АРМИЛЛЯРНАЯ СФЕРА

Астрономия — старейшая наука о природе. Она возникла в глубокой древности из практических потребностей человечества вести счет времени и ориентироваться при дальних передвижениях. Но ее значение особенно возросло с того времени, когда человечество начало проникать в тайны Вселенной и создавать обобщенные теории ее строения и развития.

Астрономия не только знакомит нас с небесными телами, но и помогает понять, как возникла Вселенная, поскольку наблюдение за далекими галактиками перемещает нас во времени.

Нам стало интересно, а можно ли проследить движение звездного неба в нашем городе? Ведь такую информацию будет сложно найти даже в справочнике. Мы узнали, что с помощью специальной конструкции и некоторых данных о расположении нашего или других городов не только можно «увидеть» движение звездного неба, но ещё и продемонстрировать движение Солнца и Луны в течение суток. Эта конструкция называется армиллярная сфера.

Sphaera armillaris — армиллярная сфера (армилла) в переводе означает «шар из колец». Армиллярная сфера — один из древнейших астрономических приборов, изобретенный более двух тысяч лет назад, вероятнее всего, в древнем Вавилоне. Армилла применялась в качестве упрощенного небесного глобуса, наглядно представляющего движения различных небесных светил, а также основные точки и линии небесной сферы. При помощи армиллярной сферы можно продемонстрировать:

1. Движение небесной сферы в любой точке Земли.

2. Места восхода и захода зодиакальных созвездий и их суточное движение.

3. Восход, заход и суточное движение Солнца и Луны и его изменение в течение года, а также особенности этого движения на различных широтах.

4. Перемещения Солнца, Луны и планет по зодиаку.

5. Движение узлов лунной орбиты и объяснение периодичности затмений.

6. Экваториальную, эклиптическую и горизонтальную системы координат.

Армиллярная сфера ориентирована на геоцентрическую позицию наблюдения (земного наблюдателя). Надо только представить себя находящимся в самом центре. Тогда горизонтально лежащее кольцо с нанесенными на нем точками С, В, Ю, З (север, восток, юг, запад) представляет плоскость горизонта. Вертикальное кольцо, пересекающее плоскость горизонта в точках юга и севера, — меридиан. На нем имеются две особые точки — Северный и Южный полюсы мира, — сквозь них проходит ось мира — ось вращения небесной сферы. Небесная сфера — сфера неподвижных звезд («неподвижных» в смысле отсутствия заметного перемещения звезд относительно друг друга, что отличает их от других небесных светил — планет, Луны и Солнца) — представлена двумя скрещенными кольцами и может быть заменена звездным глобусом, что дает возможность увидеть движение любого созвездия, а также продемонстрировать не заходящие и не восходящие созвездия. На кольцах небесной сферы косо закреплено кольцо зодиакальных созвездий (эклиптика), внутри которого на четырех подвижных ползунках вставлено под малым наклоном кольцо, представляющее лунную орбиту. Оно пересекает эклиптику в двух противоположных точках — узлах лунной орбиты. Кроме того, на меридианном кольце, на равных расстояниях от полюсов, перпендикулярно оси мира закреплено кольцо небесного экватора.

Чтобы увидеть движение звёздного неба в вашем городе, следует установить на армиллярной сфере широту города. Для этого надо повернуть меридианное кольцо так, чтобы высота Северного полюса над точкой севера горизонта равнялась географической широте вашего города. При этом на меридианном кольце нанесены градусы, но они показывают не широту места, а склонение небесного светила — одну из экваториальных координат. Тогда следует действовать так. Например, широта Москвы — около 56°. Следовательно, угол наклона экватора над горизонтом составит: 90°— 56° = 34°. Мы устанавливаем меридианный круг так, чтобы экватор поднимался над точкой юга горизонта на 34°, тогда Северный полюс мира будет возвышаться над точкой севера ровно на 56°.

Теперь, если вращать небесную сферу вместе с закрепленной на ней эклиптикой с востока через юг на запад (по часовой стрелке, если смотреть со стороны Северного полюса мира), можно наблюдать, как на восточной стороне горизонта одно за другим восходят зодиакальные созвездия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. В том же порядке они заходят на западной стороне горизонта. При этом можно отметить, что точно на востоке восходят всего два созвездия — Дева и Рыбы, они все время движутся в плоскости небесного экватора. Одна часть зодиакальных созвездий — а в особенности зимние созвездия: Скорпион, Стрелец, Козерог — восходит примерно на юго-востоке, проходит совсем низко над горизонтом (немногим более 11°) и заходит на юго-западе. Другая группа созвездий, наоборот, описывает высокую дугу над горизонтом, к ним относятся прежде всего летние созвездия — Телец, Близнецы, Рак. Таким образом, можно увидеть движение звёздного неба в вашем городе. 

Автор:  Лебедева Мария, Ларина Ольга, 10 ЛН класс
Научный руководитель — Петряшова О.Н.