אַסטרוֹנוֹמִיָה

האם אתה יכול למצוא את המיקום שלך בחלל על ידי מדידת זוויות בין כוכבים?

האם אתה יכול למצוא את המיקום שלך בחלל על ידי מדידת זוויות בין כוכבים?

דמיין שיש לך 3 נקודות כוכב בחלל התלת ממדי A, B ו- C. מהמיקום הלא ידוע שלך P בחלל אתה יכול למדוד את הזוויות APC, APB, BPC ואתה יודע קואורדינטות של A, B ו- C ולכן המרחקים בין AB, BC , קליפורניה. האם יש דרך לחשב עמדה משלך P? דמיין שאתה צף בחלל ואתה לא נמצא כמו כדור הארץ.

אולי זו בעיה תכופה באסטרונומיה ותוהה אם יש טכניקות לפתור אותה. אם אתה חושב שיש, אנא הכוון אותי לכיוון הנכון!

ברכות, מטלב מ.


התצפית הקשורה באסטרונומיה היא פרלקסה כוכבית: הצופה מכיר את מיקום כדור הארץ ביחס לשמש, מודד תנודות זעירות בכיוון כוכב אחר ומעריך את המרחק לכוכב. נראה שכוכב במרחק של 1 פרסק (מחשב) זז בקשת שנייה אחת (4.85 מיקרוגרם) ליחידה אסטרונומית (au) של תזוזה רוחבית. מכיוון שפרלקסה קשורה באופן הפוך למרחק, השגיאה היחסית של אומדן מרחק מבוסס פרלקסה עולה עם המרחק. עבור כל כוכב נתון, אי-הוודאות במיקום מעוצבת בצורת מחט המכוונת לעבר השמש.

על סיפונה של חללית בין-כוכבית עם מתקני תצפית מוגבלים, לא יכול להיות מעשי למדוד זוויות בין כוכבים סמוכים ישירות. במקום זאת תוכלו למדוד בנפרד את מיקומם ביחס למספר כוכבי התייחסות רחוקים הסמוכים להם בשמיים. לקבלת התוצאות הטובות ביותר, יהיה עליכם להתחשב בתנועה הנכונה של הכוכבים לאורך משך הנסיעה.

לאחר ביצוע הפחתת הנתונים, אתה יכול לחשב את הזוויות APB, BPC, APC בצורה די מדויקת. עם זאת, למרחקי השמש SA, SB, SC יש אי וודאות משמעותית שמתפשטת לכמויות אחרות המחושבות מהם, למשל. מרחקים AB, BC, AC. אתה יכול לאמוד מרחקים PA, PB, PC על פי חוק הסינס, אך אלה אינם בטוחים בכמויות דומות. לחלופין ניתן לאמוד PA, PB, PC על ידי השוואת גודל לכאורה לגודל מוחלט, אשר כפופים לאותם וודאות. אז אתה יכול למצוא את צומת הכדורים סביב A, B, C כדי להעריך את המיקום P, אך עדיין לא מדויק יותר ממרחקים SA, SB, SC. P איננה נקודה כל כך כמו ענן התפלגות הסתברות שמתרחב ככל שמתרחקים מהשמש.

בעולם האמיתי, החללית וויאג'ר 1 הרחוקה ביותר שלנו נמצאת במרחק של רק 145 או (0.0007 יח '). במרחק של בערך פי 400 מהמרחק הזה, או 1/5 מהמרחק ל- α Cen, השמש היא הכוכב הבהיר ביותר בשמיים ללא ספק והיא תישאר נקודת ההתייחסות העיקרית שלך.


הגעת לכוכב אחר! עכשיו, איך מוצאים את כוכבי הלכת שלו?

מכדור הארץ אנו יכולים לזהות כוכבי לכת מחוץ למים באמצעות מספר שיטות העיקריות הן גילוי הנענוע בתנועת הכוכב הנגרם על ידי כוכב לכת מקיף גדול, ועמעום האור של הכוכב כשכוכב הלכת עובר בינו לבין כדור הארץ. אף אחד מאלה לא נראה נוח מאוד בִּמְהִירוּת מציאת כוכבי לכת, וגם לא מציאת כוכבי לכת בזמן בכוכב.

אז: אתה מחפש כוכבי לכת שהשתמשת בהם והשתמש במכשיר המהיר שלך כדי להגיע לכוכב רחוק מסוג G. עכשיו מה אתה יכול לעשות כדי למצוא את כוכבי הלכת שלו? אני מנסה לראות כיצד לעשות זאת יחסית מהר (בסדר גודל של שבועות), עם אקסטרפולציות סבירות של הטכנולוגיה הנוכחית (אלא שנוכל לנוע ממש ממש מהר). הגדלת השיטות בהן אנו משתמשים כיום כדי למצוא למשל אובייקטים של חגורת קויפר לא ממש נראים לטווח זמן זה, האם נוכל אפילו לעשות סקר אסטרונומי שלם בעוד כמה שבועות? האם זה ייתן לנו מספיק מידע כדי למצוא את כוכבי הלכת?

