O obrotach w modelu oficjalnym

Jak działa model oficjalny?
Załóżmy roboczo, że oficjalny model jest prawdziwy i zobaczmy jakie to rodzi konsekwencje jeśli chodzi o obroty różnych ciał niebieskich.
Założenia modelu:
1. Ziemia jest z dobrym przybliżeniem kulą, o promieniu r = 6 371 km
2. Ziemia wiruje wokół własnej osi ze stałą prędkością kątową przeciwnie do ruchu wskazówej zegara (z zachodu na wschód). Oś obrotu Ziemi skierowana jest stale na Gwiazdę Polarną (pomijamy precesję i nutację).
3. Ziemia krąży wokół Słońca przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, po orbicie niemal kołowej o promieniu około 149 mln. km. czyli około 60 razy większej niż wynosi promień Ziemi.
4. Księżyc krąży wokół Ziemi po orbicie niemal kołowej o promieniu około 380 tys. km. czyli około 40 razy dalej niż Księżyc również przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.
5. Gwiazdy znajdują się w różnych odległościach od Ziemi, ale nie mniejszych niż 4,2 lat świetlnych, a przytłaczająca większość z nich znajduje się powyżej 100 lat świetlnych czyli ponad 6 mln razy dalej niż Słońce.

W tym opracowaniu zajmiemy się analizą, jak przy tych założeniach będzie wyglądał ruch gwiazd, Słońca (na tle gwiazd) i Księżyca (na tle gwiazd) z punktu widzenia układu związanego z gwiazdami oraz z punktu widzenia obserwatora na obracającej się Ziemi.I porównamy wyniki jakie wynikają z takiego modelu z danymi obserwacyjnymi.


RUCH GWIAZD
Wyobraźmy sobie, że obserwator w układzie związanym z Ziemią leży na plecach na równiku wzdłuż południka lokalnego, czyli głowa wskazuje północ, a nogi południe. Rozłożył również ręce na boki w ten sposób, że prawa dłoń wskazuje zachód, a lewa wschód. Nos obserwatora skierowany jest ku zenitowi.

UWAGA: Wszyskie rysunki są poglądowe i nie oddają prawdziwych proporcji. Pozwalają jednak zobaczyć ideę poruszanego zagadnienia.

W chwili początkowej widzimy z zewnątrz następujący obraz:
Po pewnym czasie obraz wygląda następująco:
H - oznacza płaszczyznę horyzontu.

Powyższe rysunki przedstawiają obraz jaki widzi obserwator w układzie związanym z gwiazdami.
Obserwator nie odczuwa własnego ruchu, wydaje mu się, że wszystko wokół niego obraca się ze wschodu na zachód.
Ponieważ rozmiary z jakimi mamy tu do czynienia są ogromne i trudne do wyobrażenia, spróbujmy przedstawić to wszystko w odpowiednio mniejszej skali:
Wyobraźmy sobie, że znajdujemy się na środku ogromnego stadionu, rozkładamy ręce na boki w ten sposób, że prawa dłoń wskazuje zachód, a lewa wschód. Nos obserwatora skierowany jest ku zenitowi. Obracamy się wokół własnej osi, przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.Na widowni stadionu siedzą nasi znajomi rozsiani w różnych miejscach - ci znajomi są odpowiednikiem gwiazd na sferze niebieskiej. Zastanówmy się co widzi obracający się obserwator:
Wydaje mu się, że wszystko obraca się wokół niego zgodnie z ruchem wskazówek zegara czyli ze wschodu na zachód. W chwili początkowej znajomy nr 2 pojawia się na przedłużeniu lewej ręki, czyli na horyzoncie wschodnim (innymi słowy możemy powiedzieć, że dla obserwatora znajomy nr 2 "wschodzi"). Na przedłużeniu nosa (czyli w zenicie) znajduje się znajomy numer 3. Znajomy nr 5. znajduje się na przedłużeniu prawej ręki, czyli zachodzi, a znajomy nr 4. właśnie zbliża się do zachodu. Patrz na poniższy rysunek:
Po pewnym czasie nasz obserwator obrócił się o pewien kąt. Z punktu widzenia obserwatora znajomy nr 2 wzniósł się nad horyzont, a na horyzoncie ukazał się znajomy nr 1. Znajomy nr 3 przesunął się z zenitu w kierunku zachodnim, znajomy nr 4 właśnie zachodzi, a znajomy nr 5 już zaszedł.
Patrz na poniższy rysunek:
Czas od wschodu do wschodu jakiejś gwiazdy (w tym porównaniu chodzi o dowolnego znajomego) nazywamy dobą gwiazdową, jest ona tożsama z pełnym obrotem Ziemi wokół własnej osi. Trwa to odrobinę krócej niż 24 godziny. 24 godziny trwa doba słoneczna, ale do tego jeszcze wrócimy przy omawianiu pozornego ruchu Słońca.

