что такое первый вертикал в астрономии
Первый вертикал
Смотреть что такое «Первый вертикал» в других словарях:
ПЕРВЫЙ ВЕРТИКАЛ — вертикал, проходящий через точки О и W. Иначе его еще называют остовым и вестовым вертикалом. П. В. разделяет сферу небесную на две половины; северную, в которой лежит точка N, и южную, в которой находится точка S. Самойлов К. И. Морской словарь … Морской словарь
пассажный инструмент — (от франц. passage проход), астрономический инструмент для наблюдения прохождений звёзд через небесный меридиан или первый вертикал (см. Небесные координаты). Зрительная труба пассажного инструмента может вращаться только в вертикальной… … Энциклопедический словарь
ПАССАЖНЫЙ ИНСТРУМЕНТ — (от франц. passage проход) астрономический инструмент для наблюдения прохождений звезд через небесный меридиан или первый вертикал (см. Небесные координаты). Зрительная труба пассажного инструмента может вращаться только в вертикальной плоскости … Большой Энциклопедический словарь
Глушневич, Михаил Осипович — астроном, родился в 1797 г. в Минске, умер 9 июля 1862 г. в Вильне. Получил образование в Минской гимназии и в Виленском университете. В 1819 г. получил степень магистра философии и поступил в Виленскую астрономическую обсерваторию на должность… … Большая биографическая энциклопедия
Геодезическая астрономия — раздел практической астрономии (См. Практическая астрономия), наиболее тесно связанный с геодезией и картографией; изучает теорию и методы определения широты φ и долготы λ места, а также азимута а направления на земной предмет и местного… … Большая советская энциклопедия
Пассажный инструмент* — служит для определения времени прохождения светила через какую нибудь вертикальную плоскость (обыкновенно меридиан или первый вертикал). Введен в употребление Рёмером в XVII ст. Состоит из трубы, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Пассажный инструмент — служит для определения времени прохождения светила через какую нибудь вертикальную плоскость (обыкновенно меридиан или первый вертикал). Введен в употребление Рёмером в XVII ст. Состоит из трубы, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
ПАССАЖНЫЙ ИНСТРУМЕНТ — (от франц. passage проход), астр. инстр т для наблюдения прохождений звёзд через небесный меридиан или первый вертикал. Зрительная труба П. и. может вращаться только в вертикальной плоскости … Естествознание. Энциклопедический словарь
Пассажный инструмент — (от франц. passage проход), астрономический инструмент для наблюдения прохождений звезд через небесный меридиан или первый вертикал. Зрительная труба пассажного инструмента может вращаться только в вертикальной плоскости … Астрономический словарь
Пассажный инструмент — Постоянный пассажный инструмент … Википедия
4. О небесных координатах и Лунных месяцах
Эта глава посвящена астрономическим наблюдениям за небесными телами, чтобы помочь читателю, далёкому от астрономии, вникнуть в пространственные представления древних учёных об окружающем их мире.
С точки зрения земного наблюдателя, которому Земля кажется неподвижной, небесная сфера совершает полный оборот вокруг своей оси за 24 часа. Это значит, что любая неподвижная точка на небосводе (за исключением полюсов) перемещается по окружности в направлении с востока на запад.
Поскольку в геоцентрической модели центр Космоса совпадает с центром Земли, ось мира совпадает с земной осью, вокруг которой совершает своё вращение наша планета в направлении с запада на восток (рис. 3 http://proza.ru/2020/04/16/2387). Точки, где ось мира пересекает небесную сферу, называются мировыми полюсами: северным и южным. Северный полюс мира можно с небольшой погрешностью определить по месторасположению Полярной звезды (альфа Малой Медведицы).
Плоскость, перпендикулярная оси мира и проходящая через центр небесной сферы, называется плоскостью небесного экватора. Линия, где плоскость небесного экватора пересекается с небесной сферой, именуется линией небесного экватора. Этой линией небесная сфера разделяется на два полушария: северное и южное.
