Sistemul de coordonate al Pământului

(După cum a fost capturat cu o lentilă ochi de pește la bordul navetei spațiale Atlantis pe 9 decembrie 1993, Pământul se găsește deasupra telescopului spațial Hubble în timp ce acesta este reparat. Continentul roșcat este Australia, mărimea și forma sa distorsionate de lentila specială. Deoarece anotimpurile din emisfera sudică sunt opuse celor din emisfera nordică, este vară în Australia în această zi de decembrie. (Credit: modificarea lucrării NASA))

Dacă orbita Pământului este aproape un cerc perfect, de ce este mai cald vara și mai rece iarna în multe locuri de pe glob? Și de ce sunt anotimpurile din Australia sau Peru opusul celor din Statele Unite sau Europa?

Povestea spune că Galileo, în timp ce părăsea Sala Inchiziției după retragerea doctrinei conform căreia Pământul se rotește și se învârte în jurul Soarelui, a spus mormăind: „Și totuși se mișcă”. Istoricii nu sunt siguri dacă povestea este adevărată, dar cu siguranță Galileo știa că Pământul este în mișcare, orice ar fi spus autoritățile bisericii.

Mișcările Pământului sunt cele care produc anotimpurile și ne oferă măsurile noastre de timp și dată. Mișcările Lunii în jurul nostru oferă conceptul de lună și ciclul fazelor lunare. În acest capitol examinăm unele dintre fenomenele de bază ale lumii noastre de zi cu zi în contextul lor astronomic.

Pentru a crea o hartă precisă, un cartograf are nevoie de o modalitate de a identifica în mod unic și simplu locația tuturor caracteristicilor majore de pe hartă, cum ar fi orașele sau reperele naturale. În mod similar, cartografele astronomice au nevoie de o modalitate de a identifica în mod unic și simplu locația stelelor, galaxiilor și a altor obiecte cerești. Pe hărțile Pământului, împărțim suprafața Pământului într-o grilă, iar fiecare locație de pe acea grilă poate fi găsită cu ușurință folosind coordonatele sale de latitudine și longitudine. Astronomii au un sistem similar pentru obiectele de pe cer. Cunoașterea acestora ne poate ajuta să înțelegem mișcarea aparentă a obiectelor de pe cer din diferite locuri de pe Pământ.

Să începem prin a ne stabili poziția pe suprafața planetei Pământ. Axa de rotație a Pământului definește locațiile polului nord și sud, și ale ecuatorului său la jumătatea distanței. Alte două direcții sunt, de asemenea, definite de mișcările Pământului: estul este direcția spre care se rotește Pământul, iar vestul este opusul său. În aproape orice punct de pe Pământ, cele patru direcții – nord, sud, est și vest – sunt bine definite, în ciuda faptului că planeta noastră este mai degrabă rotundă decât plată. Singurele excepții sunt exact la Polul Nord și Sud, unde direcțiile est și vest sunt ambigue (pentru că punctele exact la poli nu se rotesc).

Putem folosi aceste idei pentru a defini un sistem de coordonate atașat planetei noastre. Un astfel de sistem, cum ar fi amenajarea străzilor și bulevardelor din Manhattan sau Salt Lake City, ne ajută să găsim unde suntem sau unde vrem să mergem. Coordonatele de pe o sferă sunt însă puțin mai complicate decât cele de pe o suprafață plană. Trebuie să definim cercuri pe sferă care joacă același rol ca și grila dreptunghiulară pe care o vedeți pe hărțile orașului.

Un cerc mare este orice cerc de pe suprafața unei sfere al cărui centru se află în centrul sferei. De exemplu, ecuatorul Pământului este un cerc mare pe suprafața Pământului, la jumătatea distanței dintre Polul Nord și Polul Sud. Ne putem imagina și o serie de cercuri mari care trec atât prin Polul Nord, cât și prin Polul Sud. Fiecare dintre aceste cercuri este numit meridian; fiind fiecare perpendicular pe ecuator, traversându-l în unghi drept.

Orice punct de pe suprafața Pământului va avea un meridian care trece prin el (Figura 4.2). Meridianul specifică locația est-vest sau longitudinea locului. Prin acord internațional (și au fost necesare multe întâlniri pentru ca țările lumii să cadă de acord), longitudinea este definită ca numărul de grade de arc de-a lungul ecuatorului dintre meridianul tău și cel care trece prin Greenwich, Anglia, care a fost desemnat ca Primul Meridian. Longitudinea meridianului principal este definită ca 0°.

(Latitudinea și Longitudinea Washingtonului, DC. Folosim latitudinea și longitudinea pentru a găsi orașe precum Washington, DC, pe un glob. Latitudinea este numărul de grade la nord sau la sud de ecuator, iar longitudinea este numărul de grade la est sau la vest de Primul Meridian. Coordonatele Washingtonului DC sunt 38° N și 77° V.)

De ce Greenwich, te-ai putea întreba? Fiecare țară dorea ca longitudinea 0° să treacă prin propria sa capitală. Greenwich, locul vechiului Observator Regal (Figura 4.3), a fost selectat pentru că se afla între Europa continentală și Statele Unite și pentru că a fost locul pentru o mare parte a dezvoltării metodei de măsurare a longitudinii pe mare. Longitudinile sunt măsurate fie la est, fie la vest de meridianul Greenwich de la 0° la 180°. De exemplu, longitudinea punctului de referință al ceasului Observatorului Naval al SUA din Washington, DC, este 77,066° V.

(Observatorul Regal din Greenwich, Anglia. La punctul zero de longitudine convenit la nivel internațional la Observatorul Regal Greenwich, turiștii pot sta și pot călca pe linia exactă unde „începe” longitudinea.)

Latitudinea dvs. (sau locația nord-sud) este numărul de grade de arc la care vă aflați departe de ecuator de-a lungul meridianului. Latitudinile sunt măsurate fie la nord, fie la sud de ecuator de la 0° la 90°. (Latitudinea ecuatorului este 0°.) De exemplu, latitudinea punctului de referință al Observatorului Naval menționat anterior este 38,921° N. Latitudinea Polului Sud este de 90° S, iar latitudinea Polului Nord este de 90° N.