Н. Ніколов, В. Харалампія. «Астрономи давнину» :: Глава 13. Олександрійська школа :: «Phaenomena» Евкліда і основні елементи небесної сфери

Як уже згадувалося вище, олександрійські астрономи спробували визначити «відправні» точки для подальших систематичних досліджень. В цьому відношенні особлива заслуга належить математику Евклиду (III в. До н. Е.), Який у своїй книзі «Phaenomena» 1 вперше ввів в астрономію поняття, до тих пір в ній не використовувалися. Так, він дав визначення горизонту - великому колу, що є перетином площини, перпендикулярної до лінії схилу в точці спостережень, з небесною сферою, а також небесного екватора - кола, що виходить при перетині з цією сферою площини земного екватора. Крім того, він визначив зеніт - точку небесної сфери над головою спостерігача ( «зеніт» - арабське слово) - і точку, протилежну точці зеніту, - надир (рис. 56).

І ще про одне коло говорив Евклід. Це небесний меридіан - велика окружність, що проходить через Полюс світу і зеніт. Вона утворюється при перетині з небесною сферою площини, що проходить через вісь світу (вісь обертання) і прямовисну лінію (тобто площині, перпендикулярній площині земного екватора). Щодо значення меридіана Евклід говорив, що, коли Сонце перетинає меридіан, в даному місці наступає полудень і тіні предметів виявляються найкоротшими. На схід від даного місця полудень на земній кулі вже пройшов, а на захід ще не настав. Як ми пам'ятаємо, принцип вимірювання тіні гномона на Землі протягом багатьох століть лежав в основі конструкції сонячного годинника.

У «Phaenomena» Евклидом були введені й інші дуже важливі для астрономії поняття. При визначенні координат об'єктів на небесній сфері фахівці вказують пряме сходження і схилення. Наприклад, Сіріус - священна зірка єгиптян Сотис - має пряме сходження 6 ч і 42,9 хв і схиляння - 16 ° 39 '; для Веги ці значення складають відповідно 18 год 35,2 хв і + 38 ° 44 '. Для астрономів це те ж саме, що адреса на конверті для листоноші ... Але що представляють собою ці координати? Виявляється, це просто дуги кіл або, як кажуть астрономи, кіл. Проведемо коло через два Полюса світу і небесне світило (він буде перпендикулярний площині екватора). Дуга цього круга, яка вимірюється від екватора до об'єкта, і є схиляння; для Північної півкулі воно змінюється від 0 до + 90 °, а для південного - від 0 до -90 °. Пряме сходження - це дуга екватора, яка вимірюється від точки весняного рівнодення до місця перетину кола відмінювання світила з екватором. Але, як бачимо, величина цієї дуги виражена в годинній мірі. Справа в тому, що Земля робить повний оборот навколо осі за 24 год, а з іншого боку, повний оборот становить в градусній мірі 360 °, т. Е. Одне годину дорівнює 15 °, одна хвилина дорівнює 15 дуговим хвилинам і т. Д. з міркувань в астрономії для прямого сходження вживають саме годинну міру, хоча координати Веги можна записати і як 278 ° 48 'і + 34 ° 44' (знак «+» показує, що Вега розташована на північному небі).

Мал. 56. Горизонт SENW, зеніт Z, надир Z ', меридіан PZSP'Z'N, небесні полюси Р і Р' і небесний екватор QEQ'W на небесній сфері згідно Евклиду.

Описана система координат називається екваторіальній, і читачеві цілком очевидно чому. Існують ще дві системи небесних координат - горизонтальна і екліптична. Основою другої системи є площину екліптики, від якої відраховується екліптична широта по колу, що проходить через два полюси екліптики (вони не збігаються з полюсами світу) і зірку. Екліптична довгота відлічується уздовж екліптики від точки весняного рівнодення до точки, в якій коло широти перетинає саму екліптики.

Мал. 57. Екваторіальні координати зірки 5 згідно Евклиду.
(QKTQ '- небесний екватор, Т - точка весняного рівнодення, PSKP' - коло відмін, S - зірка, KS - схиляння δ, ТК - пряме сходження α)

Є деякі підстави припускати, що екліптична система координат застосовувалася свого часу вавілонськими жерцями, ще абсолютно не представляли, що Земля - ​​куля. Однак в строгому вигляді обидві системи були визначені лише в книзі Евкліда «Phaenomena» (рис. 57). Великий математик давнини першим ввів поняття, описані нами вище (горизонт, меридіан, схиляння і т. Д.), Які дозволили розмістити небесні тіла по «адресами», що сприяло подальшим успіхам астрономів в вивченні Всесвіту.

1 . Phaenomena - явища.