gov-civil-vilareal.ptWoher wissen Sie, welcher Pol eines Planeten der *Nordpol* ist?
>Das Problem damit, viel über Astronomie zu wissen – wirklich jedes Fach – ist, was man denken du weißt, dass du wirklich nicht .
Nämlich: Der Schauspieler und Komiker Dave Foley sah kürzlich eines der großartigen Juno-Bilder von Jupiters Südpol. und stellte eine ziemlich markante Frage :
Wenn Sie darauf klicken, um den Thread zu lesen, sehen Sie, dass mich jemand '@-ed' hat, um zu sehen, ob ich es wusste. ich antwortete mit der Antwort, die ich immer verwendet habe:
Aber dann @Dr. Zig hat geantwortet :
Hey! Das war mir neu! Also habe ich geantwortet :
Was bedeutet das alles? Hier kommt die Wissenschaft!
Meister und Kommandant: die andere Seite der Welt die andere Seite der Welt
Wenn Sie eine perfekte Kugel nehmen und sie nur betrachten, ist überall auf ihrer Oberfläche genau das gleiche. Sie sind alle gleich weit vom Zentrum entfernt, und das ist ihr einziges charakteristisches Merkmal. Wie ein Physiker sagen könnte, es gibt keine bevorzugten (besonderen) Punkte auf der Oberfläche. Jeder Spot ist wie jeder andere Spot.
Aber wenn man es dreht, erscheinen wie von Zauberhand (aber Wissenschaft!) zwei besondere Punkte: Die Pole. Hier schneidet die Rotationsachse die Kugeloberfläche. Es gibt viele Möglichkeiten, sich die Pole vorzustellen; an einer anderen Stelle der rotierenden Kugel bildet ein Punkt beispielsweise einen Kreis im Raum, wenn er sich um die Rotationsachse bewegt. An den Polen aber nicht. Sie drehen sich einfach an Ort und Stelle.
Die beiden Pole unterscheiden sich in einem Punkt voneinander: Wenn Sie von oben auf einen Pol hinunterblicken, scheint sich die Kugel im Uhrzeigersinn zu drehen, und wenn Sie auf den anderen Pol hinunterblicken, scheint sie sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen.
Die Erde ist eine Kugel, und wenn du über der Erde im Weltraum schwebst Norden Pol scheint sich die Erde gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Von oben die Süd Pol dreht es sich im Uhrzeigersinn.
[Anmerkung: Es gibt kein Oben oder Unten im Weltraum. Wenn ich also in diesen Fällen 'über etwas' sage, meine ich, dass Sie eine gewisse Höhe über der Oberfläche relativ zum Erdmittelpunkt haben. Es ist leicht, sich den Nordpol als oben und den Südpol als unten vorzustellen, aber das ist einfach Poleismus (ein Wort, das ich gerade erfunden habe); es ist ein angeborenes Vorurteil, weil die meisten Menschen auf der Nordhalbkugel leben. Wenn der Kolonialismus beispielsweise in Australien begonnen und sich über die ganze Welt verbreitet hätte, stünden unsere Karten wahrscheinlich auf dem Kopf im Vergleich zu dem, was wir gewohnt sind.]
Das gilt übrigens auch für die meisten Planeten und die Sonne, weshalb ich getwittert habe, was ich getan habe. Ich dachte, der Nordpol würde vom Planeten selbst definiert, aber das ist nicht der Fall!
Die internationale Astronomische Union ist der offizielle Hüter von Namen und Regeln und dergleichen™ für die Astronomie, und sie haben eine Definition für den Nordpol eines sich drehenden Objekts . Es ist tatsächlich definiert die Erde und die Sonne als Basis verwenden , also gibt es zwei Schritte.
Einer ist, dass es die akzeptierte Position des Nordpols der Erde verwendet, bei 90 ° nördlicher Breite in der Arktis. Okay, einfach genug. Aber dann sagen sie, dass der Nordpol von Ein weiterer Planet ist derjenige, der in Bezug auf die unveränderliche Ebene des Sonnensystems auf derselben Himmelshalbkugel liegt wie der Erde Nordpol.
Okay, Huch. Was macht das bedeuten?
