Солнечный диск
Изображение солнца , как она появляется из земли , называется солнечным диском . За исключением горизонта , их форма кажется круглой , видимый диаметр Солнца составляет около 0,5 ° (от 31 ’28 ″ до 32′ 32 ″).
Содержание
Геометрические и физические аспекты
Если смотреть с Земли, Солнце — безусловно, самое яркое небесное тело, его видимая яркость достигает -27 звездной величины . В отличие от других самосветящихся звезд , она кажется стороннему наблюдателю не точкой, а плоским источником света. Потому что на среднем расстоянии около 150 миллионов километров, около 1 а.е. , лучистая поверхность Солнца, его фотосфера размером около 1,4 миллиона километров , все еще может быть видна под углом примерно в полградуса (1,4 / 150 ≈ tan 0,534 °). Этот видимый диаметр Солнца около 32 ′ ( угловых минут ) для видимого солнечного диска соответствует действительному диаметру Солнца для плазменной сферы, которая более чем в сто раз больше диаметра Земли .
Из-за его большой яркости солнце не может быть легко замечено невооруженным глазом при ясном небе, а вид сквозь облака или высокий туман дает только изображение круглого диска . Только в телескоп и с соответствующим солнечным фильтром , который потемнения виден нам впечатление светящейся сферы транспортирует. Эти пятна также способствуют , когда они принимают на удлиненной форме вблизи края на солнце и даже выглядеть немного углублен в больших телескопах.
Солнечный диск кажется нам примерно того же размера, что и лунный диск в фазе полнолуния — видимый диаметр обоих составляет около половины градуса. Хотя фактический диаметр Луны составляет почти 3500 километров, что примерно в четыреста раз меньше диаметра Солнца, Земля примерно в четыреста раз дальше от нее, чем от Луны, среднее расстояние от которой до Земли составляет около 383400 километров. Тот факт, что Луна появляется под таким же углом (от 29 ′ 10 ″ до 33 ′ 30 ″), что и Солнце, делает возможным полное солнечное затмение, когда спутник движется между Солнцем и Землей.
Тот факт, что видимый размер солнечного диска несколько различается — от 31 ’28 дюйма ( афелий , начало июля) до 32 ’32 дюйма ( перигелий , начало января) — был метрологически доказан в течение десятилетий после 1610 года с помощью недавно изобретенных типов телескопов . Причина этих колебаний — различное расстояние от Солнца в течение года. Но эксцентриситет на земной орбите (ок. 0.017) не только отражение в колеблющейся величины солнечного диска. Изменение орбитальной скорости Земли на ее орбите также отражается в изменении угловой скорости видимого движения Солнца.
Даже древние астрономы знали, что видимое движение солнца перед звездным небом — вдоль эклиптики через зодиакальные созвездия — не было полностью однородным , несмотря на трудность его измерения. При чтении солнечных часов эти различия учитываются уравнением времени . Первые два закона Кеплера дали теоретическое объяснение в 1609 году.
В нашей центральной звезды , но вращается , что радиус от солнечного экватора немного дольше , чем на полюсах. Однако это сглаживание Солнца в результате его вращения в течение почти четырех недель очень мало. Его трудно определить с поверхности земли из-за температурных возмущений в атмосфере. Доказать это удалось только в последние десятилетия, хотя еще в XIX веке для этого был разработан специальный измерительный прибор — гелиометр . Затем он в основном использовался для измерения очень малых разностей астрономических углов .
Восход и закат
Когда солнце находится высоко , вы можете смотреть на солнечный диск только с опасностью для глаз . Если вы все же хотите попробовать и у вас нет фильтра под рукой, вы можете использовать свой большой , указательный и средний пальцы, чтобы сформировать крошечную треугольную апертуру и сделать ее настолько узкой, чтобы солнечный диск можно было просто видеть между кончиками пальцев .
Почти все, с другой стороны, знают зрелище солнечного диска , когда он бредет через на горизонт , как красноват овальным вокруг времени восхода или захода солнца . Явное отклонение от круглой формы связано с кривизной световых лучей в атмосфере Земли . Это астрономическое преломление заставляет его приближаться к горизонту.
- солнечный диск, кажется, был поднят примерно на 0,6 ° — больше, чем указывает его диаметр. Без слоистой атмосферы Земли заходящее солнце больше не было бы видно. Их кажущееся положение рассчитано для положения солнца на -50 футов ниже горизонтальной плоскости.
- нижний край солнца кажется более приподнятым, чем верхний, что приводит к овальной форме. Рефракция больше у земли и увеличивается с увеличением зенитного расстояния ; при угле места 10 ° он составляет около 1 фута, всего лишь на 0,5 ° над уровнем моря — около 29 футов.
- Кроме того, появляются градуированные и искаженные части солнечного диска — вплоть до завораживающих изображений видимых отложений и каплевидных отложений. В зависимости от погоды они вызваны аномалиями рефракции при различных температурах, водяных или пылевых слоях воздуха в нижних слоях атмосферы.