אנחנו מחפשים כוכבי לכת למגורים, אז אני אהיה בסדר רק להסתכל באזור הזהב, אבל למצוא את כל כוכבי הלכת יהיה מעניין.

עריכה: נראה שהשיטה הפשוטה ביותר תהיה לסרוק את השמים מחבורת נקודות במערכת (או בסמוך) ואז להשוות את התמונות לנקודות סמוכות בתלת ממד. אני עדיין לא בטוח באילוצים האופטיים כאן. האם מישהו שיודע משהו על אסטרופוגרפיה יכול להגיב עד כמה המצלמה צריכה להיות גדולה / רגישה כדי להסיר את זה?


ניווט שמימי

ניווט שמימי נוהג כבר אלפי שנים. בתיאוריה, כל מה שאתה צריך זה העיניים שלך וידע מסוים כיצד השמש, הירח והכוכבים נעים בשמיים לאורך כל עונות השנה כדי לקבל תחושת כיוון. אבל זה לא אומר לך את עמדתך על פני כדור הארץ.

במשך רוב ההיסטוריה האנושית, ספינות היו נשארות בטווח הראייה של החוף ולעיתים נדירות עוברות גופי מים גדולים. כאשר הם עברו מעברים, הם השתמשו לעיתים קרובות בחישוב מת, תוך שימוש במיקום ידוע, בכיוון ובמהירות. אף על פי שמושג הרוחב היה קיים זמן מה, מדידת רוחב נדרשה במדויק מכשירים לאיתור זוויות, כגון אסטרולבה, שהומצאו בסביבות 200 לפני הספירה, או סקסטנט, שהומצא במאה ה -16.

אסטרולבה, סקסטנט או דומה מודד את הזוויות בין גרמי שמים ידועים, שמהם ניתן להסיק את קו הרוחב. קביעת האורך הייתה שאלה מרכזית שבסופו של דבר הסתכם בקבלת שעון מדויק, מכיוון שאורך וזמן השמש קשורים ישירות. המצאת שעונים שהיו מדויקים ויכולים לשמש בספינה או ברכב נע לא תיפתרנה רק במאה ה -19, כשהם הפכו אמינים ומשתלמים מספיק כדי שהחלופות (שיטת מרחק הירח) נפלו מכלל טוב.


מדוד מרחקים ואזורים ב- Google Earth

אתה יכול למדוד מרחקים בין מיקומים לאורך שבילים. תוכל גם למדוד את גודל המצולעים שאתה מצייר ב- Google Earth.

  • המדידות לא יכולות להיות מדויקות ב 100%, במיוחד באזורים עם שטח תלת ממדי ומבנים. לקבלת התוצאות הטובות ביותר, מדוד באמצעות תצוגה מלמעלה למטה.
  • המדידות אינן מחשיבות שינויים בגובה.
  • הוראות אלה חלות רק על Google Earth החדשה. למד כיצד למדוד מרחקים ב- Google Earth Pro.
  1. בטלפון או בטאבלט Android שלך, פתח את אפליקציית Google Earth.
  2. חפש מקום, או בחר מיקום בעולם.
  3. הקש על מדידה.
  4. להוספת נקודות מדידה, הזז את המפה והקש עליה הוסף נקודה.
  5. כדי להסיר נקודה, הקש על בטל בחלק העליון.
  6. בסיום, בחלק העליון, הקש על בוצע. בחלק התחתון תראה את מדידת המרחק.

הערה: אם אתה רוצה גם למדוד את השטח של מיקום, התחבר לנקודה הראשונה שלך והקש צורה צמודה.


10 תשובות 10

זוהי תמונה של חץ הסוחף כל אחת מהזוויות העוקבות בכוכב. שימו לב, אחרי שהוא מתחקה אחר כל הזוויות של $ 5 $, הכיוון שלה הוא הפוך - כלומר הוא סובב $ 180 ^ < circ> $ וכי זה חייב להיות סכום הזוויות. אנו יכולים לעשות את אותו הדבר לכוכב בדמותך, ארגו, זוויותיו מסתכמות מדי ב- $ 180 ^ < circ> $.

הכללה:

אנחנו יכולים לעשות את אותו הדבר לדמות כזו, שזוויותיה מסתכמות ב -180 $ ^ < circ> $: $ hskip 1.5in $
אנחנו יכולים לעשות זאת גם למשולש. המאפיין החשוב הוא זה:

אסור שיהיו קודקודים של הכוכב פְּנִים לקונוס שנסחף על ידי קרן החוצה זווית נתונה.