Animation, die die Rotation der Erde in der imaginären Himmelskugel zeigt, die sphärische Erscheinung des Himmels um uns herum. Die Pole der Erde zeigen auf die Himmelspole am Himmel. Kredit: Tfr000 / Wikimedia Commons
Zuerst, wir nehmen den himmel als kugel um uns herum wahr , als würden wir das Innere einer riesigen Kugelschale sehen. Das ist eigentlich eine praktische Einbildung! Da sich die Erde dreht, sieht es so aus, als ob sich der Himmel um uns herum dreht und die Sterne auf- und untergehen lässt. Und das definiert auch a paradiesisch Nordpol; der Punkt am Himmel direkt über dem Nordpol der Erde. Es ist auch der Punkt am Himmel, um den die Sterne zu kreisen scheinen. Das bedeutet, dass es auch einen himmlischen Südpol und einen Äquator gibt. Wir können sogar den Breiten- und Längengrad der Erde in den Himmel projizieren und ein Koordinatengitter erstellen, das wir (aus historischen Gründen) nennen. Rektaszension und Deklination . Auf diese Weise können wir die Koordinaten eines Sterns am Himmel genau so messen, wie Sie die Koordinaten einer Stadt auf der Erdoberfläche angeben können.
Jeder Stern nördlich des Himmelsäquators befindet sich also auf der nördlichen Himmelshalbkugel, genau wie jede Stadt nördlich des Erdäquators auf der nördlichen Hemisphäre liegt.
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OK, also was ist die unveränderliche Ebene des Sonnensystems? Dies ist eine clevere Methode, um eine Methode zur Kartierung von Dingen im Sonnensystem einzurichten. Das Sonnensystem ist dreidimensional, daher müssen wir drei Koordinaten verwenden. Aber wir brauchen auch einen Ursprung (den Nullpunkt) für dieses System sowie eine Möglichkeit, die x-y-Ebene zu definieren.
Astronomen beschlossen, den Gesamtdrehimpuls des Sonnensystems zu verwenden, um diese Ebene zu definieren. Also was ist? das? Es ist dem linearen Momentum sehr ähnlich, mit dem Sie vertraut sind. Wenn sich ein Objekt bewegt, hat es Impuls. Es gibt eine strenge Definition davon, aber einfach ausgedrückt ist es die Masse des Objekts mal seine Geschwindigkeit. Wenn Sie zwei Objekte der gleichen Masse haben, aber eines bewegt sich schneller, hat es mehr Impuls. Wenn Sie zwei Objekte mit der gleichen Geschwindigkeit haben, aber eines massereicher ist, hat es mehr Schwung.
Drehimpuls ist so, außer dass es sich um den Drehimpuls eines Objekts handelt. Wenn Sie zwei identische Stahlkugeln haben, aber eine dreht sich schneller, hat sie mehr Drehimpuls. Dies wird kompliziert, wobei einiges von der Massenverteilung innerhalb einer Kugel abhängt, aber das können wir hier ignorieren.
Dies gilt auch für Systeme von Objekten. Die Sonne hat Drehimpuls, weil sie sich dreht, aber das Sonnensystem selbst hat Drehimpuls, weil die Planeten um die Sonne kreisen (und sie drehen sich auch, obwohl das im Vergleich zu ihren Umlaufbahnen ein kleiner Faktor ist). Die Bahnen sind alle relativ zueinander geneigt, tragen aber alle zum Gesamtdrehimpuls des Systems bei.
Batman vs. Teenage Mutant Ninja Turtles
Eine ziemlich fantasievolle Darstellung des Sonnensystems (Anmerkung: nichts ist maßstabsgetreu), die zeigt, wie die Planeten die Sonne in fast derselben Ebene umkreisen. Kredit: Harman Smith und Laura Generosa
Wenn Sie nur einen Planeten hätten, der die Sonne umkreist, würde die Ebene dieser Umlaufbahn die Ebene des Drehimpulses definieren. Bei mehreren Planeten mit leicht unterschiedlichen Bahnneigungen tragen sie jedoch jeweils dazu bei, diese Ebene zu verändern. Die unveränderliche Ebene ist das, was Sie erhalten, wenn Sie alle Beiträge aller Planeten (und des Mondes, der Asteroiden usw.) hinzufügen. Jupiter leistet den größten Beitrag, aber auch die anderen Gasriesen spielen eine große Rolle.
Wenn das alles ein bisschen zu viel ist (was ich total verstehe!), dann stell es dir so vor: Es gibt eine Möglichkeit, eine Ebene zu definieren, die wie der Äquator des Sonnensystems ist. Es ist mathematisch und kompliziert, aber es ist das, was wir verwenden, und wir nennen es die unveränderliche Ebene.
Die unveränderliche Ebene ist dem Äquator der Sonne sehr nahe, wenn Sie sich das vorstellen können. Hier ist das Wichtige: Wir definieren „nördlich der unveränderlichen Ebene“ als die Hemisphäre, die den nördlichen Himmelspol der Erde enthält .
Jetzt sind wir bereit, die IAU-Definition zu erhalten: Der Nordpol jedes Planeten ist der Pol, der relativ zur unveränderlichen Ebene irgendwo im Nordteil des Himmels zeigt.
Die Sonne dreht sich und hat einen Pol, der relativ zur unveränderlichen Ebene in den nördlichen Teil des Himmels zeigt, also der Nordpol der Sonne. Dasselbe gilt für jeden Planeten, Mond, Asteroiden, Kometen oder was auch immer.
