Starptautiskā Astronomijas Savienība

Kā zināt, kurš planētas pols ir * ziemeļu * pols?

2025

Problēma ar daudzām zināšanām par astronomiju - patiešām par jebkuru tēmu - ir tas, ko jūs domā jūs zināt, ka tiešām nevajag .

Prātam: aktieris un komiķis Deivs Folijs nesen ieraudzīja vienu no lieliskā Juno attēla Jupitera dienvidu polā, un uzdeva diezgan būtisku jautājumu :

Ja noklikšķināsit uz tā, lai izlasītu pavedienu, jūs redzēsit, ka kāds mani tajā “rediģēja”, lai redzētu, vai es to zinu. ES atbildēju ar atbildi, kuru vienmēr esmu izmantojis:

Bet tad @Dr Zigs atbildēja :

112 eņģeļa numurs

Čau! Man tas bija jaunums! Tāpēc es atbildēju :

Tātad, ko tas viss nozīmē? Šeit nāk zinātne!

Ja uzņemat perfektu sfēru un vienkārši paskatāties uz to, visur uz tās virsmas ir tieši tas pats. Viņi visi ir vienādā attālumā no centra, un tā ir viņu vienīgā raksturīgā iezīme. Kā to varētu izteikt fiziķis, uz virsmas nav vēlamo (īpašo) punktu. Katra vieta ir tāda pati kā jebkura cita vieta.

Bet, ja jūs to pagriežat, tāpat kā maģija (bet zinātne!), Parādās divi īpaši punkti: stabi. Šajās vietās rotācijas ass krustojas ar sfēras virsmu. Ir daudz veidu, kā domāt par poliem; piemēram, jebkur citur uz rotējošās sfēras punkts pārvietojas ap rotācijas asi telpā. Bet pie poliem viņi to nedara. Viņi vienkārši griežas vietā.

Abi stabi atšķiras viena no otras: ja paskatās no virsmas uz leju līdz vienam polim, šķiet, ka sfēra griežas pulksteņrādītāja virzienā, un, ja paskatās uz leju uz otru polu, šķiet, ka tā griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Zeme ir sfēra, un, ja jūs peldētu kosmosā virs ziemeļi polu Zeme, šķiet, griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam. No augšas uz dienvidiem tas griežas pulksteņrādītāja virzienā.

[Piezīme: Kosmosā nav augšup vai lejup, tāpēc šajos gadījumos, kad es saku “virs kaut kā”, es domāju, ka jums ir zināms augstums virs virsmas attiecībā pret Zemes centru. Ir viegli domāt par ziemeļpolu kā uz augšu un dienvidu polu uz leju, bet tas ir vienkārši poļisms (vārdu es tikko izdomāju); tas ir raksturīgs aizspriedums, jo lielākā daļa cilvēku dzīvo ziemeļu puslodē. Ja koloniālisms būtu sācies, teiksim, Austrālijā un izplatītos visā pasaulē, mūsu kartes, visticamāk, būtu otrādi, salīdzinot ar to, pie kā esam pieraduši.]

Kā tas notiek, tas attiecas arī uz lielāko daļu planētu un Sauli, tāpēc es tviterī ierakstīju to, ko darīju. Es domāju, ka ziemeļpolu definēja pati planēta, bet tas tā nav!

Starptautiskā astronomijas savienība ir oficiālais vārdu un noteikumu glabātājs un tādi ™ astronomijā, un tiem ir vērpšanas objekta ziemeļpola definīcija . Tas faktiski ir definēts par pamatu izmantojot Zemi un Sauli , tāpēc ir divi soļi.

Viens no tiem ir tas, ka tā izmanto pieņemto Zemes ziemeļpola atrašanās vietu 90 ° ziemeļu platuma Arktikā. Labi, pietiekami viegli. Bet tad viņi saka, ka Ziemeļpols cits planēta ir tā, kas atrodas tajā pašā debess puslodē attiecībā pret Saules sistēmas nemainīgo plakni kā Zemes Ziemeļpols.

Labi, jā. Ko dara ka nozīmē?

