Что такое Небесная сфера в астрономии?

Что такое Небесная сфера?

Определение небесной сферы в астрономии — это воображаемая сфера, окружающая Землю. Другой способ представить небесную сферу — представить Землю внутри прозрачного небесного купола, на котором закреплены Солнце, Луна, планеты и звезды. В этой концепции небесной сферы Земля находится в центре Вселенной. На самом деле Солнце находится в центре Солнечной системы, хотя концепция полезна для определения местоположения звезд и планет. Подобно тому, как карта показывает широту и долготу мест на Земле, небесная сфера показывает расположение и положение небесных объектов, таких как звезды и галактики.

Небесная сфера XVIII века на выставке в Бруклинском музее.

Небесная сфера XVIII века на выставке в Бруклинском музее.

Идея воображаемой сферы, окружающей Землю, пришла из космологии Аристотеля. Чтобы объяснить движение небес, он считал, что звезды и планеты прикреплены к хрустальным сферам, которые вращаются вокруг Земли. Поскольку Земля казалась неподвижной, казалось разумным утверждать, что движутся небеса, а не Земля. Представление Аристотеля о небесной сфере не подвергалось сомнению на протяжении веков. Однако Аристарх Самосский (310–230 гг. до н.э.), другой греческий философ, использовал математику, чтобы показать, что Земля, вращаясь вокруг своей оси, вместо этого вращается вокруг Солнца. Аристарх также считал, что звезды очень большие и находятся очень далеко. К сожалению, труды Аристарха затерялись во времени.

Иллюстрация небесной сферы, воображаемой сферы, окружающей Землю.

Иллюстрация небесной сферы, воображаемой сферы, окружающей Землю.

Использование Небесной сферы

Хотя небесная сфера основана на ошибочном предположении, что Земля является центром Вселенной, система построения небесной широты и долготы полезна для привязки реальных и воображаемых точек на небе. Подобно карте или глобусу Земли, показывающему расположение места по широте и долготе, небесная сфера имеет небесные координаты, аналогичные широте и долготе. Эти координаты проецируются на небо. Склонение эквивалентно широте; Прямое восхождение является эквивалентом долготы. Склонение измеряется в градусах, а в качестве измерения прямого восхождения используются часы, минуты и секунды. Например, Полярная звезда имеет склонение +89 градусов 15 угловых минут и прямое восхождение 2 часа 41 минуту.

Северный небесный полюс

Несколько важных точек, также воображаемых, тесно связаны с небесной сферой. Одной из них является северный небесный полюс, воображаемое продолжение Северного полюса Земли в космосе. Это точка на небесной сфере непосредственно над Северным полюсом Земли. Ночью кажется, что звезды вращаются вокруг северного небесного полюса. Камера, направленная на Полярную звезду, фиксирует следы звездного света, когда Земля вращается вокруг своей оси вокруг полюса. Созвездия, расположенные ближе всего к северному небесному полюсу, такие как Большая Медведица, являются циркумполярными, что означает, что они никогда не заходят, но всегда видны вблизи полюса.

Полосы звездного света демонстрируют, как некоторые созвездия движутся вокруг северного полюса мира.

Полосы звездного света демонстрируют, как некоторые созвездия движутся вокруг северного полюса мира.

Южный полюс мира

Другая важная точка небесной сферы – южный полюс мира. Как и его северный аналог, южный полюс мира — это точка на небесной сфере, расположенная непосредственно над южным полюсом Земли. В северном полушарии Полярная звезда находится в пределах одного градуса от северного небесного полюса Земли, поэтому навигация по Полярной звезде проста. Однако в южном полушарии нет яркой полярной звезды для навигации и астрономии. Вместо этого в качестве полярного ориентира используется яркое созвездие Южного Креста.

Небесная сфера: сопутствующая терминология

Другие важные точки небесной сферы включают небесный экватор, небесный меридиан, зенит и надир, а также небесный горизонт. Важно различать эти точки, поскольку это термины, используемые для описания событий и объектов в астрономии. Эти точки на небесном полюсе обеспечивают фиксированные точки отсчета, хотя «фиксированный» — относительный термин, поскольку Земля движется. Международная небесная система отсчета (ICRS) используется для более точного астрономического позиционирования.

