gov-civil-vilareal.ptHvordan vet du hvilken pol på en planet som er * nord * pol?
>Problemet med å vite mye om astronomi - ethvert emne, egentlig - er det du synes at du vet at du virkelig ikke gjør det .
For å se: skuespilleren og komikeren Dave Foley så nylig et av det praktfulle Juno -bildet av Jupiters sørpol, og stilte et ganske tydelig spørsmål :
Hvis du klikker på den for å lese tråden, ser du at noen '@-ed' meg inn i den for å se om jeg visste det. jeg svarte med svaret jeg alltid har brukt:
Men da @Dr Zig svarte :
Hei! Det var nyheter for meg! Så jeg svarte :
Så hva betyr alt dette? Her kommer vitenskapen!
Hvis du tar en perfekt sfære og bare ser på den, er overflaten på overflaten nøyaktig den samme. De er alle like langt fra sentrum, og det er deres eneste definerende egenskap. Som en fysiker kan si det, er det ingen foretrukne (spesielle) punkter på overflaten. Hvert sted er akkurat som alle andre steder.
drømmer om en eks
Men hvis du snurrer det, som magi (men vitenskap!) Dukker det opp to spesielle poeng: polene. Det er her rotasjonsaksen skjærer sfærens overflate. Det er mange måter å tenke på polene; for eksempel andre steder på den roterende sfæren, vil et punkt lage en sirkel i rommet når det beveger seg rundt rotasjonsaksen. Men på polene gjør de det ikke. De snurrer bare på plass.
De to polene er forskjellige fra hverandre på en måte: Hvis du ser ovenfra overflaten ned til en pol, vil sfæren se ut til å snurre med klokken, og hvis du ser ned på den andre polen vil det se ut til å snurre mot klokken.
Jorden er en sfære, og hvis du flyter i verdensrommet over Nord pol ser det ut til at jorden snurrer mot klokken. Ovenfra sør pol det snurrer med klokken.
[Merk: Det er ingen opp eller ned i verdensrommet, så i disse tilfellene når jeg sier 'over noe', mener jeg at du har en høyde over overflaten i forhold til sentrum av jorden. Det er lett å tenke på nordpolen som opp og sydpolen ned, men det er ganske enkelt polisme (et ord jeg nettopp fant på); Det er en iboende fordom fordi de fleste mennesker bor på den nordlige halvkule. Hvis kolonialisme hadde startet i, for eksempel Australia, og spredt seg over hele verden, ville kartene våre sannsynligvis vært opp-ned i forhold til det vi er vant til.]
Som det skjer, er det også sant for de fleste planeter og Solen, og derfor twitret jeg det jeg gjorde. Jeg trodde nordpolen var definert av planeten selv, men det er ikke tilfelle!
Den internasjonale astronomiske union er den offisielle keeper of Names and Rules and Such ™ for astronomi, og de har en definisjon for nordpolen til et snurrende objekt . Det er faktisk definert ved å bruke jorden og solen som grunnlag , så det er to trinn.
Den ene er at den bruker den aksepterte plasseringen av jordens nordpol, på 90 ° nordlig breddegrad i Arktis. OK, enkelt nok. Men så sier de at nordpolen av en annen planeten er den som ligger på den samme himmelen i forhold til det uforanderlige planet i solsystemet som Jordens Nordpolen.
Ok, jøss. Hva gjør at mener?
Animasjon som viser jorden rotere i den imaginære himmelsfæren, det sfæriske utseendet til himmelen rundt oss. Jordens poler peker mot de himmelske polene på himmelen. Kreditt: Tfr000 / Wikimedia Commons
Først, vi oppfatter himmelen som en sfære rundt oss , som om vi ser innsiden av et stort sfærisk skall. Det er faktisk en praktisk innbilning! Fordi jorden snurrer, ser det ut til at himmelen snurrer rundt oss og får stjernene til å stige og sette seg. Og det definerer også a himmelsk Nordpolen; punktet på himmelen rett over jordens nordpol. Det er også punktet på himmelen stjernene ser ut til å sirkle rundt. Det betyr at det også er en himmelsk sørpol og ekvator. Vi kan til og med projisere jordens breddegrad og lengdegrad opp i himmelen, og skape et koordinatnett vi kaller (av historiske årsaker) riktig oppstigning og deklinasjon . På den måten kan vi måle en stjernes koordinater på himmelen akkurat som du kan gi en bys koordinater på overflaten av jorden.
Så enhver stjerne nord for den himmelske ekvator er på den nordlige himmelskule, akkurat som enhver by nord for jordens ekvator er på den nordlige halvkule.
OK, så hva er det uforanderlige planet i solsystemet? Dette er en smart måte å sette opp en metode for å kartlegge ting i solsystemet. Solsystemet er tredimensjonalt, så vi må bruke tre koordinater. Men vi trenger også en opprinnelse (nullpunktet) for det systemet, samt en måte å definere xy-planet.
Astronomer bestemte seg for å bruke det totale vinkelmomentet i solsystemet for å definere det planet. Så hva er at? Det ligner mye på det lineære momentumet du er kjent med. Hvis et objekt beveger seg, har det fart. Det er en streng definisjon av det, men enkelt sagt det er objektets masse ganger hastigheten. Hvis du har to objekter med samme masse, men en beveger seg raskere, har den mer fart. Hvis du har to objekter med samme hastighet, men en er mer massiv, har den mer fart.
hvorfor er den avdøde vurdert til r
Vinkelmoment er slik, bortsett fra at det omhandler rotasjonsmomentet til et objekt. Hvis du har to identiske stålkuler, men den ene snurrer raskere, har den mer vinkelmoment. Dette blir komplisert, med noe av det avhengig av massefordelingen inne i en sfære, men vi kan ignorere det her.
