header image

 
 

Nebeská sféra

Prvýkrát publikované na slovenskej Wikipédii. Autor: Jana Plauchová ako Eryn Blaireová. Spoluautori: Wizzard (zakladateľ, definícia), Adrian (doplnenie, formulácia), IP 158.193.85.22 (oprava preklepu)

Text je dostupný pod Creative Commons Attribution-ShareAlike License 3.0 a GFDL.


 

Nebeská sféra s najdôležitejšími bodmi: Z - zenit, Z´ - nadir, H - severný bod horizontu, H´ - južný bod horizontu, P - severný svetový pól, P´- južný svetový pól, E - západný bod horizontu, W - východný bod horizontu. Svetlohnedá farba označuje rovinu horizontu, zelená cirkumpolárne (nikdy nezapadajúce) súhvezdia, žltá nikdy nevychádzajúce súhvezdia pre daného pozorovateľa.

Nebeská sféra s najdôležitejšími bodmi: Z – zenit, Z´ – nadir, H – severný bod horizontu, H´ – južný bod horizontu, P – severný svetový pól, P´- južný svetový pól, E – západný bod horizontu, W – východný bod horizontu. Svetlohnedá farba označuje rovinu horizontu, zelená cirkumpolárne (nikdy nezapadajúce) súhvezdia, žltá nikdy nevychádzajúce súhvezdia pre daného pozorovateľa.

Nebeská sféra alebo nebeská guľa zriedkavo svetová sféra alebo svetová guľa je myslená guľa s ľubovoľným polomerom, na ktorú premietame polohy nebeských telies. Jej stred je buď v strede Zeme, v strede Slnka, alebo na stanovisku pozorovateľa.

Pozorovateľ na Zemi vidí pri ideálnom horizonte vždy iba polovicu nebeskej sféry. Druhá polovica je zaclonená Zemou. Poloha telesa na nebeskej sfére sa určuje pomocou niektorej súradnicovej sústavy. Poznáme horizontálnu sústavu súradníc, ekliptikálnu sústavu, ekvatoriálnu sústavu a galaktickú sústavu. Určená poloha telesa udáva len jeho smer, nie vzdialenosť.

Denný pohyb oblohy

Rotačný pohyb Zeme zo západu na východ spôsobuje zdanlivý pohyb telies na nebeskej sfére z východu na západ. Nebeská sféra teda zdanlivo rotuje okolo osi, ktorá je totožná s rotačnou osou Zeme. Os pretína nebeskú sféru v dvoch bodoch, ktoré voláme severný a južný svetový (niekedy nebeský) pól a ktoré ležia presne nad severným a južným zemepisným pólom. Hviezdy a ostatné telesá na oblohe opisujú kružnice okolo týchto pólov. Hviezdy majú na sfére prakticky stále polohy, preto je možné ich pospájať do myslených obrazcov – súhvezdí. Nebeská sféra sa otočí okolo svojej osi raz za siderický (hviezdny) deň, ktorý trvá približne 23 hodín 56 minút. Znamená to, že medzi dvoma východmi tej istej hviezdy uplynie časový interval 23 hodín 56 minút.

Telesá slnečnej sústavy

Pre telesá patriace do slnečnej sústavy je charakteristický ich vlastný pohyb na nebeskej sfére, preto medzi ich dvoma východmi uplynie trochu iný čas, ako je jeden hviezdny deň. V prípade Slnka sa tento časový interval nazýva slnečný deň a trvá 24 hodín. Slnko teda na nebeskej sfére zdanlivo zaostáva za hviezdnym pozadím, čo je spôsobené obehom Zeme okolo Slnka. Za rok sa Slnko ocitne v rovnakom bode na hviezdnom pozadí. Počas tej doby zdanlivo opíše kružnicu, ktorú nazývame ekliptika. Je to jedna z najvýznamnejších kružníc na nebeskej sfére.

Na dlho exponovanej snímke zanechali hviezdy kruhové stopy okolo severného svetového pólu. Jasná hviezda opisujúca kružnicu s najmenším polomerom je Polárka - najbližšia jasná hviezda k severnému svetovému pólu.

Na dlho exponovanej snímke zanechali hviezdy kruhové stopy okolo severného svetového pólu. Jasná hviezda opisujúca kružnicu s najmenším polomerom je Polárka – najbližšia jasná hviezda k severnému svetovému pólu.

