В очень древние времена люди не имели правильного
представления о форме и размерах нашей планеты и о том,
какое место она занимает в пространстве. Теперь мы знаем,
что физическая поверхность Земли, представляющая
сочетание суши и водных пространств, в геометрическом
отношении имеет весьма сложную форму; ее нельзя
представить ни одной из известных и математически
изученных геометрических фигур. На поверхности Земли моря
и океаны занимают около 71% , а суша - около 29%; самые
же высокие горы и самые большие глубины океанов по
сравнению с размерами всей земли ничтожно малы. Так,
например, на глобусе диаметром 60 см гора Эверест высотой
приблизительно 8840 м изобразиться всего лишь крупинкой в
0,25 мм. Поэтому за общую - теоретическую - форму Земли
принимают тело, ограниченное поверхностью океанов,
находящейся в спокойном состоянии мысленно продолженной
под всеми материками. Эта поверхность называется геоидом
(гео - по-гречески 'земля'). В первом же приближении
фигуру Земли считают эллипсоидом вращения (сфероидом) -
поверхностью, образованной в результате вращения эллипса
вокруг своей оси.
Размеры земного сфероида определялись неоднократно ,но
наиболее фундаментальные из них были установлены в 1940г.
советскими учеными Ф.Н. Красовским и А.А. Изотовым. В
1964г. решением Международного астрономического союза
(МАС) для земного сфероида принято большая полуось,
перпендикулярная малой оси и лежащая в плоскости земного
экватора а=6378,16км, малая ось земного сфероида,
совпадающая с осью вращения Земли в=6356,78км . Вращение
Земли вокруг своей оси можно доказать разными способами.
В древние времена люди полагали, что Солнце, перемещаясь
относительно звезд, обходит нашу планету по кругу в
течение одного года, Земля же будто бы неподвижна и
находится в центре Вселенной. Такая система получила
название геоцентрической. Новый этап в развитии
астрономии начинается с опубликования в 1543г. книги Н.
Коперника 'О вращении небесных тел', в которой изложена
гелиоцентрическая (Гелиос- 'солнце') система мира,
отражающая действительное строение Солнечной системы.
Согласно теории Н. Коперника центром мира является
Солнце, вокруг которого движутся шарообразная Земля и
все подобные ей планеты и притом в одном направлении,
вращаясь каждая относительно одного из своих диаметров, и
что только Луна вращается вокруг Земли, являясь его
постоянным спутником, и вместе с последней движется
вокруг Солнца, при этом примерно в одной и той же
плоскости.
Для определения положения тех или иных светил на небесной
сфере необходимо иметь 'опорные' точки и линии. И здесь
прежде всего используется отвесная линия, направление
которой совпадает с направлением силы тяжести.
Продолженная вверх и вниз эта линия пересекает небесную
сферу в точках Z и Z', называемых соответственно зенитом
и надиром.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого
перпендикулярна линии ZZ', называется математическим или
истинным горизонтом. Диаметр РР', вокруг которого
bp`y`erq в своем видимом движении небесная сфера (это ее
вращение является отражением вращения Земли), и
называется осью мира: она пересекает поверхность небесной
сферы в двух точках - северном Р и южном Р' полюсах мира.
Большой круг небесной сферы QLQ'F, плоскость которого
перпендикулярна оси мира РР', является небесным
экватором; он делит небесную сферу на северное и южное
полушария. Вращающаяся вокруг своей оси Земля движется
вокруг Солнца по пути, лежащему в плоскости земной
орбиты VLWF. Ее историческое название - плоскости
эклиптики. По эклиптике происходит видимое годичное
движение Солнца. К плоскости небесного экватора эклиптика
наклонена под углом 23^27'~23,5^; она пересекает его в
двух точках: в точке весеннего и точке осеннего
равноденствий. В этих точках Солнце в своем видимом
движении переходит соответственно из южного небесного
полушария в северное ( 20 и 21 марта) и из северного
полушария в южное (22 или 23 сентября).
Только в эти дни равноденствий (два раза в году) лучи
Солнца падают на Землю под прямым углом к оси ее вращения
и поэтому только два раза в году день и ночь длятся 12
часов (равноденствие), а все остальное время года или
день короче ночи или наоборот. Причиной этого является
то, что ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости
эклиптики, а наклонена к ней под углом 66,5^.
Движение Луны вокруг Земли по ряду причин является весьма
сложным. Если Землю принять за центр, то орбиту Луны в
первом приближении можно считать эллипсом . Когда Луна
находится в наибольшей близости к Земле в перигее, ее
расстояние от поверхности Земли составляет 356 400км, в
апогее это расстояние увеличивается до 406 700км. Среднее
же ее расстояние от Земли равно 384 000км. Плоскость
орбиты Луны наклонена под углом 5^09'; точки пересечения
орбиты с эклиптикой называют узлами, а прямая, их
соединяющая, - линией узлов. Линия узлов перемещается
навстречу движению Луны, совершая полный оборот за 6793
суток, что составляет около 18,6 лет.
Промежуток времени между двумя последовательными
прохождениями Луны через один и тот же узел называется
драконическим месяцем; его продолжительность равна 27,21
средних солнечных суток. Поскольку линия узлов не
остается на месте, Луна по истечении месяца не
возвращается точно к своему первоначальному положению на
орбите и каждое следующее обращение ее происходит по
несколько иному пути. По отношению к звездам полный
оборот Луна совершает за 27,32 средних солнечных суток.
Этот промежуток времени называется сидерическим
/звездным/ месяцем; по происшествии этого месяца Луна
возвращается к одной и той же звезде. Обращаясь вокруг
Земли, Луна занимает различные положения относительно
Солнца, и поскольку она представляет собой темное тело и
свети лишь благодаря отражаемым ею солнечным лучам, то
при разных положениях Луны относительно Солнца мы видим
ее в разных фазах: новолуние, полнолуние, первая четверть
и последняя четверть. Период времени от новолуния до
новолуния называют синодическим месяцем - около 29,5
солнечных суток. Периодическую смену фаз Луны люди и
использовали как вторую меру времени (после суток -
oephnd` оборота Земли вокруг своей оси), а именно месяц.
В своем видимом суточном движении по небесной сфере любое
небесное тело оказывается в высшей или низшей точке
своего пути. Эти моменты называются кульминациями -
соответственно верхней и нижней (про небесное тело
говорят, что оно кульминирует). В момент кульминации
светило пересекает небесный меридиан - большой круг
небесной сферы ZPVQZ'P'WQ', плоскость которого проходит
через ось мира РР' и отвесную линию.
Луна в течение месяца кульминирует в разные часы. В
новолуние это происходит в 12