Плоскости, содержащие ось мира, а потому перпендикулярные плоскости небесного экватора, называются плоскостями небесных меридианов. Линия пересечения плоскости небесного меридиана с небесной сферой называется линией небесного меридиана (рис. 5 http://proza.ru/2020/04/21/1638).
В топоцентрической модели, привязанной к конкретной географической точке, откуда ведутся наблюдения, за плоскость небесного меридиана принимают плоскость, проходящую через центр небесной сферы (совпадающий с географическими координатами местности), полюса мира и точку зенита. Линия пересечения плоскости небесного меридиана с поверхностью земли называется полуденной линией.
Чтобы определить точку зенита для данной местности, используют отвес. Отвес указывает направление действия силы земного притяжения, и линия, совпадающая с вектором силы тяжести в данном месте, пройдёт через центр небесной сферы и пересечёт её в диаметрально противоположных точках. Верхняя из этих точек будет точкой зенита, а нижняя — точкой надира.
Линия, перпендикулярная полуденной линии в точке, где проводятся измерения, укажет на линии горизонта данной местности местонахождение двух основных точек: точки востока и точки запада. В гороскопической карте эти точки соответствуют: восток — асценденту (восходящему градусу), а запад — десценденту (заходящему градусу).
В литературе можно встретить понятие истинного горизонта. Плоскость истинного горизонта строго перпендикулярна линии «зенит – надир», в отличие от видимого горизонта, линия которого напрямую зависит от рельефа местности в точке наблюдений.
Плоскости, содержащие линию «зенит – надир» и потому проходящие через центр небесной сферы, называются вертикалами. (рис. 6 http://proza.ru/2020/04/21/1647). Вертикал, проходящий через точки востока и запада, и тем самым перпендикулярный плоскости небесного меридиана, называется первым вертикалом.
Таким образом, плоскости первого вертикала, истинного горизонта и небесного меридиана взаимно перпендикулярны.
Выше было сказано, что все точки небосвода, кроме мировых полюсов, относительно наблюдателя перемещаются по окружности в направлении с востока на запад и описывают полный круг за 24 часа, то есть движутся с угловой скоростью 1 градус за 4 минуты, или 15 градусов в час. В течение суток любая такая точка небесной сферы (за исключением полюсов) дважды пересекает линию небесного меридиана, это явление называется кульминацией. Поскольку явление кульминации происходит дважды в сутки, возникло понятие о верхней и нижней кульминациях. Когда объект наблюдений находится в верхней кульминации, его высота относительно горизонта максимальна, а в нижней кульминации, наоборот, минимальна. Промежуток между верхней и нижней кульминациями неподвижных звёзд составляет 12 часов, у планет он меняется в зависимости от характера их движения по небесным орбитам. Звёзды кульминируют на одной и той же высоте в течение длительного времени, тогда как светила и планеты постоянно меняют высоту своих кульминаций, что особенно хорошо прослеживается при наблюдении за движением Луны, Солнца, Меркурия и Венеры.
Важно различать суточное движение Солнца по небосклону с востока на запад с угловой скоростью 15 градусов в час и его годовое перемещение по эклиптике в направлении с запада на восток со скоростью примерно 1 градус в сутки.
Следующее понятие, которому мы уделим немного внимания — эклиптика (рис. 4 http://proza.ru/2020/04/16/2388). Как уже упоминалось в главе «О происхождении астрологии», эклиптика пересекает небесный экватор под углом 23°26’ в двух диаметрально противоположных точках: точке весеннего равноденствия (нулевой градус Овна) и точке осеннего равноденствия (нулевой градус Весов). Точки равноденствия, наряду с точками солнцестояния, являются главными точками эклиптики, а основополагающей точкой отсчёта считается точка весеннего равноденствия — начало зодиакального знака Овна и Зодиака в целом
Прямая линия, проходящая через центр небесной сферы перпендикулярно плоскости эклиптики, называется осью эклиптики. Соответственно, точки, где ось эклиптики пересекает небесную сферу, называются северным и южным полюсами эклиптики.
