Όμιλος Αστρονομίας

Είχαμε δει στην “Γέννηση της Αστρονομίας” ότι η λεπτομερής παρατήρηση του ουρανού έθεσε τις βάσεις για ερωτήματα σχετικά με την κίνηση των ουρανίων σωμάτων.

Σε αυτό το άρθρο θα εστιάσουμε περισσότερο σε δύο τρόπους για να τον προσδιορισμό της θέσης ενός αστέρα στον ουρανό. Ειδικότερα θα δούμε ποιες είναι οι θέσεις του Ήλιου κατά την διάρκεια ενός έτους, αναφέροντας την εκλειπτική και τον ζωδιακό κύκλο.

Ας δούμε πρώτα τι είναι οι οριζόντιες συντεταγμένες ενός αστέρα. Λέγονται “οριζόντιες” γιατί σχετίζονται με τον ορίζοντα ενός παρατηρητή, τον νοητό κύκλο δηλαδή με κέντρο τον παρατηρητή που εκτείνεται μέχρι τα σημεία που ο ουρανός ενώνεται με την Γη. Στην επόμενη διαδραστική εφαρμογή φαίνονται τα  4 σημεία του ορίζοντα και το αζιμούθιο και το ύψος αστέρα.

Δείτε και μια προσομοίωση από το έδαφος:

Το ζενίθ είναι το σημείο του ουράνιου θόλου με το μεγαλύτερο ύψος (ακριβώς πάνω από το κεφάλι του), ενώ ναδίρ είναι το αντιδιαμετρικό του (σε θόλο κάτω από τα πόδια μας, που φυσικά είναι αόρατος – μάλλον δεν υφίσταται).

Το φυσικό ερώτημα είναι: όλοι οι παρατηρητές βλέπουν τον ίδιο ορίζοντα και τον ίδιο ουράνιο θόλο; Η απάντηση είναι αρνητική: Ακόμα κι αν είχαμε δύο παρατηρητές να στέκονται στο ίδιο σημείο, π.χ. έναν μπαμπά και ένα παιδί, ο ορίζοντας του μπαμπά έχει μεγαλύτερη ακτίνα απ’ ότι ο ορίζοντας του παιδιού. Επιπλέον, ο ουράνιος θόλος διαφέρει από τόπο σε τόπο (ποια αστέρια περιλαμβάνει και σε ποιες θέσεις), θα δούμε παρακάτω γιατί.

Οι οριζόντιες συντεταγμένες είναι επομένως υποκειμενικές. Υπάρχει λοιπόν κάποιο αντικειμενικό σύστημα παρατήρησης του ουρανού;

Διαβάστε περισσότερα »

Είμαστε άραγε ταξιδιώτες του διαστήματος; Βεβαίως! Βρισκόμαστε στο πιο πολυτελές διαστημόπλοιο, με πλούσια εφόδια και ασπίδα προστασίας για την κοσμική ακτινοβολία. Ονομάζεται πλανήτης Γη!  Ας μάθουμε λοιπόν πώς ταξιδεύει το διαστημόπλοιό μας.

Η Γη περιστρέφεται γύρω από έναν νοητό άξονα. Μια πλήρης περιστροφή ολοκληρώνεται σε 24 ώρες και μέσα σε αυτό το διάστημα ένας κάτοικος του Ισημερινού διανύει ακριβώς 40.000 χιλιόμετρα, όσο και η περιφέρεια της Γης.

Η Γη εκτελεί και ένα δεύτερο ταξίδι: περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο. Είναι το ετήσιο ταξίδι, αυτό που μας ταξιδεύει στις εποχές του χρόνου. Για να καταλάβουμε όμως που οφείλονται η εναλλαγή των εποχών αλλά και η μεταβολή στη διάρκεια της ημέρας (μεγάλες το καλοκαίρι, μικρότερες τον χειμώνα) θα πρέπει να σκεφτούμε και τις δύο κινήσεις μαζί. Όλα ξεκινούν από την κλίση που εμφανίζει ο άξονας περιστροφής της Γης σε σχέση με το επίπεδο περιφοράς της, περίπου 23,5^ο.