OK, als Definition verstehe ich es. Aber ich mag es nicht.
Wieso den? Denn nach dieser Definition haben Venus und Uranus Nordpole, die in die gleiche Richtung wie der der Erde zeigen… aber Venus und Uranus werden auf den Kopf gestellt . Wir wissen nicht warum, aber sie sind es. Wenn Sie also in Richtung Norden der unveränderlichen Ebene in den Weltraum hinausfahren und auf die Planeten herabblicken, werden Sie sehen, wie sie sich alle gegen den Uhrzeigersinn drehen, außer Venus und Uranus.
Für mich persönlich bedeutet das, dass sie auf den Kopf gestellt werden. Das wiederum bedeutet, dass ihre Südpole in Richtung unserer Nordhalbkugel zeigen. Das macht für mich Sinn.
Aber die IAU-Definition sagt nein. Ihre Nordpole zeigen per Definition auf die gleiche Hemisphäre wie unserer. Das bedeutet, dass sie nicht auf den Kopf gestellt werden, sondern sich rückwärts drehen.
Es mag ein subtiler Punkt sein, aber physisch ist es ein wichtiger. Einen Planeten umzudrehen ist schwer, aber es ist VIEL einfacher, als ihn anzuhalten und in die entgegengesetzte Richtung wieder hochzudrehen (trotz allem, was Superman: Der Film würdest du glauben).
Also für mich würde ich die Pole eines Planeten eher durch die Art und Weise definieren, wie er sich dreht. Wenn Sie sich über seinem Nordpol befinden, dreht es sich gegen den Uhrzeigersinn. Das stellt Venus und Uranus auf den Kopf.
Während sich die Erde dreht, scheinen die Sterne Kreise am Himmel um die Pole zu machen. Langzeitbelichtungen zeigen diese Bewegung, wie diese außergewöhnliche des nördlichen Himmelspols über der Golden Gate Bridge in San Francisco. Kredit: Rogelio Bernal Andreo
Ich werde anmerken, dass ich diesen Artikel recherchiert habe und das herausgefunden habe 2009 änderte die IAU die Regeln für kleinere Körperschaften im Sonnensystem wie Asteroiden, Kometen und Mond. Die Pole dieser Objekte werden durch die Spinrichtung definiert! Außer Nord- und Südpol nennen sie sie Plus- und Minuspol. Um diese zu definieren, verwenden sie die „Rechte-Hand-Regel“: Krümme die Finger deiner rechten Hand, als würdest du eine Tasse Kaffee wiegen. Wenn sich das Objekt in die Richtung dreht, in die Ihre Finger zeigen, zeigt Ihr Daumen die Richtung des Pluspols. Wenn man darüber nachdenkt, ist das genau das gleiche wie meine Definition: Schauen Sie auf den positiven Pol und das Objekt dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. Aber diese Regel gilt nur für kleinere Körper (sie können kompliziertere Drehungen haben als Planeten, weil sie sich umdrehen können .) , Stürze usw., wobei sie ihre Pole auf kurzen Zeitskalen ändern). Für Planeten ist die IAU-Definition unabhängig von der Drehrichtung eines Planeten. Es besagt, dass der Nordpol des Planeten derjenige auf der nördlichen Hemisphäre des Himmels ist, wie er von der Erde definiert wird.
Das scheint… egozentrisch.
Aber ich verstehe es. Wir brauchen eine Definition, und die funktioniert. Ich denke, meiner ist einfacher und verursacht weniger Verwirrung, aber keine Verwirrung zu verursachen, ist keine große Motivation für die IAU, denke ich manchmal. Astronomen brauchen jedoch eine Definition, um sicherzustellen, dass wir alle auf dem gleichen Stand sind, und zumindest mit dieser Definition sind wir es.
ein Haus manifestieren
Also habe ich diese Tweets als Entschuldigung benutzt, um über diese obskure, aber wichtige Regel zu schreiben, aber um ehrlich zu sein, ist all diese Esoterik nicht das, was die Leute meiner Meinung nach von all dem wegnehmen sollten.
Ich ging in dieses Twitter-Gespräch (eingeladen!) und sagte, was ich für richtig hielt, es aber nicht war. Ich habe etwas gelernt! Das ist cool. Ich liebe es, Dinge zu lernen, vor allem, wenn ich dadurch ein fehlerhaftes Wissen durch ein richtiges ersetzen kann.
Aber selbst das möchte ich Ihnen nicht wegnehmen. Keine neuen Erkenntnisse, sondern diese Frage:
Wieviel machst du denken du weißt, dass du tun weißt du und was tust du? denken du weißt, dass du wirklich nicht überhaupt wissen?
