행성의 어느 극이 *북극*인지 어떻게 알 수 있습니까?

보고있는 영화는 무엇입니까?
 
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천문학에 대해 많이 아는 것의 문제는 - 어떤 주제든, 실제로 - 당신이 무엇을 생각한다 당신은 당신이 정말 알고 하지마 .



즉, 배우이자 코미디언인 Dave Foley는 최근 목성의 남극에 대한 장엄한 Juno 이미지 중 하나를 보았습니다. 그리고 꽤 중요한 질문을 던졌다 :

스레드를 읽기 위해 클릭하면 누군가가 나를 '@-ed'하여 내가 알고 있는지 확인하는 것을 볼 수 있습니다. 나는 대답했다 내가 항상 사용했던 대답으로 :







하지만 @Zig 박사가 대답했습니다. :

여기 요! 그것은 나에게 뉴스였습니다! 그래서 나는 대답했다. :

각도 번호 999

이 모든 것이 무엇을 의미합니까? 과학이 온다!

완벽한 구를 가져와서 보면 표면의 모든 부분이 정확히 동일합니다. 그것들은 모두 중심에서 같은 거리에 있으며 이것이 유일한 특징입니다. 물리학자가 표현하듯이 표면에는 선호되는(특별한) 점이 없습니다. 모든 지점은 다른 모든 지점과 같습니다.





그러나 마법처럼(그러나 과학!) 회전시키면 두 가지 특별한 점이 나타납니다. 바로 기둥입니다. 회전축이 구의 표면과 교차하는 위치입니다. 극점을 생각하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 회전하는 구의 다른 곳에서 점은 회전 축을 중심으로 이동할 때 공간에서 원을 만듭니다. 그러나 기둥에서는 그렇지 않습니다. 그들은 제자리에서 회전할 뿐입니다.

두 극은 한 가지 면에서 서로 다릅니다. 표면 위에서 한 극을 내려다보면 구가 시계 방향으로 회전하는 것처럼 보이고 다른 극을 내려다보면 반시계 방향으로 회전하는 것처럼 보입니다.

지구는 구체이고 당신이 위의 공간에 떠 있다면 북쪽 극은 지구가 시계 반대 방향으로 회전하는 것처럼 보입니다. 위에서 남쪽 기둥은 시계 방향으로 회전합니다.

[참고: 우주에는 위 또는 아래가 없으므로 이러한 경우에 '무언가 위에'라고 말할 때 지구 중심에 대해 표면보다 약간 높은 고도가 있음을 의미합니다. 북극을 위, 남극을 아래로 생각하기 쉽지만 그것은 단순히 극주의(내가 방금 만든 단어)입니다. 대부분의 사람들이 북반구에 살고 있기 때문에 내재된 편견입니다. 예를 들어 호주에서 식민주의가 시작되어 전 세계로 퍼졌다면 우리 지도는 우리가 익숙한 것에 비해 거꾸로 뒤집혔을 것입니다.]

그것은 대부분의 행성과 태양에서도 마찬가지입니다. 그래서 제가 한 일을 트윗했습니다. 나는 북극이 행성 자체에 의해 정의된다고 생각했지만, 그렇지 않습니다!

국제천문연맹(International Astronomical Union)은 천문학에 대한 공식 명칭 및 규칙 등의 수호자입니다. 회전하는 물체의 북극에 대한 정의가 있습니다. . 실제로 정의되어 있습니다. 지구와 태양을 기반으로 , 그래서 두 단계가 있습니다.

하나는 북극에서 북위 90°인 지구 북극의 허용 위치를 사용한다는 것입니다. 좋아요, 충분히 쉽습니다. 그러나 그들은 북극의 북극이라고 말합니다. 또 다른 행성은 태양계의 불변 평면에 대해 동일한 천구 반구에 있는 행성입니다. 지구의 북극.

알겠습니다. 무엇을합니까 저것 평균?

가상의 천구에서 회전하는 지구를 보여주는 애니메이션, 우리 주변의 하늘이 구형 모양입니다. 지구의 극은 하늘의 천구의 극을 가리킵니다. 크레딧: Tfr000 / Wikimedia Commons

가상의 천구에서 회전하는 지구를 보여주는 애니메이션, 우리 주변의 하늘이 구형 모양입니다. 지구의 극은 하늘의 천구의 극을 가리킵니다. 신용 거래: Tfr000 / 위키미디어 공용

첫 번째, 우리는 하늘을 우리 주위의 구체로 인식합니다. , 마치 거대한 구형 껍질의 내부를 보는 것처럼. 그것은 실제로 편리한 생각입니다! 지구가 자전하기 때문에 하늘이 우리 주위를 도는 것처럼 보이며 별이 뜨고 지는 것처럼 보입니다. 그리고 그것은 또한 정의 천국 같은 북극; 지구의 북극 바로 위에 있는 하늘의 지점. 그것은 또한 별들이 주위를 도는 것처럼 보이는 하늘의 지점입니다. 그것은 천구의 남극과 적도도 있다는 것을 의미합니다. 우리는 지구의 위도와 경도를 하늘로 투영하여 우리가 호출하는 좌표 그리드를 생성할 수도 있습니다(역사적인 이유로) 적경과 적위 . 그렇게 하면 지구 표면에서 도시의 좌표를 제공할 수 있는 것처럼 하늘에서 별의 좌표를 측정할 수 있습니다.