Астрономические наблюдения требуют точной фиксации полученных данных. Во-первых, для того, чтобы наблюдаемые небесные тела можно было легко найти на небосводе, следуя письменным указаниям. Во-вторых, чтобы иметь возможность провести системный анализ данных и вывести общую теорию движения небесных тел вокруг Земли.
Поскольку фиксировать положение звёзд и планет возможно только в рамках трёхмерной астрономической модели, возникла потребность в системе небесных координат. Первой такой системой стала наиболее простая — горизонтальная. В процессе становления геоцентрической модели мира со временем были разработаны экваториальная и эклиптическая системы координат, имеющие несколько разновидностей.
Для астрологических наблюдений и расчётов в рамках топоцентрической модели, привязанной к конкретной географической точке, эти системы координат получили наибольшее распространение.
Достоверно известно, что уже Гиппарх Никейский (IV в. до Р. Х.) составил подробную карту звёздного неба, применив эклиптическую систему координат. Известно также, что в своей работе он опирался на звёздные карты древнеегипетских и вавилонских астрономов, сведения которых устарели, поскольку с течением времени даже неподвижные звёзды меняют своё положение на небосводе по причине явления прецессии.
Координатная сетка всякой системы определяется двумя основными плоскостями: плоскостью экватора этой системы координат и проходящей через полюса плоскостью начального меридиана. Напомню, что плоскость экватора всегда перпендикулярна оси, проходящей через полюса.
В горизонтальной системе координат (рис. 6 http://proza.ru/2020/04/21/1647) основной плоскостью является плоскость истинного горизонта местности, а полюсами — зенит и надир.
Определяющими параметрами в горизонтальной системе координат являются азимут и высота небесного объекта над горизонтом.
Высота (h) отсчитывается от плоскости горизонта: в видимой небесной полусфере со знаком «плюс», а в невидимой небесной полусфере — со знаком «минус». Как и географическая широта, аналогом которой она в какой-то мере является, высота измеряется в пределах от +90° до –90°.
Вместо высоты h иногда используют зенитное расстояние z, величина которого определяется соотношением: z = 90° – h. Геометрически зенитное расстояние представляет собой угол между направлением на точку зенита (вертикальной осью) и направлением на небесный объект. Величина z всегда положительна и может принимать значение в пределах от 0° (в точке зенита) до 180° (в точке надира).
Азимут (А) представляет собой двугранный угол между плоскостью нулевого небесного меридиана и плоскостью вертикала и аналогичен географической долготе. Азимут отсчитывается от направления на юг по ходу часовой стрелки и измеряется в пределах от 0° до 360°.
В эклиптической системе координат (рис. 7 http://proza.ru/2020/04/21/1656) главной плоскостью является плоскость эклиптики, а полюсами — соответственно полюса эклиптики. Для определения положения небесного объекта нужно провести через точку расположения этого объекта и полюса эклиптики большой круг, центр которого совпадает с центром небесной сферы и эклиптики. Этот круг называется кругом широты, а его дуга от эклиптики до объекта наблюдений называется широтой (В). Широта В является первой координатой в эклиптической системе и измеряется от 0° до 90° со знаком «плюс» к северу от эклиптики и со знаком «минус» к югу от неё.
Вторая эклиптическая координата — это долгота (L), которая отсчитывается от точки весеннего равноденствия (0° Овна) против часовой стрелки в пределах от 0° до 360°. Отметим, что эклиптическая система координат использовалась при составлении почти всех античных карт звёздного неба и звёздных каталогов.
В экваториальной системе координат (рис. 8 http://proza.ru/2020/04/21/1660) основополагающей плоскостью является плоскость небесного экватора, а полюса определяются мировой осью, проходящей через Полярную звезду. На приведённой схеме мы видим, что широта (T) небесного объекта относительно экватора может принимать значения в пределах от 0° до 90° в Северном полушарии и от 0° до –90° в Южном.
Вторая координата (J) в экваториальной системе определяется плоскостью небесного меридиана местонахождения наблюдаемого объекта и аналогична долготе, а измеряется в часовой мере. Параметр J отсчитывается от нулевого небесного меридиана против часовой стрелки в пределах от 0 до 24 часов, где один час соответствует пятнадцати угловым градусам.
