Файл: Шукстова З.Н. Звездное небо.pdf

Представим себе, что мы мысленно про­ должили плоскость любого из земных мери­ дианов далеко-далеко, в безграничное кос­ мическое пространство. При суточном вра­ щении Земли эта плоскость за полный оборот вокруг земной оси пересечет все

светила необъятной Вселенной.

Одинаково ли при этом будет видно одно и то же светило из мест с одинаковой долготой, но различной широтой? Можно ли, находясь в какой-либо точке гео­ графического меридиана, увидеть полностью все светила северного и южного неба? Какую область окружающего нас пространства можно обозревать с данного места Земли? Откуда видно звезд больше и почему?

Вид звездного неба зависит от географической ши­ роты. Совершив путешествие вдоль географического ме­ ридиана в направлении на север или на юг, легко обна­ ружить характерные изменения неба. При движении на север Полярная звезда становится все выше и выше над горизонтом, вместе с тем уменьшается число видимых

79

звезд южного неба. При движении к экватору Земли, наоборот, Полярная звезда все ближе склоняется к го­ ризонту, и мы видим все большую часть светил южного неба. Причиной таких изменений является шарообраз­ ность Земли. При перемещении по меридиану в среднем на 111 километров высота Полярной относительно гори­ зонта изменяется на 1°. По этим изменениям можно изу­ чать и уточнять форму Земли. По высоте Полярной звезды определяют и местоположение относительно зем­ ного экватора, узнают географическую широту.

Широтой называют угол, который образует линия

•отвеса в данной точке с плоскостью экватора. Этот угол изменяется от 0° (на экваторе) до 90° (на полюсе Зем­ ли). Направление на полюс всюду параллельно оси вра­ щения Земли, а отвесная линия практически совпадает

•с продолженным радиусом Земли. Поэтому чем больше широта, тем ближе отвесная линия к оси вращения Зем­ ли, на полюсе же она сливается с этой осью. Чем мень­ ше широта, тем более отклоняется линия отвеса от оси

определили эту огромную дугу? Мы уже знаем, что ви­ димость вдаль на поверхности Земли не велика и на рав­ нинной местности не превышает 5—7 километров. Экватор

.80

Рленту или проволоку. Этому прежде всего мешает рельеф местности, высокие горы, реки

и другие препятствия, встре­ чающиеся на пути, да и рас­ стояние слишком велико. Здесь-то нас и выручает По­ лярная звезда.

Обратимся к рисунку 21. На нем показаны отвесная линия (направление на зенит) и плоскость горизонта в дан­ ной точке, указано направле­ ние на полюс мира (Поляр­ ную), отмечен угол ACq при

центре Земли между отвесной линией и экватором (ши­ рота данной точки Ä ). Под каким же углом к горизонту мы найдем здесь Полярную звезду? Для этого опреде­ лим угол PAN, измеряющий ее высоту.

Сравним два угла: ACq и PAN. Это углы со взаим­ но перпендикулярными сторонами: отвесная линия пер­ пендикулярна горизонту, а направление к полюсу пер­ пендикулярно экватору Земли. Как известно из геомет­ рии, такие углы равны. Следовательно, высота полюса мира над горизонтом численно равна географической широте места наблюдения.

Итак, измерив угол, под которым наблюдается По­ лярная звезда по отношению к горизонту, мы нашли хотя и приближенно широту. Этим способом широко пользуются мореплаватели и летчики, геологи и геодези­ сты, определяя широту неизвестных пунктов.

А как узнают, в каком полушарии, в северном или южном, находится та или иная звезда? Воображаемой линией раздела двух полушарий является линия небесно­

ном продолжении плоскости земного экватора и любой географической параллели до «встречи» с воспринима­ емым нами в виде купола бесконечно далеким фоном звездного неба.

З а каждый оборот Земли вокруг оси по воображае­ мой линии небесного экватора движутся светила, удален­ ные от полюса на 90° (например, три приметные звезды пояса Ориона). В дни равноденствия (21 марта и 23 сен­ тября) эту же линию описывает в суточном движении центр солнечного диска.

