Глобус
Встретил данное произведение искусства в Москве на улице Грина. У создателей явные проблемы с геогфией.
Встретил данное произведение искусства в Москве на улице Грина. У создателей явные проблемы с геогфией.
Всем привет. Время от времени люди спрашивают, как можно убедиться в тех или иных постулатах базовой астрономии. Например, вы им говорите "угловой размер диска солнца и угловая скорость его перемещения по небу неизменна в течение дня", они вас спрашивают "а как это можно узреть?", а вы им берёте и рассказываете об элементарной конструкции, доступной в изготовлении практически любому заинтересовавшемуся.
Или например рассказываете вы об изолиниях солнца (1, 2), а человек парирует "а врёшь ты всё, солнце вообще почти в зените, а не на 60 градусах выше горизонта", ну или помягче: "всё замечательно, но как, собственно, измерить эту высоту?"
Обычно для таких целей люди предлагают поставить палку (гномон), измерить длину тени от неё и простыми вычислениями определить искомый угол, и теоретически они правы, но в реальности все эти измерения нужно делать с хорошей точностью (вертикально выставить гномон, горизонтально сориентировать площадку, на которую падает тень), чтобы суммарная погрешность составила менее 1 градуса. Несколько лет назад я помогал сыну делать работу (для школьной презентации), в которой измерялась траектория солнечной тени от небольшого столбика в течение дня (с отрисовкой на листе А4), и далее эта траектория анализировалась на предмет того, чтобы узнать координаты места проведения эксперимента. Отклонение по широте (это как раз компонента, отвечающая за высоту солнца) тогда составило от 0.5 до 1 градуса. Для школьной работы это конечно сгодилось, да и я помню про полуградусный угловой диаметр солнца, но у меня в голове засело - "надо найти способ измерения высоты солнца попроще и поточнее".
Сегодня я как раз хочу рассказать о таком способе, который проверил за последние недели. Установка делается буквально из подручного материала - коробка из-под бытовой техники, спица, лист А4. Схема установки выглядит следующим образом:
Не пугайтесь большому количеству букв - их я проставил для удобства дальнейшего описания. Всё на самом деле очень просто - нужно измерить угол между отвесом и направлением солнечной тени от спицы.
Подробнее:
1) берём коробку с прямыми углами (параллелепипед);
2) протыкаем её спицей EF в точке G и затем во второй (задней) грани коробки так, чтобы спица была приблизительно перпендикулярна передней грани ABCD (на этой стадии суб-градусные точности необязательны, поскольку вклад отклонений в дальнейшие измерения будет пренебрежим);
3) вблизи точки прокола G вешаем на спицу отвес GH (в моём случае это была подручная флешка на нитке);
4) помечаем точку К напротив нитки, на произвольном расстоянии от G (отрезок KG при этом становится вертикальным);
5) поворотом коробки по азимуту (вокруг вертикальной оси, см. точку М) добиваемся совмещения солнца с плоскостью ABCD (при этом тень от спицы GL - на грани исчезновения);
6) на произвольном расстоянии от G отмечаем точку L, лежащую на видимой солнечной тени спицы, и тут же помечаем точное время (узнать можно например через андроид-приложение ClockSync);
7) замеряем штангенциркулем (погрешность 0.1-0.2 мм) все три стороны треугольника KGL;
8) чтобы не мучиться с каждым опытом, обсчитывая его в калькуляторе, вбиваем все три стороны треугольника в эксель и вспоминаем теорему косинусов, из которой искомый угол KGL (зенитное расстояние солнца) составляет (если положить KG=a, GL=b, KL=c) величину φ = arccos[(a^2+b^2-c^2)/(2ab)].
Далее мы можем сравнивать вычисленное значение φ с тем, которое ожидалось в соответствии с расчётом (по изолиниям из Google Earth, из планетария типа Stellarium, я скажем пользуюсь своей Day-night). Можно также сделать поправку r на рефракцию (z - зенитный угол, то есть 90 градусов минус высота солнца над горизонтом):
В моём случае погрешность метода (с учётом того, что стороны треугольника KGL лежали в пределах от 100 до 150 мм) по пяти измерениям в разное время и разные сутки не превысила 0.2 градуса (последовательные значения -0.08; -0.01; +0.15; +0.18; +0.08), что я считаю хорошим показателем, особенно если опять вспомнить про угловой размер диска солнца.
Вот как выглядел один из "измерительных" листков:
Надо сказать, что он не так уж помят, как выглядит. ) Просто при освещении в створ все неровности утрируются.
Итак, основная мысль, которой я хотел поделиться - я даже немного удивился, что таким простым способом можно добиться столь неплохой точности измерения высоты нашего светила (в два с лишним раза меньше его характерного углового размера).
К слову, с учётом скорости уменьшения высоты солнца в вечернее время в средних широтах (0.1-0.2 градуса в минуту) подобное измерение можно использовать и в обратную сторону - измерить время (если заранее сделать расчёт на этот день) с точностью 1-2 минуты.
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).