Dette gjelder også for objektsystemer. Solen har vinkelmoment fordi den snurrer, men solsystemet selv har vinkelmoment fordi planetene kretser rundt solen (og de snurrer også, selv om det er en liten faktor i forhold til banene deres). Banene er alle vippet i forhold til hverandre, men de legger alle til systemets totale vinkelmoment.
En ganske fantasifull representasjon av solsystemet (merk: ingenting er i målestokk), som viser hvordan planetene kretser rundt solen i nesten det samme planet. Kreditt: Harman Smith og Laura Generosa
Hvis du bare hadde én planet som kretset rundt solen, ville planen i den bane definere planet for vinkelmomentet. Med flere planeter ved litt forskjellige orbitalheller bidrar de imidlertid hver og endrer det flyet. Det uforanderlige planet er det du får når du legger til alle bidragene fra alle planetene (og månen og asteroider og så videre). Jupiter er den største bidragsyteren, men de andre gassgigantene spiller også en stor rolle.
Hvis det er litt for mye å håndtere (som jeg helt får!), Så tenk på det på denne måten: Det er en måte å definere et plan som er som ekvator i solsystemet. Det er matematisk og komplisert, men det er det vi bruker, og vi kaller det det uforanderlige planet.
Det uforanderlige planet er veldig nært å være det samme som solens ekvator, hvis det hjelper deg å forestille deg det. Her er den viktige biten: Vi definerer 'nord for det uforanderlige planet' som halvkule som inneholder jordens nordlige himmelpol .
Nå er vi klare til å få IAU -definisjonen: Nordpolen på enhver planet er polen som peker mot et sted i den nordlige delen av himmelen i forhold til det uforanderlige planet.
Solen snurrer, og den har en pol som peker inn i den nordlige delen av himmelen i forhold til det uforanderlige planet, så det er solens nordpol. Det samme for enhver planet, måne, asteroide, komet eller hva du har.
OK, som definisjon skjønner jeg det. Men jeg liker det ikke.
Hvorfor? Fordi i den definisjonen har Venus og Uranus nordpoler som peker i samme retning som jordens ... men Venus og Uranus er snudd opp ned . Vi vet ikke hvorfor, men de er det. Så hvis du drar ut i verdensrommet i retning nord for det uforanderlige planet og ser ned på planetene, vil du se dem alle snurre mot klokken, bortsett fra Venus og Uranus.
Personlig betyr det for meg at de er snudd opp ned. Det betyr igjen at deres sørpoler peker i retning av vår nordlige halvkule. Det gir mening for meg.
Men IAU -definisjonen sier nei. Nordpolene deres peker per definisjon på samme halvkule som vår. Det betyr at de ikke er snudd opp ned, det betyr at de snurrer bakover.
Det kan være et subtilt poeng, men fysisk er det viktig. Det er vanskelig å snu en planet, men det er mye lettere enn å stoppe den og snurre den tilbake i motsatt retning (til tross for hva Superman: The Movie vil du tro).
Så for meg vil jeg heller definere en planets poler etter måten den snurrer på. Hvis du er over nordpolen, snurrer den mot klokken. Det gjør Venus og Uranus opp ned.
Når jorden roterer, ser det ut til at stjernene lager sirkler på himmelen rundt polene. Lang eksponering avslører denne bevegelsen, som denne ekstraordinære en av den nordlige himmelpolen over Golden Gate Bridge i San Francisco. Kreditt: Rogelio Bernal Andreo
Jeg vil merke at jeg forsket på denne artikkelen, jeg fant ut det I 2009 endret IAU reglene for mindre organer i solsystemet som asteroider, kometer og måne. Polene til disse objektene er definert av spinnretningen! Bortsett fra i stedet for nord- og sørpolen, kaller de dem positive og negative poler. For å definere disse bruker de 'høyre håndsregel': Krøll fingrene på høyre hånd som om du vugger et kopp kaffe. Hvis objektet snurrer i retningen fingrene peker, er tommelen din retningen til den positive polen. Hvis du tenker på det, er det nøyaktig det samme som min definisjon: Se ned på den positive polen og objektet roterer mot klokken, men den regelen er bare for mindre kropper (de kan ha mer kompliserte spinn enn planeter, fordi de kan snu , tumle og så videre, bytte poler på korte tidsskalaer). For planeter er IAU -definisjonen uavhengig av retningen til spinnet på en planet. Det står at planetens nordpol er den på den nordlige halvkule av himmelen som definert av jorden.
Det virker ... selvsentrert.
Men jeg skjønner det. Vi trenger en definisjon, og den fungerer. Jeg tror min er enklere og mindre sannsynlig å forårsake forvirring, men å ikke forårsake forvirring er ikke en stor motivasjon for IAU, tror jeg noen ganger. Astronomer trenger en definisjon for å sikre at vi alle er på samme side, men med denne definisjonen er vi det i hvert fall.
Så jeg brukte disse tweets som en unnskyldning for å skrive om denne uklare, men viktige regelen, men for å være ærlig er alt det esoterica ikke det jeg synes folk burde ta fra alt dette.
Jeg gikk inn på den Twitter -samtalen (invitert!) Og sa det jeg syntes var riktig, men ikke var det. Jeg lærte noe! Det er kult. Jeg elsker å lære ting, spesielt når det betyr at jeg må bytte ut litt feil kunnskap med en som er nøyaktig.
Men selv det er ikke det jeg vil at du skal ta bort. Ikke noe ny kunnskap, men i stedet dette spørsmålet:
Hvor mye gjør du synes at du vet at du gjøre vet, og hva gjør du synes at du vet at du virkelig ikke gjør det vet i det hele tatt?
369 manifestasjonsmetodetrinn