RUCH KSIĘŻYCA

Jak pamiętamy założenia mówią, żę Księżyc obraca się wokół Ziemi w tym samym kierunku, w którym obraca się Ziemia. Czemu więc gwiazdy przeganiają Księżyc? Wydaje się, że powinno być na odwrót. Wróćmy do układu związanego z gwiazdami. Widzimy obserwatora, który obraca się wokół własnej osi, zaś wokół niego po bieżni biegnie zawodnik K. (W tym porównaniu zawodnik K, to oczywiście odpowiednik Księżyca.) Obserwator posiada większą prędkość kątową niż zawodnik. Obserwator obraca się dookoła własnej osi w jakiejś jednostce czasu, zaś zawodnikowi przebiegnięcie pełnego "kółka" wokół obserwatora zajmuje ponad 27 jednostek czasu. W chwili początkowej zawodnik, podobnie jak znajomy nr 3 znajduje się na przedłużeniu nosa obserwatora, czyli w zenicie.
Patrz na poniższy rysunek:
Po jakimś czasie obserwator przekręcił się o pewien kąt, w tym samym czasie zawodnik K przebiegł odcinek drogi, ale z uwagi na jego mniejszą prędkość kątową, zenit wyprzedził zawodnika.
Patrz na poniższy rysunek:
Jak to będzie wyglądało z punktu widzenia obserwatora na Ziemi lub na stadionie w naszym porównaniu?
Obserwator w pewnym momencie widzi zawodnika K w zenicie, przysłania on znajomego 3.
Patrz na poniższy rysunek:
Po pewnym czasie znajomy 3 przesunął się o pewien kąt w kierunku zachodnim, zaś zawodnik K biegnąc w tę samą stronę, w którą obraca się obserwator częściowo skompensował jego obrót. Zatem obserwator zauważy, że zawodnik K również przesunął się w kierunku zachodnim, ale o nieco mniejszy kąt niż znajomy nr 3. Stąd obserwator odniesie wrażenie, że osoby na widowni wyprzedzają zawodnika.
Patrz na poniższy rysunek:
RUCH SŁOŃCA

