Geografische coördinaten Het bepalen van een plaats op aarde geschiedt met behulp van twee verschillende soorten cirkels. Eerst tekenen we de cirkels die noord- en zuidpool verbinden. Die cirkels worden middaglijnen of meridianen genoemd. Men noemt ze ook lengtecirkels. Evenwijdig aan de evenaar, kunnen we nu ook een tweede soort cirkels tekenen: de breedtecirkels. Met behulp van lengtecirkels en breedtecirkels kan je nu elke plaats op aarde bepalen. De afstand van een punt P tot de evenaar noemen we de breedte. Aangezien de aarde bolvormig is, kunnen we die afstand als een booglengte opvatten. We drukken hem uit in graden ( ). Ten noorden van de evenaar spreken we van noorderbreedte (NB), ten zuiden van zuiderbreedte (ZB). Alle plaatsen met dezelfde breedte als P liggen op de breedtecirkel door P. Ten gevolge van een internationale overeenkomst beschouwt men de meridiaan van Greenwich als nulmeridiaan. De boog tussen de nulmeridiaan en de meridiaan of lengtecirkel waarop het punt P ligt, noemen we de lengte van dat punt. Ten oosten van Greenwich spreken we van oosterlengte (OL), ten westen van westerlengte (WL). Greenwich is de vestigingsplaats van de Koninklijke sterrenwacht van het Verenigd Koninkrijk. Noord- en zuidpool verdelen elke lengtecirkel in twee helften. Alle plaatsen met dezelfde lengte als P liggen op de halve lengtecirkel waarop P ligt. Elke halve lengtecirkel en elke breedtecirkel snijden elkaar in precies één punt van het aardoppervlak. Derhalve is een plaats op aarde volledig bepaald door haar lengte en breedte. De geografische coördinaten variëren van 90 NB tot 90 ZB en van 180 OL via 0 tot 180 WL. Uiteraard is -180 OL = 180 WL. ANW - Heelal 1 HvD/2010-2011
Coördinaten aan de hemel Net zoals een plaats op het aardoppervlak met twee hoeken (lengte en breedte) wordt aangegeven, kunnen posities op de hemelbol met twee hoeken worden aangegeven. De hemelbol en enkele belangrijke definities Om de positie van een ster aan de hemel vast te leggen, zal de afstand waarnemer-ster geen rol spelen. Alleen de kijkrichting aan de hemel is hier van belang. Daarom kunnen we, in gedachte, alle hemelobjecten projecteren op een bol met de waarnemer als middelpunt en met oneindig grote straal. Deze denkbeeldige bol noemen we de hemelbol. De horizon is de snijcirkel van het horizonvlak (raakvlak aan de aardbol op de plaats van de waarnemer) met deze hemelbol. De horizon verdeelt de hemelbol in een zichtbaar halfrond en een onzichtbaar halfrond. Het punt op de hemelbol vlak boven de waarnemer heet het zenit; het punt daar recht tegenover op het onzichtbare hemelhalfrond heet het nadir. Voor de overzichtelijkheid tonen de figuren verder in dit hoofdstuk alleen het zichtbare hemelhalfrond. Het zichtbare snijpunt van de aardas met de hemelkoepel noemen we de noordelijke hemelpool, of kortweg de hemelnoordpool. Daar recht tegenover ligt uiteraard de hemelzuidpool. De snijcirkel van het aardse evenaarsvlak met de hemelkoepel noemen we de hemelevenaar. De hemelevenaar verdeelt de hemelkoepel op een andere manier in tweeën, namelijk in een noordelijk en een zuidelijk hemelhalfrond. De grote cirkel gedefinieerd door hemelnoordpool en zenit noemen we de meridiaan. De snijpunten van de meridiaan met de horizon noemen we het noorden (aan de kant van de hemelnoordpool) en het zuiden (aan de andere kant). Eens deze punten gekend, worden oost en west op de gebruikelijke manier gedefinieerd. De hemelevenaar gaat door oost en west en staat het hoogst boven de horizon in het zuiden. De poolshoogte is de hoogte (in hoekmaat, uiteraard) van de hemelnoordpool boven de horizon. Een eenvoudige geometrische redering op nevenstaande figuur laat zien dat die poolshoogte gelijk is aan de geografische breedte φ. Bijgevolg is de hoogte van de hemelevenaar boven het zuiden 90 -φ. Het verband tussen poolshoogte en geografische breedte is uiteraard handig voor plaatsbepaling. De hemelnoordpool kan gemakkelijk bij benadering worden teruggevonden omdat een middelmatige heldere ster, de Poolster, hier -toevallig- vlakbij staat. ANW - Heelal 2 HvD/2010-2011
