|
|
Астрономия - одна из самых древних наук, наряду с медициной и геометрией, родилась очень давно. Помимо созерцания величественной картины звездного неба древние люди вели наблюдения движения звезд с чисто практическими целями. По их движению они научились определять время - время необходимое для религиозных церемоний и для земледелия, а также ориентироваться на местности. Позже, этот раздел астрономии стал называться позиционной астрономией. Еще несколько десятилетий назад звездное небо использовалось в мореходной навигации. Сейчас навигация на поверхности Земли, осуществляется, в основном, по спутниковым системам типа "ГЛОНАС" (ГЛОбальная НАвигационная Система) или "GPS" (от английской абревиатуры "Global Position System"), хотя чисто астрономические методы и используются время от времени.
Современные навигационные спутниковые системы позволяют определять положение на поверхности Земли с точностью до сантиметров и синхронизовать время с точностью до наносекунд. Все это является материализацией правильно выбранной системы координат и времени.
В современной физике укоренилась идея равноправия систем координат и представляет сейчас одну из фунламентальных идей. Эта идея была введена еще Г.Галилеем для медленных движений, стала одним из постулатов классической механики, в нашем столетии эта идея была обобщена на скорости сравнимые со скоростью света А.Эйнштейном и в качестве уже более общего принципа относительности стала краеугольным камнем современной фундаментальной физики.
Тем не менее ... На физических практикумах, при экспериментальных работах выделяется одна единственная система координат - так удобнее. Особенно важен выбор правильной системы координат в астрономии. В начале нашей эры астрономы связывали основную систему координат с Землей. Они наблюдали движение звезд относительно небесного свода, аккуратно записывая данные. Как следствие этого, некоторые "блуждающие звезды" (позже было выяснено, что они являются планетами Солнечной системы) двигались относительно неподвижных звезд по странным кривым. Для того, чтобы описать это движение астрономами прошлых веков были придуманы сложные схемы - движение по эпициклам и дифферентам. Скажем сразу, что если бы астрономы древности поставили в центр мироздания Солнце, а не Землю, если бы описали движение планет по эллипсам, то, кто знает, возможно законы тяготения Ньютона были бы открыты на несколько столетий раньше. Описать движение по эпициклам пользуясь простой зависимостью силы от расстояния, как это сделал Ньютон, было невозможно! Понадобился Коперник, который поместил начало системы координат в центр Солнца, понадобился Кеплер, который установил законы движения в виде движения планет по эллипсам, а много лет спустя Ньютон, пользуясь этими законами, открыл закон всемирного тяготения (шутник 18 - го века, Фонтенель пустил по свету шутку, что Ньютон открыл свои законы от того, что ему на голову упало яблоко, однако на самом деле это было не так). Мы видим, что выбор "неправильной" системы координат задержал открытие закона всемирного тяготения!
Наученные этим опытом астрономы стараются выбирать правильные системы координат.
Зачем нужны системы координат и счисления времени, каким образом они связаны с фундаментальными проблемами физики и астрономии мы расскажем в первом параграфе, второй параграф будет посвящен системе хранения времени и проблеме выбора современной системы координат. Заключительный параграф будет посвящен астрономической системе координат связанной с одними из самых далеких источников излучения нашей Вселенной - квазарами.