Дальнейший рассказ продолжим, обратив взор на нашу ближайшую космическую соседку — Луну. Являя наблюдателю свои различные фазы со строгой периодичностью, она естественным образом сыграла одну из ведущих ролей в развитии астрономии и астрологии. На основании многолетних наблюдений за этим светилом возникли понятия о лунных месяцах — синодическом и сидерическом (рис. 1 http://proza.ru/2020/04/16/2378).
Полный оборот по Зодиаку Луна совершает за 27 суток 7 часов 43 минуты и 11,5 секунд. Этот период лунного обращения называется звёздным, или сидерическим, лунным месяцем. В течение звёздного лунного месяца Луна совершает полный оборот вокруг Земли относительно какой-либо неподвижной звезды или градуса Зодиака.
Другой временной период обращения Луны по Зодиаку называется синодическим лунным месяцем, или просто лунным месяцем. Синодический лунный месяц — это период времени между одними и теми же фазами Луны — новолуниями. Продолжительность лунного месяца составляет 29 суток 12 часов 44 минуты и 2,9 секунды. Иначе говоря, синодический лунный месяц — это период обращения Луны вокруг Земли относительно Солнца.
За время звёздного лунного месяца Солнце по причине своего годового движения отклоняется от занимаемого им положения (градуса) в момент первого новолуния на угол примерно в 28 – 30 градусов. Для того чтобы догнать Солнце и вступить с ним в соединение, Луне нужно затратить ещё около 2 суток 5 часов и 17 минут, что вместе с сидерическим месяцем составляет синодический лунный месяц.
Отношение синодического и звёздного месяца выражается уравнением:
1/S = 1/Т – 1/Е,
где
S — длительность синодического лунного месяца;
Т — длительность сидерического лунного месяца;
Е — продолжительность звёздного года, который равен 366,242 звёздных суток.
Сами же звёздные сутки соответствуют 23 часам 56 минутам и 4 секундам солнечных суток, из чего следует, что средние солнечные сутки соответствуют 24 часам 3 минутам и 56 секундам звёздного времени.
В рассказе о Луне нельзя пройти мимо таких природных явлений, как солнечные и лунные затмения, которые, так же проявляясь со строгой периодичностью, способствовали формированию знаний о небе.
Лунная орбита пересекает эклиптику в двух точках, которые называются лунными узлами. Плоскость лунной орбиты расположена к плоскости эклиптики под углом примерно в 5 градусов. Лунные узлы из-за прецессии смещаются по эклиптике в направлении по часовой стрелке и совершают полный оборот с периодичностью немного более 18 лет и 7 месяцев.
Затмения Солнца и Луны непосредственно связаны с лунными узлами, точнее, с соединениями светил с этими точками на эклиптике. Так, затмение Солнца происходит в момент новолуния, когда Солнце и Луна соединяются с одним из лунных узлов. Затмение Луны наблюдается в момент полнолуния, когда Солнце и Луна соединившись с двумя лунными узлами, находятся в оппозиции друг к другу небе (рис. 9 http://proza.ru/2020/04/21/1670).
Продолжительность полного солнечного затмения может достигать 8 минут, а полного лунного затмения — 1 часа 48 минут.
Когда новолуние происходит в пределах от 11 до 17 градусов от лунного узла, наблюдается частное затмение Солнца. Если же новолуние происходит на расстоянии более 18 градусов от лунного узла, тень и полутень Луны пройдут в стороне от Земли и в этом случае затмение Солнца наблюдаться не будет.
Когда полнолуние происходит в пределах 5 градусов от лунных узлов, имеет место полное затмение Луны. Если полнолуние наступает в пределах от 5 до 11 градусов от лунного узла, наблюдается частное затмение Луны, поскольку она лишь частично вступает в отбрасываемую Землёй тень. Когда же полнолуние происходит на расстоянии более 11 градусов от лунного узла, затмения Луны не наблюдается.
