Ответьте на вопросы, страница 58 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему экваториальные координаты звезды в течение суток не меняются?

2. Почему координаты звезд необходимо корректировать по истечении большого промежутка времени, например, через 1000 лет?

1. Почему экваториальные координаты звезды в течение суток не меняются?

Экваториальная система координат, состоящая из прямого восхождения ($\alpha$) и склонения ($\delta$), является основной системой для определения положения небесных объектов. Эта система "привязана" к небесной сфере, а не к наблюдателю на Земле.

Ключевые моменты:

1. Система отсчета: Экваториальные координаты определяются относительно небесного экватора (проекции земного экватора на небо) и точки весеннего равноденствия. Эти опорные элементы считаются практически неподвижными в течение коротких промежутков времени, таких как сутки.

2. Вращение Земли: В течение суток Земля совершает оборот вокруг своей оси. Это вращение вызывает видимое суточное движение звезд по небу. Однако это движение меняет положение звезды в горизонтальной системе координат (азимут и высота), которая связана с местоположением наблюдателя на Земле. Сами же экваториальные координаты, описывающие положение звезды на "карте" неба, остаются неизменными, поскольку и звезды, и сама система координат вращаются вместе как единое целое относительно земного наблюдателя.

3. Расстояние до звезд: Звезды находятся на огромных расстояниях от Земли. Их собственное движение в пространстве за 24 часа приводит к настолько ничтожному изменению их видимого положения, что им можно полностью пренебречь.

Таким образом, экваториальные координаты подобны географическим координатам города на карте мира. Хотя Земля вращается, широта и долгота Москвы не меняются. Аналогично, хотя небесная сфера вращается, склонение и прямое восхождение звезды в этой системе остаются постоянными в течение суток.

Ответ: Экваториальные координаты звезды не меняются в течение суток, потому что эта система координат связана с небесной сферой, которая вращается как единое целое вместе со звездами относительно наблюдателя на Земле. Суточное вращение Земли изменяет лишь видимое положение звезды в местной (горизонтальной) системе координат, но не ее положение в общепринятой "небесной" системе координат.

2. Почему координаты звезд необходимо корректировать по истечении большого промежутка времени, например, через 1000 лет?

Несмотря на то, что экваториальные координаты остаются практически постоянными на коротких временных отрезках, на протяжении столетий и тысячелетий они заметно изменяются. Это происходит по двум основным причинам:

1. Прецессия земной оси: Это главный фактор. Земля не является идеальным шаром, она слегка сплюснута у полюсов и имеет экваториальное вздутие. Гравитационное воздействие Солнца и Луны на это вздутие заставляет ось вращения Земли медленно "качаться" или описывать конус в пространстве, подобно волчку. Этот процесс называется прецессией. Полный цикл прецессии составляет около 26 000 лет. Поскольку экваториальная система координат жестко связана с положением земной оси и экватора, смещение оси приводит к медленному "сползанию" всей координатной сетки по небесной сфере. В результате точка весеннего равноденствия (начало отсчета прямого восхождения) смещается, и, как следствие, меняются и прямое восхождение, и склонение всех звезд.

2. Собственное движение звезд: Звезды не стоят на месте, они движутся в пространстве по своим орбитам вокруг центра Галактики. Это движение, видимое с Земли как смещение по небесной сфере, называется собственным движением. Хотя для большинства звезд это движение очень мало и незаметно в течение человеческой жизни, за сотни и тысячи лет оно накапливается и приводит к заметному изменению положения звезды, а значит, и ее координат. Для близких к нам звезд с высокой скоростью собственное движение является существенным фактором.

Помимо прецессии, на положение оси также влияют более мелкие и быстрые колебания (нутация), которые тоже учитываются при точных расчетах. Таким образом, для составления точных звездных каталогов и эфемерид необходимо указывать эпоху (конкретный момент времени), для которой рассчитаны координаты, и учитывать все эти эффекты для их пересчета на другую эпоху.

Ответ: Координаты звезд необходимо корректировать с течением времени из-за явления прецессии — медленного изменения направления земной оси под действием гравитации Солнца и Луны, которое сдвигает всю систему экваториальных координат. Дополнительным фактором является собственное движение звезд в пространстве, которое за тысячи лет приводит к заметному изменению их видимого положения на небе.