En kosmisk reise Forelesning 2. Om stjernehimmelen, koordinatsystemer og astronomi i antikken

Transkript

1 En kosmisk reise Forelesning 2 Om stjernehimmelen, koordinatsystemer og astronomi i antikken

2 De viktigste punktene i dag: Hvordan angi posisjon på himmelen Hvordan stjernehimmelen forandrer seg gjennom gjennom døgnet og året Årsaken til årstidene Ptolemaios og det geosentriske verdensbildet, episykler og deferenter.

3 Koordinater på jordkloden

4

5

6

7

8 Stjernene i løpet av døgnet På ekvator hele himmelkula synlig i løpet av en natt, hele himmelkula godt synlig i løpet av året. I Oslo på 60 grader nordlig bredde en del av himmelkula er sirkumpolar, men det er tilsvarende deler som aldri er synlig fra Oslo. På nordpolen halve himmelkula er synlig hver natt, men det er alltid den samme halvdelen vi ser gjennom hele året.

9 Filmer som viser stjernenes bevegelser I løpet av natten UzJ94VTKVms

10 Stjernene i løpet av året Dato D0: Stjernen står opp i øst idet sola går ned. Tre timer senere: Jorda har rotert 45o og stjernen har flyttet seg tilsvarende mot vest og befinner seg halvveis mot syd. Ved solnedgang D45, 45 dager senere. Nå har jorda flyttet seg 45o i banen rundt sola, mens stjernen befinner seg i samme retning som 3 timer etter solnedgang 45 dager tidligere.

11 Solas gang over himmelen i Oslo til forskjellige årstider

12 Solas årsbevegelse på himmelen Solas bevegelse i løpet av året sett fra jorda (t.v.) og med sentrum i sola (t.h). Solverv - når solas avstand fra himmelekvator er størst Jevndøgn - når sola i sin bane passer himmelekvator Årsak - jordas rotasjonsakse heller 23 grader med normalen på jordas baneplan.

13 Årstider, innstråling, arealfaktor Årstider og Innstråling (øverst). Arealfaktor (nederst)

14 Jordaksens presesjon Jordaksen svinger rundt ekliptikkpolen på år. Himmelpol og vårpunkt flytter seg tilsvarende. Årsak: Solas tyngdekraft trekker på en jord som er litt flattrykt. Hvor mye? 50 bue-sekund per år eller 42 bueminutt på 50 år - ca. 1.5 månediameter.

15 Litt astronomihistorie Astronomi i antikken

16 Det aristoteliske verdensbildet

17 Problem: Retrograd bevegelse

18

19

20 Klaudios Ptolemaios (90-168)

21

22 Radiene til episyklene er parallelle 22

23 Merkur og Venus alltid nær sola Forklaring: Episyklenes sentra ligger fast i linjen mellom jord og middelsol. 23

24 Den Ptolemeiske modellen for Venus og Merkur forutsier at disse planetene gjennomløper et begrenset sett faser. Fasene er gitt i figuren t.v. Vi ser at f.eks. Venus går fra mørk når den er nærmest jorda og den solbelyste siden snur bort fra oss, og deretter gjennom smale sigdfaser til den igjen blir mørk lengst borte fra jorda. 24

25 Fordeler og ulemper med det ptolemeiske systemet Vinkel mellom himmelekvator og ekliptikk solas bane en grei forklaring. Retrograd bevegelse en komplisert forklaring med tillegg av en kunstig føring på episykelradiene. Venus og Merkurs nærhet til sola en forklaring med kunstige føringer. Mulig test: Forutsier at Venus ikke viser faser. Ble først mulig å sjekke da teleskopet kom. 25

26 Heliosentrisme i antikken? Aristarkhos ( f.v.t.) skal ha hevdet at planetene beveger seg i baner rundt solen. Boken der han beskrev denne teorien finnes ikke lenger. Vi vet bare at han hevdet denne påstanden fordi det er nevnt av andre, for eksempel Arkimedes. Derfor vet vi heller ikke hvilke argumenter han ga for teorien.

27 Et problem for heliosentrikerne

28 Oppmåling av solsystemet Til tross for at det er feil, var konstruksjonen av det ptolemeiske system en stor prestasjon. En annen bragd fra antikken: Hipparkhos stjernekatalog. Den mest imponerende prestasjonen var kanskje oppfinnelsen av metoder til å bestemme størrelser og avstander i solsystemet.

29 Erathostenes måling av jordas omkrets

30 Aristarkhos metode for å finne avstanden til sola

31 Neste forelesning Mer astronomihistorie: Fra Ptolemaios til Kopernikus, Kepler og Newton