עמידה בתנאי זה - שבעצם אומר שלעולם לא נצטרך "להתעלם" מקודקודים, אלא פשוט לסובב את החץ ולראות מה הוא פוגע - אנו מגלים שנוכל להזמין את הקודקודים בצורה "בכיוון השעון", כך שבכל זווית , ראש או זנב החץ צועדים לקודקוד הבא בסדר (והם מתחלפים באיזה). ברור שגם הראש וגם הזנב יחוללו מהפכה מלאה כאשר הותחקו פי שניים מזוויות מקודקודים, ותניב את התוצאה הרצויה.

(אפשר גם לבטא את מצבי כ"מקצה לקודקודים את המספרים $ 1 $ דרך $ 2n + 1 $ בסדר השעון כפי שנראה מנקודה מרכזית, זה חייב להיות ש $ 1 $ מתחבר ל- $ n $ ו- $ n + 1 $, וכל שאר הנקודות מחוברות באופן אנלוגי ")


השתמש בגובה של Polaris כדי למצוא קו רוחב

מלחים ומטיילים השתמשו פולאריס, הידוע גם בשם כוכב הצפון, במשך מאות שנים כדי לאתר את מיקומם על פני כדור הארץ. פולריס הוא הכוכב הבהיר ביותר בקבוצת הכוכבים אורסה מינור, ששבעת הכוכבים הבהירים ביותר שלהם יוצרים את הדיפר הקטן. פולאריס הוא הכוכב הבהיר ביותר בקצה הזנב של המטבל הקטן והוא שימושי מכיוון שהוא הכוכב היחיד שלא נראה לנוע ביחס למיקום ספציפי על כדור הארץ. לא ניתן לראות פולריס מדרום לקו המשווה.

גובה הכוכב הוא המדידה במעלות הזווית של הכוכב מעל האופק. שטוח באופק הוא 0 & מעלות וישר למעלה בשמיים הוא ב 90 & מעלות, שיש לו שם מיוחד, ה- זֵנִית.

חומרים

תהליך

  1. צא החוצה בלילה חשוך, בהיר ומכוכב.
  2. אתר את פולריס. זהו הכוכב האחרון בזנבו של הדיפר הקטן.
  3. הושיט את המצפן לפניך.
  4. יישר את שולי המצפן 0 & deg עם האופק.
  5. שמור על קצה ה 0 וה deg מעל האופק, הרם זרוע אחת של המצפן עד שהיא מכוונת ישירות לעבר פולאריס.
  6. קרא את הזווית. זה גובה פולאריס ממיקומך על כדור הארץ. זה תואם את קו הרוחב שלך. מה יהיה גובה פולריס אם היית עומד בקוטב הצפוני? מה יהיה גובה פולריס אם היית עומד בקו המשווה?

תוצאות

השתמש במפה או באינטרנט כדי לקבוע את קו הרוחב של עירך ולראות אם המדידה שלך נכונה.

פולאריס נמצא כל כך רחוק (כ- 434 שנות אור) שקרני האור מתקרבות לכדור הארץ באופן מקביל. זה מאפשר לנו להסתכל על הזווית בינינו לבין הכוכב (שהיא זהה לזווית שבין האופק לכוכב) כדי לאתר את קו הרוחב שלנו על כדור הארץ. פולאריס נמצאת במרחק של כ -0.7 מעלות מעל הקוטב הצפוני המדויק, ולכן עם סיבוב כדור הארץ היא יוצרת עיגול זעיר משלה גם בשמים בלילה, אך זהו הכוכב היחיד שנראה לנו קבוע בשמיים.

פולריס היא גם א כוכב מרובה, ולכן זה כל כך בהיר. הוא מורכב מאלפא-פולריס, הכוכב הראשי והבהיר ביותר ושני כוכבים זעירים מאוד קרובים אליו, ולכן בעין בלתי מזוינת הם נראים ככוכב אחד.

כדור הארץ נע בתנועה הנקראת נסיגה. משמעות הדבר היא שהציר שלנו עובר במעגל לאורך כ- 26,000 שנה. המשמעות היא שפולריס לא תמיד הייתה מעל הקוטב הצפוני שלנו כפי שהיא כרגע. בתקופות מצריות קדומות, כוכב הצפון היה תובאן, מכוכב דראקו, ובעוד כ- 12,000 שנה זה יהיה וגה, מכוכב ליירה, שייראה כמגדל בהיר עוד יותר מפולאריס.

