Небесна сфера. Небесната сфера, нейните основни елементи: точки, линии, равнини Най-високата точка на сферата над главата на наблюдателя

Точки и линии на небесната сфера - как да намерите алмукантарата, където минава небесният екватор, който е небесният меридиан.

Какво е небесната сфера

Небесна сфера- абстрактно понятие, въображаема сфера с безкрайно голям радиус, чийто център е наблюдателят. В същото време центърът на небесната сфера е сякаш на нивото на очите на наблюдателя (с други думи, всичко, което виждате над главата си от хоризонт до хоризонт, е точно тази сфера). Въпреки това, за по-лесно възприемане, можем да разгледаме центъра на небесната сфера и центъра на Земята, в това няма грешка. Позициите на звездите, планетите, Слънцето и Луната се прилагат към сферата в позицията, в която се виждат на небето в определен момент от време от дадена точка на местоположението на наблюдателя.

С други думи, въпреки че наблюдаваме положението на светилата в небесната сфера, ние, намирайки се на различни места на планетата, постоянно ще виждаме малко по-различна картина, познавайки принципите на „работата“ на небесната сфера, гледайки нощно небе, можем лесно да се ориентираме на земята с помощта на проста техника. Познавайки гледката отгоре в точка А, ще я сравним с гледката на небето в точка Б и по отклоненията на познатите ориентири можем да разберем къде точно се намираме сега.

Хората отдавна са измислили редица инструменти, за да улеснят нашата задача. Ако навигирате в "земния" глобус просто с помощта на географска ширина и дължина, тогава редица подобни елементи - точки и линии, са предвидени и за "небесния" глобус - небесната сфера.

Небесна сфера и позиция на наблюдателя. Ако наблюдателят се движи, тогава цялата видима за него сфера ще се движи.

Елементи на небесната сфера

Небесната сфера има редица характерни точки, линии и кръгове, нека разгледаме основните елементи на небесната сфера.

Вертикал на наблюдателя

Вертикал на наблюдателя- права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдателя. Зенит- точката на пресичане на вертикалата на наблюдателя с небесната сфера, разположена над главата на наблюдателя. Надир- точката на пресичане на вертикалата на наблюдателя с небесната сфера, противоположна на зенита.

Истински хоризонт- голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на вертикалата на наблюдателя. Истинският хоризонт разделя небесната сфера на две части: надхоризонтално полукълбокъдето се намира зенитът, и субхоризонтално полукълбо, в който се намира надирът.

ос на света (земна ос)- права линия, около която се извършва видимото ежедневно въртене на небесната сфера. Оста на света е успоредна на оста на въртене на Земята и за наблюдател, разположен на един от полюсите на Земята, тя съвпада с оста на въртене на Земята. Привидното дневно въртене на небесната сфера е отражение на действителното дневно въртене на Земята около оста си. Полюсите на света са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Нарича се полюсът на света, разположен в съзвездието Малка мечка Северен полюссвят, а противоположният полюс се нарича Южен полюс.

Голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света. Равнината на небесния екватор разделя небесната сфера на Северното полукълбо, в който се намира Северният полюс на света, и южно полукълбокъдето се намира Южният полюс на света.

Или меридианът на наблюдателя - голям кръг върху небесната сфера, минаващ през полюсите на света, зенит и надир. Той съвпада с равнината на земния меридиан на наблюдателя и разделя небесната сфера на източени западното полукълбо.

Сочи север и юг- точки на пресичане на небесния меридиан с истинския хоризонт. Точката, която е най-близо до северния полюс на света, се нарича северната точка на истинския хоризонт C, а точката, която е най-близо до южния полюс на света, се нарича южната точка Yu. Точките на изток и запад са точките на пресичане на небесния екватор с истинския хоризонт.

обедна линия- права линия в равнината на истинския хоризонт, свързваща точките на север и юг. Тази линия се нарича обяд, защото по обяд, местно истинско слънчево време, сянката от вертикалния полюс съвпада с тази линия, тоест с истинския меридиан на тази точка.