Ας δούμε αναλυτικά τι συμβαίνει.

Διαβάστε περισσότερα »

Η λεπτομερής παρατήρηση του ουρανού από τους Έλληνες Γεωμέτρες, κυρίως κατά τους ελληνιστικούς χρόνους, οδήγησε στην γέννηση της Αστρονομίας ως επιστήμη.

Πρώτος ο Θαλής, κατορθώνει να προβλέψει με ακρίβεια την έκλειψη Ηλίου κατά το 585 π.Χ. Επίσης, γνωρίζει ακριβώς ποια μέρα ο Ήλιος διέρχεται από τον παράλληλο όπου βρίσκονται οι πυραμίδες της Αιγύπτου και μετρά τότε το ύψος της μεγάλης πυραμίδας, καθώς εκείνη την ημέρα  η σκιά της πέφτει συμμετρικά ως προς την βάση της.

Ο δεύτερος που μας εντυπωσιάζει με τις αστρονομικές μετρήσεις του είναι ο Ερατοσθένης, που κατόρθωσε να προσδιορίσει με μεγάλη ακρίβεια το μήκος της περιφέρειας της Γης (σας προτείνουμε αυτό το σχετικό βίντεο). Το ότι η Γη ήταν σφαιρική, ήταν ήδη γνωστό. Μάλιστα, ο Αριστοτέλης εκθέτει τα επιχειρήματα των Αρχαίων για την σφαιρικότητα της Γης, τα οποια μπορείτε να διαβάσετε κι εδώ. Ο Ερατοσθένης, υπολόγισε και την απόσταση Γης – Σελήνης.

Αλλά αυτός που θεωρείται ο πατέρας της Αστρονομίας (και της Τριγωνομετρίας) είναι ο Ίππαρχος. Μέτρησε με μεγάλη ακρίβεια τις γωνιακές αποστάσεις των αστεριών και σχεδίασε τους πρώτους ουρανογραφικούς χάρτες. Αργότερα ο Χάλεϋ θα ανακάλυπτε από αυτούς τους χάρτες ότι τελικά και οι “απλανείς αστέρες” αλλάζουν θέση με την πάροδο των χρόνων. Μάθετε γιατί από αυτό το βίντεο και δείτε τη Μεγάλη Άρκτο να αλλάζει μορφή σε αυτό το βίντεο.

Ο όρος “απλανείς αστέρες” είναι πολύ παλιός. Βρίσκεται σε αντιδιαστολή με τον όρο “πλανήτες αστέρες” ή απλώς “πλανήτες”.  Σε τι διαφέρουν αυτές οι δύο ομάδες; Στον τρόπο που κινούνται. Στην πραγματικότητα, οι “απλανείς αστέρες” φαίνονταν καλά στερεωμένοι στον ουράνιο θόλο και έτσι δίνεται η εντύπωση πως ολόκληρος ο θόλος περιστρέφεται κατά τις νυχτερινές ώρες (γιατί η Γη περιστρέφεται). Αντίθετα, οι “πλανήτες” αλλάζουν θέση σε σχέση με τους “απλανείς αστέρες”. Δείτε για παράδειγμα τα πισωγυρίσματα που κάνει ο Άρης στην πορεία του (ανάδρομη κίνηση του Άρη):

Βέβαια, οι “πλανήτες” ήταν πολύ λίγοι: Ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ήλιος και η Σελήνη. Η Γη δεν θεωρείται πλανήτης, γιατί νόμιζαν πως ήταν ακίνητη στο κέντρο και όλα περιστρέφονταν γύρω της (γεωκεντρικό σύστημα). Δημιουργήθηκε έτσι η ανάγκη να ερμηνεύσουν με κάποιο μοντέλο τις κινήσεις των πλανητών. Ο Πτολεμαίος εισήγαγε τους επίκυκλους, με τους οποίους ερμήνευε τόσο την ανάδρομη κίνηση του Άρη, όσο και τις φάσεις της Αφροδίτης (η Αφροδίτη έχει φάσεις όπως η Σελήνη).

