Навколишній світ. Добове обертання неба. Орієнтування у просторі

Добове обертання неба. Орієнтування у просторі

У кожної людини свої зорі. Тим, хто подорожує, вони вказують шлях. Для інших це просто маленькі вогники. Для вчених вони — як задача, яку треба розв’язати... Але для всіх цих людей зорі німі. А в тебе будуть зовсім особливі зорі... А. де Сент-Екзюпері

Зоряне небо — таємнича книга, яку нам подарувала природа. Протягом тисячоліть люди цікавилися тими дивними візерунками, що створюють зорі кожної ясної ночі. Хто зможе (та й чи зможе?) колись розкрити всі таємниці Всесвіту? Мабуть, чим більше ми будемо дізнаватися, тим більше питань у нас виникатиме! І звичайно, починати треба з зоряної абетки — читання та пізнання самого зоряного неба.

Коли ми дивимося на нічне небо, то можемо бачити лише дуже маленьку частинку Всесвіту. Навіть у найтемнішу та найпрозорішу ніч ми змогли би спостерігати хіба що кілька тисяч найближчих зірок, кілька зоряних скупчень та кілька туманностей. За межами нашого Молочного Шляху тільки три галактики є досить яскравими для того, щоб їх можна було спостерігати неозброєним оком. Найвіддаленіший об’єкт для такого спостереження знаходиться від нас на відстані приблизно в 2 000 000 світлових років. З іншого боку, за допомогою телескопів ми можемо проникнути на мільярди світлових років у глибини Всесвіту до об’єктів, що народилися на самому його початку —15 мільярдів років тому.

Обертання зоряного неба. Зоряне небо знаходиться у постійній динаміці, воно не стоїть на місці. Але в цьому сюжеті мова піде не про власне зміни в положеннях небесних світил та їх структурі, а про зміни, що виникають унаслідок обертання нашої планети навколо власної осі та навколо Сонця. Якщо ви проведете на вулиці кілька годин, то побачите, що зірки, планети та Місяць сходять і заходять, як Сонце. Усі небесні світила сходять у східній частині неба, а заходять — у західній. Це відбувається тому, що Земля обертається в протилежному напрямку — з заходу на схід. Фактично, якщо б ми спостерігали за добовим обертанням неба збоку, воно виглядало б досить просто. Але через те, що ми живемо на поверхні Землі, то бачимо лише половину небесної сфери. Таким чином, та частина, яку ми можемо спостерігати в певний момент, залежить від нашого місцезнаходження, а також дати та часу, що значно ускладнює завдання.

Вийдіть надвір увечері. Над вашою головою — частина небесної сфери, що ми далі будемо називати просто небом. Для того, щоб вам легше було орієнтуватися на небі, треба познайомитися з деякими особливими точками та лініями. Найочевидніша з них — це лінія горизонту, що відділяє ту частину неба, яку ви бачите, від тієї, спостерігати яку в вас немає можливості. Над вашою головою буде точка зеніту — найвища точка на небі. Ще одна лінія, яка допомагає орієнтуватися на небі — це так званий меридіан. Його проводять від точки півдня на горизонті через зеніт до точки півночі. Через те що ми не можемо безпосередньо та швидко виміряти відстань об’єкта від спостерігача, то порівнюємо тільки видимі розміри об’єктів на зоряному небі. Так, наприклад, Сонце та Місяць (звичайно!) не однакові за розміром. Проте на небі вони мають однаковий видимий діаметр. Серед астрономів прийнято вимірювати координати та видимі розміри об’єктів у кутових величинах. Наприклад, кутовий діаметр Сонця та Місяця на небі сягає близько 0,5 градуса або приблизно 30 кутових хвилин. Для точніших астрономічних вимірювань використовують також кутові секунди. Для позначення цих величин існують спеціальні символи. Так, запис 35°27'15" слід читати як «тридцять п’ять градусів двадцять сім хвилин п’ятнадцять секунд».

Якщо ви спостерігаєте завжди з одного і того ж самого місця, то завжди будете бачити один і той самий набір зірок для певного моменту часу. Але якщо ви, наприклад, улітку виїхали відпочивати на південь, то помітите, що там небо виглядатиме трохи по- іншому. Для того щоб зрозуміти, чому це сталося, нам треба згадати, як ми вимірюємо координати на Землі. Кожна точка на поверхні нашої планети має дві координати: широту та довготу. Широтою вимірюють положення відносно полюсів (де вона дорівнює ±90°) та екватора (де вона набуває нульового значення). Довгота «відповідає» за положення між заходом та сходом та відраховується від нульового Гринвіцького меридіана. Якщо ми пристосуємо ці наші знання до уявлення про небесну сферу, то зрозуміємо, що вигляд зоряного неба залежить від широти місця спостереження. Це дуже просто пояснити, адже висота полюса світу дорівнює географічній широті місця спостереження. З цього можна зробити кілька важливих висновків. Так, Полярна зірка знаходиться на висоті, що дорівнює географічній широті місцевості. Також небесний екватор найвище підіймається на півдні на висоту, що дорівнює 90°— φ,де φ — широта місцевості, звідки випливають ще два факти. Зірки, що мають схилення більше за значення 90°— φ, ніколи не заходять за горизонт. Аналогічно, зірки, що мають схилення менше за значення — (90°— φ), ніколи не сходять у певній місцевості, а отже, там і не спостерігаються.

Найпростіший рух світил на небесній сфері день у день залишається постійним. Проте вигляд нічного неба в різні пори року змінюється завдяки обертанню нашої планети навколо Сонця. Видимий шлях денного світила зоряним небом називається екліптикою. Він проходить через 12 зодіакальних сузір’їв (останнім часом до них додали ще тринадцяте — сузір’я Змієносця, через яке теж лежить шлях Сонця). У різні пори року Сонце знаходиться в певному сузір’ї, яке, зрозуміло, неможливо водночас зі світилом спостерігати на нічному небі. Таким чином, опівночі на півдні найвище за всі зодіакальні сузір’я лежить протилежне до нього. Так, з переміщенням Сонця Зодіаком змінюється вигляд нічного зоряного неба.

Просторове орієнтування — це знання власного тіла, розрізнення просторових ознак і відношень предметів, сприймання простору й оцінювання відстані, визначення віддаленості предмета та його місцезнаходження, орієнтування в просторі, визначення просторових відношень між предметами.