Een dergelijk coördinatenstelsel vergt een referentiecirkel (voor het aardoppervlak is dat de evenaar) en een referentiepunt (voor het aardoppervlak is dat het snijpunt van de evenaar met de meridiaan van Greenwich). Eén coördinaat is dan de hoogte van het vast te leggen punt ten noorden of ten zuiden van de referentiecirkel (voor het aardoppervlak is die coördinaat de geografische breedte). De andere coördinaat is dan hoek tussen de projectie van het vast te leggen punt op de referentiecirkel en het referentiepunt (voor het aardoppervlak is die coördinaat de geografische lengte). Bovendien moet een meetrichting worden afgesproken (voor het aardoppervlak is dat oosterlengte en westerlengte). De maan Uitleg en wetenswaardigheden over de maan Maan t.o.v. de aarde Diameter: 3.476 km Omtrek: 10.914 km (π.d = 3.14 x 3476) Oppervlakte: 41.000.000 km 2. (4 π r 2 = 4x3.14x 1738 x 1738) Inhoud: 22.000.000.000 km 3 of 22. 10 9 km 3 ( 4 / 3 π r 3 = 4/3 x 3.14x 1738 x 1738 x 1738)) Afstand tot de aarde min: 364.400 km max: 406.730 km Draait om de aarde in: 27.3 dagen Baansnelheid om de aarde: 3600 km per uur Maancyclus: 29.53 dagen Diameter aarde: 12.756 km Omtrek aarde: 40.053 km Opp. aarde: 514.000.000 (13 x zo veel als de maan) Wat zien we Als we naar boven kijken en de maan zien, kijken we vanaf aarde altijd tegen dezelfde kant van de maan aan. Pas in 1959 zijn er (m.b.v. de ruimtesonde Loena 3) foto's van de achterkant gemaakt. de maanzijde die wij zien (voorzijde) achterzijde Dat de maan zo keurig met zijn gezicht naar de aarde blijft draaien, zit het in het feit dat de maan precies 1 keer rond zijn as gaat (t.o.v. het sterrenstelsel), in de periode die hij nodig heeft om één keer rond de aarde te draaien. Schijngestalten: Het lijkt alsof de maan schijnt. In werkelijkheid zien we het licht van de zon dat op de maan schijnt. Doordat de maan rond de aarde draait, krijgen we per dag een ander beeld van de maan. De maan neemt over een periode van 29.53 dagen de hiernaast staande schijnvormen aan. Daarna begint het van voren af aan. Dit patroon ziet u in nevenstaand figuur ANW - Heelal 3 HvD/2010-2011
Hiernaast ziet u een schematische afbeelding van de schijngestalten. Het zonlicht komt van rechts waardoor de maan aan de rechterkant kant belicht wordt. De maan draait in 29.53 dagen rond de aarde en neemt telkens vanaf de aarde gezien een andere schijngestalte aan. Deze schijngestaltes vindt u afgebeeld in de gele cirkel. Klik op de tekening voor een vergroting Hieronder ziet u ze nog een keer op een rijtje met de benamingen eronder Nieuwe maan eerste kwartier volle maan laatste kwartier Noordelijk en zuidelijk halfrond Leuk om te realiseren is dat we vanaf iedere plek van de aarde (vooropgesteld dat je de maan kunt zien) dezelfde maan zien Als u een keer op het zuidelijk halfrond geweest bent, dan weet u dat u de maan daar net andersom ziet als bij ons. Zoals hierboven worden de schijngestalten altijd vertikaal getekend. In werkelijkheid zie de maan altijd onder een hoek. Op het zuidelijk halfrond zie hem precies op z'n kop en gaan de maanstonden dus ook net andersom Noordelijk halfrond Zuidelijk Halfrond Afstand Toen de Amerikanen op de maan waren hebben ze een reflector op de maan geplaatst. M.b.v. deze reflector en een laserstraal kan men de afstand van de maan tot de aarde tot de centimeter nauwkeurig vaststellen. Hoewel de maan een soort elipsbeweging rond de aarde maakt, heeft men kunnen meten dat de afstand tussen de aarde en de maan jaarlijks 3 cm groter wordt. Kunnen we niet wakker van liggen. Getijden: De aantrekkingskracht van de maan en de zon zorgen bij ons op aarde voor de getijden. Het water op aarde wordt als het ware naar de maan toegetrokken. Doordat de maan om de aarde draait en bovendien de aarde om haar as, krijg je een patroon van waterverplaatsing welke wij kennen als eb en vloed. Staan de zon, de maan en de aarde op één rijtje, dan speelt ook de aantrekkingskracht van de zon nog een rol en is er sprake van springvloed en/of hoog hoog water ANW - Heelal 4 HvD/2010-2011
