Небо и Земля
Часть 8.
Созвездия на Земле. Познавательное.
В последней части работы Небо и Земля мы разобрались, что земная ось не всегда была направлена на Полярную звезду созвездия Малой Медведицы. Нашли достаточно много источников - старых карт, подтверждающих данный факт. Интересно, что на этих небесных картах земная ось спроецирована на разные небесные точки и звезды, указаны различные Экваториальные системы координат. Однако Северный центр Эклиптики на картах указывает однозначно - на центр созвездия Дракона.
Это говорит о том, что само движение Земли по орбите вокруг Солнца не менялось, а наклон Земной оси к орбите - Эклиптике изменялся, причем не единожды.
Целью данного исследования будет нахождение координат данных смещений оси на земной поверхности. Для этого необходимо спроецировать звездную карту на земной шар и найти географические области данных смещений.
Однако прежде, чем приступить к исполнению столь трудоемкой задачи, над которой бьются исследователи на протяжении многих веков в поиске «точки отсчета», необходимо представить себе современную картину небо - земля, т.е. как проецируются сегодня небесные созвездия на географию земли.
Рассмотрим карты "Гармонии Макрокосмоса" (Harmonia Macrocosmica). Это один из наиболее впечатляющих атласов второй половины семнадцатого века, над созданием которого трудился Андреас Целлариус (AndreasCellarius, 1595-1665) - голландско-немецкий математик, инженер и картограф.
Полное сканирование издания 1661 года в библиотеке Уорнок / Комната редких книг
Историкам астрономии он известен тем, что в 1660 году подготовил большой труд на 250 листах "Гармония Макрокосмоса". Этот картографический проект, реализовывавшийся в течение четверти века, был задуман еще Меркатором. Он предлагал описание "всей вселенной" того времени: географии и стран, гор и морей, и, наконец, звездного неба над головой. Именно последним этим проектом занялся Целлариус.
В трактате Целлариуса дано описание строения Вселенной по Птолемею, кинематика планетных движений, описание созвездий и звезд. "Гармония Макрокосмоса" снабжена замечательными иллюстрациями, из которых выбраны те, которые относятся к нашей теме, а именно - карты созвездий.
Интересны два необычных представления созвездий, использованных Целлариусом: в виде проекции небесной сферы на сферу Земли и полупрозрачная небесная сфера с созвездиями, внутри которой можно разглядеть Землю. В "Гармонии Макрокосмоса" используются новые созвездия Планциуса. Представлены также альтернативные созвездия - изображения «Христианского неба» Шиллера. https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Cellarius_Harmonia_Macrocosmica
Рис.1. HÆMISPHÆRIUM STELLATVM BOREALE CVM SUBIECTO HÆMISPHÆRIO TERRESTRI - северное звездное полушарие, расположенное под земным полушарием. Карта с хорошим разрешением.
Рис.2 HÆMISPHÆRIUM STELLATUM BOREALE ANTIQVUM - северное звездное полушарие древности.
Сразу обратим внимание, что на Рис. 2 временной интервал указан, как древность!? Когда рисовалась карта, вопрос? Однако, Земной Север здесь направлен почти на Полярную звезду в хвосте «Малой Медведицы», как и сейчас.
Эти очень интересные карты мы позже подробно рассмотрим, а пока вернемся из древности в современную эпоху.
Итак, Ось Эклиптики традиционно (на всех картах) направлена в середину созвездия Дракона и задает эклиптическую систему координат.
Скрин 1. Северный центр эклиптики, вид с Земли. 21.12.1660 г. в 12.00
Согласно традиционной астрономии эта картинка 1660 года не сильно отличается от современного неба, разве что Полярная звезда сейчас находится поближе к направлению на Север.
Рис.3. Центр Эклиптики и Северный полюс Земли в Уранографии Гевелия - зеркальное отображение.
На современной небесной карте два этих Центра выглядят так:
Скрин 2. Центр эклиптики (красный крест) и Северный географический полюс Земли (зеленый крест) на расстоянии 23,5 градусов, согласно Астрокалькулятора.
На карте указаны две системы координат: эклиптическая и экваториальная.
Переместимся в южную часть небесной сферы.
Скрин 3. Южный центр эклиптики, вид с Земли. 21.12.1660 г. в 0.00
Рис.4. Центр Эклиптики и Южный полюс Земли в Уранографии Гевелия - зеркальное отображение.
Скрин 4. Центр эклиптики (красный крест) и Южный географический полюс Земли (зеленый крест) на расстоянии 23,5 градусов, согласно Астрокалькулятора.
Теперь перейдем к исполнению проекции небесных созвездий на земной шар в современную эпоху.
Для начала давайте разберемся с картинкой Весеннего равноденствия (ВР), которое произошло 20 марта 2018 года. Где находится Солнце, как оно освещает Землю, по какой Эклиптике оно движется вокруг Земли (ее проекция на Землю), как проецируются звезды на Землю в день ВР? Ответим на эти вопросы наглядно.
Рис 5. Так выглядит освященная и темная части Земли в день ВР.
Рис 6. Солнце находится в точке пересечения Экватора земли и солнечной Эклиптики во время ВР.
