Зенит

Однос између зенита, надира и хоризонта

Zemljina vrtnja uzrok je prividnom okretanju nebeske sfere i izmjene dana i noći.

Nebeski ekvator i ekliptika.

Зенит је тачка небеске сфере вертикално изнад посматрача и то је највиша тачка на небеској сфери. Зенит је у астрономији, геофизици и сродним наукама дефинисан као тачка на небеској сфери која се налази на правцу, а у супротном смеру од деловања силе Земљине теже у одређеном месту. На небеској сфери се, на истом правцу, у смеру деловања Земљине теже налази надир. Реч зенит настала је неправилним изговором арапске речи samt (sent - стаза), која је у средњем веку коришћена као део израза samt arrâs (стаза изнад главе).

Зенит је различит за различите положаје посматрача на Земљи, а мења се временом и на истом положају звог тога што Земља није савршено сферно тело (представља геоид, чија оса ротације и центар гравитационог дејства нису стални). Међутим, ово су изузетно ситне промене.

Употреба

Зенит дефинише једну осу хоризонтског координатног система и служи као почетна тачка за мерење зенитног угла звезди и других небеских објеката.

Основе оријентације на небеској сфери

Астрономија је везана за оријентацију у простору, а она се састоји у томе да гледајући у небо, и прелазећи погледом с једног небеског тела на друго, астроном повезује смерове у којима се види тело. Положај тела се пројектује на површину једне кугле, која се назива небеском сфером. Због великих раздаљина међу небеским телима, може се замислити да је и небеска сфера на великој удаљености. Блиски предмети, као што су авион или вештачки сателит, на небеској ће сфери брзо мењати међусобни положај, а много удаљеније звезде, иако се и оне заправо крећу, дуже ће задржавати привидно једнак пројектовани размештај. Дакле, положај тела одређује се смеровима и угловима између њих.

За запис положаја на небеској сфери служе сферне координате, слично као што за утврђивање положаја на површини Земље служе земљописне координате. Важне тачке на глобусу јесу полови, тачке кроз које пролази Земљина оса вртње. Веома важно својство, смер вртње, не може се одредити друкчије него на основу искуства. Каже се да се Земља окреће као десни вијак који напредује од Јужног пола према Северном полу. Смер се може одредити и с обзиром на начин кретања сатне казаљке. Гледајући на Северни пол Земље, она се врти у смеру супротном од казаљке на сату. Помоћу меридијана одбројавају се земљописне дужине; рачунају се као источне или као западне, од 0° до 180°. Почетни меридијан је онај који, по договору, пролази кроз опсерваторију у Гриничу, предграђу Лондона. Вертикално на меридијане пролазе паралеле (успореднице). Паралела највећег опсега је екватор, а од њега се према северу и према југу одбројавају географске ширине, као северне и јужне, и то од 0° до 90°. Меридијана и паралела има неизмерно много.

У астрономији се примењује неколико координатних система (небески координатни системи). Сваки од њих има основни круг (као што је Земљин екватор) и почетну полукружницу (као што је почетни Гринички меридијан) од којих се одбројавају координате.

Дневно кретање неба

Непосредан изглед појава на небу узрокован је Земљиним кретањима. Земљина вртња узрок је привидном окретању небеске сфере и измене дана и ноћи. Није свеједно да ли се окреће Земља или небеска сфера, са свим звездама и галаксијама. У последњем би случају релативне брзине звезда морале да надмаше брзину светлости, а недостајале би многе ситне појаве које пружају физичке и астрономске доказе кретања Земље. Те појаве јесу: закретање равни њихања (Фукоово клатно), отклон на исток при слободном паду, спљоштеност Земље, појава дневне паралаксе, дневна аберација светлости и још неке. Без разумевања физичке суштине, а то значи не знајући за ограничену величину Земље и њена кретања, непосредно видљиве промене на небу нису једноставно протумачиве. Зато је и требало много времена док се човек није издигао изнад непосредно датог.

