Солнечные часы - глобус⁠⁠

Всем привет. В связи с плоскозёмной пропагандой нормальные люди иногда интересуются: какой самый простой способ показать шарообразность Земли? Раньше я начинал рассказывать, что нет единственного доказательства, и что нужен комплексный подход: изучать движение Солнца и прочих звёзд по небу, отмечать, как эти треки меняются при изменении вашей широты (то есть нужно путешествовать хотя бы немного вдоль меридиана), сопоставлять наблюдения с моделями, и так далее.

И тут у меня в голове вдруг всплыла идея, которая меня уже неоднократно посещала прежде, но впервые я подумал, что это же отличный способ заодно показать, что Земля - шар. И способ достаточно комплексный - с его помощью можно сразу убедиться во многих нюансах.

Поскольку сама идея проста, то конечно она приходила в голову множеству людей до меня - и правда, поискал и с ходу нашёл старые советские иллюстрации по теме. Вот две из них:

По этим иллюстрациям вы скорее всего поняли и саму идею, и принцип установки глобуса. Но давайте осветим подробнее.

Установка

Для экспериментов найдите освещённое солнцем место.

Скорее всего, вы будете экспериментировать с доступным в магазинах глобусом, ось которого наклонена под углом 23.5 градуса (округляю до половины градуса). Это означает, что если поставить глобус на горизонтальную площадку, верхняя точка шара будет иметь широту полярного круга, 66.5 градусов северной широты. Соответственно, вам нужно посчитать разницу вашей широты и 66.5, и на этот угол α наклонить глобус, сделав соответствующую подпорку под основание глобуса. Например, для случая Москвы α составит 66.5-55.8 = примерно 11 градусов.

Далее вам нужно довернуть шар вокруг его штатной оси вращения до того момента, пока ваш пункт не займёт высшую точку. При этом окрестности вашего пункта станут горизонтальными.

Последний момент установки - нужно правильно сориентировать глобус по азимуту (по сторонам света), довернув всю установку относительно вертикальной оси (см. "локальная вертикаль" на рисунке), так чтобы ось вращения глобуса была расположена в плоскости небесного меридиана (проще говоря, "смотрела" на север). Пользоваться компасом для определения направления на Север нежелательно, поскольку возможны ошибки в десятки градусов из-за магнитного склонения и локальных неоднородностей магнитного поля. Направление Север-Юг с хорошей точностью можно определить с помощью картографических сервисов яндекс-карты, гугл-карты, Google Earth.

Ещё один способ - солнечная тень на горизонтальной плоскости от вертикального отвеса в момент истинного полудня. Как определить момент истинного полудня для вашей местности, описано например в статье, в разделе "Вычисление времени истинного полудня".

Есть альтернативный способ ориентации глобуса по азимуту. Откройте сервис флайтрадар24, в котором явным образом отображается положение линии терминатора (не перепутайте с другими линиями, речь идёт о крайней к свету из отображённых границ свет-тень, см. рисунок), и вращая вашу установку с глобусом вокруг вертикальной оси, совместите линию терминатора на глобусе с тем, что вы видите на флайтрадаре:

Я не очень внимательно следил за корректностью сервиса флайтрадар насчёт линии терминатора, но несколько раз проверял - всё было в порядке, надеюсь, что у них этот механизм реализован корректно.

На этом ориентация глобуса окончена.

Что может показать эта установка

Да в общем-то практически всё может показать. Поскольку если вы проявили при установке достаточную аккуратность, то ваш глобус будет освещён почти так же, как и наша планета, тем же самым источником - Солнцем. И по мере перемещения солнца по небу освещённость глобуса будет меняться аналогично освещённости планеты.

По линии терминатора вы можете наглядно видеть, где сейчас восходит солнце, а где садится. Можете через интернет связаться с вашим приятелем, через город которого сейчас проходит линия терминатора, и убедиться, что у него действительно в эти минуты восходит или заходит солнце. Можете обойтись без приятелей - в интернете достаточное количество онлайн веб-камер.

Можете найти подсолнечную точку - точку, в которой сейчас солнце находится в зените. Для этого найдите точку, одинаково далеко расположенную от линии терминатора (на освещённой солнцем стороне).

После создания этой установки вы сможете с помощью булавки (или чего-то аналогичного) изучить движение солнца не только в вашем пункте, но и в любом другом пункте Земли (разумеется, пока вы сами освещены солнцем). Вы без труда поймёте смысл изолиний высоты солнца, в частности как самого терминатора (нулевая изолиния высоты солнца), так и например средней линии между терминатором и подсолнечной точкой - изолинией высоты солнца 45° (линия, вдоль которой наблюдатели будут видеть солнце на высоте 45° над горизонтом):

иллюстрация из прошлогодней статьи

По освещённости приполярной области в летнее время (единственное - вам будет немного мешать штатное крепление оси глобуса) вы воочию увидите, что такое полярный день, а также увеличение зоны полярного дня при приближении к дню летнего солнцестояния - 21 июня. Вблизи дней равноденствия вы обнаружите подсолнечную точку вблизи экватора, а также тот факт, что терминатор проходит вдоль меридианов глобуса.

Если перед тем, как убрать глобус с площадки, вы засечёте направление оси вращения глобуса, то ночью в этом направлении вы найдёте Полярную Звезду.

Согласно заголовку статьи, нашу установку конечно можно оборудовать как часть солнечных часов. Для этого надо либо снабдить циферблатом, скажем, северный полюс, либо заморочиться с каким-то набором булавок (см. гвоздики на первой картинке), которые при совпадении своей тени с направлением меридиана покажут, где сейчас проходит линия истинного полудня. Но если честно, в качестве солнечных часов проще сделать солнечные часы из гномона и размеченной горизонтальной площадки. А предложенная установка больше подходит для общего ликбеза и удовлетворения собственного любопытства, насколько глобус адекватно описывает реальность. А учителям (географии, либо физики, либо недавно возрождённой астрономии) сам бог велел ставить такие эксперименты в школьном дворе.

Ну а что касается странной темы последнего времени, если у вас случилась небольшая беда, и например ваш друг слегка поехал в "теорию" плоской земли, можете воссоздать описанную установку (это не так сложно), показать ему и попросить, чтобы он показал вам аналогичную схему плоской земли, на которой будут учтены все указанные нюансы (напоминаю, что плоскозёмы до сих пор не смогли объяснить восходы и заходы солнца).