ולכן לוחות שנה lunisolar משתמשים בכללים מיוחדים לסירוגין של שנים של 12 חודשים ו-13 חודשים, בגלל זה הם מורכבים למדי וכעת הם מוחלפים ברוב המדינות בגרגוריאני לוח שנה, שאין לו שום קשר לירח - לזכר קודמיו, נותרו רק חודשים (אם כי ארוכים מירח) ושבועות...

יש עוד תכונה מעניינת בתנועת הירח - תקופת סיבובו סביב צירו חופפת לתקופת המהפכה סביב כדור הארץ, לכן הלוויין שלנו מופנה תמיד לכיוון כדור הארץ עם חצי כדור אחד. אך איננו יכולים לומר שאנו יכולים לראות רק מחצית משטח הירח - עקב חוסר אחידות תנועת מסלול הירח ונטיית מסלולו לקו המשווה של כדור הארץ, יחסית למתבונן בכדור הארץ, הירח מסתובב מעט הן בקו הרוחב והן בקו האורך. (תופעה זו נקראת libration) ונוכל לראות את אזורי הקצה של הדיסק - בסך הכל, כ-60% משטח הירח נגיש לתצפיות.

ז'אן אפל, "בריאת העולם"
-זה לא קל להקים יקום!