Древние астрологи считали затмения Солнца и Луны одними из самых значительных небесных знамений грядущих событий в мире.
Прошли века, на смену геоцентрической модели пришла гелиоцентрическая, и, казалось бы, победила окончательно и бесповоротно. Но вот наступила вторая половина 20-го века, и выяснилось, что геоцентрическую систему рановато выбрасывать на свалку. Началась эра освоения космоса, и для расчётов орбит околоземных космических аппаратов понадобилось использовать именно её. И теперь, увидев иногда на ночном небе среди неподвижных созвездий маленькую быструю звёздочку, вспомните, что к её полёту приложили свои знания и древние учёные.
Небесная сфера ее основные элементы: точки, линии, плоскости
Что представляет собой Небесная сфера
Небесная сфера – абстрактное понятие, воображаемая сфера бесконечно большого радиуса, центром которой является наблюдатель. При этом центр небесной сферы как бы находится на уровне глаз наблюдателя (иными словами, все что вы вы видите над головой от горизонта до горизонта – и есть эта самая сфера). Впрочем, для простоты восприятия, можно считать центром небесной сферы и центр Земли, никакой ошибки в этом нет. Положения звезд, планет, Солнца и Луны на сферу наносят в таком положении, в каком они видны на небе в определенный момент времени из данной точки нахождения наблюдателя.
Иными словами, хотя наблюдая положение светил на небесной сфере, мы, находясь в разных местах планеты, постоянно будем видеть несколько различную картину, зная принципы “работы” небесной сферы, взглянув на ночное небо мы без труда сможем сориентироваться на местности пользуясь простой техникой. Зная вид над головой в точке А, мы сравним его в с видом неба в точке Б, и по отклонениям знакомых ориентиров, сможем понять где именно находимся сейчас.
Люди давно уже придумали целый ряд инструментов облегчающих нашу задачу. Если ориентироваться по “земному” глобусу просто с помощью широты и долготы, то целый ряд подобных элементов – точек и линий, предусмотрен и для “небесного” глобуса – небесной сферы.
Небесная сфера и положение наблюдателя. Если наблюдатель сдвинется, то сдвинется и вся видимая им сфера
Элементы небесной сферы
Небесная сфера имеет ряд характерных точек, линий и кругов, рассмотрим основные элементы небесной сферы.
Вертикаль наблюдателя — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в точке наблюдателя. Зенит — точка пересечения вертикали наблюдателя с небесной сферой, расположенная над головой наблюдателя. Надир — точка пересечения вертикали наблюдателя с небесной сферой, противоположная зениту.
Истинный горизонт и стороны света
Истинный горизонт — большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна к вертикали наблюдателя. Истинный горизонт делит небесную сферу на две части: надгоризонтную полусферу, в которой расположен зенит, и подгоризонтную полусферу, в которой расположен надир.
Ось мира или земная ось
Ось мира (Земная ось) — прямая, вокруг которой происходит видимое суточное вращение небесной сферы. Ось мира параллельна оси вращения Земли, а для наблюдателя, находящегося на одном из полюсов Земли, она совпадает с осью вращения Земли. Видимое суточное вращение небесной сферы является отражением действительного суточного вращения Земли вокруг своей оси. Полюсы мира —точки пересечения оси мира с небесной сферой. Полюс мира, находящийся в области созвездия Малой Медведицы, называется Северным полюсом мира, а противоположный полюс называется Южным полюсом.
Небесный экватор — большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна к оси мира. Плоскость небесного экватора делит небесную сферу на северную полусферу, в которой расположен Северный полюс мира, и южную полусферу, в которой расположен Южный полюс мира.
Небесный меридиан, или меридиан наблюдателя — большой круг на небесной сфере, проходящий через полюсы мира, зенит и надир. Он совпадает с плоскостью земного меридиана наблюдателя и делит небесную сферу на восточную и западную полусферы.