Ročný pohyb oblohy

V dôsledku obehu Zeme okolo Slnka sa Slnko zdanlivo pohybuje proti dennému pohybu oblohy, čo spôsobuje jeho zaostávanie na hviezdnom pozadí. Keďže Slnko je najjasnejšie teleso na oblohe a kvôli rozptylu jeho svetla nevidíme cez deň väčšinu objektov, stávajú sa tieto objekty pre nás nepozorovateľné po celú dobu, ako sú na oblohe spolu so Slnkom. Slnko sa však na oblohe neustále zdanlivo pohybuje. Vzďaľuje sa od hviezd, ktoré boli predtým v jeho blízkosti, až napokon je možné tieto hviezdy vidieť pred východom Slnka, kým je ešte obloha dostatočne tmavá. Tento okamih sa nazýva heliaktický východ objektu. Jeho opakom je heliaktický západ, čas, kedy telesá miznú pod horizontom ešte za skorého súmraku. Medzi heliaktickým východom a heliaktickým západom možno objekty v určitej časti noci pozorovať. Naopak, medzi heliaktickým západom a heliaktickým východom sú hviezdy a iné objekty na dennej oblohe spolu so Slnkom, čiže nepozorovateľné. Pozorovateľné časti nočnej oblohy napríklad v marci a v septembri sú značne odlišné. Po uplynutí jedného siderického roka, keď sa Slnko nachádza opäť v rovnakom bode nebeskej sféry, je však obloha rovnaká ako pred rokom. Výnimku tvoria Mesiac, planéty a ďalšie objekty slnečnej sústavy, ktoré sa okrem denného pohybu oblohy ešte nezávisle pohybujú po nebeskej sfére, spravidla v blízkosti ekliptiky.

Dôležité pojmy

Rovnako významnou kružnicou na nebeskej sfére, akou je ekliptika, je svetový rovník. Je to priemet pozemského rovníka na oblohu. Rozdeľuje nebeskú sféru na severnú a južnú. Svetový rovník pretína ekliptiku v dvoch bodoch, ktoré nazývame jarný a jesenný bod. Ich názov pochádza z toho, že v týchto bodoch sa nachádza Slnko v okamihu jarnej a jesennej rovnodennosti. Na svetový rovník je kolmá priamka nazývaná svetová os, ktorá spája severný a južný svetový pól.

Rovníková sústava súradníc

Svetový rovník a svetová os sú dôležité pre ekvatoriálnu alebo rovníkovú sústavu súradníc 2. druhu. Táto sústava je najpoužívanejšou súradnicovou sústavou v hviezdnych mapách, pretože je pohyblivá a otáča sa spolu s oblohou. Polohu telesa na nebeskej sfére udávajú dve súradnice: Rektascenzia a deklinácia. Rekatascenzia je obdobou zemepisnej dĺžky, zatiaľ čo deklinácia je podobná zemepisnej šírke.

Rektascenia (RA) sa meria na svetovom rovníku smerom na východ v hodinovej miere od 0 do 24 hodín. Deklinácia (DEC) sa meria od svetového rovníka po svetový pól od 0° do 90° kladne na sever, záporne na juh.

Obzorníková sústava súradníc

Zatiaľ čo rovníkové súradnice 2. druhu hviezdy sa nemenia v závislosti od toho, kde stojí pozorovateľ, u horizontálnych súradníc to tak nie je. Základnou rovinou horizontálnych súradníc je rovina horizontu – obzoru, ktorá je pre každého pozorovateľa iná. Na túto rovinu je kolmá priamka, ktorá nebeskú sféru pretína v dvoch bodoch – v zenite a nadire. Zenit je bod priamo nad hlavou pozorovateľa, nadir je bod priamo pod jeho nohami. Na horizonte sa nachádzajú štyri významné body: severný, južný, východný a západný bod horizontu, pričom na severnej pologuli severný bod horizontu leží kolmo pod severným svetovým pólom. Ak prenesieme poludník, ktorý prechádza pozorovateľom, na oblohu, dostaneme meridián – kružnicu, resp. polkružnicu, ktorá prechádza severným bodom horizontu, severným svetovým pólom, zenitom, južným bodom obzoru a po predĺžení pod horizont aj nadirom.

Základné pojmy pri horizontálnej sústave súradníc: Pozorovateľ sa nachádza v strede nebeskej sféry, bode označenom O. Z označuje zenit, Z´nadir. Zenit a nadir spája ťažnica. P je severný svetový pól (v prípade, že sa nachádzame na severnej pologuli), P´je južný svetový pól. Spája ich svetová os. Oranžová kružnica je meridián a spája severný bod horizontu (H) s južným bodom horizontu (H´).