따라서 천구의 적도 북쪽에 있는 별은 천구의 북반구에 있으며, 지구의 적도 북쪽에 있는 도시가 북반구에 있는 것과 같습니다.

자, 그럼 태양계의 불변 평면은 무엇입니까? 이것은 태양계에서 사물을 매핑하는 방법을 설정하는 영리한 방법입니다. 태양계는 3차원이므로 3개의 좌표를 사용해야 합니다. 그러나 해당 시스템의 원점(영점)과 x-y 평면을 정의하는 방법도 필요합니다.

천문학자들은 그 평면을 정의하기 위해 태양계의 총 각운동량을 사용하기로 결정했습니다. 그래서 무슨 일이야 저것? 그것은 여러분이 알고 있는 선형 운동량과 매우 비슷합니다. 물체가 움직이면 운동량이 있습니다. 거기 엄격한 정의 하지만 간단히 말해서 물체의 질량 곱하기 속도입니다. 질량이 같은 두 물체가 있지만 하나가 더 빨리 움직이면 운동량이 더 큽니다. 같은 속도의 두 물체가 있지만 하나가 더 무겁다면 운동량이 더 큽니다.

각운동량은 물체의 회전운동량을 다룬다는 점을 제외하면 이와 같습니다. 두 개의 동일한 강철 구체가 있지만 하나가 더 빠르게 회전하는 경우 더 많은 각운동량을 갖습니다. 이것은 구 내부의 질량 분포에 따라 일부가 복잡해 지지만 여기서는 무시할 수 있습니다.

이것은 객체 시스템에서도 마찬가지입니다. 태양은 자전하기 때문에 각운동량을 갖지만, 행성이 태양 주위를 공전하기 때문에 태양계 자체는 각운동량을 갖습니다. 궤도는 모두 서로에 대해 기울어져 있지만 모두 시스템의 전체 각운동량에 추가됩니다.

행성이 거의 같은 평면에서 태양을 공전하는 방법을 보여주는 태양계의 다소 기발한 표현(참고: 축척에 비례하는 것은 없음). 크레딧: Harman Smith 및 Laura Generosa확대

행성이 거의 같은 평면에서 태양을 공전하는 방법을 보여주는 태양계의 다소 기발한 표현(참고: 축척에 비례하는 것은 없음). 신용 거래: 하만 스미스와 로라 제네로사

태양을 도는 행성이 하나만 있는 경우 해당 궤도의 평면이 각운동량의 평면을 정의합니다. 그러나 약간 다른 궤도 기울기에 여러 행성이 있으면 각각 기여하여 해당 평면을 변경합니다. 불변 평면은 모든 행성(및 달, 소행성 등)의 모든 기여를 더할 때 얻는 것입니다. 목성은 가장 큰 기여자이지만 다른 가스 거인들도 큰 역할을 합니다.

그것이 처리하기에는 너무 많다면(완전히 이해합니다!) 다음과 같이 생각하십시오. 태양계의 적도와 같은 평면을 정의하는 방법이 있습니다. 그것은 수학적이고 복잡하지만 우리가 사용하는 것이고 우리는 그것을 불변 평면이라고 부릅니다.

불변 평면은 그림을 그리는 데 도움이된다면 태양의 적도와 매우 유사합니다. 중요한 부분은 다음과 같습니다. 우리는 '불변 평면의 북쪽'을 지구의 천구 북극을 포함하는 반구로 정의합니다. .

이제 우리는 IAU 정의를 얻을 준비가 되었습니다. 모든 행성의 북극은 불변 평면을 기준으로 하늘의 북쪽 어딘가를 가리키는 극입니다.

중력 폭포는 키즈 쇼입니다

태양은 자전하고 불변 평면에 대해 하늘의 북쪽 부분을 가리키는 극이 있습니다. 그래서 그것이 태양의 북극입니다. 모든 행성, 달, 소행성, 혜성 또는 무엇을 가지고 있든 마찬가지입니다.

좋아요, 정의로 알겠습니다. 그러나 나는 그것을 좋아하지 않는다.

