W dobie smartfonów z GPS i Mapami Google prawdopodobnie znasz już system współrzędnych geograficznych, który jest powszechnie używany do opisywania lokalizacji na kulistej powierzchni Ziemi. System ten opiera się na szerokości geograficznej, odległości na północ lub południe od równika Ziemi i długości geograficznej, która jest odległością na wschód lub zachód od południka głównego , wyimaginowanej linii biegnącej z północy na południe przez Greenwich w Anglii. Odległości są mierzone w stopniach - 90 stopni w każdym kierunku dla szerokości geograficznej i 180 w każdym kierunku dla długości geograficznej - oraz minuty, sekundy i ułamki sekundy. (Więcej informacji na temat działania tego systemu można znaleźć na tych stronach w US Geological Survey i IBM Knowledge Center ).
GPS na Ziemi
Ten system umożliwia określenie współrzędnych wszystkiego, od Empire State Building (40 ° 44'55,4 "N 73 ° 59'08,5" W, według Map Google ) do miejsca na pustyni, gdzie U2 wykonał zdjęcie na okładce albumu „The Joshua Tree” z 1987 roku (36 ° 19'51,00 ″ N, 117 ° 44'42,88 ″ W, według bloga Desert Road Trippin ') .
Okej, więc wiedziałeś o tym. Ale jest coś, czego prawdopodobnie nie wiedziałeś, chyba że jesteś astronomem. Możliwe jest również opisanie położenia ciała niebieskiego na nocnym niebie, używając w zasadzie rozszerzenia współrzędnych geograficznych w celu stworzenia wyimaginowanej kuli otaczającej Ziemię.
Współrzędne na niebie
„Celem jest możliwość jednoznacznego określenia lokalizacji na niebie. To tak jak szerokość i długość geograficzna na Ziemi” - wyjaśnia w e-mailu Rick Fienberg , rzecznik prasowy Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego. „Jeśli powiesz komuś, żeby spotkał się z tobą w Littleton w Kolorado, na 39 ° 36'47.9484''N, 105 ° 0'59.9292''W, nie tylko będzie wiedział, w którym mieście jesteś, ale także w którym rogu ulicy jesteś czekanie przy… Nie byłoby przydatne, gdyby ktoś inny wiedział tylko, w którym mieście się znajdujesz - musisz być bardziej precyzyjny, jeśli masz jakąkolwiek nadzieję, że ta druga osoba Cię odnajdzie ”.
Podobnie wyjaśnia, jeśli astronom odkryje supernową lub asteroidę i chce, aby inni ją obserwowali, pod warunkiem, że współrzędne niebieskie są sposobem na upewnienie się, że wszyscy patrzą na to samo.
To system, który istnieje od czasów starożytnych. „Idea współrzędnych niebieskich zakłada, że niebo jest sferą otaczającą Ziemię. Jest to idea wywodząca się z wczesnego przekonania, że Ziemia była centrum wszystkiego” - mówi Christopher Palma , profesor i współpracownik programy licencjackie na Wydziale Astronomii i Fizyki na Uniwersytecie Stanowym Pensylwanii, informuje w e-mailu. „Chociaż teraz wiemy, że to nieprawda, nadal jest prawdą, że niebo wydaje się być kulą, która nas otacza, więc możemy użyć współrzędnych sferycznych do zidentyfikowania dowolnego miejsca na niebie”.
Deklinacja i wniebowstąpienie
To powiedziawszy, układ współrzędnych niebieskich ma pewne różnice. Na przykład zamiast szerokości geograficznej używa się czegoś, co nazywa się deklinacją, aby opisać odległość na północ lub południe od równika niebieskiego , a zamiast długości geograficznej, rektascensja opisuje orientację wschód-zachód.
„Jak każdy układ współrzędnych, potrzebuje punktu zerowego / kalibracji” - wyjaśnia Palma. „W przypadku współrzędnych niebieskich rzutujemy równik Ziemi na niebo i tak jak szerokość geograficzna mierzy stopnie na północ lub południe od ziemskiego równika, deklinacja mierzy kąt na północ lub południe od równika niebieskiego. Na przykład gwiazda Spica , która jest dziś wieczorem bardzo widoczna na południowym niebie z większości miejsc w USA, ma deklinację -11 stopni i 10 minut, a więc w rzeczywistości znajduje się na południe od równika niebieskiego.
„Ze względu na długość geograficzną Ziemi arbitralnie wyznaczyliśmy Greenwich w Anglii jako główny południk” - mówi Palma. „Główny południk systemu rektascensji nazywany jest„ Pierwszym punktem Barana ”i jest zdefiniowany jako pozycja Słońca na niebie, gdy porusza się on z południa na północ wzdłuż ekliptyki ” - wyimaginowana linia, która oznacza ścieżka Słońca - ”i przechodzi przez równik niebieski. Kiedy Słońce znajduje się w tym miejscu, jest to wiosenna (lub marcowa) równonoc na Ziemi. Stamtąd rektascensja rośnie na wschód. A więc gwiazda na niebie, jest dokładnie w połowie drogi dookoła nieba od Słońca w czasie równonocy wiosennej, miałby rektascensję 180 stopni. "
„Ponieważ jednak niebo obraca się, nie często używamy stopni do jego pomiaru” - kontynuuje Palma. „Zamiast tego wyrażamy kąty w godzinach. Zatem 180 stopni równa się 12 godzinom rektascensji. Ta sama gwiazda, o której wspomniałem powyżej, Spica, ma RA 13 godzin i 25 minut. Można to zinterpretować jako punkt na niebie, który wynosi [13h25m * (180 stopni / 12 godzin)] = 201,25 stopnia na niebie na wschód od położenia Słońca w równonocy wiosennej. "
Niebiańska nawigacja dla marynarzy
Jak wyjaśnia Fienberg, astronomowie nie są jedynymi, którzy używają współrzędnych niebieskich. „Każdy, kto nawiguje obok gwiazd, też z nich korzysta” - mówi. „Mimo że wszystkie nowoczesne statki i łodzie mają na pokładzie systemy GPS, żeglarze i inni marynarze muszą nauczyć się nawigacji na niebie na wypadek awarii GPS. Jeśli zobaczysz Gwiazdę Polarną, czyli Gwiazdę Północną, będziesz wiedział, która droga jest na północ - a co za tym idzie, które drogi prowadzą również na południe, wschód i zachód. Będziesz także znać swoją szerokość geograficzną, ponieważ wysokość gwiazdy polarnej nad horyzontem jest równa szerokości geograficznej. Jeśli masz dokładny zegar, możesz również znaleźć swoją długość geograficzną, sprawdzając tabelę, w której w momencie obserwacji gwiazdy znajdują się dokładnie na południe. "
To interesujące
Według Patricka Durrella , profesora fizyki i astronomii oraz dyrektora Planetarium Ward Beecher na Uniwersytecie Stanowym w Youngstown, oprócz współrzędnych niebieskich istnieją inne systemy opisujące położenie obiektów w przestrzeni . „Inny szeroko stosowany system wykorzystuje współrzędne galaktyczne - długość i szerokość galaktyczną - obie mierzone w stopniach od środka Drogi Mlecznej” - wyjaśnia w e-mailu.
