Kansainvälinen Tähtitieteellinen Liitto

Mistä tiedät, mikä planeetan napa on * pohjoinen *?

2024

Ongelma tietäessäsi paljon tähtitieteestä - mistä tahansa aiheesta - todella olet sinä ajatella tiedät todella älä .

kuinka pitkä on lemmikkien salainen elämä -elokuva

Älykäs: näyttelijä ja koomikko Dave Foley näki äskettäin yhden upeasta Juno -kuvasta Jupiterin etelänapa, ja esitti melko tärkeän kysymyksen :

Jos napsautat tätä lukeaksesi viestiketjun, huomaat, että joku@-toimitti minut siihen nähdäkseen tiesinkö. vastasin vastauksella, jota olen aina käyttänyt:

Mutta toisaalta @Dr Zig vastasi :

Hei! Se oli minulle uutinen! Vastasin siis :

Mitä tämä kaikki sitten tarkoittaa? Tässä tulee tiede!

Jos otat täydellisen pallon ja katsot vain sitä, sen pinnalla on kaikkialla sama. Ne ovat kaikki yhtä kaukana keskustasta, ja se on niiden ainoa määrittävä ominaisuus. Kuten fyysikko voisi ilmaista sen, pinnalla ei ole edullisia (erityisiä) pisteitä. Jokainen paikka on aivan kuten kaikki muutkin paikat.

Mutta jos pyörität sitä, kuten taikuutta (mutta tiedettä!), Ilmestyy kaksi erityiskohtaa: sauvat. Näissä kohdissa pyörimisakseli leikkaa pallon pinnan. On monia tapoja ajatella pylväitä; esimerkiksi missä tahansa muualla pyörivällä pallolla, piste muodostaa ympyrän avaruudessa liikkuessaan pyörimisakselin ympäri. Mutta pylväissä ne eivät. Ne vain pyörivät paikallaan.

Nämä kaksi napaa eroavat toisistaan jollakin tavalla: Jos katsot pinnan yläpuolelta alaspäin yhteen napaan, pallo näyttää pyörivän myötäpäivään, ja jos katsot toista napaa alaspäin, se näyttää pyörivän vastapäivään.

Maa on pallo, ja jos kelluisit avaruudessa yläpuolella pohjoinen napa, jonka maapallo näyttää pyörivän vastapäivään. Ylhäältä etelään se pyörii myötäpäivään.

[Huomautus: Avaruudessa ei ole ylös- tai alaspäin, joten näissä tapauksissa, kun sanon 'jonkin yläpuolella', tarkoitan, että sinulla on jonkin verran korkeutta pinnan yläpuolella suhteessa maan keskipisteeseen. On helppo ajatella pohjoisnapaa ylöspäin ja etelänapaa alaspäin, mutta se on vain napaisuutta (sana, jonka juuri keksin); se on luontainen ennakkoluulo, koska suurin osa ihmisistä asuu pohjoisella pallonpuoliskolla. Jos siirtomaa olisi alkanut esimerkiksi Australiassa ja levinnyt ympäri maailmaa, karttamme olisivat todennäköisesti ylösalaisin verrattuna siihen, mihin olemme tottuneet.]

Näin tapahtuu myös useimpien planeettojen ja Auringon suhteen, minkä vuoksi twiittasin mitä tein. Luulin, että pohjoisnapa on planeetan itse määrittämä, mutta näin ei ole!

Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto on tähtitieteen virallinen nimien ja sääntöjen säilyttäjä ja tällainen ™ niillä on määritelmä pyörivän esineen pohjoisnavalle . Se on itse asiassa määritelty käyttämällä maaperää ja aurinkoa , joten on kaksi vaihetta.

Yksi niistä on se, että se käyttää maapallon pohjoisnavan hyväksyttyä sijaintia, 90 ° pohjoista leveyttä arktisella alueella. OK, tarpeeksi helppoa. Mutta sitten he sanovat, että Pohjoisnapa toinen planeetta on se, joka sijaitsee samalla taivaallisella pallonpuoliskolla suhteessa aurinkokunnan muuttumattomaan tasoon kuin Maan Pohjoisnapa.

Okei, joo. Mikä tekee että tarkoittaa?