Wyjaśnienie pozornego ruchu Słońca na tle gwiazd jest zadaniem nieco trudniejszym, gdyż trzeba wprowadzić oprócz obrotu obserwatora wokół własnej osi również jego ruch wokół Słońca.
Jak zwykle przedstawmy to w mniejszej skali:
Tym razem obserwator nie tylko obraca się wokół własnej osi, ale również powoli okrąża słup S. (Słup jest odpowiednikiem Słońca). W chwili początkowej obserwator widzi słup S na tle znajomego 2 jednocześnie jest to kierunek wyznaczony przez przedlużenie lewej ręki, czyli na wschodnim horyzoncie.
Patrz na poniższy rysunek:
Po pewnym czasie obserwator obróci się o pewien kąt przeciwnie do ruchu wskazówek zegara i jego lewa ręka wskaże znajomego nr 1. W tym samym czasie obserwator wykonał niewielki krok wokół słupa S przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (z punktu X do punktu O), wobec czego obraz słupa odrobinkę przesunie w tym samym kierunku na tle widowni.
Patrz na poniższy rysunek:
Przejdźmy teraz do układu związanego obserwatorem:
W chwili początkowej widzi on słup S na tle znajomego nr 2 na przedłużeniu lewej ręki, czyli na wschodnim horyzoncie.
Patrz na poniższy rysunek:
Po pewnym czasie obserwatorowi wydaje się, że to cały stadion obrócił się wokół niego, w ten sposób, że jego lewa ręka wskazuje już znajomego nr 1.
W tym samym czasie obserwator wykonał niewielki krok wokół słupa S, zatem obraz słupa przestał zasłaniać znajomego nr 2 i przesunął się względem widowni w kierunku znajomego nr 1. Zatem w oczach obserwatora słup przesuwa się odrobinę wolniej niż widownia stadionu.
Patrz na poniższy rysunek:
I wszystko się zgadza:
Obrót sfery niebieskiej jest odwzorowaniem ruchu Ziemi wokół własnej osi. Najdalsze obiekty przesuwają się na tle gwiazd najwolniej.
W szczególności same gwiazdy na tle innych gwiazd pozostają nieruchome, z wyjątkiem gwiazd najbliższych, które posiadają niewielki ruch własny. Im bliższa planeta tym ma krótszy czas obiegu dokoła sfery niebieskiej, a co za tym idzie, szybciej się przesuwa na tle gwiazd:
Neptun: 165 lat,
Uran: 84 lata,
Saturn: 29 lat,
Jowisz: 12 lat.
Okresów pozostałych planet nie podaję, ponieważ ich odległość od Ziemi zmienia się w ciągu roku na tyle istotnie, że raz są bliżej Ziemi niż Słońce, a innym razem dalej i trudno mówić o jednostajnej prędkości na tle sfery niebieskiej.
Słońce: 1 rok
Księżyc: 27 dni.
Satelity geostacjonarne: doba gwiazdowa.

ANALIZA ILOŚCIOWA:

Jakie wartości doby gwiazdowej i doby księżycowej wychodzą z obliczeń opartych na oficjalnym modelu?
Aby to obliczyć potrzebujemy kilku danych obserwacyjnych:
1. Doba słoneczna trwa z definicji 24 godziny.
2. Miesiąc gwiazdowy trwa 27 dni 7 godzin 43 minuty i 11 sekund czyli 27,396 dób słonecznych.
3. Rok trwa 365,25 dób słonecznych = 366,25 dób gwiazdowych.

W ciągu roku gwiazdowego Ziemia wykonuje o 1 obrót więcej niż jest dób słonecznych. Wynika, to z tego, że podczas każdej doby słonecznej Ziemia musi się odrobinę "dokręcić", aby nadrobić kąt jaki wynika z przesunięcia po własnej orbicie. Skoro 1 doba słoneczna trwa 1/365,25 roku, zaś jedna doba gwiazdowa trwa 1/366,25 roku, to z prostej proporcji wynika, że doba gwiazdowa = 365,25/366,25 dób słonecznych. (Gdzie "/" oznacza dzielenie.)
Po podstawieniu wychodzi: 1 doba gwiazdowa = 86400 s. (24 h) * 365,25/366,25 = 86164 s. (Gdzie "*" oznacza mnożenie.)
Czyli dokładnie tyle, ile podają dane obserwacyjne!
A co z dobą księżycową?
W ciągu miesiąca gwiazdowego Księżyc wykonuje jeden pełny obrót wokół Ziemi, a w tym czasie ziemia wykona ponad 27 obrotów wokół własnej osi. Z tego powodu, że Księżyc wykonał w tym czasie jeden obrót dokoła Ziemi w kierunku zgodnym z obrotem Ziemi wynika, że znalazł się nad tym samym południkiem nad Ziemią o 1 raz mniej niż było obrotów Ziemi - jest to oczywiste, bo za każdym obrotem księżyc zdołał się przesunąć o pewną drogę, którą Ziemia musiała nadrobić.
Skoro podczas pełnego obiegu Księżyca wokół Ziemi ta ostatnia zdążyła obrócić się 27,396 razy, to Księżyc przeszedł nad tym samym południkiem 26,396 razy. Stąd znowu z prostej proporcji widać, że doba księżycowa trwa: 86164 s. (doba gwiazdowa) * 27,396/26,396 = 89428 s.
Czyli znowu dokładnie tyle samo ile podają dane obserwacyjne!
Jak widać model współczesny działa perfekcyjnie!
Manifo.com - make your own free website