У товарища на одном сайте были такие вопросы, я написал и объяснил, и мой ответ получился такой (вроде) простой и понятный, что решил написать и на Пикабу, вдруг кому-то будет интересно.
Вопросы были: Почему луна видна с земли только одной стороной? Ответ гласит: потому что скорость вращения луны вокруг своей оси синхронна со скоростью вращения луны вокруг земли. Теперь следующий вопрос: а почему произошла такая синхронизация? Что удерживает луну от самопроизвольного вращения?
Когда на Земле происходит прилив и отлив океанов, вода куда-то течёт. Существует сила трения этой воды об дно (поверхность планеты). От этого трения тормозится как вода, так и планета! Земля тоже замедляет вращение из-за этих потерь энергии на приливное трение, сутки становятся длиннее, и однажды Земля тоже будет смотреть на Луну одной стороной, а сутки будут длиться месяц (но это очень нескоро). Просто Луна из-за меньшей массы остановилась гораздо раньше. Но подождите, ведь на луне нет воды! Кто же её затормозил? Сила притяжения соседней планеты (Земля по отножению к Луне) притягивает не только воду, но и "землю", грунт, поверхность. Так вот, та часть Луны которая "смотрит" на Землю, немного "торчит" в сторону Земли, как вытянутый носик яйца. Пока Луна крутилась, область которая "торчит" к Земле постоянно перемещалась, то есть одна часть лунной поверхности поднималась (отдалялась от центра луны), а другая (которая уже не "смотрит" на Землю) опускалась. Вот эти колебания коры, поверхности, они имеют ещё большее трение чем когда вода течёт по Земле. Возможно это трение "грунт о грунт" также помогло остановить Луну раньше, чем Землю, где много трения происходит "грунт о воду", а это гораздо слабее.
Диаметр туманности Тарантул – более тысячи световых лет. Эта гигантская область звездообразования находится в галактике Большое Магелланово Облако на расстоянии около 180 тысяч световых лет от нас. Это космическое паукообразное - самые большие и самые бурные звездные ясли во всей Местной группе галактик.
Внутри туманности Тарантул (NGC 2070) бушует высокоэнергичное излучение, звездные ветры и ударные волны сверхновых от молодого скопления из массивных звезд R136, скрытого внутри. Эти явления создают свечение и формируют волокна, похожие на лапки паука. Вокруг туманности расположились и другие, более маленькие области звездообразования, волокна из газа и пыли и пузыри, надутые звездными ветрами.
На фотографии правее центра видно место взрыва самой близкой сверхновой звезды современности - SN 1987A. Это богатое интересными объектами поле зрения простирается на один градус, или два диаметра полной Луны, в южном созвездии Золотой Рыбы. Но если бы туманность Тарантул была ближе к нам, она бы заняла собой половину нашего неба.
По прогнозам ученых, 13 декабря, все жители нашей планеты смогут наблюдать за мощным метеоритным потоком, который озарит небо после полуночи. В этот день взорам жителей планеты будет представлена большая часть потока Геминиды.
По словам астрономов, лунный свет будет мешать наблюдению за относительно редким природным явлением в первой половине ночи. Однако после полуночи наблюдатели смогут в полной мере насладиться зрелищем падающих небесных тел. Ученые пояснили, что после 24:00 Луна скроется за горизонтом, избавив нас от светового загрязнения. Это позволит наблюдать за метеоритным потоком вплоть до рассвета.
Дождь будет достаточно сильным и ярким, так что наблюдать за ним можно без специальных приборов, на протяжении всей ночи, из любой точки северного полушария планеты. Ученые советуют выехать за город, в местность без уличного освещения.
Метеорный поток Геминиды – один из самых мощных. В пик его активности наблюдатели могут насчитать до сотни метеоров ежечасно. Примечательно, что «космические странники» летят не навстречу Земле, а ей вдогонку. Благодаря этому они входят в атмосферу на относительно малой скорости, потому сгорают медленно, оставляя красивые яркие вспышки в небе. Скорость метеоров составляет всего лишь около 35 км/ч.
Ученые проанализировали нынешнее положение Земли в космосе и заявили, что уже через 20-25 лет на поверхность планеты массово начнется падать космический мусор.
По словам экспертов, груды обломков могут уничтожить территорию Азии и Европы.
Ученые рассчитали, что скорость движения мусора на территории Земли в десятки раз меньше чем их скорость на орбите планеты. Космологи заявляют, что всего миллиметровый объект может передвигаться на орбите со скоростью до 10000 миль в час.
В список мусора входят не только остатки сгоревшего оборудования, но также и космические обломки, утерянные инструменты, части МКС и отходы кораблей. Если процесс засорения орбиты Земли продолжится, то уже через 20 лет космо-отходы могут полностью уничтожить Европу и Азию.
Ведущие космические державы, к которым относится и Россия, планируют создать единую базу, где будет вся информация о количестве космического мусора и состоянии околоземной орбиты. Ученые надеются, что это поможет в борьбе с загрязнением «ближнего космоса» и позволит Земле избежать «космической бомбардировки».
Источник: https://t.me/space_c