Animaatio, joka näyttää maan pyörivän kuvitteellisessa taivaallisessa pallossa, taivaan pallomaisen ilmeen ympärillämme. Maan navat osoittavat taivaan navoja. Luotto: Tfr000 / Wikimedia Commons

Ensimmäinen, näemme taivaan ympärillämme olevana pallona , kuten näemme valtavan pallomaisen kuoren sisäpuolen. Se on oikeastaan kätevä mielikuvitus! Koska Maa pyörii, näyttää siltä, että taivas pyörii ympärillämme ja saa tähdet nousemaan ja laskemaan. Ja se myös määrittelee a taivaallinen Pohjoisnapa; piste taivaalla suoraan maan pohjoisnavan yläpuolella. Se on myös taivaan kohta, jossa tähdet näyttävät kiertävän ympäri. Se tarkoittaa, että siellä on myös taivaallinen etelänapa ja päiväntasaaja. Voimme jopa projisoida maapallon leveys- ja pituuspiirit ylös taivaalle luomalla koordinaattiruudukon, jota kutsumme (historiallisista syistä) oikea ylösnousemus ja taivutus . Näin voimme mitata tähden koordinaatit taivaalla aivan kuten voit antaa kaupungin koordinaatit maan pinnalla.

Joten mikä tahansa tähti taivaan päiväntasaajan pohjoispuolella on pohjoisella taivaanpuoliskolla, aivan kuten mikä tahansa kaupunki maanpuolen päiväntasaajan pohjoispuolella on pohjoisella pallonpuoliskolla.

Okei, mikä on aurinkokunnan muuttumaton taso? Tämä on fiksu tapa luoda menetelmä aurinkokunnan asioiden kartoittamiseksi. Aurinkokunta on kolmiulotteinen, joten meidän on käytettävä kolmea koordinaattia. Mutta tarvitsemme myös alkuperän (nollapiste) tälle järjestelmälle sekä tavan määritellä x-y-taso.

Tähtitieteilijät päättivät käyttää tason määrittämiseen aurinkokunnan kokonaiskulmamomenttia. Joten mitä että? Se muistuttaa paljon tuttua lineaarista vauhtia. Jos kohde liikkuu, sillä on vauhtia. Siellä on tiukka määritelmä siitä, mutta yksinkertaisesti sanottuna se on kohteen massa kertaa sen nopeus. Jos sinulla on kaksi saman massaista esinettä, mutta yksi liikkuu nopeammin, sillä on enemmän vauhtia. Jos sinulla on kaksi kohdetta samalla nopeudella, mutta yksi on massiivisempi, sillä on enemmän vauhtia.

Kulmamomentti on sellainen, paitsi että se käsittelee kohteen pyörimisnopeutta. Jos sinulla on kaksi samanlaista teräspalloa, mutta yksi pyörii nopeammin, sillä on enemmän kulmamomenttia. Tämä muuttuu monimutkaiseksi, ja osa siitä riippuu pallon massan jakautumisesta, mutta voimme jättää sen huomiotta täällä.

Tämä pätee myös objektijärjestelmiin. Auringolla on kulmamomentti, koska se pyörii, mutta aurinkokunnalla itsellään on kulmamomentti, koska planeetat kiertävät Auringon ympäri (ja ne myös pyörivät, vaikka se on pieni tekijä niiden kiertoratoihin verrattuna). Kiertoradat ovat kallistuneet toisiinsa nähden, mutta ne kaikki lisäävät järjestelmän kokonaiskulmamomenttia.

Lähennä

Melko mielikuvituksellinen esitys aurinkokunnasta (huomautus: mikään ei ole mittakaavaa), joka näyttää kuinka planeetat kiertävät aurinkoa lähes samalla tasolla. Luotto: Harman Smith ja Laura Generosa

Jos sinulla olisi vain yksi planeetta, joka kiertää Aurinkoa, sen kiertoradan taso määrittäisi kulmamomentin tason. Useiden planeettojen ollessa hieman erilaisilla kiertoradan kallistuskulmilla ne kuitenkin vaikuttavat ja muuttavat tätä tasoa. Muuttumaton taso on se, mitä saat, kun lisäät kaikkien planeettojen (ja kuun, asteroidien ja niin edelleen) kaikki panokset. Jupiter on suurin tekijä, mutta myös muilla kaasujättiläillä on suuri rooli.

Jos tämä kaikki on hieman liikaa käsiteltäväksi (jonka ymmärrän täysin!), Ajattele sitä tällä tavalla: On olemassa tapa määritellä taso, joka on kuin aurinkokunnan päiväntasaaja. Se on matemaattista ja monimutkaista, mutta sitä käytämme, ja me kutsumme sitä muuttumattomana tasona.

Muuttuva taso on hyvin lähellä Auringon päiväntasaajaa, jos se auttaa sinua kuvailemaan sitä. Tässä on tärkeä kohta: Määrittelemme 'muuttumattoman tason pohjoispuolella' pallonpuoliskona, joka sisältää maan pohjoisen taivaan navan .

Nyt olemme valmiit saamaan IAU: n määritelmän: Minkä tahansa planeetan pohjoisnapa on napa, joka osoittaa kohti taivaan pohjoisosaa suhteessa muuttumattomaan tasoon.

villin luokituksen kutsu

Aurinko pyörii, ja siinä on napa, joka osoittaa taivaan pohjoisosaan suhteessa muuttumattomaan tasoon, joten se on Auringon pohjoisnapa. Sama koskee mitä tahansa planeettaa, kuuta, asteroidia, komeettaa tai mitä sinulla on.