Το μοντέλο ήταν αρκετά περίπλοκο, αλλά επικράτησε για αιώνες, μέχρι που ο Κοπέρνικος πρότεινε το Ηλιοκεντρικό Σύστημα που απλούστευε κατά πολύ το μοντέλο κίνησης των πλανητών. Αξίζει να αναφερθεί πως ένας αρχαίος “οπαδός” του ηλιοκεντρικού συστήματος ήταν ο Αρίσταρχος. Όλα αυτά βέβαια, ήταν μοντέλα και θεωρίες, μέχρι που ο Γαλιλαίος πρώτος παρατήρησε ουράνια σώματα σε περιφορά: τους δορυφόρους του Δία να διαγράφουν τροχιές γύρω από αυτόν.  Αυτό εδραίωσε την πεποίθησή του ότι όλα τα ουράνια σώματα δεν περιφέρονται γύρω από την Γη όπως θεωρούσαν τότε. Αντίθετα, διατύπωσε την άποψη πως και η Γη ήταν απλώς ένας πλανήτης που περιφερόταν γύρω από τον Ήλιο.

Βίντεο

• Carl Sagan’s Cosmos Episode 1: The Shores Of The Cosmic Ocean – YouTube
• Galileo’s Telescope – PBS Learning Media
• Proper Motion of Ursa Major (the Big Dipper) – Department of Astronomy, Ohio State University
• Do the Stars Really Move? – NASA Spitzer Space Teleskope

Διαδραστικές εφαρμογές flash από το “Astronomy Education at the University of Nebraska-Lincoln”

• Big Dipper Clock
• Phases of Venus
• Ptolemaic Phases of Venus
• Retrograde Motion (η ανάδρομη κίνηση του Άρη)
• Ptolemaic Orbit of Mars
• Epicycles Demo
• Big Dipper 3D

Ιστότοποι

•  Ο ουρανός των Αρχαίων – Oδηγός παρουσίασης Ευγενίδειου Ιδρύματος
• Το πείραμα του Ερατοσθένη: οδηγίες – Εργαστήριο Μαθηματικών Πρότυπων Πειραματικών Σχολείων Ηρακλείου
• Τα επιχειρήματα για τη σφαιρικότητα της Γης – Νίκος Δαπόντε

Ποιος ήταν ο ουρανός των Αρχαίων Λαών; Ήταν ίδιος με αυτόν που παρατηρούμε σήμερα; Σίγουρα, η έλλειψη της φωτορύπανσης θα ευνοούσε την παρατήρηση, θα αποκάλυπτε σε όλο του το μεγαλείο τον γαλαξία μας, σαν έναν φωτεινό δρόμο στον ουράνιο θόλο.

Μαζί με αυτόν, οι πρόγονοί μας παρατηρούσαν διάφορους σταθερούς σχηματισμούς αστεριών, τους αστερισμούς, στους οποίους έβλεπαν διάφορες μορφές μυθικών ηρώων και ζώων. Ο ουρανός λοιπόν, έχει να μας διηγηθεί πολλά όμορφα παραμύθια! Σε αυτό το βίντεο παρακολουθήστε τον μύθο του Ωρίωνα και της Μεγάλης και Μικρής Άρκτου,  τρεις από τους πιο γνωστούς και εντυπωσιακούς αστερισμούς

Πηγές:

• Ο ουρανός των Αρχαίων οδηγός παρουσίασης Ευγενίδειου Ιδρύματος
• Ουρανογραφία, εκδόσεις Ευγενίδειου Ιδρύματος
• Ελληνικη Μυθολογία 2 Οι μύθοι των Αστερισμών – YouTube
• Tonight’s Sky: October 2014 – NASA HubbleSite
• Orion Nebula (Gallery Explorer) – NASA Spitzer Space Telescope