Под небесной сферой понимают воображаемую сферу произвольно заданного радиуса, а ее центр располагается в любой точке пространства. Расположение ее центра зависит от того, какая задача поставлена. За центр принимается, например, глаз наблюдателя, центр Земли, центр инструмента и т. п. У каждого из небесных светил есть соответствующая точка небесной сферы, которую пересекает прямая линия. Она соединяет два центра – сферы и светила. Далее будут рассмотрены некоторые точки и линии небесной сферы.
Прямо над головой
Именно там находится такая точка на небе, как зенит. Это такое направление, которым обозначается указание на верх, непосредственно располагающийся над конкретным местом. Более точно понятие «верх» определяется в астрономии, метеорологии, геофизике. В них его понимают как такое направление, которое является противоположным действующей силе гравитации в данном месте.
При нахождении солнца в зените расположенный вертикально ствол дерева не будет отбрасывать тень на землю. Такое явление можно наблюдать в тропиках два раза в год, в солнечную погоду, в полдень.
Слово «зенит» – это неточное прочтение одного из арабских выражений, которое звучит как «сэмт ар-ра’с». Его значение – «путь над головой». Есть и другой вариант перевода – «направление на голову». В 14-м веке через латинский язык этот термин попал в Европу. Он подвергся сокращению до «сэмт» – «направление» и трансформировался в «сенит», а в 18-м веке стал «зенитом».
Разбираясь в понятии «точки небесной сферы», следует рассмотреть, какие бывают виды зенита.
Несколько определений
В некоторых случаях этот термин относят к самой высокой точке, которая достигается небесным телом, например Солнцем, Луной. Это происходит, когда наблюдается их видимое движение по орбите, рассматриваемое относительно определенного пункта наблюдения.
Но в Большом астрономическом словаре по поводу изучаемого термина сказано, что это есть наивысшая точка небесной сферы, которая располагается непосредственно над головой у наблюдающего человека.
Что касается астрономического зенита, то формально его определяют как пересечение отвесной линии с таким «объектом», как небесная сфера.
Когда речь идет о пересечении небесной сферы и линии, которая идет через точку нахождения наблюдателя, начинаясь в центре Земли, то имеют в виду геоцентрический зенит. Зенит противопоставляется такой точке небесной сферы, как надир.
Надир
Это направление, идентичное тому, в котором действует сила гравитации. Слово «надир» происходит от арабского «назир», обозначающего «напротив», то есть он противоположен зениту. Это именно то направление, что указывает на низ, находящийся под определенным местом.
Так как понятие «находиться ниже» воспринимается как довольно расплывчатое, надир определяется учеными в более строгих рамках. А именно, в геофизике, астрономии, метеорологии это звучит следующим образом. Надиром является направление, совпадающее с тем, в котором действует гравитационная сила в конкретной точке. Нижняя точка небесной сферы – надир – противопоставляется зениту.
Использование термина
Такое понятие, как надир, используют еще и в геометрии визуализации, которая обращена вниз по отношению к орбитальному спутнику. Она применяется, к примеру, в дистанционном зондировании атмосферы. А еще в ситуации, при которой происходит ориентация космонавта на Землю при выходах в открытый космос.
Когда слово используют в переносном смысле, то им обозначают самую низкую точку, наблюдаемую в душевном состоянии человека. Или же так могут говорить о низком качестве чьей-либо профессиональной деятельности.
Термин также могут использовать, чтобы обозначить самую низкую точку, достигаемую небесным телом при его движении вдоль видимой орбиты по отношению к данному пункту наблюдения. Так, к примеру, слово «надир» используют, когда определяют положение Солнца, но при этом точно в техническом отношении его можно достигнуть лишь в определенный момент и лишь в низких широтах.
Далее будут рассмотрены другие линии и точки небесной сферы.
Ось мира и полюсы мира
Если присмотреться к ночному небу, то можно увидеть, что в течение суток круги, описываемые звездами, тем больше, чем дальше находятся они от Полярной звезды. В продолжение земных суток Полярная звезда описывает совсем небольшой кружок, и ее всегда можно увидеть над горизонтом на одинаковой высоте. Она находится в северной части небесной сферы.
В точке, лежащей напротив центра, вокруг которого вращается Северное полушарие неба, находится аналогичный центр вращения, относящийся к Южному небесному полушарию. Но ведь место нахождения нашего глаза – это и есть центр небесной сферы. Значит, вращается эта сфера вокруг некоей оси, и это вращение единого целого. А эта ось проходит через глаз наблюдателя. Ось суточного вращения неба называют осью мира.
Существует и такое понятие, как «полюса мира». Ими называют точки, в которых наблюдается пересечение таких воображаемых объектов, которыми являются как небесная сфера, так и ось мира. Близко к Северному полюсу мира располагается Полярная звезда. Расстояние между ними - приблизительно 1°. В южном полушарии неба находится Южный полюс мира. Около него не имеется никаких ярких звезд.
Небесный экватор
Плоскость, располагающаяся перпендикулярно по отношению к мировой оси (она пересекает небесную сферу в ее центре), – это плоскость небесного экватора. Тогда как линия пересечения последней с небесной сферой – это небесный экватор.
Этот экватор разделяет сферу неба на два полушария. Одно из них – Северное, а другое – Южное. Можно увидеть следующую закономерность. И небесный экватор, и полюсы мира, и ось мира являются аналогичными экватору, полюсам и оси Земли. Но ведь это естественно, так как все названия, которые перечислены, имеют связь с наблюдаемым вращением небесной сферы. Тогда как оно само следует из реального вращения Земного шара.