Небесный экватор

На полпути между северным и южным полюсами мира находится небесный экватор. Фактически небесный экватор — это воображаемая проекция экватора Земли в космос. Это важная точка небесной сферы, поскольку она пересекает земной горизонт прямо на востоке и западе, независимо от того, где на Земле находится человек. Небесный экватор важен еще и потому, что он отмечает нулевое склонение — точку, в которой определяется склонение других объектов к северу или югу.

Небесный меридиан

Небесный меридиан — это круг на небесной сфере, проходящий через небесные полюса и зенит. Это большой круг, который изгибается прямо над головой, проходит через северный и южный полюса на горизонте и продолжается, хотя и невидимо, на 360 градусов. Точка, расположенная прямо над головой по дуге небесного меридиана, является зенитом.

Небесная сфера: Зенит и Надир.

Точки на небесной сфере, зенит и надир в астрономии, связаны с понятием меридиана. Меридиан изгибается над головой от полюса к полюсу; точка прямо над головой дуги является зенитом. Дуга невидимо проходит полный круг на 360 градусов, так что точка под ногами наблюдателя находится прямо напротив зенита, точки, называемой надир. Вместе зенит и надир помогают астрономам описывать положения небесных объектов.

Если бы наблюдатель, например, отправился на север вокруг Земли, северный полюс мира сместился бы ближе к зениту, пока на северном полюсе небесный экватор не оказался бы на горизонте. Если бы наблюдатель вместо этого стоял на экваторе Земли, он бы увидел небесный экватор, проходящий через зенит.

Небесный горизонт

Другая точка небесной сферы — это небесный горизонт, плоскость, проходящая через центр Земли перпендикулярно оси зенит-надир или границе между Землей и небом. Другими словами, небесный горизонт — это большой круг на небесной сфере, проходящий через точку на полпути между зенитом и надиром. Небесный горизонт полезен для разделения небесной сферы на два полушария. Таким образом, наблюдатель из любой точки Земли может видеть только половину всего неба. Другая половина скрыта за небесным горизонтом. Астрономы обращаются к небесному горизонту при измерениях Земли относительно неба.

Итог урока

Небесная сфера – это воображаемая сфера, куда проецируются все небесные объекты. Хотя небесная сфера основана на геоцентрической (землецентрической) системе, она полезна для точного определения объектов в космосе, а также для определения положения Земли относительно неба. Небесная сфера, как и координаты на картах, использует небесную систему координат. Склонение — это небесный эквивалент широты; прямое восхождение является небесным эквивалентом долготы.

Некоторые точки небесной сферы имеют важное значение в астрономии. Северный полюс мира и Южный полюс мира являются воображаемыми продолжениями земной оси в космос. Северный полюс мира — это точка, расположенная непосредственно над Северным полюсом Земли. Небесный экватор — это воображаемая проекция экватора Земли в космос. Небесный меридиан — это круг на небесной сфере, проходящий через небесные полюса и зенит, точка, находящаяся прямо над головой наблюдателя. Прямо напротив зенита находится надир — точка прямо под ногами наблюдателя. Небесный горизонт – это граница между землей и небом.

Часто задаваемые вопросы

Где находится северный полюс мира?

Северный полюс мира — это воображаемая проекция земной оси в космос. Он расположен прямо над Северным полюсом Земли. Хотя он и воображаемый, тем не менее он эффективен в небесной навигации.

В чем заключается концепция небесной сферы?

Небесная сфера – это воображаемая сфера, на которую проецируются объекты в космосе. Он используется для определения местоположения реальных и воображаемых небесных объектов. Хотя концепция основана на геоцентрической системе, она эффективна для построения небесных координат объектов в космосе.

Для чего используется небесная сфера?

Небесная сфера – это воображаемая сфера, окружающая Землю. Он используется для точного определения небесных объектов, реальных и воображаемых. Как и глобус, небесная сфера имеет соответствующие координаты небесных объектов.

Поделитесь материалом
Автор статьи: Наталья Венедиктова
Наталья Венедиктова
Историк-исскусствовед, специалист в области истории, географии и искусства. Много путешествовала, изучала эволюцию художественных стилей, культурные контексты произведений и влияние искусства на общественные и исторические процессы.
Наталья Венедиктова опубликовал статей: 315

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *