Parallax è ciò che è?

Il cosmo è uno dei concetti più misteriosi al mondo. Se guardi il cielo di notte, puoi vedere una miriade di stelle. Sì, probabilmente, ognuno di noi ha sentito dire che nell'universo ci sono più stelle dei granelli di sabbia nel Sahara. E gli scienziati dell'antichità si sono allungati verso il cielo notturno, cercando di risolvere gli enigmi nascosti dietro questo vuoto nero. Fin dall'antichità, hanno migliorato i metodi per misurare le distanze spaziali e le proprietà della materia stellare (temperatura, densità, velocità di rotazione). In questo articolo parleremo di cosa sia la parallasse delle stelle e di come sia usata in astronomia e astrofisica.

Il fenomeno della parallasse è strettamente correlato alla geometria, ma prima di considerare le leggi geometriche alla base di questo fenomeno, ci immergeremo nella storia dell'astronomia ed esamineremo chi e quando ha scoperto questa proprietà del moto delle stelle e l'ha applicata per la prima volta in pratica.

Storia di

La parallasse come fenomeno di cambiamento nella posizione delle stelle a seconda della posizione dell'osservatore è nota da molto tempo. Più di Galileo Galileo scrisse su questo nel lontano Medioevo. Assunse solo che se fosse possibile notare un cambiamento nella parallasse per stelle lontane, ciò sarebbe la prova che La terra ruota intorno al sole, e non viceversa. Ed era vero. Tuttavia, Galileo non ha potuto provarlo a causa della insufficiente sensibilità dell'apparecchiatura.

Più vicino ai nostri giorni, nel 1837, Vasily Yakovlevich Struve condusse una serie di esperimenti per misurare la parallasse annuale per la stella Vega, che si trova nella costellazione di Lyra. Successivamente, queste misurazioni furono considerate inaffidabili quando, nell'anno successivo alla pubblicazione di Struve, 1838, Friedrich Wilhelm Bessel misurò la parallasse annuale per la stella 61 Cygnus. Pertanto, non importa quanto possa essere triste, la priorità dell'apertura di una parallasse di un anno appartiene ancora a Bessel.

Oggi la parallasse è usata come principale metodo di misurazione le distanze dalle stelle e con un'attrezzatura di misurazione sufficientemente accurata danno risultati con un errore minimo.

Dovremmo passare alla geometria prima di considerare direttamente quale sia la parallasse. E per cominciare, ricordiamo le basi di questo interessante, sebbene non amato da molte scienze.

Fondamenti di geometria

Quindi, quello che dobbiamo sapere dalla geometria per comprendere il fenomeno della parallasse è come gli angoli tra i lati del triangolo e la loro lunghezza sono correlati.

Per cominciare, immagina un triangolo. Ha tre linee di connessione e tre angoli. E per ogni triangolo diverso - i suoi angoli e lunghezze laterali. È impossibile cambiare le dimensioni di uno o due lati di un triangolo con valori costanti degli angoli tra di loro, questa è una delle verità fondamentali della geometria.

Immagina di trovarci di fronte al compito di scoprire il valore delle lunghezze dei due lati, se conosciamo solo la lunghezza della base e la dimensione degli angoli adiacenti. Questo è possibile con l'aiuto di una singola formula matematica che collega i valori delle lunghezze dei lati e dei valori degli angoli che si trovano di fronte a loro. Quindi immagina di avere tre vertici (puoi prendere una matita e disegnarli) che formano un triangolo: A, B, C. Formano tre lati: AB, BC, CA. Di fronte a ciascuno di essi si trova l'angolo: angolo BCA opposto AB, angolo BAC opposto a BC, angolo ABC opposto CA.

La formula che collega tutte queste sei quantità insieme assomiglia a questa:

AB / sin (BCA) = BC / sin (BAC) = CA / sin (ABC).

Come possiamo vedere, tutto non è abbastanza semplice. Abbiamo un seno d'angolo da qualche parte. Ma come troviamo questo seno? Ne parleremo qui sotto.

Le basi della trigonometria

Il seno è una funzione trigonometrica che determina la coordinata Y dell'angolo tracciato sul piano delle coordinate. Per mostrare questo chiaramente, di solito disegnano un piano di coordinate con due assi - OX e OY - e segnano i punti 1 e -1 su ciascuno di essi. Questi punti si trovano alla stessa distanza dal centro del piano, quindi un cerchio può essere disegnato attraverso di essi. Quindi, abbiamo il cosiddetto cerchio unitario. Ora costruiremo un segmento con l'inizio all'origine delle coordinate e la fine in qualche punto della nostra cerchia. La fine del segmento che giace sul cerchio ha determinate coordinate sugli assi OX e OY. E i valori di queste coordinate saranno rispettivamente il coseno e il seno.

Abbiamo scoperto che cos'è il seno e come lo puoi trovare. Ma in realtà, questo metodo è puramente grafico e creato piuttosto per comprendere l'essenza stessa delle funzioni trigonometriche. Può essere efficace per gli angoli che non hanno valori razionali infiniti di coseno e seno. Per quest'ultimo, un altro metodo è più efficace, che si basa sull'uso di derivati ​​e calcoli binomiali. Si chiama la serie di Taylor. Non considereremo questo metodo perché è piuttosto complicato per il calcolo in mente. Dopo tutto, il calcolo veloce è lavoro per i computer progettati per questo. La serie Taylor viene utilizzata nelle calcolatrici per calcolare molte funzioni, tra cui seno, coseno, logaritmo e così via.

Tutto questo è piuttosto interessante e avvincente, ma è tempo per noi di andare avanti e tornare a dove siamo finiti: sul compito di calcolare i valori dei lati sconosciuti del triangolo.

Lati di un triangolo

Quindi, torniamo al nostro problema: conosciamo due angoli e il lato del triangolo, a cui questi angoli sono adiacenti. Dobbiamo conoscere solo un angolo e due lati. Trovare l'angolo sembra essere il più semplice: la somma di tutti e tre gli angoli del triangolo è di 180 gradi, il che significa che puoi facilmente trovare il terzo angolo sottraendo i valori di due angoli noti da 180 gradi. E conoscendo i valori di tutti e tre gli angoli e uno dei lati, si possono trovare le lunghezze degli altri due lati. Puoi controllare tu stesso sull'esempio di uno qualsiasi dei triangoli.

E ora parliamo finalmente della parallasse come modo per misurare la distanza tra le stelle.

parallasse

Questo, come abbiamo già scoperto, è uno dei metodi più semplici ed efficaci per misurare le distanze interstellari. La parallasse si basa sulla modifica della posizione di una stella in base alla sua distanza. Ad esempio, misurando l'angolo della posizione apparente di una stella in un punto dell'orbita, e quindi al contrario direttamente, otteniamo un triangolo in cui sono noti la lunghezza di un lato (la distanza tra i punti opposti dell'orbita) e due angoli. Da qui saremo in grado di trovare i due lati rimanenti, ognuno dei quali è uguale alla distanza dalla stella al nostro pianeta in diversi punti della sua orbita. Questo è il metodo con cui è possibile calcolare la parallasse di stelle. E non solo le stelle. La parallasse, il cui effetto è in realtà molto semplice, nonostante questo, è usato in molte delle sue variazioni in aree completamente diverse.

Nelle sezioni seguenti esamineremo più da vicino la portata della parallasse.

spazio

Ne abbiamo parlato più di una volta, perché la parallasse è un'invenzione eccezionale di astronomi, progettata per misurare le distanze da stelle e altri oggetti spaziali. Tuttavia, questo non è così semplice. Dopotutto, la parallasse è un metodo che ha le sue varianti. Ad esempio, si distinguono le parallasse diurne, annuali e secolari. Si può intuire che differiscono tutti nell'intervallo di tempo che intercorre tra le fasi di misurazione. Non è possibile affermare che un aumento dell'intervallo di tempo aumenta la precisione della misurazione, poiché gli obiettivi di ciascun tipo di questo metodo sono diversi e l'accuratezza della misurazione dipende solo dalla sensibilità dell'apparecchiatura e dalla distanza selezionata.

Parallasse giornaliera

Parallasse giornaliere, la distanza per la quale è determinata dall'angolo tra le linee che vanno alla stella da due punti diversi: il centro della Terra e il punto selezionato sulla Terra. Poiché conosciamo il raggio del nostro pianeta, non è difficile, usando la parallasse angolare, calcolare la distanza dalla stella, usando il metodo matematico descritto da noi in precedenza. Fondamentalmente, la parallasse giornaliera viene utilizzata per misurare oggetti vicini, come ad esempio pianeti, pianeti nani o asteroidi. Per i più grandi usi il seguente metodo.

Un parallasse di un anno

La parallasse di un anno è ancora lo stesso metodo di misurazione delle distanze con la sola differenza che si concentra sulla misurazione delle distanze dalle stelle. Questo è esattamente il caso della parallasse che abbiamo considerato nell'esempio sopra. La parallasse, che determina la distanza da una stella con l'aiuto del quale può essere abbastanza preciso, dovrebbe avere una caratteristica importante: la distanza da cui viene misurata la parallasse dovrebbe essere la più grande, meglio è. La parallasse di un anno soddisfa questa condizione: dopo tutto, la distanza tra i punti estremi dell'orbita è piuttosto grande.

La parallasse, esempi dei metodi che abbiamo considerato, rappresentano certamente una parte importante dell'astronomia e servono da strumento indispensabile per misurare le distanze dalle stelle. Ma in effetti, oggi si usa solo la parallasse di un anno, poiché diurno può essere sostituito da un'ecolocazione più avanzata e veloce.

Vai avanti La parallasse è ancora un fenomeno ottico, e sarebbe strano se le sue proprietà fossero usate solo in astronomia. C'è un'altra area di applicazione di questo effetto.

foto

Forse il tipo più famoso di parallasse fotografica può essere considerato la parallasse binoculare. Probabilmente l'hai notato tu stesso. Se porti un dito negli occhi e chiudi ogni occhio a turno, noterai che l'angolo di visione dell'oggetto cambia. La stessa cosa accade quando si riprendono oggetti vicini. Nell'obiettivo vediamo l'immagine da un angolo, ma in realtà la foto uscirà con un'angolazione leggermente diversa, poiché c'è una differenza nella distanza tra l'obiettivo e il mirino (il foro attraverso il quale cerchiamo di scattare una foto).

Prima di finire questo articolo, un paio di parole su come un tale fenomeno come la parallasse ottica può essere utile, e perché dovresti saperne di più.

Perché è interessante?

Per cominciare, la parallasse è un fenomeno fisico unico, che ci permette di imparare molto sul mondo che ci circonda e persino su ciò che è in centinaia anni luce da lui: dopotutto, con l'aiuto di questo fenomeno è possibile calcolare le dimensioni delle stelle.

Come abbiamo già visto, la parallasse non è un fenomeno così lontano da noi, ci circonda ovunque, e con l'aiuto di esso lo vediamo così com'è. Questo è certamente interessante ed eccitante, ed è per questo che dovresti prestare attenzione al metodo della parallasse, se non altro per curiosità. La conoscenza non è mai superflua.

conclusione

Quindi, abbiamo analizzato qual è l'essenza della parallasse, perché per determinare la distanza dalle stelle non è necessario avere un'apparecchiatura complessa, ma solo un telescopio e la conoscenza della geometria, come viene usata nel nostro corpo e perché possiamo essere così importanti nella vita di tutti i giorni. Speriamo che le informazioni fornite ti siano state utili!