Красным указана Эклиптика (наклонена к Экватору на 23,5 градуса), зеленым - ось Эклиптики, перпендикуляр к северному и южному полюсам (отклонен от Нулевого меридиана на 23,5 градуса).
На карте Целлариуса земной шар расчерчен следующим образом.
Рис 7. Cellarius_Harmonia_Macrocosmica_-_Haemisphaeria_Sphaerarum_Rectae_et_Obliquae
Смотрим на Небосвод в этот день 20.03.2018 в полдень 12.00 (Астрокалькулятор).
Скрин 5. Точка наблюдения - точка ВР, на пересечении Экватора и Эклиптики.
Заметим особо, что Эклиптика (белая линия) здесь направлена иначе. Дело в том (неоднократно обращал на это внимание), что здесь мы наблюдаем небо с Земли, перед нами Юг, за спиной Север. Эта картинка является Зеркальным отображением (эффект перевернутого листа) проекции Эклиптики на Землю.
Если Скрин 5 зеркально отобразить, то можно сделать Проекцию небесной карты на земной шар.
Попробуем. Отбросив все нюансы наложения карты StarCalc 5.72 на земной глобус Google Earth, получим картину движения Солнца по Эклиптике (красная-белая линия) относительно небесных созвездий.
Рис 8. Зеркальное Наложение Неба на Землю. 21.03.2018 в 12.00. Синим указаны линии Созвездий.
Ниже тот же Рисунок с опцией обращения цветов. Линии Созвездий указаны желтым цветом.
Солнце в день ВР находится в точке пересечения экватора и эклиптики - в созвездии Рыбы. Далее в своем пути Солнце двигается с запада на восток (в проекции на землю), вокруг земли против часовой стрелки, по возрастающей красно-белой линии Эклиптики, через созвездия Овен, Телец, Близнецы, ежемесячно смещаясь на одно зодиакальное созвездие, до точки летнего солнцестояния (ЛС) к 21 июня 2018 г.
Рис 9. День ЛС - 21.06.2018 в 12.00.
Найдем на небесном глобусе Центры эклиптики: северный и южный. Если Земля не сходила со своей орбиты, значит Эклиптика остается постоянной, а Центры ее не смещались.
Рис 10. Северный современный полюс и Северный Центр Эклиптики (зеленый).
После наложения Север будет выглядеть так.
Рис 11. Зеркальное Наложение Неба на Землю видом с Севера. Линии Созвездий указаны желтым цветом.
Зеленым крестом отмечен Северный современный полюс, а красным - Северный Центр Эклиптики (зеленый).
Фрагмент Рис. 1. Два Северных центра Эклиптики и Экватора.
Центральная ось Эклиптики проецируется на Северную Америку выше Гудзонского залива на западной долготе 90 градусов.
Рис 12. Проекция небосвода на земную сферу. Северная и Южная Америки.
Ну и плавно перейдем ниже, к Южному полюсу Земли.
Находим у Целлариуса карту с южным полушарием древности, аналогичную с северным, как на Рис. 2.
Рис. 13. Cellarius_Harmonia_Macrocosmica_-_Haemisphaerium_Stellatum_Australe_Antiquum.
Внимательно изучив эту карту созвездий, понимаем, что она отражает проекцию небесного свода на Землю в день зимнего солнцестояния (ЗС), когда Солнце находится в самой нижней точке эклиптики, а на карте в верхней ее точке пересечения Эклиптики с Тропиком Козерога, на стыке созвездий Скорпиона и Стрельца (Sagittarivs).
Рис 14. День ЗС - 21.12.2018 в 12.00.
А так выглядит Земля с Юга. Солнце во время ЗС находится на пересечении Эклиптики (красная линия) и Тропика Козерога.
Рис 15. Южный современный полюс и Южный Центр Эклиптики.
После наложения небесного свода на земное тело Антарктики, получим следующую картинку.
Рис 16. Зеркальное Наложение Неба (проекция) на Землю видом с Юга.
На карте Целлариуса Солнце как раз находится в верхней точке карты в день зимнего солнцестояния.
Фрагмент карты Рис. 13. Два Южных центра Эклиптики и Экватора.
Почти полная идентичность расположения созвездий на Рис 13 и 14. Центр Эклиптики находится на острие Золотой Рыбы (Doredo). Вокруг Южного полюса находятся: Тукан (Toucan), Индеец (Indus), Павлин (Pavo), Райская птица, Южный треугольник, Муха, Хамелеон, Южный крест, Летучая рыба. Добавился современный Октант и расчленился Корабль Арго на Киль, Паруса, Корму, Компас.
Под какими созвездиями оказались территории Евразии можно посмотреть на рисунках ниже.
Рис 17. Проекция Неба на Землю, когда Солнце проходит точку летнего солнцестояния.
Рис 18. Та же Проекция Неба на Землю в южном полушарии во время ЛС.
Итак, мы теперь имеем представление, как можно спроецировать небесные созвездия на земной шар.
Можно визуально определить даже расположение самых ярких звезд, сравнить их небесные координаты, убедиться в правильности полученных проекций…
Как же смещалась земная ось, соответственно и вся Земля относительно неподвижного небосвода будем разбирать далее. Продолжение следует.