Небеска оса, небески екватор и небески меридијан

Видљив предио неба зависи од положаја посматрача и од тренутка посматрања. Сваки проматрач на Земљи стоји на водоравној равни, а правац силе теже, вертикала, нормална је на ту раван. Смер вертикале показује слободно обешен, миран висак. Продужи ли се вертикала према небеској сфери, пробошће је у тачки која зависи од земљописног положаја и од тренутка дана, јер се Земља окреће. Због Земљиног окретања вертикала описује купу око продужене Земљине осе или небеске осе. Небеска оса пробада небеску сферу у северном и јужном небеском полу. Небеска оса је замишљени правац идентичан са Земљином осом ротације и пробада небеску сферу у северном и јужном небеском полу. У тачки северног небеског пола се приближно налази звезда Северњача. Око небеске осе се привидно окреће небеска сфера (привидно окретање настаје због ротације Земље). Сва небеска тела привидно се окрећу око небеске осе. Раван Земљиног екватора, протегнута до небеске сфере, исеца на њој кружницу или небески екватор. Небески екватор је пројекција Земљиног екватора на небеску сферу. Раванин којој припада небески екватор нормалан је на небеску осу. Раван меридијана на којему се посматрач налази пресеца небеску сферу уздуж велике кружнице или небеског меридијана. Небески меридијан је замишљена велика кружница на небеској сфери која пролази северним и јужним небеским полом и садржи пројекцију небеског тела чији меридијан се посматра. Меридијан посматрача пролази кроз небеске полове, те садржи зенит и надир посматрача. Како проматрач субјективно не осећа Земљину вртњу, чинће му се да се небеска сфера окреће око Земљине оси, и то у супротном смеру.

Обзор, зенит и надир

Водоравна раван на којој се проматрач налази је раван обзора или хоризонта, а кружница коју она исеца на небеској сфери је обзор или хоризонт. Обзор је велика кружница небеске сфере, настаје пресеком равни која пролази стајалиштем посматрача са небеском сфером и нормална је на правац зенит-надир. Видљиви хоризонт (на отвореним површинама као море) се због закривљености Земљине површине налази испод астрономског хоризонта (томе је узрок и надморска висина те рефракција Земљине атмосфере). Тачке у којима нормала или вертикала пробада небеску сферу јесу зенит и надир. Зенит је тачка на небеској сфери која се налази директно изнад проматрача. Надир је тачка на небеској сфери супротно од зенита (испод проматрача). На арапском значи супротан, насупрот. Звезде обилазе око небеске осе по кружницама које су назване дневне кружнице. Неке звезде, оне које су ближе северном небеском полу, стално су изнад обзора (Cirkumpolarna sazvežđa). Неке звезде излазе изнад обзора и залазе под обзор.

Као источна тачка обзора (И) и као западна тачка обзора (З) задаје се пресециште небеског екватора с обзором. Небески меридијан пролази кроз зенит, северни и јужни небески пол. Пресециште меридијана и обзора ближе северном небеском полу је северна тачка обзора (С), а њој насупрот, јужна тачка обзора (Ј). Четири главне тачке обзора (С, Ј, З и И) одређене су привидним дневним кретањем неба и разликовањем полова, а размакнуте су на обзору за прави угао. Звезде излазе на источној страни обзора, подижу се до небеског меридијана, где достижу највећу висину или каже се да пролазе кроз горњу кулминацију. Настављајући кружење, залазе на западној страни обзора. Након тога ће звезде проћи и кроз најнижи положај или доњу кулминацију. Изнад обзора звезде се премештају од источне стране према западној. Циркумполарне звезде никада не залазе, а антициркумполарне никада не излазе. Све звезде, посматране на свим земљописним ширинама, без обзира на то јесу ли циркумполарне или нису, пролазе кроз горњу кулминацију у оној половини меридијана (меридијан је располовљен северним и јужним небеским полом) која садржи зенит; кроз доњу кулминацију звезда ће проћи у оној половини меридијана која садржи надир. Делови дневних кружница изнад обзора јесу дневни лукови. Звезда која се налази на дневној кружници северније од небеског екватора излази између северне (С) и источне (И) тачке обзора, а залази између северне и западне (З) тачке обзора. Јужније од источно – западне линије, излазе и залазе оне звезде које су смештене јужније од небеског екватора.