Продолжительность подъема и падения
В результате эллиптической орбиты Земли размер солнечного диска также изменяется в течение года, но лишь незначительно из-за низкого эксцентриситета. Максимальная разница в течение года составляет примерно одну тридцатую от примерно 1 ‘, так что продолжительность процесса, в котором солнечный диск пересекает горизонт, изменяется лишь незначительно. Влияние склонения δ (сезонное расстояние солнца от небесного экватора ) и влияние соответствующей географической широты B места наблюдения значительно больше .
Недалеко от экватора Земли , то закаты проходят быстрее , чем в Центральной Европе, а сумерки также намного короче. Оба связаны с более крутым параллактическим углом q, под которым дневная дуга Солнца — как видимый путь других звезд — пересекает горизонт. На экваторе ( B = 0 °) этот угол составляет 90 °, на окружности поворота ( B = 23,4 °) он составляет 90 ° — 23,4 ° = 66,6 °, а в Центральной Европе, например, он составляет лишь приблизительно 50-ю параллель. 40 °.
Установленное время может быть приблизительно рассчитано из угла пересечения q и диаметра солнечного диска d с помощью 1 / ( d • sin q ). Если бы солнечный диск был точно 0,5 °, он бы установился в экваториальных регионах Африки или Бразилии за 2 минуты, в Сахаре за 2¼ минуты и в Центральной Европе за 3-4 минуты. Также необходимо учитывать влияние склонения δ (от -23,4 ° до + 23,4 °), которое колеблется в зависимости от времени года ; за полярным кругом ( B = 66,6 °) солнце летом уже не садится каждый день.
История и мифология
Историческая астрономия
Историческая астрономия знает различные доисторические методы измерения и структуры, в которых размер солнечного диска играл роль. Оптимальная толщина теневой палки ( гномона ) хороших солнечных часов также связана с видимым размером солнца: если палочка имеет длину 1 м, она должна быть не менее 2 см, чтобы отбрасывать четкую тень .
Также указывает на точность , с которой стоящие камни из Стоунхенджа были испытывающие определенные точки горизонта к тщательному рассмотрению размера солнца вне. Еще не было окончательно исследовано , имел ли Небесный диск Небра аналогичные функции.
Египетская и греческая мифология
Египетская мифология знает два льва , называемой Akeru (также Сеф и Tuau или Xerefu), которые охраняют врата между закатом и восходом солнцем в «надземный» . Они представлены в виде сфинксов с двумя обращенными в сторону головами, которые соединены символическим солнечным диском.
Подобные понятия в геоцентрической взгляд на мир , как солнце движется с запада на восток в ночное время , также можно найти в мифологической солнечной колесницы из древней Греции — см Phaeton (мифология) . Этим религиозным идеям резко контрастируют взгляды материалистов, таких как Ксенофан, который рассматривал солнце как огненное облако, или Анаксагор , который даже называл его светящимся камнем. Эти соображения, крайне враждебные по отношению к окружающей среде, можно было рассматривать как осторожное начало астрофизики , хотя мифические объяснения формы солнца вскоре снова возобладали в эллинизме .
К ним относятся древнеегипетский бог солнца Атон и бог- крокодил Собек , властитель воды. Египтяне поклонялись крокодилам как священным животным и боготворили их в виде бога с крокодиловой головой Собека (Соучос). Это божество было символом из вечного выживания — см также пунктуальность затопление Нила каждый год — и подсчитывали около 2400 г. до н. Самым важным богам египетского пантеона . Изображение человека с крокодиловой головой изменилось в следующем тысячелетии Нового Царства : около 1400 г. до н.э. Он носит головной убор со встроенным солнечным диском и считался воплощением бога солнца Ра (также Собек-Ра). Насколько важно поклонение солнцу для египетской цивилизации, можно также увидеть по королевским именам, таким как Нофру собек или Собек хотеп, и по особым иероглифам . В могущественной Месопотамии поклонялись также богу солнца Шамашу .
Германская и кельтская мифология
Золотой солнечный диск Мордорфа был найден в марте 1910 года Витусом Дирксом возле торфяной канавы. Он недооценил их ценность и отдал их своим детям, чтобы они играли с ними; несколько лет спустя дилер купил их на металлолом и продал. Только в 1926 году Государственный музей в Ганновере смог приобрести диск.
Диск имеет диаметр 14,5 сантиметра и вес около 36 граммов. Посередине виден изначально выпуклый горб, на краю которого имеется восемь небольших выступов в виде шляпок гвоздей. Круговое кольцо с радиальными лучами следует концентрично наружу, кольцо снова с восемью небольшими выступами, еще одно кольцо лучей и, наконец, кольцо, заполненное 32 заштрихованными треугольниками. Две противоположные метки предполагают, что диск изначально был прикреплен к колодке. Согласно распространенному мнению, это символ на солнце , которое почитается в доисторические времена , как податель жизни.