Základné pojmy pri horizontálnej sústave súradníc: Pozorovateľ sa nachádza v strede nebeskej sféry, bode označenom O. Z označuje zenit, Z´nadir. Zenit a nadir spája ťažnica. P je severný svetový pól (v prípade, že sa nachádzame na severnej pologuli), P´je južný svetový pól. Spája ich svetová os. Oranžová kružnica je meridián a spája severný bod horizontu (H) s južným bodom horizontu (H´).

Kružnice kolmé na horizont sa označujú ako vertikály – výškové kružnice. Významný je prvý vertikál, ktorý spája východný a západný bod horizontu, pričom prechádza zenitom. Kružnice rovnobežné s horizontom a zmenšujúce sa smerom k zenitu sú almukantaráty.

V horizontálnej sústave súradníc polohu telesa udávajú dve súradnice: azimut a výška. Azimut sa meria od severného alebo od južného bodu horizontu v zápornom smere (v smere hodinových ručičiek) v stupňoch od 0 do 360. Výška sa meria v stupňoch od 0 do 90 od horizontu smerom k zenitu, prípadne od 0 do -90 smerom k nadiru. Nakoľko sa základné body a roviny tejto sústavy pohybujú spolu s pozorovateľom, je azimut a výška hviezdy v inom čase alebo na inom mieste iná. Preto sa tieto súradnice nepoužívajú vo hviezdnych mapách.

rovník - 0° zemepisnej šírky

rovník – 0° zemepisnej šírky

20-ty stupeň zemepisnej šírky

20-ty stupeň zemepisnej šírky

50-ty stupeň zemepisnej šírky

50-ty stupeň zemepisnej šírky

90-ty stupeň zemepisnej šírky

90-ty stupeň zemepisnej šírky

Vplyv zemepisnej šírky

Na to, ktorú časť nebeskej sféry môžeme v noci pozorovať, nemá vplyv len ročné obdobie, ale aj zemepisná šírka. Od zemepisnej šírky závisí výška severného svetového pólu nad horizontom. Jeho výška sa vždy presne rovná zemepisnej šírke pozorovacieho miesta. Keď pozorovateľ postupuje smerom k pólu, zväčšuje sa výška svetového pólu nad horizontom. Čím je výška pólu väčšia, tým viac hviezd je pre daného pozorovateľa cirkumpolárnych – nikdy nezapadajúcich. Zároveň však rastie počet hviezd, ktoré pozorovateľ z daného miesta nikdy neuvidí, pretože sa nikdy nedostanú nad jeho horizont – sú pre neho nevychádzajúce.

Pozorovateľ stojaci na zemskom rovníku (prvý obrázok) má zemepisnú šírku nula. To znamená, že výška severného svetového pólu bude tiež nula stupňov. Severný a južný svetový pól ležia na horizonte. Keďže cirkumpolárne hviezdy sú tie, ktoré pri opísaní svojej kružnice okolo pólu nikdy nezapadnú pod horizont, na rovníku nemôže byť žiadna hviezda cirkumpolárna. Pozorovateľ na rovníku preto postupne v priebehu roka uvidí všetky súhvezdia severnej aj južnej oblohy. Všetky telesá vychádzajú a zapadajú kolmo. Z tohto dôvodu je na rovníku súmrak veľmi krátky, pretože hoci rýchlosť klesania Slnka je rovnaká ako vo vyšších zemepisných šírkach (rýchlosť rotácie Zeme sa nemení), Slnko klesá pod väčším uhlom ako vo vyšších zemepisných šírkach a skôr sa ponorí dostatočne hlboko pod horizont na to, aby obloha stmavla.

Druhý obrázok znázorňuje situáciu na 20. stupni severnej (alebo južnej) zemepisnej šírky. Svetový pól sa zdvihol od severného bodu horizontu o 20°. Časť hviezd, tých, ktorých uhlová vzdialenosť od pólu je menšia ako 20° sa stalo cirkumpolárnymi. Rovnaká časť oblohy okolo opačného svetového pólu je nevychádzajúca. Zvyšné súhvezdia pozorovateľ postupne vidí v rôznych ročných obdobiach. Súmrak a svitanie trvajú dlhšie.