왜요? 그 정의에 따르면 금성과 천왕성은 지구의 북극과 같은 방향을 가리키는 북극을 가지고 있기 때문에… 그러나 금성과 천왕성은 거꾸로 뒤집혀 있습니다. . 이유는 모르겠지만 그렇습니다. 따라서 불변 평면의 북쪽 방향으로 우주로 나가 행성을 내려다보면 금성과 천왕성을 제외한 모든 행성이 시계 반대 방향으로 회전하는 것을 볼 수 있습니다.

개인적으로 그것은 그들이 거꾸로 뒤집혔다는 것을 의미합니다. 그것은 차례로 그들의 남극이 우리의 북반구 방향을 가리킨다는 것을 의미합니다. 그것은 나에게 의미가 있습니다.

그러나 IAU의 정의는 그렇지 않다고 말합니다. 그들의 북극은 정의상 우리와 같은 반구를 가리킵니다. 즉, 거꾸로 뒤집힌 것이 아니라 거꾸로 회전한다는 의미입니다.

미묘한 부분일 수 있지만 물리적으로 중요한 부분입니다. 행성을 뒤집는 것은 어렵지만 멈추고 반대 방향으로 다시 회전시키는 것보다 훨씬 쉽습니다. 슈퍼맨: 더 무비 믿으시겠습니까).

그래서 저는 행성의 극을 회전하는 방식으로 정의하고 싶습니다. 북극 위에 있으면 시계 반대 방향으로 회전합니다. 그것은 금성과 천왕성을 거꾸로 만듭니다.

지구가 자전함에 따라 별들은 극을 중심으로 하늘에서 원을 그리는 것처럼 보입니다. 긴 노출은 샌프란시스코의 금문교 위 천구의 북극과 같이 이 움직임을 드러냅니다. 크레딧: Rogelio Bernal Andreo확대

지구가 자전함에 따라 별들은 극을 중심으로 하늘에서 원을 그리는 것처럼 보입니다. 긴 노출은 샌프란시스코의 금문교 위의 이 특별한 천구의 북극과 같은 이 움직임을 보여줍니다. 신용 거래: 로겔리오 베르날 안드레오

나는이 기사를 조사하고 있다는 것을 알게되었습니다. 2009년 IAU는 태양계의 작은 천체에 대한 규칙을 변경했습니다. 소행성, 혜성, 달처럼. 이 물체의 극은 회전 방향으로 정의됩니다! 북극과 남극 대신에 양극과 음극이라고 부릅니다. 이것을 정의하기 위해 그들은 '오른손 법칙'을 사용합니다. 커피 한 잔을 껴안고 있는 것처럼 오른손 손가락을 구부립니다. 물체가 손가락이 가리키는 방향으로 회전하면 엄지손가락이 양극 방향입니다. 생각해보면 내 정의와 정확히 같습니다. 양극을 내려다보면 물체가 시계 반대 방향으로 회전합니다. 그러나 그 규칙은 작은 물체에 대한 것입니다(그들은 뒤집힐 수 있기 때문에 행성보다 더 복잡한 회전을 가질 수 있습니다) , 텀블 등, 짧은 시간 규모로 극을 변경). 행성의 경우 IAU 정의는 행성의 회전 방향과 무관합니다. 그것은 행성의 북극이 지구에 의해 정의된 하늘의 북반구에 있는 북극이라고 말합니다.

그건... 자기 중심적인 것 같습니다.

그러나 나는 그것을 얻는다. 우리는 정의가 필요하고 그 정의가 작동합니다. 내 생각에 내 것이 더 간단하고 혼란을 일으킬 가능성이 적지만 혼란을 일으키지 않는 것이 IAU에 대한 큰 동기가 아니라고 가끔 생각합니다. 천문학자들은 우리 모두가 같은 페이지에 있는지 확인하기 위해 몇 가지 정의가 필요합니다. 적어도 이 정의를 통해 우리는 그렇습니다.

그래서 저는 그 트윗을 이 모호하지만 중요한 규칙에 대해 쓰는 핑계로 사용했습니다.

나는 그 트위터 대화(초대!)에 들어가서 내가 옳다고 생각했지만 그렇지 않은 것을 말했습니다. 나는 무언가를 배웠다! 멋지네요. 저는 무언가를 배우는 것을 좋아합니다. 특히 잘못된 지식을 정확한 지식으로 대체해야 할 때 그렇습니다.

야생 잭 런던의 부름

하지만 그것조차 당신이 가져가길 바라는 것은 아닙니다. 새로운 지식이 아니라 다음과 같은 질문이 있습니다.

당신은 얼마나 생각한다 당신은 당신이 알고 하다 알고, 당신은 무엇을 생각한다 당신은 당신이 정말 알고 하지마 전혀 알지?