Вопрос о функции этого диска приводит в Данию к Trundholm Sun Chariot , бронзовой скульптуре длиной почти 60 сантиметров с аппликацией из золотого листа. Здесь золотой диск округлой формы установлен на бронзовом диске диаметром около 25 сантиметров, на котором изображена фигура лошади . Оба могут перемещаться вместе по трем осям с помощью колес. На этом изображении из скандинавского древнего бронзового века солнце пересекает небосвод, приводимое в движение лошадью . Подобные типы дисков также были найдены в различных регионах Западной Европы , большинство из них в Ирландии . Таким образом, этот диск не только предоставляет информацию об эстетике, художественном творчестве, методах обработки металла и религии в бронзовом веке, но также является примером широких отношений в это время. Солнце колесо Banc Ty’nddôl чуть менее 4 см в диаметре и 2,5 граммов веса значительно меньшей; он был обнаружен в Уэльсе в 2002 году .
У кельтов и германцев солнечный крест , дисковое колесо и бронзовые повозки, запряженные лошадьми, с золотыми солнечными дисками (находки из Трундхольма , Мордорфа ) свидетельствуют о широком поклонении солнцу. В германской правовой системе суды могли проводиться только «когда светило солнце». В мировоззрении всего севера солнце было источником света, тепла и жизни, плодородия и, прежде всего, регулятором и разделителем времени. В течение года проводились фестивали. Поэтому она стала личным божеством.
Источник
Почему Солнечная система плоская
Действительно, почему планеты вращаются вокруг Солнца в одной плоскости, будто находятся в каком-то двухмерном измерении. Вроде бы можно представить, что, например, Юпитер вращается в другой плоскости, а всё равно расположен в той же.
Объяснение
Подобных явлений в Космосе наблюдается бесконечное множество. Многие галактики имеют форму диска, кольца планет растянуты в определённой плоскости, спутники также не вращаются сферически вокруг своих планет. Только искусственные спутники, запущенные человеком, совершают витки в разных плоскостях вокруг Земли.
Чтобы понять почему небесные тела поддаются определённому правилу, придётся заглянуть в прошлое Солнечной системы. Наша система образовалась примерно 4 с половиной миллиарда лет назад. Тогда она представляла собой туманность из пыли и газа. Так уж сложилось, что в Космосе в подавляющем большинстве содержится водород 90%, затем гелий 9,9% и оставшиеся кислород, азот, железные элементы.
Вещества туманности удерживались между собой из-за гравитационных сил. Под воздействием гравитации частицы газа и пыли находились в нестабильном состоянии, в результате начали двигаться хаотично (беспорядочно), каждая по своей траектории.
Частицы сталкивались друг с другом, продолжали двигаться. Но всех их объединяло одно. Они совершали движения вокруг образовавшегося общего центра масс. В центре масс накапливались частицы пыли и газа, формируя небесный объект – Солнце (занял 99% массы всей Солнечной системы).
Другие частицы формировали планеты и астероиды, остальные продолжали хаотично двигаться. Однако общий центр масс, Солнце, засчёт соударения начал вращаться вокруг своей создавшейся оси, тем самым увлекая за собой другие планеты, астероиды, космическую пыль.
Плоскость вращения Солнца образовала главную плоскость движения других космических объектов. Конечно, оставались ещё частицы, которые двигались в других плоскостях, но энергия движения в других направлениях постепенно угасала, Под действием гравитации Солнца и вращения вокруг своей оси, пыль со временем перешла в главную плоскость.
Вращение никогда не остановится из-за закона сохранения момента импульса . Суть закона заключается в том, что чем ближе объект к центру масс, тем быстрее его угловая скорость вместе с центром масс. Подобное явление наблюдается у фигуристов, гимнастов, прыгунов с трамплина в воду. Например, фигурист, чтобы вращаться быстрее приближает руки к груди. То есть радиус или плечо (имеется в виду не часть человеческого тела) уменьшилось, скорость увеличилась.
Чтобы перестать вращаться, фигурист расставляет руки в стороны (плечо увеличивается, угловая скорость уменьшается). Можно провести эксперимент, сидя на офисном вращающемся стуле. Если начать кружиться с раздвинутыми руками, а затем сложить у груди, скорость вращения стула резко увеличится.
Этим и объясняется, что планеты движутся в одном направлении и вращаются вокруг своей оси в ту же сторону, что и Солнце против часовой стрелки . Исключение – Венера и Уран. Но и здесь есть объяснение. Например, Венера изначально вращалась вокруг оси также против часовой стрелки, но столкнулась с объектом, который двигался в противоположную сторону.
Из-за сильного удара Венера стала вращаться по часовой стрелки вокруг своей оси. Однако скорость вращения постепенно уменьшается – уже 6,5 км/ч (Земля 1670 км/ч). Со временем вращение остановится, а потом начнётся против часовой стрелки.
Понравилась статья. Подписывайтесь на канал, ставьте лайк, делитесь в социальных сетях. Дальше будет много познавательного и интересного!
Источник