Удивительный мир, в котором мы живем: захватывающие путешествия по астрономии, физике и истории - стр. 19

Рис. 2.18. Положение Земли на орбите относительно Солнца: 1 – Земля начинает отсчет новых суток, точка, в которой начинается стрелка, обращена прямо к Солнцу, там полдень, на противоположной стороне – полночь; 2 – Земля делает полный оборот вокруг оси относительно звезд за 23 часа 56 минут 4 секунды (звездные сутки); 3 – Земля делает полный оборот относительно Солнца, только в этой позиции в контрольной точке наступает полдень и проходят сутки, ровно 24 часа (солнечные сутки)

С учетом рассмотренного эффекта различают солнечные сутки и звездные сутки. Солнечные сутки – это период между двумя последовательными повторениями одного и того же положения нашей планеты с ориентацией на Солнце, после полного оборота вокруг своей оси относительно Солнца. Солнечные сутки составляют ровно 24 часа.

Звездные сутки, или сидерические сутки (от лат. sidereus – «звездный»), – это период между двумя последовательными повторениями одного и того же положения нашей планеты с ориентацией на звезды, после полного оборота вокруг своей оси относительно звезд. Звездные сутки составляют 23 часа 56 минут 4 секунды.

Таким образом, за 23 часа 56 минут 4 секунды Земля делает ровно один оборот вокруг своей оси. А за 24 часа она поворачивается тем же боком к Солнцу с учетом вращения вокруг него. Соответственно, за 24 часа Земля делает чуть больше одного оборота. За один год набегает ровно еще один оборот, то есть Земля за 365 дней делает 366 оборотов вокруг своей оси относительно звездного пространства.

Если быть точным, земной год состоит из 365,2422 солнечных суток. Эти 0,2422 солнечных суток вычитают в течение четырех лет и выдают целым днем в високосном году. Так какое количество звездных суток содержится в одном звездном году? Ответ очень прост – ровно на одни сутки больше, то есть 366,2422 звездных суток.

Астрономы привыкли пользоваться особыми, звездными часами, которые отмеряют сидерическое время: 24 сидерических часа равны 23 часам 56 минутам 4 секундам солнечного времени. Сидерические часы, минуты и секунды немного короче соответствующих им единиц измерения солнечного времени. Использование сидерических часов позволяет астрономам следить за звездами и правильно направлять телескопы. Если бы наблюдатель использовал сидерические часы и по ним в 22 часа выходил наблюдать за Большой Медведицей, то он видел бы Большую Медведицу и другие созвездия всегда в одном и том же положении, и изучение звездного неба было бы намного проще. Но теперь ни астрономам, ни вам больше нет необходимости самим следить за звездными часами. Компьютерные программы-планетарии сделают за вас все вычисления. В современных обсерваториях компьютерные программы проводят вычисления и устанавливают телескопы на заданный участок неба, поэтому сидерические часы как устройство стали не нужны в работе астрономов.

В предыдущих разделах говорилось, что полюсы мира не смещаются на небосводе не только в течение суток, но и при полном обороте Земли вокруг Солнца за год, потому что ось вращения Земли сохраняет свое направление при движении Земли вокруг Солнца в соответствии с законом сохранения момента импульса, который в данном случае для упрощения можно рассматривать как первый закон Ньютона применительно к вращающимся телам. Этот закон является фундаментальным для понимания, что происходит с различными космическими объектами на просторах Вселенной. Космические объекты – это галактики, звезды, планеты, астероиды, кометы и другие объекты, находящиеся в космосе. Поэтому повторим этот важный закон применительно к вращающимся телам: если нет моментов сил, которые изменяют угловую скорость вращения (вектор которой совпадает с осью вращения), то тело продолжает вращаться с постоянной угловой скоростью, вектор которой будет постоянным как по величине, так и по направлению. Отсюда ось вращения Земли не меняет своего направления в пространстве при движении вокруг Солнца.