Наблюдение за звездным небом во все века служило людям для получения нужной информации. Мы находим астрономические таблицы у египтян, шумеров, майя. По ним древние люди определяли время начала сельскохозяйственных работ, разлива рек, солнечные и лунные затмения, создавали календари. Во времена Великих географических открытий звезды служили единственным ориентиром для кораблей в океане. Поэтому астрономические знания были жизненно важны. Все, кто когда-либо интересовался астрономией, слышал название "эклиптика". Это понятие встречается при описании движения небесных тел, определении звездных координат. Рассмотрим, что такое эклиптика.
История
В древности, когда люди считали Землю плоской и покрытой небесной чашей, движение солнца объясняли по-разному. Это бог Ра у египтян проплывал на своей лодке, или Гелиос у греков правил колесницей. Но путь этих богов по небу повторялся год от года.
В геоцентрической системе мира Птолемея Солнце вращалось вокруг Земли вместе с другими планетами, и путь его в течение года был назван эклиптикой солнца. Эта воображаемая линия служила важным ориентиром для определения координат и была одним из основных элементов армиллярной сферы. С помощью армиллярной сферы определялись звездные координаты, и эклиптика на ней обычно представляла широкое кольцо с изображением знаков зодиака. Что такое эклиптика в современной науке?
Определение
После открытия Коперника стало ясно, что видимое с Земли движение Солнца по эклиптике объясняется движением Земли вокруг центрального светила. Но это понятие не перестало существовать. Слово "эклиптика" произошло от древнегреческого "эклипсис", что значит "затмение". Только на этой линии наблюдаются солнечные и лунные затмения. Современная астрономия определяет эклиптику как круг, по которому солнце движется в течение года. Если быть точнее, то это линия сечения сферы плоскостью орбиты геометрического центра пары Земля-Луна.
Плоскость
Плоскость эклиптики образует орбита системы Земля-Луна при вращении вокруг Солнца. Угол наклона плоскости к небесному экватору составляет примерно 23 о. С течением времени он изменяется. Для расчета этих изменений существует специальная формула. Колебания угла наклона происходят периодически - каждые 18,6 лет. Диапазон изменения равен примерно 18,42". Происходят колебания наклона каждые 40 000 лет. Все планеты Солнечной системы имеют свой угол эклиптики.
Зодиак
В астрономии пояс небосвода примерно по 9 о по обе стороны от эклиптики называется зодиакальным поясом. В нем Солнце проходит тринадцать созвездий. Это двенадцать всем хорошо известных созвездий эклиптики, принятых в астрологии, и Змееносец.
Впервые зодиакальный круг встречается в Вавилоне (Месопотамия) в V веке до н. э. Там была принята шестидесятиричная система исчисления, где полный круг равен 360 о. Изначально вавилоняне разделили небосвод на 36 секторов, потом на 18 и на 12. В каждом секторе группа звезд образовывала созвездия. Каждому созвездию приписывались особенные свойства. В зодиаке были определены особенные точки.
Это весеннее равноденствие 21 марта (созвездие Рыб), летнее солнцестояние 22 июня (созвездие Рака), осеннее равноденствие 22 сентября (созвездие Весы) и зимнее солнцестояние 22 декабря (Козерог).
Змееносец
Созвездие Змееносца утвердилось на эклиптике в первой половине XX века, когда были уточнены границы и координаты созвездий. Оно расположено между Скорпионом и Стрельцом. Причем в Змееносце Солнце проводит даже больше времени, чем в Стрельце. В созвездии Змееносца вспыхнула в 1604 году последняя в нашей Галактике сверхновая звезда. Ее наблюдал еще Иоганн Кеплер. В 1848 году была зафиксирована вспышка новой звезды. В созвездии Змееносца много интересных астрономических объектов. Это красный карлик - звезда Барнарда, множество шаровых скоплений и около 2500 переменных звезд. Ученые открыли около 9 звезд в этом созвездии.
Эклиптическая система координат
На основе эклиптики существует система эклиптических звездных координат. Плоскость эклиптики была принята за основу. Координаты определяются между плоскостью и полюсом эклиптики. Основными координатами является эклиптическая широта и эклиптическая долгота. Широта - это угол между плоскостью эклиптики и объектом. Долгота - это угол между точкой весеннего равноденствия и плоскостью широты.
Типы координат
Существует два типа эклиптических координат. В первом типе за центральную точку принимается центр Земли. Такая геоцентрическая система используется в основном для расчетов лунных орбит. Во втором типе координат центром считается середина Солнца, и эта система используется при расчете орбит планет Солнечной системы. Учитывая периодические колебания угла наклона эклиптики, надо иметь в виду эпоху, когда были определены те или иные координаты. Для этого постоянно определяются текущие координаты полюсов эклиптики и Солнца.
Зодиакальная система координат
Эта система координат применяется в астрологии. Основной координатой здесь является зодиакальная позиция, которая вычисляется на основе эклиптической долготы. Широта в этой системе в основном не используется. Но в особых случаях определяется так же, как и в астрономии. Годичное движение Солнца и эклиптика служат важными индикаторами для астрологии.
Астрология
Во все времена люди верили, что на человеческую жизнь оказывает влияние расположение небесных светил. Так же, как развитие химии было вызвано потребностями алхимии, так и бурному развитию астрономии в средние века частично способствовала астрология. Каждому созвездию в астрологии приписывают свое особое влияние на человечество в целом и на каждого конкретного человека. От сочетания расположения созвездий и планет, по мнению астрологов, зависит буквально все - от счастливого супружества до состояния финансовых рынков. Существуют две крупные астрологические системы - Западная и Ведическая. Каждая из них оперирует своими постулатами, и выводы из одних и тех же посылов не всегда совпадают. Современная наука астрологию не признает, считая ее лженаукой. Но каждый из нас иногда читает гороскопы. Что такое эклиптика, в астрологии знает практически каждый
Полеты в пространстве
Во многих фантастических романах описываются приключения космических кораблей, астероидов, попавших в пояс, который расположен между орбитами Марса и Юпитера. Такие эпизоды есть у Ефремова, Стругацких, Лема. Пояс астероидов, как и все планеты Солнечной системы, вращается в плоскости эклиптики. Может быть, стоит выйти за пределы этой плоскости и избежать всех возможных столкновений? К сожалению, по законам небесной механики, это требует очень больших затрат энергии и, соответственно, большого количества дополнительного топлива. Кроме того, стоит учитывать, что обратное возвращение потребует тоже больших энергозатрат. В перспективе рассматриваются космические корабли с солнечным парусом, которые используют солнечный ветер.
В одном из рассказов С. Лема о пилоте Пирксе полеты в этой зоне вообще запрещены, она объявлена закрытой. Потом выясняется, что там находится инопланетный космический корабль, который тщательно скрывают. Расчет межпланетных космических орбит - очень сложная задача. Приходится решать проблему минимум трех движущихся тел, учитывать гравитацию планет и особенности их вращения. Космические аппараты, запущенные к другим планетам, движутся по сложным траекториям. Сила тяготения планет используется иногда для их ускорения.
Так, первые, запущенные еще в 70-е годы, зонды "Пионер-10" и "Пионер-11" уже покинули пределы Солнечной системы под действием тяготения Юпитера и Сатурна. Во всех этих расчетах понятие эклиптики играет фундаментальную роль. Что такое эклиптика для межпланетных путешествий, уже объяснять не надо.