О портале "Математика. ру" arrow Робинзонов arrow Геометрия звездного неба
Математический портал Математику.ру

А. Н. Крылов

Если дважды два не будет четыре, то существуют ведьмы [цит. по: 234, с. 198].

 

Геометрия звездного неба

Печать E-mail
12.03.2008 г.

Геометрия звездного неба

Открылась   бездна,   звезд  полна;

Звездам   числа   нет,   бездне  дна.

Ломоносов.

 

Было время, когда автор этой книги готовил себя к не совсем обычной будущности: к карьере человека, потерпев­шего кораблекрушение. Короче сказать, я думал сделаться Робинзоном. Если бы это осуществилось, настоящая книга могла бы быть составлена интереснее, чем теперь, но, мо­жет быть, и вовсе осталась бы ненаписанной. Мне не пришлось сделаться Робинзоном, о чем я теперь не жалею. Однако в юности я горячо верил в свое призвание Робинзона и готовился к нему вполне серьезно. Ведь даже самый посред­ственный Робинзон должен обладать многими знаниями и на­выками, не обязательными для людей других профессий.

Что, прежде всего, придется сделать человеку, закину­тому крушением на необитаемый остров? Конечно, опре­делить географическое положение своего невольного обита­лища - широту и долготу. 0б  этом,  к сожалению, слишком кратко говорится в большинстве историй старых и новых Робинзонов. В полном издании подлинного «Робинзона Крузо»  вы найдете об этом всего одну строку, да и ту  в скобках.

«В тех широтах, где лежит мой остров (т. е., по моим вычислениям, на 9°22' севернее экватора)...».

Эта досадная краткость приводила меня в отчаяние, когда я запасался сведениями, необходимыми для моей воображаемой будущности. Я готов был уже отказаться от карьеры единственного обитателя пустынного острова, когда секрет раскрылся передо мною в «Таинственном острове» Жюля Верна.

Я не готовлю моих читателей в Робинзоны, но все же счи­таю нелишним остановиться здесь на простейших способам определения географической широты. Умение это может пригодиться не для одних только обитателей неведомых островов! У нас еще столько населенных мест, не обозначенных на картах (да и всегда ли под руками подробная карта?), что задача определения географической широты может встать перед многими из моих читателей. Правда, мы не можем утверждать как некогда Лермонтов, что даже:

«Тамбов   на   карте генеральной

Кружком   означен   не   всегда»;

но множество местечек и колхозов не обозначено на общих картах еще и в наши дни. Не надо пускаться в морские приключения, чтобы оказаться в роли Робинзона, впервые определяющего географическое положение места своего обитания! Дело это в основе сравнительно несложное. Наблюдая в ясную звездную ночь за небом, вы заметите, что звезда медленно описывают на небесном своде наклонные круги, словно весь купол неба плавно вращается на косо утвержденном невидимой оси. В действительности же, конечно, вы сами,  вращаясь вместе с Землею, описываете круги около ее оси в обратную сторону. Единственная точка звездного купола в нашем северном полушарии, которая сохраняет неподвижность, - та, куда упирается мысленное продолжение земной оси. Этот северный «полюс мира» приходится невдалеке от яркой звезды на конце хвоста Малой Медведицы - Полярной звезды. Найдя ее на нашем северном небе, мы тем самым найдем и положение северного полюса мира. Отыскать же ее нетрудно, если найти сначала положение всем известного созвездия Большой Медведицы: проведите прямую линию через ее крайние звезды, как показано на рис. 107, и, продолжив ее на расстояние, примерно равное длине всего созвездия, вы наткнетесь на Полярную.

Это одна из тех точек на небесной сфере, которые пона­добятся нам для определения географической шпроты. Вторая - так называемый «зенит» - есть точка, находящаяся на небе отвесно над вашей головой. Другими словами, зенит есть точка на небе, куда упирается мысленное продолжение того радиуса Земли, который приведен к занимаемому вами месту. Градусное расстояние по небесной дуге между вашим зенитом и Поляр­ной звездой есть в то же время градусное расстояние вашего

 

Image

 

Рис. 107. Разыскание Полярной звезды.

места от земного полюса. Если ваш зенит отстоит от  Поляр­ной на 30°, то вы отдалены от земного полюса на 30 , а зна­чит, отстоите от экватора на 60°; иначе говоря, вы находитесь на 60-й параллели.

Следовательно, чтобы найти широту какого-либо места, надо лишь измерить в градусах (и его долях) «зенитное рас­стояние» Полярной звезды; после этого останется вычесть эту величину из 90° - и широта определена. Практически можно поступать иначе. Так как дуга между зенитом и горизонтом содержит 90°, то, вычитая зенитное расстояние Полярной звезды из 90°, мы получаем в остатке не что иное, как длину небесной дуги от Полярной до горизонта; иначе говоря, мы получаем «высоту» Полярной звезды над горизонтом. Поэтому географическая широта какого-либо места равна высоте Поляр­ной звезды над горизонтом этого места.

Теперь вам понятно, что нужно сделать для определения широты. Дождавшись ясной ночи, вы отыскиваете на небе По­лярную звезду и измеряете ее угловую высоту над горизонтом; результат сразу даст вам искомую широту вашего места. Если хотите быть точным, вы должны принять в расчет, что Полярная звезда не строго совпадает с полюсом мира, а от­стоит от него на 11/4°. Поэтому Полярная звезда не   остается совершенно неподвижной: она описывает около неподвижного небесного полюса маленький кружок, располагаясь то выше его, то ниже, то справа, то слева на 11/4°. Определив высоты Полярной звезды в самом высоком и в самом низком ее по­ложении (астроном сказал бы: в моменты ее верхней и нижней «кульминаций»), вы берете среднее из обоих измерений. Это и есть истинная высота полюса, а, следовательно, и искомая широта места.

Но если так, то незачем избирать непременно Полярную звезду: можно остановиться на любой незаходящей звезде и, измерив ее высоту в обоих крайних положениях над горизонтом взять среднюю из этих измерений. В результате получится высота полюса над горизонтом, т. е. широта места. Но при этом необходимо уметь улавливать моменты наивысшего и наинизшего положений избранной звезды, что усложняет дело, да и не всегда удается это наблюдать в течение одной ночи. Вот почему для первых приближенных измерений лучше работать с Полярной звездой, пренебрегая небольшим удалением ее от полюса.

До сих пор мы воображали себя находящимися в северном полушарии. Как поступили бы вы, очутившись в южном полушарии? Точно так же, с той лишь разницей, что здесь надо определять высоту не северного, а южного полюса мира. Близь этого полюса, к сожалению, нет яркой звезды вроде Полярной в нашем полушарии. Знаменитый Южный Крест сияет довольно далеко от южного полюса, и если мы желаем воспользоваться звездами этого созвездия для определения широты, то придется брать среднее из двух измерений - при наивысшем и наинизшем положении звезды.

Герои романа Жюля Верна при определении широты своего «таинственного острова» пользовались именно этим красивый созвездием южного неба.

Поучительно перечесть то место романа, где описывается вся процедура. Заодно познакомимся и с тем, как новые Робинзоны справились со своей задачей, не имея угломерного инструмента.

 
« Пред.   След. »
Яндекс.Метрика