gov-civil-vilareal.ptКак да разберете кой полюс на планетата е * северният * полюс?
>Проблемът с познаването на много за астрономията - всяка тема, наистина - е това, което вие мисля знаеш, че наистина си недей .
На ум: актьорът и комик Дейв Фоли наскоро видя един от великолепните образи на Юнона на южния полюс на Юпитер, и зададе доста важен въпрос :
Ако щракнете върху това, за да прочетете нишката, ще видите, че някой ме е „наредил“, за да види дали знам. отговорих с отговора, който винаги съм използвал:
Но след това @Dr Zig отговори :
Хей! Това беше новина за мен! Така че отговорих :
И така, какво означава всичко това? Тук идва науката!
Ако вземете перфектна сфера и просто я погледнете, навсякъде по повърхността й е абсолютно еднакво. Всички те са на едно и също разстояние от центъра и това е единствената им определяща характеристика. Както може да се изрази физик, няма предпочитани (специални) точки на повърхността. Всяко място е като всяко друго място.
Но ако го завъртите, като магия (но наука!) Се появяват две специални точки: полюсите. Това е мястото, където оста на въртене пресича повърхността на сферата. Има много начини да мислите за полюсите; например навсякъде другаде във въртящата се сфера, точка ще направи кръг в пространството, докато се движи около оста на въртене. Но на полюсите не го правят. Те просто се въртят на място.
Двата полюса се различават един от друг по един начин: Ако погледнете отгоре от повърхността надолу към един полюс, сферата ще изглежда да се върти по часовниковата стрелка, а ако погледнете надолу към другия полюс, тя ще се върти обратно на часовниковата стрелка.
Земята е сфера и ако сте плавали в космоса над нея север полюс Земята изглежда се върти обратно на часовниковата стрелка. Отгоре на юг полюс се върти по часовниковата стрелка.
[Забележка: В космоса няма нагоре или надолу, така че в тези случаи, когато казвам „над нещо“, имам предвид, че имате някаква надморска височина над повърхността спрямо центъра на Земята. Лесно е да се мисли за северния полюс като нагоре и южния полюс надолу, но това е просто полемизъм (дума, която току -що измислих); това е присъщ предразсъдък, защото повечето хора живеят в северното полукълбо. Ако колониализмът беше започнал, да речем, в Австралия, и се разпространи по целия свят, нашите карти вероятно биха били с главата надолу спрямо това, с което сме свикнали.]
Както се случва, това важи и за повечето планети и Слънцето, поради което написах в туитър това, което направих. Мислех, че северният полюс е определен от самата планета, но това не е така!
Международният астрономически съюз е официалният пазител на имена и правила и такива ™ за астрономия, и те имат определение за северния полюс на въртящ се обект . Всъщност е дефинирано използвайки Земята и Слънцето като основа , така че има две стъпки.
Единият е, че той използва приетото местоположение на северния полюс на Земята, на 90 ° северна ширина в Арктика. Добре, достатъчно лесно. Но тогава те казват, че северният полюс на друг планетата е тази, която се намира в същото небесно полукълбо спрямо неизменната равнина на Слънчевата система като На Земята Северен полюс.
Добре, браво. Какво прави че означава?
Анимация, показваща въртенето на Земята във въображаемата небесна сфера, сферичния вид на небето около нас. Полюсите на Земята сочат към небесните полюси на небето. Кредит: Tfr000 / Wikimedia Commons
Първо, възприемаме небето като сфера около нас , сякаш виждаме вътрешността на огромна сферична обвивка. Това всъщност е удобна надуваемост! Тъй като Земята се върти, изглежда, че небето се върти около нас, което кара звездите да се издигат и залязват. И това също определя a небесен Северен полюс; точката в небето точно над северния полюс на Земята. Това е и точката в небето, която изглежда, че звездите обикалят. Това означава, че има и небесен южен полюс и екватор. Можем дори да проектираме географската ширина и дължина на Земята нагоре в небето, създавайки координатна мрежа, която наричаме (по исторически причини) право издигане и отклонение . По този начин можем да измерим координатите на звездата на небето, точно както можете да дадете координати на града на повърхността на Земята.
ревю на филма в крак с джоунсите
Така че всяка звезда на север от небесния екватор е в северното небесно полукълбо, точно както всеки град на север от екватора на Земята е в северното полукълбо.
Добре, тогава каква е неизменната равнина на Слънчевата система? Това е умен начин за създаване на метод за картографиране на нещата в Слънчевата система. Слънчевата система е триизмерна, затова трябва да използваме три координати. Но също така се нуждаем от начало (нулевата точка) за тази система, както и от начин за дефиниране на равнината x-y.
Астрономите решиха да използват общия ъглов момент на Слънчевата система, за да определят тази равнина. И така, какво че? Много прилича на линейния импулс, с който сте запознати. Ако обектът се движи, той има инерция. Има строго определение от него, но просто казано това е масата на обекта умножена по скоростта му. Ако имате два обекта с еднаква маса, но единият се движи по -бързо, той има по -голяма инерция. Ако имате два обекта с еднаква скорост, но единият е по -масивен, той има по -голяма инерция.
Ъгловият импулс е такъв, освен че се занимава с въртящия момент на обект. Ако имате две еднакви стоманени сфери, но едната се върти по -бързо, тя има по -голям ъглов импулс. Това се усложнява, като някои от тях зависят от разпределението на масата в сферата, но тук можем да пренебрегнем това.