הצהרת אחריות ואמצעי בטיחות

Education.com מספק את רעיונות פרויקט יריד המדע למטרות מידע בלבד. Education.com אינה מתחייבת או מצהירה ביחס לרעיונות הפרויקט של יריד המדע ואינה אחראית או אחראית לכל אובדן או נזק, במישרין או בעקיפין, שנגרם כתוצאה מהשימוש במידע כזה. על ידי גישה לרעיונות הפרויקט של יריד המדע, אתה מוותר ומוותר על כל טענה נגד Education.com המתעוררת מכך. בנוסף, הגישה שלך לאתר Education.com ולרעיונות הפרויקט של יריד המדע מכוסה על ידי מדיניות הפרטיות של Education.com ותנאי השימוש באתר, הכוללים מגבלות על אחריות Education.com.

אזהרה ניתנת לכך שלא כל רעיונות הפרויקט מתאימים לכל אדם או בכל הנסיבות. יישום רעיון כלשהו של פרויקט מדע צריך להיעשות רק במסגרות מתאימות ובפיקוח הורי או אחר מתאים. קריאה ועקיבה של אמצעי הבטיחות של כל החומרים המשמשים בפרויקט הינם באחריותו הבלעדית של כל אדם. לקבלת מידע נוסף, עיין במדריך לביטחון מדעי של המדינה שלך.


אם אתה רוצה מדידה ישירה ופיזית של העקמומיות, הנה תוכנית שתקח לה הרבה כסף ועשרות שנים, אולי מאות שנים. מושלם לפיזיקה!

מה שאתה צריך הם שלושה לוויינים המצוידים בלייזרים, גלאי אור, יכולות מכוון מדויקות ותקשורת רדיו. שלושת הלוויינים הללו משוגרים לחלל וממקמים את עצמם הרחק זה מזה כך שהם יוצרים את הנקודות של משולש גדול מאוד. הלוויינים מדליקים כל אחד מהם שני לייזרים, מכוונים לשניים האחרים. כל לוויין מדווח לאחרים כאשר הוא מקבל את אור הלייזר. ברגע שהלוויינים מדווחים כולם שהם רואים את אור הלייזר מהאחרים, הם מודדים את הזווית בין שתי קרני הלייזר שלהם. כל לוויין מעביר זווית זו חזרה למפקדה על כדור הארץ.

ניתן לקבוע את העקמומיות הכוללת של החלל מזוויות אלה. אם הסכום הוא 180 מעלות, כמו שלמדת בשיעור גיאומטריה, הרי שהחלל סביב הלוויינים הוא שטוח.

אם הסכום הוא יותר מ -180 מעלות, אז יש לחלל עיקול חיובי שם, כמו פני השטח של כדור. אתה יכול לדמיין את המצב בכדור הארץ על ידי ציור קו מהקוטב הצפוני לקו המשווה, המשך רבע דרך ברחבי העולם לאורך קו המשווה, ואז חזרה לקוטב הצפוני. בדיוק ציירת משולש עם שלוש זוויות של 90 מעלות תמורת סכום של 270.

אם סכום הזוויות הוא פחות מ -180, לאזור החלל יש עקמומיות שלילית כמו אוכף.

נניח שהלוויינים מקיפים כוכב. מכיוון שאור מתכופף לעבר המוני, הלוויינים יצטרכו לכוון הרחק מהכוכב כך שהאור יתכופף סביב הכוכב ויפגע בשאר הלוויינים. משמעות הדבר היא כי זוויות המשולש שנוצר יהיו גדולות מהרגיל (כלומר, שטח שטוח), כלומר הסכום יהיה גדול מ -180 מעלות. לפיכך, אנו יכולים להסיק כי לחלל יש עיקול חיובי בסמוך למסה.

הקשר המדויק בין סכום זוויות המשולש לבין העקמומיות הכוללת בתוך אותו משולש ניתן על ידי $ sum limits ^ 3_ theta_i = pi + iint_T K dA $ כאשר $ theta_i $ הוא הזווית הנמדדת בכל לווין (נמדד ברדיאנים), $ T $ הוא המשטח המשולש הדו-ממדי המוגדר על ידי שלושת הלוויינים המשולבים מעל, $ K $ הוא העקמומיות הגאוסית בכל נקודה במשולש, ו- $ dA $ הוא האזור האינסופי עם העקמומיות $ K $. עבור אזור של חלל עם אפס עקמומיות כוללת, הזוויות יסתכמו ב- $ pi $ radians (180 $ ^ circ $). עקמומיות חיובית מובילה לסכום הגדול מ- $ pi $, עקמומיות שלילית לסכום קטן מ- $ pi $.

כדי להמחיש את הניסוי, דמיין ששלושת הלוויינים הללו נפרסים לחלל העמוק, רחוק מכל מקור כובד, וממקמים את עצמם כך שיהיו מרחקים שווים זה מזה. הלייזרים המקפצים ביניהם יהוו אז צלעות משולש שווה צלעות, כך:

הנקודות האדומות הן הלוויינים, והקווים הכחולים הם קרני הלייזר. כל זווית היא 60 מעלות, כלומר סכום הזוויות הוא 180 מעלות, דבר המצביע על שטח שטוח.

עכשיו דמיין שהלוויינים נכנסים לאותה תצורה, אך מקיפים חור שחור, כפי שמראה האיור הבא.

בגלל כוח המשיכה העז של החור השחור, על הלוויינים לכוון את הלייזרים הרחק מהחור השחור כדי לפגוע בלוויינים האחרים. המשמעות היא שהזווית בין הלייזרים גדולה מ- 60 מעלות, כלומר סכום הזוויות של המשולש גדול מ- 180 מעלות. זה מצביע על כך שהחלל המכיל את החור השחור כולל עיקול חיובי מוחלט.

מדידה מעניינת אחרונה לעשות היא למדוד את העקמומיות של החלל קצת מהחור השחור. הציבו את הלוויינים ליד חור שחור, כפי שמוצג להלן.

הלייזרים מהלוויין המרוחקים יותר מהחור השחור מושפעים פחות בגלל כוח המשיכה החלש יותר באזור זה, ולכן הזווית היא רק קצת יותר מ -60 מעלות. שני הלוויינים האחרים צריכים להתאים את הלייזרים שלהם בצורה מהותית יותר עקב העקמומיות הגדולה יותר הנגרמת על ידי החור השחור. לפיכך, הזוויות בלוויינים הקרובים לחור השחור הן פחות מ- 60 מעלות, כלומר סכום הזוויות של המשולש הזה הוא פחות מ- 180 מעלות. זה מצביע על כך שעקמומיות החלל ליד אך לא מכילה חור שחור היא שלילית.

מכל אלה, אנו יכולים להסיק כי העקמומיות הכוללת של החלל בתוך חור שחור היא חיובית, העקמומיות הכוללת של החלל המקיף את החור השחור היא שלילית. ככל שהלוויינים מתרחקים יותר מהחור השחור, כוח הכבידה נחלש ונחלש, כך שסכום זוויות המשולש שנוצרו על ידי הלייזרים מתקרב יותר ויותר ל -180 מעלות. משמעות הדבר היא כי העקמומיות הכוללת של כל החלל מחוץ לחור השחור מנוגדת בדיוק לעיקול בתוך החור השחור (בהנחה שהחור השחור הוא הדבר היחיד ביקום).

כשזה קורה, קיים ניסוי דומה בשלב האב-טיפוס שמופעל על ידי סוכנות החלל האירופית (ESA) ונאס"א בשם eLISA. משימה זו שונה מכיוון שהיא נועדה למדוד גלי כבידה במקום כוח המשיכה באופן ישיר וכרוכה במדידת המרחקים בין הלוויינים במקום בזווית.


פעילות מדעית: קבוצות כוכבים

סיכום קצר: קבוצות כוכבים הן דפוסי כוכבים בשמיים. אמנם דפוסים אלה שימושיים ביותר ללימוד דרכך בשמיים, ולשימוש בניווט על פני כדור הארץ, אך קבוצות הכוכבים הללו אינן קבוצות פיזיות של כוכבים. אנו רואים את הדפוסים שאנו מגדירים כקבוצות כוכבים בגלל הסידור התלת-ממדי של כוכבים בחלל.

עקרון מפתח: קבוצות כוכבים הן קבוצות של כוכבים שאינם קשורים זה לזה. הצורות שאנו רואים נובעות מהמיקום בחלל שממנו אנו צופים בהן. קבוצת כוכבים תיראה אחרת מאוד אם היינו מסתכלים עליה מכוכב אחר.

מילות מפתח: כוכבים, קבוצות כוכבים, תבניות

סיפור המדע:

האם אתה יודע איך קוראים לדפוס של כוכבים?
דפוס של כוכבים נקרא קבוצת כוכבים. קבוצות כוכבים הן קבוצות של כוכבים בשמיים. כמה קבוצות כוכבים נראות כמו חיות או אנשים.

אתה יכול למנות כל קבוצות כוכבים שאתה מכיר?
קבוצות הכוכבים המפורסמות כוללות את אוריון (הצייד), ליאו (האריה), עקרב (העקרב), קסיופיאה (מלכת אתיופיה העתיקה) וקרוקס (הצלב הדרומי). רבים מכוכבי הכוכבים הללו הומצאו על ידי תושבי יוון העתיקה לפני אלפיים שנה, אך תרבויות אחרות רואות צורות שונות בשמיים.

מדוע האנשים הקדומים המציאו את הכוכבים הללו?
בימי קדם היה חשוב מאוד לדעת את מיקומי הכוכבים ואיך הכוכבים השתנו עם עונות השנה, מכיוון שהמשמעות היא שתוכלו לנווט, לנסוע בבטחה לחקור מקומות חדשים ולהצליח למצוא את הדרך הביתה שוב.