Animācija, kurā redzama Zemes rotācija iedomātajā debess sfērā, debess sfēriskais izskats ap mums. Zemes stabi norāda uz debess poliem debesīs. Kredīts: Tfr000 / Wikimedia Commons

Pirmkārt, mēs uztveram debesis kā sfēru mums apkārt , tāpat kā mēs redzam milzīga sfēriska apvalka iekšpusi. Tas patiesībā ir ērts iedomība! Tā kā Zeme griežas, izskatās, ka debesis griežas ap mums, liekot zvaigznēm pacelties un norietēt. Un tas arī nosaka a debesu Ziemeļpols; punkts debesīs tieši virs Zemes ziemeļpola. Tas ir arī punkts debesīs, kad zvaigznes, šķiet, riņķo apkārt. Tas nozīmē, ka ir arī debesu dienvidu pols un ekvators. Mēs pat varam projicēt Zemes platumu un garumu debesīs, izveidojot koordinātu tīklu, ko mēs saucam (vēsturisku iemeslu dēļ) labā pacelšanās un noliece . Tādā veidā mēs varam izmērīt zvaigznes koordinātas debesīs tāpat kā jūs varat norādīt pilsētas koordinātas uz Zemes virsmas.

Tātad jebkura zvaigzne uz ziemeļiem no debess ekvatora atrodas ziemeļu debess puslodē, tāpat kā jebkura pilsēta uz ziemeļiem no Zemes ekvatora atrodas ziemeļu puslodē.

Labi, tad kāda ir Saules sistēmas nemainīgā plakne? Tas ir gudrs veids, kā izveidot metodi Saules sistēmas lietu kartēšanai. Saules sistēma ir trīsdimensiju, tāpēc mums jāizmanto trīs koordinātas. Bet mums ir nepieciešama arī šīs sistēmas izcelsme (nulles punkts), kā arī veids, kā definēt x-y plakni.

Astronomi nolēma šīs plaknes noteikšanai izmantot Saules sistēmas kopējo leņķisko momentu. Tātad, kas ir tas? Tas ir ļoti līdzīgs jums zināmajam lineārajam impulsam. Ja objekts kustas, tam ir impulss. Tur ir stingra definīcija no tā, bet vienkārši sakot, tā ir objekta masa, kas reizināta ar tā ātrumu. Ja jums ir divi vienādas masas objekti, bet viens kustas ātrāk, tam ir lielāks impulss. Ja jums ir divi objekti ar tādu pašu ātrumu, bet viens ir masīvāks, tam ir lielāks impulss.

Leņķiskais impulss ir tāds, izņemot to, ka tas attiecas uz objekta rotācijas impulsu. Ja jums ir divas identiskas tērauda sfēras, bet viena griežas ātrāk, tai ir lielāks leņķiskais moments. Tas kļūst sarežģīti, un daži no tiem ir atkarīgi no masas sadalījuma sfēras iekšienē, taču šeit mēs to varam ignorēt.

Tas attiecas arī uz objektu sistēmām. Saulei ir leņķiskais impulss, jo tā griežas, bet pati Saules sistēma ir leņķiskā, jo planētas riņķo ap Sauli (un tās arī griežas, lai gan tas ir mazs faktors, salīdzinot ar to orbītām). Visas orbītas ir sasvērtas viena pret otru, bet tās visas palielina sistēmas kopējo leņķisko impulsu.

Pietuvināt

Diezgan izdomāts Saules sistēmas attēlojums (piezīme: nekas nav mērogs), parādot, kā planētas riņķo ap Sauli gandrīz vienā plaknē. Kredīts: Harman Smith un Laura Generosa

Ja jums būtu tikai viena planēta, kas riņķo ap Sauli, šīs orbītas plakne noteiktu leņķiskā momenta plakni. Tomēr, ja vairākas planētas atrodas nedaudz atšķirīgos orbītas slīpumos, tās katra veicina, mainot šo plakni. Nemainīga plakne ir tā, ko jūs iegūstat, pievienojot visu planētu (un mēness, asteroīdu un tā tālāk) ieguldījumu. Jupiters ir lielākais ieguldītājs, taču arī citiem gāzes milžiem ir liela loma.

Ja tas viss ir mazliet par daudz, lai to apstrādātu (ko es pilnīgi saprotu!), Tad padomājiet par to šādi: Ir veids, kā definēt plakni, kas ir līdzīga Saules sistēmas ekvatoram. Tas ir matemātisks un sarežģīts, taču to mēs izmantojam, un mēs to saucam par nemainīgo plakni.

Nemainīgā plakne ir ļoti tuvu tam, kas ir tāds pats kā Saules ekvators, ja tas palīdz jums to attēlot. Šeit ir svarīgākais: Mēs definējam “ziemeļus no nemainīgās plaknes” kā puslodi, kurā atrodas Zemes ziemeļu debesspols .

Tagad mēs esam gatavi iegūt IAU definīciju: jebkuras planētas ziemeļpols ir pols, kas norāda uz kaut kur debesu ziemeļu daļu attiecībā pret nemainīgo plakni.

