Какво представлява небесната сфера? Значение и тълкуване на думата nebesnaja sfera, дефиниция на термина

Когато наблюдаваме небето, всички астрономически обекти изглежда са разположени на куполна повърхност, а наблюдателят е в центъра. Този въображаем купол образува горната половина на въображаема сфера, наречена „небесна сфера“. Той играе основна роля при посочване на положението на астрономическите обекти.

Въпреки че Луната, планетите, Слънцето и звездите се намират на различни разстояния от нас, дори и най-близките са толкова далеч, че не можем да оценим тяхното разстояние на око. Посоката на звездата не се променя, докато се движим по повърхността на Земята. (Вярно е, че се променя леко, докато Земята се движи по орбитата си, но това паралаксално изместване може да бъде забелязано само с помощта на най-точните инструменти.)

Струва ни се, че небесната сфера се върти, тъй като светилата се издигат на изток и залязват на запад. Причината за това е въртенето на Земята от запад на изток. Привидното въртене на небесната сфера се случва около въображаема ос, която продължава земната ос на въртене. Тази ос пресича небесната сфера в две точки, наречени северния и южния "полюс на света". Северният полюс на света се намира на около градус от Полярната звезда и в близост до южния полюс няма ярки звезди.

Под влияние на слънчевото и лунно привличане обаче ориентацията на земната ос все още постепенно се променя. Основното движение на оста, причинено от влиянието на Слънцето и Луната върху екваториалното подуване на Земята, се нарича прецесия. В резултат на прецесията оста на Земята бавно се върти около перпендикуляра на орбиталната равнина, описвайки конус с радиус 23,5? За 26 хиляди години. Поради тази причина след няколко века полюсът вече няма да е близо до Полярната звезда. Освен това оста на Земята извършва малки трептения, наречени нутации и свързани с елиптичността на орбитите на Земята и Луната, както и с факта, че равнината на лунната орбита е леко наклонена към равнината на земната орбита орбита.

Както вече знаем, външният вид на небесната сфера се променя през нощта поради въртенето на Земята около оста си. Но дори и да наблюдавате небето по едно и също време през цялата година, външният му вид ще се промени поради въртенето на Земята около Слънцето. За пълна орбита в 360. Земята изисква прибл. 3651/4 дни - около градус на ден. Между другото, ден, или по-скоро слънчев ден, е времето, през което Земята се върти веднъж около оста си спрямо Слънцето. Състои се от времето, през което Земята прави революция спрямо звездите („сидерични дни“), плюс кратко време - около четири минути - необходимо за въртенето, което компенсира орбиталното движение на Земята с една степен на ден. Така за една година ок. 3651/4 слънчеви дни и ок. 3661/4 звезда.

Когато се гледат от определена точка на Земята, звездите, разположени близо до полюсите, или винаги са над хоризонта, или никога не се издигат над него. Всички останали звезди изгряват и залязват и всеки ден изгревът и падането на всяка звезда се случват с 4 минути по-рано от предишния ден. Някои звезди и съзвездия се издигат в небето през нощта през зимата - ние ги наричаме „зима“, а други - „лято“.

По този начин външният вид на небесната сфера се определя от три пъти: времето на деня, свързано с въртенето на Земята; времето на годината, свързано с орбита около слънцето; ера, свързана с прецесията (въпреки че последният ефект едва ли се забелязва „на око“ дори след 100 години).

Координатни системи. Има различни начини да се посочи положението на обектите в небесната сфера. Всеки от тях е подходящ за определен тип задачи.

Alt-азимутна система. За да се посочи позицията на обект в небето спрямо земните обекти, заобикалящи наблюдателя, се използва координатна система "alt-azimuth" или "horizontal". Той посочва ъгловото разстояние на обекта над хоризонта, наречено "височина", както и неговия "азимут" - ъгловото разстояние по хоризонта от условна точка до точка, лежаща директно под обекта. В астрономията азимутът се измерва от точка на юг на запад, а в геодезията и навигацията - от точка на север на изток. Следователно, преди да използвате азимута, трябва да разберете в коя система е посочен. Точката на небето, разположена точно над главата, има височина 90. и се нарича „зенит“, а диаметрално противоположната й точка (под краката) е „надир“. За много задачи е важен големият кръг на небесната сфера, наречен „небесен меридиан“; преминава през зенита, надира и полюсите на света и пресича хоризонта в точки на север и юг.

Екваториалната система се използва при наблюдение с телескопи. Телескопът е инсталиран така, че да може да се върти от изток на запад около ос, насочена към полюса на света, като по този начин компенсира въртенето на Земята.

Други системи. За някои цели се използват и други координатни системи на небесната сфера. Например, когато се изучава движението на телата в Слънчевата система, се използва координатна система, чиято основна равнина е равнината на земната орбита. Структурата на Галактиката се изучава в координатна система, чиято основна равнина е екваториалната равнина на Галактиката, представена в небето от кръг, минаващ по Млечния път.

Сравнение на координатни системи. Най-важните подробности за хоризонталната и екваториалната системи са показани на фигурите. Таблицата картографира тези системи в географска координатна система.