Точки севера и юга на небесной сфере
Точки севера и юга — точки пересечения небесного меридиана с истинным горизонтом. Точка, ближайшая к Северному полюсу мира, называется точкой севера истинного горизонта С, а точка, ближайшая к Южному полюсу мира, — точкой юга Ю. Точки востока и запада — точки пересечения небесного экватора с истинным горизонтом.
Полуденная линия — прямая линия в плоскости истинного горизонта, соединяющая точки севера и юга. Полуденной называется эта линия потому, что в полдень по местному истинному солнечному времени тень от вертикального шеста совпадает с этой линией, т. е. с истинным меридианом данной точки.
Южная и северная точки небесного экватора
Южная и северная точки небесного экватора — точки пересечения небесного меридиана с небесным экватором. Точка, ближайшая к южной точке горизонта, называется точкой юга небесного экватора, а точка, ближайшая к северной точке горизонта, — точкой севера небесного экватора.
Вертикал светила, или круг высоты, — большой круг на небесной сфере, проходящий через зенит, надир и светило. Первый вертикал — вертикал, проходящий через точки востока и запада.
часовой круг светила
Круг склонения, или часовой круг светила, — большой круг на небесной сфере, проходящий через полюсы мира и светило.
Суточная параллель светила
Суточная параллель светила — малый круг на небесной сфере, проведенный через светило параллельно плоскости небесного экватора. Видимое суточное движение светил происходит по суточным параллелям.
Альмукантарат светила — малый круг на небесной сфере, проведенный через светило параллельно плоскости истинного горизонта.
Все отмеченные выше элементы небесной сферы активно используются для решения практических задач ориентирования в пространстве и определения положения светил. В зависимости от целей и условий измерения применяют две отличающиеся системы сферических небесных координат.
В одной системе светило ориентируют относительно истинного горизонта и называют эту систему горизонтальной системой координат, а в другой — относительно небесного экватора и называют экваториальной системой координат.
В каждой из этих систем положение светила на небесной сфере определяется двумя угловыми величинами подобно тому, как при помощи широты и долготы определяется положение точек на поверхности Земли.
источник: по книге “Авиационная астрономия”
ВЕРТИКАЛ светила
Смотреть что такое «ВЕРТИКАЛ светила» в других словарях:
ВЕРТИКАЛ — новолатинск. verticalis, от vertex, icis, верхушка. Умственный круг, проходящий чрез зенит и надир и служащий для определения высоты светила и его расстояния от земли. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с… … Словарь иностранных слов русского языка
Вертикал — Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия
ПОЛЯРНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК СВЕТИЛА (ПАРАЛЛАКТИЧЕСКИЙ) — сферический треугольник на сфере небесной, вершинами которого являются: точка зенита, повышенный полюс и место самого светила. Дуги больших кругов, образующих этот треугольник, следующие: меридиан наблюдателя, меридиан светила и вертикал светила … Морской словарь
Первый вертикал — большой круг небесной сферы, проходящий через зенит и точки востока и запада. Плоскость П. в. перпендикулярна плоскостям горизонта и небесного меридиана (см. Небесная сфера). Все небесные светила, которые вследствие видимого суточного… … Большая советская энциклопедия
Небесная сфера — разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела: служит для решения раз … Википедия
Практическая астрономия — учит наиболее целесообразно располагать, производить и обрабатывать наблюдения астрономическими инструментами, необходимые для решения той или другой задачи астрономии. Существенную часть ее составляет теория инструментов (об этом см.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Геодезическая астрономия — раздел практической астрономии (См. Практическая астрономия), наиболее тесно связанный с геодезией и картографией; изучает теорию и методы определения широты φ и долготы λ места, а также азимута а направления на земной предмет и местного… … Большая советская энциклопедия
Пассажный инструмент* — служит для определения времени прохождения светила через какую нибудь вертикальную плоскость (обыкновенно меридиан или первый вертикал). Введен в употребление Рёмером в XVII ст. Состоит из трубы, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Пассажный инструмент — служит для определения времени прохождения светила через какую нибудь вертикальную плоскость (обыкновенно меридиан или первый вертикал). Введен в употребление Рёмером в XVII ст. Состоит из трубы, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона