Что такое шаг солнца за сутки

Сегодня поставил короткий эксперимент, результат которого был понятен изначально. Важно было другое — сделать всё настолько просто, чтобы любой мог это повторить.

Сначала немного расчётов. Диаметр Солнца = 1.39e9 м. Примечание: это означает 1.39*10^9 м. Делим на текущее расстояние до Солнца 1.52e11 м (нынче же афелий — максимальная удалённость от нашей звезды), получаем 0.009145 рад (промежуточные ответы округляю до приличного вида), то есть 0.524 градуса — это текущий угловой диаметр диска солнца. Склонение солнца нынче 23 градуса, то есть его скорость не 15 градусов в час, как в дни равноденствий, а в 1/cos(23) раз меньше, то есть 13.81 град/час. Итого солнце проходит угловое расстояние, равное своему диску, за 0.524/13.81 = 0.037947 часа = 136.6 сек = 2мин 17сек.

В дни равноденствия расстояние около 149.5 млн км, скорость по небу 15 град/час ровно (с хорошей точностью), итого диаметр диска 0.5327 градуса, и расстояние диска солнце проходит за 127.9 сек = 2мин 8сек.

А к новому году имеем перигелий — ближайшее расстояние до солнца — 147.1 млн км, диаметр диска 0.5414 градуса, и диск съезжает за 141 сек = 2мин 21сек.

Уравнение времени можно не учитывать, поскольку это по максимуму 0.5 мин за сутки, то есть не более 50 мс погрешность за 2 минуты — она будет незаметна в моих расчётах.

А теперь собственно эксперимент. Находим бинокль и штатив, ставим штатив, удивляемся отсутствию ответной дырки в бинокле, но не унываем и приматываем бинокль веревкой, попутно закрыв одну из труб (иначе будет мешаться вторым изображением), и направляем бинокль на солнце, пока не получим изображение солнца на удалённом листке.

Получится что-то такое:

Затем обводим диск солнца сподручными средствами и фотографируем (лучше весь процесс заснять на статичной видеокамере, чтобы точка зрения не уплывала; см. ниже дополнение от 2017-01-29).

А затем ждём когда диск солнца сползет до момента, пока не коснётся обведённого прежде контура:

Собственно всё. Вычисляем разницу 20160701_150855 минус 20160701_150634 (имена файлов содержат дату-время), получаем 2 минуты 21 секунду. Вполне похоже на вышеозначенные 2 минуты 17 секунд.

Какие выводы можно сделать из серии таких экспериментов.

1. Диск солнца с хорошей точностью (плюс-минус 1.7%) имеет один и тот же диаметр в любой точке неба для любого наблюдателя с любой точки Земли (не считая сплющивания солнца по вертикали около горизонта из-за рефракции). Проверить это можно, если наводить вышеописанную конструкцию на солнце и размещать экран на одном и том же расстоянии от бинокля (желательно перпендикулярно оси экран-солнце во избежание искажений).

2. Диск солнца съезжает по небу на свой собственный размер за время от 2:08 до 2:21 (то есть 2:14 плюс-минус 5%). В любое время года. Причём тут уже для проверки перпендикулярность экрана не важна, главное — зафиксировать начальное положение и дождаться смещения диска на свой размер (в сторону смещения) до касания обведённого изображения.

Источник

Что такое шаг солнца за сутки

ИЗ ГЛУБИНЫ ВЕКОВ

Подобно тому как придирчивый художник, камешек за камешком, подбирает величественное мозаичное панно, так по отдельным находкам, по разрозненным фактам восстанавливают вдумчивые историки цельную картину развития астрономических знаний на протяжении минувших веков. Благодаря расшифровке древних текстов, из анализа особенностей архитектурных памятников и в результате археологических раскопок мы узнаем об астрономических инструментах древности, о способах наблюдений небесных тел, о появлении новых научных идей.

За тысячу лет до нашей эры на Востоке, в верховьях рек Тигра и Евфрата — неподалеку от Ассирии и Вавилона — укрепилось могущественное государство Урарту. Столица царства — «орлиное гнездо» урартов — находилась у озера Ван, на территории современной Турции. А северные рубежи страны, охраняемые гарнизонами многочисленных урартских крепостей, проходили в Закавказье, на территории Советской Армении. Здесь, на берегах Занги, «для устрашения вражеских стран» заложил правителя урартов Аргишти I крепость Эрибуни — пограничную крепость, которая дала начало современной столице Армении Еревану.

До последнего времени Урарту считалось самым древним из государств, возникших некогда на территории нашей Родины. Лишь несколько лет назад на холме Мецамор неподалеку от Еревана армянским археологам удалось обнаружить следы еще более древней культуры. Ниже фундаментов урартских построек археологи открыли центр развитого металлургического производства, возраст которого оценивается в три тысячи лет. А нижние слои мецаморской культуры имеют возраст до пяти тысяч лет.

