Sfera Cerească

Calea Lactee cu Norii lui Magellan. — Credit: modificarea lucrării de către ESO/Y. Beletsky, Wikimedia, licența CC BY 4.0

(Cerul de noapte. În această fotografie panoramică a cerului nopții din deșertul Atacama din Chile, putem vedea porțiunea centrală a Galaxiei Căii Lactee arcuind în sus în centrul cadrului. În stânga, Norul Mare al lui Magellan și Norul Mic al lui Magellan (galaxii mai mici care orbitează Galaxia Calea Lactee) sunt ușor vizibile din emisfera sudică.)

Spre surprinderea ta, un membru al Societății Pământului Plat se mută în vecinătate. El crede că Pământul este plat și toate imaginile NASA ale unui Pământ sferic sunt fie falsificate, fie pur și simplu arată discul rotund (dar plat) al Pământului de sus. Cum i-ai putea demonstra noului tău vecin că Pământul este într-adevăr o sferă?

Astăzi, puțini oameni petrec cu adevărat mult timp privind cerul nopții. În vremurile străvechi, înainte ca luminile electrice să răpească oamenilor frumusețea cerului, stelele și planetele reprezentau un aspect important al vieții de zi cu zi a tuturor. Toate înregistrările pe care le avem – pe hârtie și în piatră – arată că civilizațiile antice din întreaga lume au observat, s-au închinat și au încercat să înțeleagă luminile de pe cer și să le integreze în propria lor viziune asupra lumii. Acești observatori antici au găsit atât o regularitate maiestuoasă, cât și o surpriză nesfârșită în mișcările cerului. Prin studiul atent al planetelor, grecii și mai târziu romanii au pus bazele științei astronomiei.

Simțurile noastre ne sugerează că Pământul este centrul universului – centrul în jurul căruia se învârt cerurile. Această vedere geocentrică (centrată pe Pământ) a fost ceea ce aproape toată lumea credea până la Renașterea europeană. La urma urmei, este simplu, logic și aparent de la sine înțeles. Mai mult, perspectiva geocentrică a întărit acele sisteme filozofice și religioase care predau rolul unic al ființelor umane ca punct central al cosmosului. Cu toate acestea, viziunea geocentrică se întâmplă să fie greșită. Una dintre marile teme ale istoriei noastre intelectuale este răsturnarea perspectivei geocentrice. Să aruncăm, așadar, o privire asupra pașilor prin care am reevaluat locul lumii noastre în ordinea cosmică.

Dacă mergi într-o excursie în camping sau locuiești departe de luminile orașului, vederea ta asupra cerului într-o noapte senină este aproape identică cu cea a oamenilor din întreaga lume înainte de inventarea telescopului. Privind în sus, ai impresia că cerul este o mare cupolă goală, cu tine în centru (Figura de mai jos), iar toate stelele sunt la o distanță egală de tine pe suprafața domului. Partea de sus a acelei cupole, punctul direct deasupra capului tău, se numește zenit, iar acolo unde domul se întâlnește cu Pământul se numește orizont. Din mare sau dintr-o prerie plată, este ușor să vezi orizontul ca un cerc în jurul tău, dar din majoritatea locurilor în care oamenii trăiesc astăzi, orizontul este cel puțin parțial ascuns de munți, copaci, clădiri sau smog.

(Cerul din jurul nostru. Orizontul este locul în care cerul se întâlnește cu pământul; zenitul unui observator este punctul direct deasupra capului.)

Dacă vă întindeți pe spate pe un câmp deschis și observați cerul nopții ore în șir, așa cum făceau în mod regulat păstorii și călătorii antici, veți vedea stelele răsărind la orizontul estic (la fel cum fac Soarele și Luna), mișcându-se peste cupola cerului. în cursul nopţii, şi apunând la orizontul vestic. Privind cerul întorcându-se astfel noapte după noapte, s-ar putea să vă faceți în cele din urmă ideea că cupola cerului este într-adevăr parte dintr-o sferă grozavă care se învârte în jurul tău, aducând la vedere diferite stele pe măsură ce se rotește. Primii greci considerau cerul ca pe o astfel de sferă cerească (Figura de mai jos). Unii au considerat-o ca pe o sferă reală de material cristalin transparent, cu stelele încorporate în ea ca niște bijuterii minuscule.

(Cercuri pe sfera cerească. Aici arătăm sfera (imaginară) cerească din jurul Pământului, pe care sunt fixate obiecte și care se rotește în jurul Pământului pe o axă. În realitate, Pământul este cel care se rotește în jurul acestei axe, creând iluzia că cerul se învârte în jurul nostru. Rețineți că Pământul din această imagine a fost înclinat astfel încât locația dvs. să fie în partea de sus, iar Polul Nord este acolo unde este N. Mișcarea aparentă a obiectelor cerești de pe cer în jurul polului este indicată de săgeata circulară.)

Astăzi, știm că nu sfera cerească se învârte pe măsură ce noaptea și ziua continuă, ci mai degrabă planeta pe care trăim. Putem trece un baston imaginar prin Polurile Nord și Sud ale Pământului, reprezentând axa planetei noastre. Pentru că Pământul se învârte pe această axă la fiecare 24 de ore, vedem Soarele, Luna și stelele răsărind și apunând cu regularitate. Astăzi, știm că aceste obiecte cerești nu se află cu adevărat pe o cupolă, ci la distanțe foarte diferite de noi în spațiu. Cu toate acestea, uneori este încă convenabil să vorbim despre cupola sau sfera cerească pentru a ne ajuta să ținem evidența obiectelor de pe cer. Există chiar și un loc special, numit planetariu, în care proiectăm o simulare a stelelor și planetelor pe o cupolă albă.

Pe măsură ce sfera cerească se rotește, obiectele de pe ea își mențin pozițiile unul față de celălalt. O grupare de stele precum Carul Mare are aceeași formă în timpul nopții, deși se rotește odată cu cerul. În timpul unei singure nopți, chiar și obiectele despre care știm că au mișcări semnificative proprii, cum ar fi planetele din apropiere, par fixe față de stele. Doar meteorii – scurte „stele căzătoare” care fulgeră la vedere pentru doar câteva secunde – se mișcă considerabil în raport cu alte obiecte de pe sfera cerească. (Acest lucru se datorează faptului că nu sunt deloc stele. Mai degrabă, sunt mici bucăți de praf cosmic, care ard în timp ce intră în atmosfera Pământului.) Ne putem folosi de faptul că întreaga sferă cerească pare să se rotească împreună pentru a ne ajuta să instalăm sisteme pentru a urmări ce lucruri sunt vizibile pe cer și unde se întâmplă să fie la un moment dat.