Литература

• Glickman, Todd S. (2000). Glossary of meteorology. American Meteorological Society. ISBN 978-1-878220-34-9. 
• McIntosh, D. H. (1972). Meteorological Glossary (5th изд.). ISBN 978-0-8206-0228-8. 
• Picoche, Jacqueline (2002). Dictionnaire étymologique du français. Paris: Le Robert. ISBN 978-2-85036-458-7. 
• Astronomija - Milan S. Dimitrijević, Aleksandar S. Tomić (1995)
• U.S. Naval Observatory Nautical Almanac Office; U.K. Hydrographic Office; H.M. Nautical Almanac Office (2008). The Astronomical Almanac for the Year 2010. U.S. Govt. Printing Office. стр. M2, "apparent place". ISBN 978-0-7077-4082-9. 
• Berger, A. L. (1976). „Obliquity and precession for the last 5000000 years”. Astronomy and Astrophysics. 51 (1): 127—135. Bibcode:1976A&A....51..127B. 
• Capitaine, N. (2003). „Expressions for IAU 2000 precession quantities”. Astronomy & Astrophysics. 412 (2): 567—586. Bibcode:2003A&A...412..567C. doi:10.1051/0004-6361:20031539 . 
• Dreyer, J. L. E.. A History of Astronomy from Thales to Kepler. 2nd ed. New York: Dover, 1953.
• Evans, James. The History and Practice of Ancient Astronomy. New York: Oxford University Press, 1998.
• Explanatory supplement to the Astronomical ephemeris and the American ephemeris and nautical almanac
• Hilton, J.L. (2006). „Report of the International Astronomical Union Division I Working Group on Precession and the Ecliptic” (PDF). Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 94 (3): 351—367. Bibcode:2006CeMDA..94..351H. doi:10.1007/s10569-006-0001-2. 
• Lieske, J. H.; Lederle, T.; Fricke, W. (1977). „Expressions for the Precession Quantities Based upon the IAU (1976) System of Astronomical Constants”. Astron. Astrophys. 58: 1—16. Bibcode:1977A&A....58....1L. 
• Precession and the Obliquity of the Ecliptic has a comparison of values predicted by different theories
• Pannekoek, A. A History of Astronomy. New York: Dover, 1961.
• Parker, Richard A. "Egyptian Astronomy, Astrology, and Calendrical Reckoning." Dictionary of Scientific Biography 15:706–727.
• Rice, Michael (1997), Egypt's Legacy: The archetypes of Western civilization, 3000–30 BC, London and New York.
• Schütz, Michael (2000). „Hipparch und die Entdeckung der Präzession. Bemerkungen zu David Ulansey, Die Ursprünge des Mithraskultes”. Electronic Journal of Mithraic Studies (на језику: немачки). 1. Архивирано из оригинала 4. 11. 2013. г. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Simon, J. L. (1994). „Numerical expressions for precession formulae and mean elements for the Moon and the planets”. Astronomy and Astrophysics. 282: 663—683. Bibcode:1994A&A...282..663S. 
• Tompkins, Peter. Secrets of the Great Pyramid. With an appendix by Livio Catullo Stecchini. New York: Harper Colophon Books, 1971.
• Toomer, G. J. "Hipparchus." Dictionary of Scientific Biography. Vol. 15:207–224. New York: Charles Scribner's Sons, 1978.
• Toomer, G. J. Ptolemy's Almagest. London: Duckworth, 1984.
• Ulansey, David. The Origins of the Mithraic Mysteries: Cosmology and Salvation in the Ancient World. New York: Oxford University Press, 1989.
• Vondrak, J.; Capitaine, N.; Wallace, P. (2011). „New precession expressions, valid for long time intervals”. Astronomy & Astrophysics. 534: A22. Bibcode:2011A&A...534A..22V. doi:10.1051/0004-6361/201117274 . 
• Ward, W. R. (1982). „Comments on the long-term stability of the earth's obliquity”. Icarus. 50 (2–3): 444—448. Bibcode:1982Icar...50..444W. doi:10.1016/0019-1035(82)90134-8. 

Спољашње везе

• Celestial Equatorial Coordinate System University of Nebraska-Lincoln
• Celestial Equatorial Coordinate Explorers University of Nebraska-Lincoln