קל לנו לזכור משהו כשאנחנו שומעים את זה מסופר כסיפור. יש תרבויות שרואות את השמים מלאים בבעלי חיים. תרבויות אחרות רואות מלכים ומלכות או דמויות מסיפורים.

קבוצות כוכבים נראות כמו דפוסי כוכבים בשמיים, אך כוכבים פרושים כמו עצים ביער: כמה כוכבים קרובים אלינו, ואחרים רחוקים הרבה יותר. כמה כוכבים נוצרים יחד באותו הזמן, אלה נקראים אשכולות כוכבים אחרים נוצרים בזמנים שונים והרבה יותר רחוק זה מזה, בני האדם יוצרים דפוסים מכוכבים אלה הנקראים כוכבים.

הכוכבים שאנו רואים בשמיים הם ייחודיים לכדור הארץ. מכל מקום אחר ביקום, דפוסי הכוכבים נראו שונים, ונראה צורות וקבוצות כוכבים שונות בשמיים.

מֵעַל: תמונות מתכנית הפלנטריום Stellarium, המציגות את הכוכבים המכונים בסיפור המדע לעיל.

מֵעַל: חלק מהשמיים המציג כמה מקבוצות הכוכבים היווניות. הדוב הגדול נמצא משמאל, והמלך קפיוס (עם מטה) והמלכה קסיופיאה (יושבים עם מראה) הם ממש ממש במרכז. פרסאוס נמצא קרוב לתחתית ומחזיק את ראש מדוזת הגורגון.
נוצר באמצעות Stellarium. מֵעַל:אותו חלק בשמים כפי שמוצג לעיל, עם אותם כוכבים, אך מראה כמה מכוכבי הכוכבים כפי שנראים על ידי אוג'יבווה מצפון אמריקה.
נוצר באמצעות Stellarium. מֵעַל: דפוס של כוכבים המרכיבים קבוצת כוכבים בשמיים. דפוס זה ידוע בתור המחרשה, הדובל הגדול, הדוב הגדול או פישר, תלוי איפה אתה נמצא בעולם.
נוצר באמצעות Stellarium.

המדע: הכוכבים שאתה רואה כשאתה מסתכל למעלה לשמי הלילה דומים מאוד לשמש שלנו - כורים גרעיניים ענקיים המאירים בעוצמה מדהימה. הגלקסיה שלנו, המכונה שביל החלב, מורכבת ממאה אלף מיליון כוכבים (בערך), כולל השמש שלנו, המסודרים בצורת דיסק. השמש שלנו יושבת בתוך שביל החלב, בערך שני שלישים מהמרחק מהמרכז לקצה הדיסק.

יש כוכבים גדולים ובהירים יותר מהשמש, אחרים קטנים יותר וקלילים יותר מהשמש. עבור כוכבים בעלי בהירות מסוימת, ככל שכוכב קרוב יותר לכדור הארץ, הוא מופיע בהיר יותר בשמיים. כוכב סמוך שהוא חלש מהותי יכול להיראות לנו בהיר יותר מכוכב רחוק יותר שמטבעו בהיר בהרבה. ניתן להמחיש רעיון זה באמצעות פנסי רחוב רחוקים ולפיד סמוך - אף על פי שהלפיד למעשה חלש יותר מאשר פנס הרחוב, ניתן להשתמש בו לקריאת ספר מקרוב גם כאשר לא מספיק אור מגיע אליכם מאור הרחוב הרחוק.

כמה כוכבים נוצרו יחד באותו זמן, נוצרו אשכולות. אלה קבוצות טבעיות של כוכבים הקרובים פיזית זה לזה בחלל. אחד האשכולות הידועים ביותר ידוע בשם שבע האחיות (הידוע גם בשם אשכול הפליאדות). משמאל ניתן לראות תמונה של שבע האחיות. אשכול זה מורכב למעשה מכמה מאות כוכבים שנוצרו כולם יחד. לתרבויות רבות יש סיפורים משלהם על האופן שבו מקבץ הכוכבים הזה נוצר בשמיים.

בניגוד לאשכולות, קבוצות כוכבים עשויים מכוכבים שנוצרו במקומות שונים בזמנים שונים - הקבוצות הללו מלאכותיות לחלוטין. קבוצת הכוכבים בה נשתמש בפעילות זו היא קבוצת הכוכבים פישר, בדומה לדוב הגדול בשמיים, אך מגיעה משמי האומות הראשונות של אמריקה.

אמנם אנו רגילים לחשוב על קבוצות כוכבים כדוגמאות של כוכבים בשמיים, אך במציאות הם מורכבים מכוכבים (בדרך כלל) המופרדים באופן נרחב שאינם קשורים זה לזה פיזית. פעילות זו ממחישה מושג זה באמצעות מודל שולחן פשוט, שהתלמידים יכולים לבנות ולחקור בעצמם.