Звезды, находящиеся между экватором и Полярной звездой, на­ зывают светилами северного полу­ шария. Но если «адрес» звезд на небе остается постоянным, то Солн­ це, Луна и планеты периодически бывают светилами то северного, то южного полушария. В частности, когда у нас лето, Солнце находится севернее экватора, а в зимние ме­ сяцы оно отстоит от Полярной бо­ лее чем на 90° и, следовательно, становится светилом южного не­ бесного полушария.

82

Как же наблюдаются светила северного и южного неба из мест с различной широтой? Представим себе наблюдателя на одном из полюсов Земли. Какая область окружающего пространства доступна ему для обозре­ ния?

На северном полюсе Земли,* очевидно. Полярная звезда наблюдается в зените и отстоит от всех точек го­ ризонта на 90° (рис. 22). Но ведь на 90° от Полярной звезды отстоит и небесный экватор. Следовательно, го­ ризонт и небесный экватор здесь сливаются. Но видеть можно лишь те светила, которые возвышаются над гори­ зонтом. При наблюдении с Северного полюса Земли над горизонтом оказываются все светила, лежащие выше экватора, то есть звезды северного полушария и ни одной звезды — южного. Из суток в сутки кружат они здесь над горизонтом, неизменно сохраняя свою высоту. Чем ближе звезда к Полярной, тем выше будет проходить ее суточный путь.

Находясь на полюсе, мы встречаемся с интересными явлениями. С 21 марта по 23 сентября, когда Солнце является светилом северного полушария, оно совсем не заходит за полярный горизонт. Наступает долгий по­ лярный день. Само собой разумеется, что в этот период времени полностью исключаются наблюдения звездного неба. Около 23 сентября Солнце покидает горизонт се­ верного полюса и не появляется там совсем до 21 мар­ та. Все это время здесь длится полярная ночь. Только тогда в ясную погоду над полюсом Земли будут круглые сутки сиять все звезды северного неба, а также Луна и планеты, если в этот период времени они окажутся светилами северного полушария.

' звезда.

Совершим теперь воображаемое путешествие на эк­ ватор Земли (рис. 23). Здесь линия отвеса располагает­ ся в плоскости земного экватора и составляет с направ­ лением на полюс угол 90°. Ось мира лежит в плоскости горизонта, и два полюса мира— северный и южный — видны на горизонте. Над горизонтом будут находиться светила и северного и южного полушарий. Но, как вид­ но из приведенного рисунка, выше горизонта находятся светила и северного и южного полушарий. З а время полного оборота Земли вокруг оси все звезды, наблю­ даемые с Земли, пройдут над горизонтом экватори­ альных пунктов.

»84

с экватора Земли можно увидеть все светила обоих по­ лушарий. Поскольку ось мира лежит здесь в плоскости горизонта, а как известно, вокруг нее происходит види­ мое нами вращение всего неба, то суточные пути всех светил будут перпендикулярны горизонту и разделятся им на две равные части. По этой причине любое свети­ ло, будь то звезда. Солнце, планета, бывают здесь 12 часов над горизонтом, другую же половину суток не­ видимы из-за выпуклости Земли. Вот почему и день на экваторе всегда равен ночи, независимо от времени года.

же спустя час-два после захода оно глубоко опустится за горизонт. На экваторе уже через час после захода Солн­ ца наступает темная тропическая ночь.

А теперь вообразим путешественника, который дви­ жется ог экватора Земли на север. В руках у него пор­ тативный угломерный прибор. Он мог бы заметить, что с каждой сотней километров Полярная звезда становит­ ся все выше и выше над горизонтом. Вот угломерный прибор показал высоту Полярной звезды 45°. Наш пу­ тешественник прибыл в пункт 45° с. ш. Обратимся к рисунку 24 . Отвесная линия образует теперь с направ­ лением на полюс угол в 45°. Таким же будет угловое

85