Coordonate cerești - Rotația sferei cerești

Pozițiile de pe cer sunt măsurate într-un mod foarte asemănător cu modul în care măsurăm pozițiile de pe suprafața Pământului. Cu toate acestea, în loc de latitudine și longitudine, astronomii folosesc coordonate numite declinație și ascensiune dreaptă. Pentru a desemna pozițiile obiectelor pe cer, este adesea convenabil să folosiți sfera cerească fictivă. Am văzut în Observarea cerului: Nașterea astronomiei că cerul pare să se rotească în jurul punctelor deasupra Polului Nord și Sud ai Pământului – puncte de pe cer numite polul ceresc nord și polul ceresc sud. La jumătatea distanței dintre polii cerești, și astfel la 90° de fiecare pol, se află ecuatorul ceresc, un cerc mare pe sfera cerească care se află în același plan cu ecuatorul Pământului. Putem folosi acești markeri de pe cer pentru a configura un sistem de coordonate cerești.

Declinația pe sfera cerească se măsoară în același mod în care se măsoară latitudinea pe sfera Pământului: de la ecuatorul ceresc spre nord (pozitiv) sau spre sud (negativ). Deci Polaris, steaua din apropierea polului nord ceresc, are o declinare de aproape +90°.

Ascensiunea dreaptă (AD) este ca longitudinea, cu excepția faptului că, în loc de Greenwich, punctul ales în mod arbitrar unde începem să numărăm este echinocțiul de primăvară, un punct al cerului în care ecliptica (calea Soarelui) traversează ecuatorul ceresc. AD poate fi exprimată fie în unități de unghi (grade), fie în unități de timp. Acest lucru se datorează faptului că sfera cerească pare să se întoarcă în jurul Pământului o dată pe zi, pe măsură ce planeta noastră se întoarce pe axa sa. Astfel, 360° de AD de care este nevoie pentru a parcurge o dată în jurul sferei cerești pot fi la fel de bine setate la 24 de ore. Apoi fiecare 15° de arc este egal cu 1 oră de timp. De exemplu, coordonatele cerești aproximative ale stelei strălucitoare Capella sunt AD 5h = 75° și declinația +50°.

O modalitate de a vizualiza aceste cercuri pe cer este să vă imaginați Pământul ca o sferă transparentă cu coordonatele terestre (latitudine și longitudine) pictate pe ea cu vopsea închisă la culoare. Imaginează-ți sfera cerească din jurul nostru ca o minge uriașă, vopsită în alb pe interior. Și imaginează-te în centrul Pământului, cu un bec strălucitor în mijloc, privind spre cer prin suprafața sa transparentă. Polii terestre, ecuatorul și meridianele vor fi proiectați ca umbre întunecate pe sfera cerească, oferindu-ne sistemul de coordonate de pe cer.

Pământul care se rotește

De ce răsare și apun multe stele în fiecare noapte? De ce, cu alte cuvinte, cerul nopții pare să se rotească? Am văzut că rotația aparentă a sferei cerești ar putea fi explicată fie de o rotație zilnică a cerului în jurul unui Pământ staționar, fie de rotația Pământului însuși. Încă din secolul al XVII-lea, s-a acceptat în general că Pământul este cel care se rotește, dar fizicianul francez Jean Foucault a oferit o demonstrație fără ambiguitate a acestei rotații abia în secolul al XIX-lea. În 1851, a suspendat un pendul de 60 de metri cu o masă de aproximativ 25 de kilograme de cupola Panteonului din Paris și pendulul a început să se balanseze uniform. Dacă Pământul nu s-ar fi rotit, nu ar fi existat nicio modificare a planului de oscilație al pendulului și, astfel, ar fi continuat să urmărească aceeași cale. Totuși, după câteva minute, Foucault a putut vedea că planul de mișcare al pendulului revine. Foucault a explicat că nu pendulul era cel care se mișca, ci Pământul care se învârtea sub el (Figura 4.4). Acum puteți găsi astfel de pendule în multe centre științifice și planetarii din întreaga lume.

Figura 4.4 Pendulul lui Foucault. Pe măsură ce Pământul se rotește, planul de oscilație al pendulului Foucault se deplasează treptat, astfel încât, pe măsură ce trece timpul, tot mai multe ținte din cercul de la marginea platformei de lemn sunt atinse în secvență. (Credit: Arnaud 25/Wikimedia Commons, Domeniu public)