אנלוגיה שימושית היא עם עצים ביער מנוהל שם הם ניטעו בשורות. השורות נראות ברורות מכמה זוויות, אך לא אחרות.

הפעילות: בפעילות זו התלמידים משתמשים בחומרים פשוטים לבניית מודל משלהם של קבוצת הכוכבים פישר, כהגדרתם על ידי האומות הראשונות של אמריקה. אותם כוכבים מרכיבים את אורסה מייג'ור, הדוב הגדול, שנראה באטלס כוכבים מודרניים. המודל ממחיש כיצד קונסטלציה נראית רק פישר במבט מנקודת מבט מסוימת. התלמידים יכולים לחקור את המודל בעצמם ויש לעודד אותם לראות כי אותו סידור כוכבים ייראה שונה מאוד כאשר נצפה מכל זווית אחרת.

אביזרים נדרשים:

  • עותק מודפס של קבוצת הכוכבים פישר (ראה להלן)
  • טבלת הכוכבים ותכונותיהם (ראה להלן)
  • חתיכת כרטיס A4
  • דֶבֶק
  • סרט הדבקה
  • חוּט
  • לְסַכֵּל
  • סרגל
  • עט מרקר ועיפרון
  • מספריים

הערה: כדי להפוך את הפעילות הזו למהירה וקלה יותר עבור ילדים בגיל 5, זה עוזר להכין שקית פריטים לכל קבוצה מראש. כל שקית צריכה להכיל חתיכות חוט בגודל 11x35 ס"מ ו -11 חתיכות נייר כסף (מרובעות בערך).

  1. השתמש בעט או בעיפרון כדי ליצור בזהירות חורים דרך הנייר במיקום של כל כוכב בתמונה של קבוצת הכוכבים פישר. וודא שהחור שלך עובר את כל הנייר.
  2. קרע בזהירות את נייר הכסף שלך לריבועים בערך 10 ס"מ על 10 ס"מ. תזדקק לאחת עשרה חתיכות נייר כסף.
  3. השתמש במספריים כדי לחתוך אחת עשרה חתיכות חוט, כל חתיכה צריכה להיות באורך 35 ס"מ.
  4. הדביקו חתיכת חוט למרכז חתיכת נייר כסף.
  5. מקמטים את נייר הכסף לכדור סביב קצה החוט. הפוך את הכדור לקטן ככל שתוכל! זה הכוכב הראשון שלך.
  6. חזור על שלבים 5 ו -6 עבור הכוכבים האחרים. אתה צריך עכשיו להיות אחד עשר כוכבים. הכוכבים האלה יתלויים מהתמונה שלך כדי להפוך את קבוצת הכוכבים שלך לניידת.
  7. מצא את הכוכב אלקייד בטבלת הכוכבים. הטבלה מפרטת כמה זמן המחרוזת צריכה להיות כדי שהנייד שלך ייראה תקין. עבור אלקייד הכוכב צריך לתלות 16 ס"מ מתחת לתמונה.
  8. השתמש בסרגל שלך כדי למדוד 16 ס"מ לאורך המיתר מהכוכב. השתמש בעט הסמן שלך כדי לסמן את המיתר בגובה 16 ס"מ מהכוכב.
  9. דחף בזהירות את הקצה החופשי של המיתר דרך החור המסומן "אלקייד" בתמונת פישר. משוך את החוט עד שהוא מגיע לסימן שעשית.
  10. הדביקו את הקצה הרופף של המיתר לגב התמונה.
  11. חזור על שלבים 8 עד 10 עבור הכוכבים האחרים. היזהר בחוטים שלך - אל תיתן להם להסתבך!
  12. שימו לב שכוכב 6, אלקפרה, האורך הוא 0 ס"מ. עבור כוכב זה, דחף את החוט דרך התמונה כמו עם הכוכבים האחרים, אך משך אותה עד הסוף כך שהכוכב נוגע בנייר.
  13. כאשר הדבקתם את כל הכוכבים שלכם, הדביקו או הדביקו בזהירות את תמונת קבוצת הכוכבים פישר אל יריעת הקרטון שלכם. ודא שאתה עדיין יכול לראות את קבוצת הכוכבים!
  14. הרם את הנייד מעל הראש. התבונן היטב בקבוצת הכוכבים שלך - האם אתה יכול לראות את צורתו של פישר?
  15. הסתכל על הנייד שלך ממצבים וזוויות אחרים - האם הכוכבים נראים כמו קבוצת הכוכבים פישר אם אתה מסתכל עליהם מהצד? האם יש דרכים אחרות להסתכל על הנייד שעושות את אותה קבוצה?