Точки на пресичане на небесния меридиан с небесния екватор. Точката, която е най-близо до южната точка на хоризонта, се нарича точка на юг от небесния екватор, а най-близката точка до северната точка на хоризонта е точка на север от небесния екватор.

Вертикални осветителни тела

Вертикални осветителни тела, или кръг на височина, - голям кръг върху небесната сфера, минаващ през зенита, надира и светилото. Първата вертикала е вертикалата, минаваща през точките изток и запад.

Кръг за склонение, или , - голям кръг върху небесната сфера, минаващ през полюсите на света и светилото.

Малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успореден на равнината на небесния екватор. Видимото ежедневно движение на светилата се случва по дневните паралели.

Алмукантаратски светила

Алмукантаратски светила- малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успореден на равнината на истинския хоризонт.

Всички елементи на небесната сфера, отбелязани по-горе, се използват активно за решаване на практически проблеми за ориентация в пространството и определяне на положението на звездите. В зависимост от целите и условията на измерване се използват две различни системи. сферични небесни координати.

В една система светилото е ориентирано спрямо истинския хоризонт и се нарича тази система, а в другата, спрямо небесния екватор и се нарича.

Във всяка от тези системи положението на светилото върху небесната сфера се определя от две ъглови стойности, точно както положението на точките на повърхността на Земята се определя с помощта на географска ширина и дължина.

Произход

дума зенитидва от неточен прочит на арабския израз سمت الرأس ( самт ар-ра), което означава "посока към главата" или "път над главата". През Средновековието, през 14-ти век, тази дума идва в Европа чрез латински и вероятно чрез стария испански. Беше съкратено до samt("посока") - samtи с правописни грешки, трансформирани в сените - сенит. Чрез старофренската и средноанглийската дума сенитенай-накрая се превърна в съвременна дума през 17 век зенит .

Уместност и употреба

Концепцията за "зенит" се използва в следните научни контексти:

• Той служи като посока за измерване зенитен ъгъл, което е ъгловото разстояние между посоката към обекта, който ни интересува (например към звезда) и локалния зенит спрямо точката, за която е определен зенитът.
• Той определя една от осите на хоризонталната координатна система в астрономията.

Така тя е свързана с понятията за елементите на небесната сфера - отвес и кръг на височината на светилото.

Строго погледнато, зенитът е само приблизителносвързан с локалната равнина на меридиана, тъй като последният се определя от гледна точка на ротационните характеристики на небесното тяло, а не от гледна точка на неговото гравитационно поле. Те съвпадат само за идеално симетрично тяло на въртене. За Земята оста на въртене няма фиксирано положение (например поради постоянни движения на океанска вода и други водни ресурси), а локалната вертикална посока, определена чрез гравитационното поле, сама променя посоката си във времето (за например поради лунни и слънчеви приливи и отливи).

Понякога терминът зенитсе отнася до най-високата точка, достигната от небесно тяло (Слънце, Луна и др.) в процеса на неговото привидно орбитално движение спрямо дадена точка на наблюдение. Въпреки това Големият астрономически речник дава следната дефиниция на зенита:

Точка от небесната сфера точно над главата на наблюдателя. Астрономическият зенит формално се определя като пресечната точка на отвес с небесната сфера. Геоцентричен зенит - пресечната точка с небесната сфера на линия, минаваща от центъра на Земята през позицията на наблюдателя. Геодезичният зенит е на линия, нормална на геодезичния елипсоид или сфероид в позицията на наблюдателя.

Така по отношение, например, на Слънцето, зенитът може да бъде достигнат само на ниски географски ширини.

Точка в небето, лежаща нагоре, в посока на отвес, на всяко място на земната повърхност. В астрономията, в допълнение към този географски Z., има и геоцентричен ... Енциклопедичен речник на Брокхаус и Ефрон