Това важи и за системите от обекти. Слънцето има ъглова инерция, защото се върти, но самата Слънчева система има ъглова инерция, тъй като планетите обикалят около Слънцето (и те също се въртят, въпреки че това е малък фактор в сравнение с техните орбити). Всички орбити са наклонени една спрямо друга, но всички те добавят към общия ъглов момент на системата.
Доста фантастично представяне на Слънчевата система (забележка: нищо не е в мащаб), показващо как планетите обикалят около Слънцето в почти една и съща равнина. Кредит: Харман Смит и Лора Дженероза
Ако имаше само една планета, обикаляща около Слънцето, равнината на тази орбита би определила равнината на ъгловия импулс. С множество планети с малко различни орбитални наклони обаче всяка от тях допринася, променяйки тази равнина. Неизменната равнина е това, което получавате, когато добавите всички приноси на всички планети (и луната, и астероидите и т.н.). Юпитер има най -голям принос, но другите газови гиганти също играят голяма роля.
Ако всичко това е твърде много за справяне (което напълно разбирам!), Тогава помислете за това по следния начин: Има начин да се определи равнина, която е като екватора на Слънчевата система. Това е математически и сложно, но ние използваме това и го наричаме неизменна равнина.
Неизменната равнина е много близка до това да бъде същата като екватора на Слънцето, ако това ви помага да си я представите. Ето важния момент: Определяме „на север от неизменната равнина“ като полукълбо, което съдържа северния небесен полюс на Земята .
Читател за номера на ангели
Сега сме готови да получим определението на IAU: Северният полюс на всяка планета е полюсът, който сочи някъде в северната част на небето спрямо неизменната равнина.
Слънцето се върти и има полюс, който сочи към северната част на небето спрямо неизменната равнина, така че това е северният полюс на Слънцето. Същото за всяка планета, луна, астероид, комета или каквото имате.
Добре, като определение го разбирам. Но не ми харесва.
Защо? Тъй като по това определение Венера и Уран имат северни полюси, които сочат в същата посока като Земята ... но Венера и Уран са обърнати с главата надолу . Не знаем защо, но те са. Така че, ако се отправите към космоса в посока на север от неизменната равнина и погледнете надолу към планетите, ще видите всички те да се въртят обратно на часовниковата стрелка, с изключение на Венера и Уран.
Лично за мен това означава, че те са обърнати с главата надолу. Това от своя страна означава, че техните южни полюси сочат в посока на северното ни полукълбо. Това има смисъл за мен.
Но определението на IAU казва не. Техните северни полюси по дефиниция сочат в същото полукълбо като нашето. Това означава, че те не са обърнати с главата надолу, това означава, че се въртят назад.
Това може да е тънък момент, но физически е важен. Прелистването на планета е трудно, но е МНОГО по -лесно, отколкото да я спрете и да я завъртите обратно в обратната посока (въпреки това Супермен: Филмът бихте ли повярвали).
Така че за мен бих предпочел да определя полюсите на планетата по начина, по който се върти. Ако сте над северния му полюс, той се върти обратно на часовниковата стрелка. Това прави Венера и Уран обърнати с главата надолу.
Докато Земята се върти, изглежда, че звездите правят кръгове в небето около полюсите. Дългите експозиции разкриват това движение, като този изключителен от северния небесен полюс над моста Голдън Гейт в Сан Франциско. Кредит: Рохелио Бернал Андрео
Ще отбележа, че проучвах тази статия и разбрах, че през 2009 г. IAU промени правилата за малки тела в Слънчевата система като астероиди, комети и луна. Полюсите на тези обекти се определят от посоката на въртене! С изключение на северния и южния полюс, те ги наричат положителни и отрицателни полюси. За да ги дефинират, те използват „правилото за дясната ръка“: Свийте пръстите на дясната си ръка, сякаш държите чаша кафе. Ако обектът се върти в посоката, в която сочат пръстите ви, палецът ви е посоката на положителния полюс. Ако се замислите, това е абсолютно същото като моето определение: Погледнете надолу към положителния полюс и обектът се върти обратно на часовниковата стрелка, но това правило е само за малки тела (те могат да имат по -сложни завъртания от планетите, защото могат да се обърнат , падане и т.н., като сменят полюсите си в кратки срокове). За планетите определението на IAU е независимо от посоката на въртене на планета. Той казва, че северният полюс на планетата е този в северното полукълбо на небето, както е определено от Земята.
Това изглежда ... егоцентрично.
Но разбирам. Нуждаем се от определение и това работи. Мисля, че моят е по -прост и по -малко вероятно да предизвика объркване, но да не предизвиква объркване не е голяма мотивация за IAU, понякога си мисля. Астрономите се нуждаят от определение, за да се уверят, че всички сме на една и съща страница и поне с това определение сме.
Затова използвах тези туитове като извинение, за да пиша за това неясно, но важно правило, но честно казано цялата тази езотерика не е това, което мисля, че хората трябва да отнемат от всичко това.
Влязох в разговора в Twitter (поканен!) И казах това, което смятах за правилно, но не беше. Научих нещо! Това е яко. Обичам да научавам неща, особено когато това означава, че мога да заменя някои дефектни части от знания с точни.
Но дори и това не е това, което искам да отнемете. Не някакви нови знания, а вместо това този въпрос:
Колко правиш мисля знаеш, че ти направете знаеш и какво правиш мисля знаеш, че наистина си недей знаеш ли изобщо?