אולי שמתם לב שחסר כוכב! אחת מכפות הרגליים של פישר, 30 אומה, אינה כלולה במודל שלנו. הסיבה לכך היא שהוא הרבה יותר רחוק מכדור הארץ מאשר הכוכבים האחרים. אם היינו מכניסים 30 אומה למודל שלנו, היינו צריכים להאריך את כל החוטים ב -51 ס"מ!

תמונה של קבוצת הכוכבים של פישר לשימוש בפעילות זו. טבלת מספרים לשימוש בפעילות זו.

סיומת: ניתן לבנות גרסה גדולה יותר באמצעות (למשל) אורות קטנים וחוטים התלויים על הגג או מבנה עליון אחר. התלמידים יכלו לעצב "התקנה" קבוצתית בעצמם לכיתה, תוך שימוש במתמטיקה כדי לקבוע את אורכי המיתרים הדרושים ואת מיקומי המיקום של המיתרים.

ניתן לחקור את רעיון הכוכבים באמצעות אמנות יצירתית על ידי עידוד התלמידים לעצב קבוצות כוכבים משלהם סביב דפוסי כוכבים אמיתיים, להמציא סיפורים משלהם עבור קבוצות הכוכבים שלהם, וליצור ייצוג אמנותי משלהם.


ניהול הפעילות

חומרים

  1. שני סרגל כיתות עץ שטוח לכל תלמיד, מסומנים בסנטימטרים
  2. בריח 3/16 x & frac12 אחד ומכונת כביסה לנעילה ואגף כנפיים שתואמים לכל תלמיד (המרכז לשיפור הבית המקומי יכול לעזור לך בזה בקלות!)
  3. מקדחה חשמלית עם מקדח 3/16 & ndash & frac 14 אינץ '
  4. 6 חתיכות נייר בוצ'ר גדול או נייר מלאכה, כל אחד בערך. 30 & rdquo x 48 & rdquo
  5. נייר בנייה, עפרונות, טושים

2 תשובות 2

זוהי מדידת זווית גרידא - למעשה כמה פיקסלים הכוכב זז וכמה שניות קשת / פיקסל נמדדת שיש למצלמה + לטלסקופ.

בעבר הכוכבים נמדדו בזה אחר זה באמצעות טלסקופ מעבר כך שהזווית הייתה ישירות מהמקודד על ציר ההטיה (חשוב אנכי) ושעון לעלייה ימינה (לכיוון הכוכבים מסתובבים על פני נקודה קבועה כאשר כדור הארץ מסתובב) .

אם יש לך טלסקופ עם סולם זוויות מכויל היטב (פיקסלים / קשת). ואתה מניח שכוכבי המרחק המרובים קבועים ואז תוכל למדוד כיצד נראה כי כוכב החזית נע יחסית לאותם כוכבי רקע במידות של 6 חודשים זה מזה. אתה יודע שהלווין עבר 2au סביב השמש ואתה יכול למדוד את הפרש הזווית לכוכב בקשת, החל מתנועת הפיקסלים ביחס לרקע בשתי התמונות. יש לך מרחק לכוכב בפארסה.

הטכניקה הממשית בה השתמש היפרקוס (ואני מניח שגאיה אבל אני לא מכיר את המשימה) מעוניינת. בלוויין יש שני טלסקופים בזווית קבועה המסוגלים למדוד זוגות כוכבים זה מזה. כשהוא מסתובב הוא רואה הרבה זוגות כוכבים ומתעד את הזווית היחסית. עבור כוכבים קרובים מספיק למדידת זוויות אלה ישתנו במסלול.

לאחר מכן היא מבצעת את "אם כל המשוואות בו זמנית" (כלשונו של המדען בפרויקט) כדי להבין אילו כוכבים נעו ואילו כוכבים קבועים. זה גם צריך לפתור את הזווית הקבועה בין שני הטלסקופים מכיוון שלא ניתן היה למדוד את זה מספיק טוב על הקרקע. המדידות כל כך מדויקות שיש לקחת בחשבון את כיפוף האור על ידי צדק כמו גם את השמש.

כצידה, שגיאה במהלך ההשקה גרמה לכך שלב הבוסטר האחרון לא נפרד - והשאיר אותו במסלול הלא נכון ועם כמה טונות של גרוטאות מתכת דבוקות בו. המסה הנוספת החליקה את תנועת הטלסקופ (הפחתת השפעת רוח השמש, מיקרומאוריטים וכו ') והובילה לתוצאות מדויקות יותר. הצעה שהם מוסיפים ליורש בכוונה כמה טונות של גרוטאות מתכת נדחתה.


צפו בסרטון: קטאן גיבורי חלל איך משחקים? מתיישבים בחלל Catan: Starfarers (יָנוּאָר 2022).