В ходе дальнейших поисков археологи обратили внимание на группу ступенек и площадок, высеченных в скале в 200 м от главного Мецаморского холма. Среди них особый интерес вызвали три «наблюдательные площадки». Все они ориентированы по странам света. На одной из площадок высечены символы звезд. На другой обнаружены ориентирные линии, отмечающие направления на юг, восток и север. Вполне возможно, что такой выдолбленный в камне «угломерный инструмент» служил предкам урартов для самых ранних, простейших астрономических измерений.

Среди сокровищ лучших музеев мира хранятся невзрачные глиняные черепки — осколки великих «халдейских таблиц». Они содержат детальные сведения о движении по небосводу Луны и ярких планет. Сотни лет, совершенствуясь в своем искусстве, вели тщательные астрономические наблюдения халдейские жрецы. Молва об их многогранных астрономических знаниях разнеслась по всему древнему миру.

Достоверные данные о достижениях вавилонской астрономии были получены современной наукой, как водится, довольно неожиданно.

В XIX в. в связи с изучением ассирийского эпоса — поэмы о Гильгамеше среди ученых возник спор, получивший в немецкой литературе название «Бибель унд Бабель» — «Библия и Вавилон». Ученые спорили о происхождении Библии, многие эпизоды которой перекликаются с поэмой о Гильгамеше. Поскольку такой вопрос близко затрагивал интересы католической религии, несколько ученых-иезуитов принялись исподволь изучать все имеющиеся материалы о Вавилоне. Среди прочего они копировали многочисленные глиняные таблички, валявшиеся тогда в запасниках музеев без всякого применения.

Дотошные иезуиты старались вникнуть в сущность клинописного письма. Мало-помалу клинопись действительно стала поддаваться расшифровке. Каково же было изумление всего мира, когда многие из табличек оказались глиняными страницами пространных астрономических трактатов.

Значительного расцвета Вавилония достигла в VI в. до н. э. Царь Навуходоносор II застраивает столицу трехэтажными и четырехэтажными домами. Из конца в конец пересекают город широкие прямые улицы. Двойное кольцо высоких кирпичных стен, укрепленных зубчатыми башнями, защищает Вавилон от внезапного вторжения врагов.

Многоязычный Вавилон восхищал путешественников величием и богатством. Башни при въезде § город сверкали цветной глазурованной облицовкой с рельефными изображениями быков, единорогов и драконов. Издали приковывал внимание дворец Навуходоносора, где взметнулась в небо 90-метровая «вавилонская башня». Там же, несмотря на палящий зной, шумели вечнозеленые «висячие сады» — диковинное инженерное сооружение, включенное в число семи чудес древнего мира.

Сады располагались на уступах очень широкой в основании четырехъярусной башни. Каждый следующий ярус был размером меньше предыдущего. Получался уступ, как бы терраса, где росли деревья редких пород, пальмы, цветы. Каждый ярус строился в виде платформы из огромных каменных плит, опиравшихся на высокие и мощные колонны. Чтобы вода при поливке не просачивалась вниз, платформы заливались «горной смолой» — асфальтом — и дополнительно перекрывались слоями кирпича и свинцовых плиток.

В тени «висячих садов» Вавилона, смертельно больной провел последние дни жизни Александр Македонский.

Возведение столь сложных инженерных сооружений и создание разветвленных ирригационных систем требовало от халдеев незаурядных научных знаний. Писцы и жрецы — опора правителей, избранная каста аристократов, хранители мудрости предков, наиболее образованные люди в государстве — неуклонно занимались математикой и астрономией.

Старинные астрономические инструменты, которыми пользовался Николай Коперпник: армиллярная сфера, триквертум и квадрант

В звучных стихах русского поэта Максимилиана Волошина встают перед нашими глазами образы древних мудрецов с их учением о хрустальном куполе неба, с их армиллярными сферами — угломерными инструментами из нескольких вложенных друг в друга металлических колец, представляющих

Старинные астрономические инструменты, которыми пользовался Николай Коперник: армиллярная сфера, трикветрум и квадрант,

как бы материальное воплощение вращающихся хрустальных небесных сфер:

Трудно поверить, что в обычной московской школе меня в свое время обучали шестидесятеричной халдейской системе счета. Однако, уверяю вас, это было действительно так. И многие из вас тоже уже успели овладеть этой странной системой. Ведь именно они, халдейские мудрецы, разделили окружность на 360°. Такое деление появилось в результате тщательных наблюдений за перемещением по небу Солнца.

Смещение Солнца на величину его диска, т. е. угол, под которым были бы видны два сложенных рядом солнечных диска, халдеи рассматривали как «один шаг Солнца». Придавая движению Солнца по небу высший смысл, халдеи выделили «шаг Солнца» в качестве основной единицы измерения углов. В дни равноденствия Солнце описывает по небу полуокружность, и в ней укладывается 180 «солнечных шагов». В целой же окружности укладывается 360 «солнечных шагов».

По халдейской системе счета целое делится на 60 частей. Деление градуса на 60 минут, а минуты на 60 секунд — это и есть применение на практике халдейской шестидесятеричной системы счета.

Халдейские жрецы ввели деление суток на 12 двойных часов, часа — на 60 минут, минуты — на 60 секунд.

Халдейские ученые, по-видимому, первыми из ученых древности отчетливо поняли, что явления природы, подчиняющиеся определенным закономерностям, можно описывать числами. Они первыми, проникая в тайны окружающего мира, взяли на вооружение число и меру.

Впрочем, использование числа и меры как метода научного познания природы привело вскоре к неожиданным мистическим последствиям. У халдеев на протяжении веков зрела мысль, что числа являются сокровенной сущностью вещей, что именно числа управляют миром. Всевозможные математические выкладки стали выполняться в магических целях. Появляются живущие до сих пор представления о «счастливых» и «несчастливых» числах.

Астрономия, наряду с математическими исследованиями, планиметрией и стереометрией, достигла в Вавилоне значительного развития. Обсерваториями для вавилонских жрецов служили храмы. Наблюдения превращались в ритуальные религиозные церемонии. Методы астрономических измерений и их результаты сохранялись в строжайшей тайне.

К началу нашей эры Вавилон утрачивает свое значение торгового центра. Но его давние научные традиции продолжают жить еще долго. Именно к этому периоду заката великого города и относится составление знаменитых халдейских таблиц. Таблицы содержат «предзнаменования» — подробные и очень точные расчеты положений Луны и планет. В лунных таблицах указываются время и место появления первого серпа и время полнолуния. Таблицы сложны, и расшифровать их в XIX в. стоило огромных усилий.

Вавилонские жрецы уделяли пристальное внимание изучению движения Луны и особенностей смены лунных фаз; они достигли в этом большого совершенства. Лунные таблицы содержат также «расписание» затмений. Планетные таблицы дают представление о видимости планет.

Халдейские таблицы составляли огромные библиотеки глиняных плиток. Эти плитки, наравне с драгоценностями, хранились в храмах.

Огромное развитие получила астрономия у коренных жителей американского континента — майя, инков, ацтеков. Храмы ацтеков, опустошенные нашествиями испанских и португальских конкистадоров, доныне хранят многие тайны этой погибшей цивилизации. Большой интерес ученых разных стран вызывают каменные календари ацтеков. Так же как и халдейские таблицы, они свидетельствуют о виртуозном мастерстве, с которым древним жрецам-наблюдателям удавалось измерять и вычислять положения планет.

Стоунхендж, примитивный угломерный инструмент Мецамора, халдейские таблицы, каменные календари ацтеков — их разделяют века и тысячи километров. Но эти памятники давно исчезнувших культур роднит главное: они служили для изучения перемещений по небосклону ярких светил. Они рассказывают нам о первых шагах науки астрономии.

В засушливой Вавилонии и суровой Британии, на Армянском нагорье и в лесах Мексики человек вел тяжкую борьбу за право выжить — с голодом, с эпидемиями, с нашествиями иноплеменных захватчиков. Люди выращивали скот. Люди строили жилища и возделывали землю. Плодородная земля доставляла им продукты питания. Но взоры людей в решающие минуты жизни неизменно обращались к небу. Именно небо посылало благословенный дождь и гибельный ураган. С неба исходили свет и тепло. В небе грохотал гром и метались молнии. Небо служило жилищем богов. Казалось, что изучение звезд рано или поздно приведет к раскрытию всех тайн мира. И ради этого стоило напрягать все физические и духовные силы.

Так, у колыбели астрономии, определились два важнейших стимула для ее развития. Во-первых, астрономические измерения были необходимы для практики. По Солнцу, Луне и звездам ориентировались при длительных путешествиях. По Солнцу, Луне и звездам вели счет времени. Во-вторых, астрономические измерения ложились в фундамент системы идейно-теоретических взглядов общества, формировали мировоззрение людей древнего мира. Наука и религия, подлинные знания и причудливые суеверия шли в ту пору рука об руку, сливались в неделимое целое. В этих условиях древняя астрономия — наука, казалось бы, совершенно неземная — тысячелетиями служила самым что ни на есть земным целям. Она служила опорой могущества властителей мира: царей, халифов, фараонов.

Источник