Na 50° zemepisnej šírky (tretí obrázok) je už cirkumpolárnych a nevychádzajúcich viac hviezd ako na 20. stupni. Počet vychádzajúcich súhvezdí sa smerom k pólu zmenšuje. Hviezdy a Slnko vychádzajú pod menším uhlom, súmrak a svitanie trvajú ešte dlhšie.

Posledný obrázok znázorňuje situáciu na zemskom póle. Zodpovedajúci svetový pól je priamo nad hlavou pozorovateľa. Pozorovateľ vidí počas polárnej noci vždy rovnaké súhvezdia, pretože nijaké pre neho súhvezdia nie sú vychádzajúce a zapadajúce. Všetky hviezdy opisujú kružnice okolo pólov rovnobežné s horizontom. Výnimkou je len Slnko, ktoré sa vďaka pohybu po ekliptike na 6 mesiacov dostáva nad horizont a 6 mesiacov je pod ním. Súmrak a úsvit tu majú najdlhšie trvanie.

Javy ovplyvňujúce polohu telesa na nebeskej sfére

Poloha telesa na nebeskej sfére nie je totožná s reálnou polohou telesa v danom okamihu. Tieto odchýlky spôsobujú najmä rôzne pohyby Zeme a zemská atmosféra. Medzi javy spôsobené pohybom Zeme patrí aberácia a paralaxa. Jav spôsobený atmosférou sa nazýva refrakcia. Aberácia je zdanlivá odchýlka polohy telesa od jeho skutočnej polohy zapríčinená konečnou rýchlosťou svetla a pohybom pozorovateľa. Rozlišujeme dennú aberáciu, ktorá je spôsobená rotáciou Zeme, a ročnú aberáciu, ktorú zapríčiňuje obeh Zeme okolo Slnka. Paralaxa je uhol, ktorý zvierajú smery vedené z dvoch rôznych miest priestoru k pozorovanému telesu, resp. uhol o ktorý sa pozorované teleso posunie pri pozorovaní z dvoch rôznych miest. Refrakcia je odchýlka svetelného lúča od priameho smeru vznikajúca lomom svetla v atmosfére. Kvôli refrakcii je pozorovaná zenitová vzdialenosť zdroja vždy menšia, než jeho skutočná zenitová vzdialenosť. Vďaka refrakcii sme tiež schopní vidieť mierne pod horizont.

Pozri aj



Wikipédia


Napísať odpoveď

Tip 1: Aby ste predišli možnej strate komentára pri posielaní, napíšte si ho, prosím, do textového editora a sem ho iba prekopírujte.

Tip 2: Pred odoslaním obnovte CAPTCHA príklad stlačením na šípky napravo.

Povolené XHTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Vymazané budú komentáre, ktoré obsahujú spam, nadávky alebo osobné útoky, porušujú zásady slušného správania, vôbec nesúvisia s témou či s komentármi pod ňou, alebo sú presnou kópiou nejakého z predošlých komentárov.

Hodnotu píšte ako číslo, nie slovom * Časový limit vypršal, obnovte prosím CAPTCHA príklad.

Komentárov: 6     Upozornenia: 0

Autor Slavomír Fridrich Št nov 7th 2019 at 6:25 pm  

Myslím že sem to zapadne..
Ω > 1 pozorované
http://www.osel.cz/10860-kosmologicka-krize-vesmir-by-mohl-mit-tvar-koule.html#poradna_kotva
https://www.universetoday.com/143956/new-research-suggests-that-the-universe-is-a-sphere-and-not-flat-after-all/
https://www.sciencealert.com/wild-new-study-suggests-the-universe-is-curved-not-flat/amp
Takže.. Ak som si to preložil, „prežul“ a pochopil správne. Môžeme sa pokúsiť určiť tvar vesmíru viacerými metodikami.
Priame optické pozprovanie „meriame uhly a vzdialenosti v priestore“, nám ukáže vesmír ako „nádherne plochý“.
Podľa mňa následkom „plochej optickej vady od expanzie priestoru“.
Ale keď meriame veci ako „hustota, tlak, objem, rozptyl žiarenia“, pretože v plochom a sférickom priesrore majú odlišný vývoj, začneme vidieť podivnú zbierku odchýliek od plochej metriky.
Napríklad baryónové akustické oscilácie ( BAO ), súvisiace s výskumom temnej energie vykazujú zvláštny vzor.
„Cosmic Shear“ ako zložka pôsobiaca pri vzniku gravitačných šošoviek, má iné odlišné „zaostrenie“ než by mala mať v plochom priestore.
A zapadá tam aj tá „aféra“, s nelienárnymi zmenami hodnoty Hublovej konštanty.
Celkom zaujímavá zbierka „úchylných“ podivností sa nám utešene rozrastá.