Saule griežas, un tai ir stabs, kas norāda uz debesu ziemeļu daļu attiecībā pret nemainīgo plakni, tāpēc tas ir Saules ziemeļpols. Tas pats attiecas uz jebkuru planētu, mēnesi, asteroīdu, komētu vai to, kas jums ir.

Labi, es to saprotu kā definīciju. Bet man tas nepatīk.

Kāpēc? Tā kā pēc šīs definīcijas Venērai un Urānam ir ziemeļpoli, kas norāda vienā virzienā ar Zemi ... bet Venēra un Urāns ir apgriezti otrādi . Mēs nezinām, kāpēc, bet viņi ir. Tātad, ja jūs dodaties kosmosā virzienā uz ziemeļiem no nemainīgās plaknes un skatāties uz planētām, jūs redzēsit, ka tās visas griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam, izņemot Venēru un Urānu.

Personīgi man tas nozīmē, ka tie ir apgriezti otrādi. Tas savukārt nozīmē, ka to dienvidu poli ir vērsti mūsu ziemeļu puslodes virzienā. Man tas ir jēga.

Bet IAU definīcija saka nē. Viņu ziemeļu stabi pēc definīcijas norāda tajā pašā puslodē kā mūsu. Tas nozīmē, ka tie nav apgriezti otrādi, tas nozīmē, ka tie griežas atpakaļ.

Tas var būt smalks punkts, bet fiziski tas ir svarīgs. Apgriezt planētu ir grūti, bet tas ir CITI vieglāk nekā apturēt un griezt atpakaļ uz augšu pretējā virzienā (neskatoties uz to, Supermens: filma vai jūs ticētu).

Tāpēc man labāk patīk definēt planētas polus pēc tā griešanās veida. Ja atrodaties virs tā ziemeļu pola, tas griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Tas padara Venēru un Urānu otrādi.

Pietuvināt

Kad Zeme griežas, šķiet, ka zvaigznes veido apļus debesīs ap poliem. Ilgas ekspozīcijas atklāj šo kustību, piemēram, šo neparasto vienu no ziemeļu debesspola pāri Zelta vārtu tiltam Sanfrancisko. Kredīts: Rogelio Bernal Andreo

Es atzīmēšu, ka, pētot šo rakstu, es to uzzināju 2009. gadā IAU mainīja noteikumus attiecībā uz nelieliem ķermeņiem Saules sistēmā kā asteroīdi, komētas un mēness. Šo objektu polus nosaka griešanās virziens! Izņemot ziemeļu un dienvidu polu vietā, viņi tos sauc par pozitīvajiem un negatīvajiem poliem. Lai tos definētu, viņi izmanto “labās rokas likumu”: salieciet labās rokas pirkstus tā, it kā jūs turētu kafijas krūzi. Ja objekts griežas jūsu pirkstu norādītajā virzienā, īkšķis ir pozitīvā pola virziens. Ja jūs domājat par to, tas ir tieši tāds pats kā mana definīcija: Paskatieties uz leju uz pozitīvo polu, un objekts griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Bet šis noteikums ir paredzēts tikai nelielām ķermeņiem (tiem var būt sarežģītāki griezieni nekā planētām, jo tie var apgāzties , drupināt un tā tālāk, mainot polus īsā laika skalā). Attiecībā uz planētām IAU definīcija nav atkarīga no planētas griešanās virziena. Tajā teikts, ka planētas ziemeļpols ir tāds, kāds atrodas Zemes definētajā debesu ziemeļu puslodē.

Tas šķiet… uz sevi vērsts.

Bet es saprotu. Mums ir vajadzīga definīcija, un tā darbojas. Es domāju, ka mans ir vienkāršāks un retāk rada neskaidrības, bet neizpratnes radīšana nav liela motivācija IAU, es dažreiz domāju. Tomēr astronomiem ir vajadzīga noteikta definīcija, lai pārliecinātos, ka mēs visi esam vienā lapā, un vismaz ar šo definīciju mēs esam.

Tāpēc es izmantoju šos tvītus kā attaisnojumu, lai rakstītu par šo neskaidro, bet svarīgo noteikumu, bet, godīgi sakot, visa šī ezotērika nav tas, ko, manuprāt, cilvēkiem vajadzētu atņemt.

Es iegāju šajā Twitter sarunā (uzaicināta!) Un teicu to, kas, manuprāt, bija pareizi, bet nebija. Es kaut ko uzzināju! Tas ir forši. Man patīk mācīties lietas, it īpaši, ja tas nozīmē, ka dažas kļūdainas zināšanas varu aizstāt ar precīzām.