Draaisnelheid: Bovenaan deze pagina kunt u lezen dat de maan één keer per 27.3 dagen rond zijn as draait. Daarna leest u dat één cyclus van maanstonden precies 29.53 dagen duurt. Dat klinkt niet logisch. Gedurende de tijd dat de maan om de aarde draait, draaien de aarde en de maan samen ook nog eens een stuk om de zon. Als de maan 360 graden om zijn as is gedraaid, zijn aarde en maan samen zo'n 30 graden om de zon gedraaid. Om de maan dus weer haaks op de zon en de aarde te krijgen, moet hij dus een stukje verder doordraaien en daar is hij nog een dikke twee dagen extra mee kwijt. In praktijk praten we altijd in termen van de maancyclus (van nieuwe maan tot nieuwe maan = 29.53 dagen) Een begrijpelijke uitleg en een leuke illustratie omtrent dit onderwerp vindt u op: http://www.urania.be/sterrenkunde/hemelmechanica/aarde-maan.php Ook bovenstaande illustratie is van deze site afkomstig en is te vergroten door erop te dubbelklikken Nog wat leuke feiten: Leeftijd maan: De maan schijnt 4,6 miljard jaar oud te zijn. De geleerden zijn het er over eens dat hij is ontstaan doordat een groot hemellichaam in botsing is gekomen met de aarde, waardoor een stuk van de aarde is afgebroken en de maan is gaan vormen. Zonsverduistering: Als de maan, bij nieuwe maan, precies tussen de zon en de aarde staat, is er sprake van een zonsverduistering. Heel toevallig past de maan, qua zichtbare grootte, exact voor de zon, waardoor een totale zonsverduistering mogelijk is. Dit komt echter maar heel sporadisch voor en dan ook nog uitsluitend op een bepaalde plaats op aarde. Maansverduistering: Als het volle maan is, kan het voorkomen dat de zon, de aarde en de maan precies op een rijtje staan. In dat geval bevindt de maan zich in de schaduw van de aarde en is er sprake van een maansverduistering. Doordat de aarde veel groter is dan de maan, komen maansverduisteringen veel vaker voor. En totale maansverduisteringen zijn niet uitzonderlijk. Het leuke is dat een maansverduistering op het zelfde moment op de hele wereld zichtbaar is, in tegenstelling tot een zonsverduistering. De draaisnelheid van de aarde: De maan zorgt ervoor dat de aarde minder snel draait, zou de maan er niet zijn dan duurde een etmaal iets van 8 uur en hadden we hier een heel ander klimaat, met onder meer enorme windsnelheden tot boven de 300 km per uur. Neil Armstrong: In juli 1969 was Neil Armstrong de eerste mens die voet op maan zette. Hij vloog in de Apollo 11 van de aarde naar de maan. Toen hij de maan betrad, sprak hij de legendarische woorden: "That's one small step for man, ANW - Heelal 5 HvD/2010-2011
one giant leap for mankind." Overigens zijn er in totaal maar 12 mensen op de maan geweest. De Zwaartekracht Als je op de maan loopt ondervindt je maar 1/6 van de zwaartekracht zoals hier op aarde. Dit komt doordat de massa van de maan veel kleiner is dan de massa van de maan. Maanreizigers krijgen hierdoor een vreemde manier van lopen, de zogenaamde "moonwalk" Over zwaartekracht: http://www.eddyechternach.nl/artikelen/zwaartekracht.html Fabeltjes, romantiek en bakerpraat: Rond de maan hangt een enorme romantiek. Een heleboel zaken lopen anders als het volle maan is. Vaak slaat het weer om bij nieuwe of volle maan. Zaad moet je zaaien bij nieuwe maan en de kiemen groeien het beste bij volle maan. Bij volle maan worden mensen romantisch. Laatst was er een geleerde die zelfs uitgevonden had dat mensen vaker dronken zijn met volle maan. Het aantal bevallingen schijnt groter te zijn met volle maan. Hout schijnt droger te zijn als je hout kapt met nieuwe maan. De weerwolf schijnt activer te zijn met volle maan en zo zijn er talloze zaken die aan de maan worden toegeschreven. Gewoon leuk om eens over na te denken als je omhoog kijkt en denkt... "daar staat ie". ANW - Heelal 6 HvD/2010-2011