Autor Slavomír Fridrich Pi nov 8th 2019 at 6:59 pm  

Podľa mňa to vysvetlenie, prečo herdek vidíme vesmír plochý,
aj keď má tvar „bubliny“? Je príšerne jednoduché..
Avšak neviem k nemu sám vypracovať matematický aparát..
Už som to skúšal všelikde, všemožne.. A nič..
Pripadám si jak „dedo čo ťahá repu“.
Cahal dzedo, cahal dzedo, cahal dzedo repu
urvalo ho v krížoch, scáhlo ho do drepu…
Rozdumuje, špekuluje, no ľen s ruku machňe
choc še takoj roztarha, no repu ňevicahňe…!
Veľká repa, veľká repa, veľičozna repa,
poc mi babo pomahac, ňepač tu jak šľepa!
Caha dzedo, caha baba, vycahnuc ňemožu,
sušedzi še rehocu, no pomosc ňepomožu.
Neviem čo mám s tým ďalej?

Autor Slavomír Fridrich So nov 9th 2019 at 2:02 pm  

Jana?
Dôkazov o „Ω > 1“ bude podľa mňa časom pribúdať.
A ľudia sa na to začnú vypytovať. Ak budeš stále pracovať v planetáriu a robiť tam prednášky, budú s týmto logicky „otravovať“ teba..
Čo sa týka literárnej tvorby, patrí tam aj prednáška o niečom?
Dalo by sa o tom začať nejak takto?
(Koľko obrázkov by k tomu bolo treba pridať?)

Podľa mňa sa to trochu podobá na Mercatorovu projekciu.
https://cs.m.wikiped…orovo_zobrazení
Keď sa pokúsime premietnuť povrch „glóbu“ na plochu plochej mapy, vytvoríme skreslenie kde najpresnejšie zobrazenie je na „rovníku“ a blízko neho, smerom k pólom sa všetko deformuje a rozťahuje zo samotných pólov, ktoré na povrchu „glóbu“ sú body, na plochej mape sú nakoniec roztiahnuté a zdeformované do podoby „priamok“..

My so sférického vesmíru vidíme podobný zdeformovaný patvar..
Keď cez celý vesmír urobíme „rovinný“ rez, ktorým ho presekneme na dve „polovice“, presným meraním zistíme že ten rez nepredstavuje plochú rovinu, ale povrch sféry.
V „4D“ ten rez vypadá dosť čudesne my stojíme trebárs na „severnom póle“, a na „južnom póle“ stojí „singularita“.
A keď si to zase premietneme na našu „oblohu“, tak ten jediný bod „singularitu“ „vidíme“ (v reále je schovaná za CMB, mikrovlnný žiarením pozadia, v době keď ešte neexistovalo naše svetlo), proste videli by sme ju roztiahnutú, zdeformovanú, zväčšenú na celú plochu oblohy..

Dáva to trochu zmysel? Dala by sa s toho spraviť aspoň prednáška?

Autor Adhara Ut nov 12th 2019 at 12:26 pm  

Popravde, nesledovala som podrobne tieto tvoje komentáre. Som zaneprázdnená, ani na stránku nebol v posledných dňoch čas. Ale nemyslím si, že sem tie komentáre veľmi patria. Toto je článok o pozorovaní oblohy zo Zeme, ktorá sa nám bude javiť rovnako bez ohľadu na reálny tvar vesmíru.

Kto z nás myslíš, že by mal urobiť tú prednášku?

Určite však nevidím problém v tom, že by sa ľudia pýtalo na toto. Návštevníci planetária, zväčša deti, majú oveľa menej sofistikované otázky.

Autor Slavomír Fridrich St nov 13th 2019 at 2:52 pm  

„Trochu“ mi vyschlo v krku.. Pri predstave že by som „predstúpiť pred publikum“.. Hoci aj deti..
:)
Ty si s tým problém nemala?

Autor Adhara St nov 13th 2019 at 4:50 pm  

Len na prvom stupni pri hromadných vystúpeniach s ostatnými deťmi. Teraz už len na začiatku chvíľu trvá, kým sa „chytím“ a naberiem plynulosť prejavu.


 

© 2014 – 2019 Jana Plauchová. S výnimkou materiálov z Wikimedia Foundation všetky práva vyhradené. Kontakt na autorku: adhara (zavináč) volny.cz.