OK, ymmärrän määritelmänä. Mutta en pidä siitä.

Miksi? Koska tällä määritelmällä Venuksella ja Uranuksella on pohjoisnavat, jotka osoittavat samaan suuntaan kuin Maan… mutta Venus ja Uranus käännetään ylösalaisin . Emme tiedä miksi, mutta he ovat. Joten jos lähdet avaruuteen muuttumattoman tason pohjoiseen ja katsot planeettoja alaspäin, näet ne kaikki pyörimässä vastapäivään, paitsi Venus ja Uranus.

Henkilökohtaisesti se tarkoittaa minulle, että ne käännetään ylösalaisin. Tämä puolestaan tarkoittaa, että niiden etelänavat osoittavat pohjoisen pallonpuoliskomme suuntaan. Siinä on minulle järkeä.

Mutta IAU: n määritelmä sanoo ei. Niiden pohjoisnavat osoittavat määritelmän mukaan samalla pallonpuoliskolla kuin meillä. Tämä tarkoittaa, että niitä ei käännetä ylösalaisin, vaan ne pyörivät taaksepäin.

Se voi olla hienovarainen asia, mutta fyysisesti se on tärkeä. Planeetan kääntäminen toiselle puolelle on vaikeaa, mutta se on PALJON helpompaa kuin pysäyttää se ja kääntää se takaisin päinvastaiseen suuntaan (huolimatta Superman: Elokuva uskoisitko).

Joten minulle määrittäisin mieluummin planeetan navat sen mukaan, miten se pyörii. Jos olet pohjoisnavan yläpuolella, se pyörii vastapäivään. Tämä tekee Venuksen ja Uranuksen ylösalaisin.

Lähennä

Maan pyöriessä tähdet näyttävät tekevän ympyröitä taivaalla napojen ympärille. Pitkät valot paljastavat tämän liikkeen, kuten tämä poikkeuksellinen yksi pohjoisesta taivaankappaleesta Golden Gate -sillan yli San Franciscossa. Luotto: Rogelio Bernal Andreo

Huomaan, että tutkiessani tätä artikkelia huomasin sen vuonna 2009 IAU muutti aurinkokunnan pieniä kappaleita koskevia sääntöjä kuten asteroidit, komeetat ja kuu. Näiden objektien navat määräytyvät pyörimissuunnan mukaan! Lukuun ottamatta pohjois- ja etelänapaa, he kutsuvat niitä positiivisiksi ja negatiivisiksi napoiksi. Niiden määrittämiseen he käyttävät 'oikean käden sääntöä': Kierrä oikean kätesi sormia kuin keität mukin kahvia. Jos esine pyörii siihen suuntaan, johon sormesi osoittavat, peukalosi on positiivisen navan suunta. Jos ajattelet sitä, se on täsmälleen sama kuin määritelmäni: Katso positiivista napaa alaspäin ja kohde pyörii vastapäivään, mutta tämä sääntö koskee vain pieniä kappaleita (niillä voi olla monimutkaisempia pyöräytyksiä kuin planeettoja, koska ne voivat kääntyä ympäri) , rumpu ja niin edelleen, vaihtamalla sauvojaan lyhyellä aikavälillä). Planeettojen osalta IAU -määritelmä on riippumaton planeetan pyörimissuunnasta. Se sanoo, että planeetan pohjoisnapa on yksi taivaan pohjoisella pallonpuoliskolla, kuten maapallo määrittelee.

Se näyttää… itsekeskeiseltä.

Mutta ymmärrän sen. Tarvitsemme määritelmän, ja se toimii. Luulen, että omani on yksinkertaisempi ja harvemmin aiheuttava sekaannusta, mutta sekaannuksen estäminen ei ole suuri motivaatio IAU: lle, luulen joskus. Tähtitieteilijät tarvitsevat kuitenkin jonkin määritelmän varmistaakseen, että olemme kaikki samalla sivulla, ja ainakin tällä määritelmällä olemme.

Joten käytin näitä twiittejä tekosyynä kirjoittaakseni tästä hämärästä, mutta tärkeästä säännöstä, mutta rehellisesti sanottuna kaikki, että esoteeria ei ole sitä, mitä mielestäni ihmisten pitäisi ottaa pois kaikesta tästä.

Kävelin tuohon Twitter -keskusteluun (kutsuttu!) Ja sanoin, mitä pidin oikeana, mutta ei. Opin jotain! Hyvä juttu. Rakastan asioiden oppimista, varsinkin kun se tarkoittaa, että voin korvata viallisen tiedon oikealla.

Mutta en edes halua sitä, että otat pois. Ei uutta tietoa, mutta tämä kysymys: