Теория мира от мореходов. Земля и Небо, экваториальная система координат, склонение и часовой угол.

Мир мореходной астрономии
Древние астрономы решили задачу довольно изящно.

Мир был разделен на две сферы - землю и небо. Причем - буквально, сферы - это реальные шары.

Центр мира - в центре Земли. Земля неподвижна, и имеет форму шара. У этого шара имеются полюса, северный и южный и экватор.

Для того, чтобы определить точку на поверхности шара, нужны ее уникальные параметры, имя собственное.
И тогда была создана экваториальная система координат.

Географическая широта места — угол от 0º до 90º, измеренный между линией, проведённой из места наблюдателя до центра Земли и плоскостью экватора. Кроме угла, широта становится южной либо северной в зависимости от того, с какой стороны экватора она измеряется. Линия, образованная точками одной широты, называется параллелью. Морская миля - 1852 метра, равна длине дуги одной угловой минуты изменения широты.

Географическая долгота места — угол от 0º до 180º, измеренный между плоскостью Гринвичского меридиана и плоскостью меридиана наблюдателя. На практике измеряется угол между отрезком, проведённым из точки пересечения экватора Гринвичским меридианом в центр Земли и отрезком, проведённым в точку пересечения экватора меридианом наблюдателя. Долготе также придаются наименования полушарий, но только западного (к западу от Гринвича) и восточного (к востоку от Гринвича). Следовательно, долгота бывает западная и восточная.

При всей внешнем подобии координатной сетки — широта, это цифры на карте возле горизонтальных линий, долгота — возле вертикальных, все не так. Если широта является физической величиной, привязанной ясно и однозначно к планете, то долгота, понятие относительное. Она, во-первых, отсчитывается от договорного нулевого меридиана, а во-вторых — из-за привязки к солнечным суткам ее можно выражать как в угловых единицах, так и единицами времени. 24 часа = 360 градусам, так что час - это 15 градусов долготы, а минута времени - 15 угловых минут. 132 градуса восточной долготы - мы находимся где-то здесь - это 8 часов 48 минут разницы с нулевым меридианом. От нижней ветки нулевого меридиана начинается отсчет новых суток, эта ветка называется линия перемены дат, и проходит у нас здесь неподалеку, в Тихом океане. День начинается с восточных долгот, они убывают, полдень - в Гринвиче, и укатывается в западные долготы они возрастают - конец дня.

Теперь посмотрим на вторую часть нашего мира мореходов - небо.
Она считается "твердью" - реальной сферой со светящимися точками неподвижных звезд, и связано с Землей общей осью вращения, проходящей через полюса. Плоскость небесного экватора совпадает с земным. Небесная сфера совершает полный оборот вокруг Земли за 23 часа 56 минут - уже знакомые нам звездные сутки. Причем - по часовой стрелке. По внутренней поверхности небесной сферы в противоположном направлении -ползут Солнце, Луна и планеты. Одни пошустрей, другие помедленнее. Луна и Солнце - более менее по прямой, планеты временами делают странные петли. Это все - для северного полушария, взгляд сверху. Снизу, естественно, все наоборот.

Давайте подробней разберемся с Солнцем, оно пока у нас в приоритете

Траектория годового движения Солнца по небесной сфере называется эклиптикой. Понятно, что половину неба, половину этой нашей сферы с неподвижными звездами Солнце засвечивает, поэтому , например, зимнее небо сильно отличается от летнего, созвездия другия. Созвездия, вдоль которых последовательно проходит Солнце в течение года, и которые, естественно, находятся вблизи эклиптики, называются зодиакальными.

Для простоты картины наблюдатель стоит на северном полюсе, в этом случае плоскость горизонта параллельна плоскости экватора. Чтобы еще упростить задачу, давайте исключим суточное вращение небесной сферы, то есть примем, что наш полярник выглядывает ненадолго из своего чума через каждые 23 часа и 56 минут - наши звездные сутки - в течение года, отмечая положение Солнца. То есть суточное движение неба мы пока исключили. Вот тогда он и зафиксирует эту схему.

Штриховая линия на схеме, показывающая траекторию годового движения Солнца - эклиптика. Видно, что Солнце в течение года делает полный круг по эклиптике, двигаясь справа налево.


Теперь добавим ко всему, что уже нарисовано, что вся эта сферическая конструкция в вакууме, вместе со звездами и Солнцем вращается на вертикальной оси мира слева направо, по часовой стрелке. На полюсе картина не очень показательная, там солнце не заходит по полгода, переставим наблюдателя на экватор. Поскольку Солнце смещается в течение суток по эклиптике примерно на градус, к 23 часам 56 минутам полного оборота небесной сферы со звездами добавляется еще четыре минуты, и Солнце всходит каждые 24 часа. А звездное небо для наблюдателя каждые сутки сдвигается вправо на этот самый градус. Сумасшедший дом...