Astronomi

Bisakah Anda menemukan lokasi Anda sendiri di luar angkasa dengan mengukur sudut antar bintang?

Bisakah Anda menemukan lokasi Anda sendiri di luar angkasa dengan mengukur sudut antar bintang?

Bayangkan Anda memiliki 3 titik bintang di ruang 3D A,B dan C. Dari posisi P yang tidak diketahui Anda di ruang angkasa, Anda dapat mengukur sudut APC, APB, BPC dan Anda mengetahui koordinat A,B dan C dan karena itu jarak antara AB,BC , CA. Apakah ada cara untuk menghitung posisi P Anda sendiri? Bayangkan Anda mengambang di luar angkasa dan Anda tidak berada di bola seperti bumi.

Mungkin ini adalah masalah yang sering terjadi dalam astronomi dan saya bertanya-tanya apakah ada teknik untuk menyelesaikannya. Jika menurut Anda ada, tolong arahkan saya ke arah yang benar!

Salam, Matlab M.


Pengamatan terkait dalam astronomi adalah paralaks bintang: pengamat mengetahui posisi Bumi relatif terhadap Matahari, mengukur osilasi tahunan kecil ke arah bintang lain, dan memperkirakan jarak ke bintang. Sebuah bintang pada jarak 1 parsec (pc) tampak bergeser 1 detik busur (4,85 rad) per unit astronomi (au) perpindahan lateral. Sejak paralaks berbanding terbalik dengan jarak, kesalahan relatif dari perkiraan jarak berbasis paralaks meningkat dengan jarak. Untuk setiap bintang tertentu, elipsoid ketidakpastian posisi berbentuk seperti jarum yang menunjuk ke arah Matahari.

Di atas pesawat ruang angkasa antarbintang dengan fasilitas pengamatan terbatas, mungkin tidak praktis untuk mengukur sudut antara bintang-bintang terdekat secara langsung. Sebagai gantinya, Anda dapat mengukur posisi mereka secara individual relatif terhadap beberapa bintang referensi jauh di dekat mereka di langit. Untuk hasil terbaik, Anda perlu memperhitungkan gerakan bintang yang tepat selama perjalanan Anda.

Setelah melakukan reduksi data tersebut, Anda dapat menghitung sudut APB, BPC, APC dengan cukup tepat. Namun, jarak Matahari SA, SB, SC memiliki ketidakpastian signifikan yang merambat ke jumlah lain yang dihitung darinya, mis. jarak AB, BC, AC. Anda dapat memperkirakan jarak PA, PB, PC dengan hukum sinus, tetapi ini tidak pasti dengan jumlah yang sama. Atau Anda dapat memperkirakan PA, PB, PC dengan membandingkan besaran yang tampak dengan besaran absolut, yang tunduk pada ketidakpastian yang sama. Kemudian Anda dapat menemukan perpotongan bola di sekitar A, B, C untuk memperkirakan posisi P, tetapi masih tidak lebih tepat daripada jarak SA, SB, SC. P bukanlah titik seperti halnya awan distribusi probabilitas yang mengembang saat Anda menjauh dari Matahari.

Di dunia nyata, pesawat ruang angkasa kita yang paling jauh Voyager 1 hanya berjarak 145 au (0,0007 pc). Dalam jarak sekitar 400 kali jarak itu, atau 1/5 jarak ke Cen, Matahari adalah bintang paling terang di langit sejauh ini dan akan tetap menjadi titik acuan utama Anda.


Anda telah mencapai bintang lain! Sekarang, bagaimana Anda menemukan planetnya?

Dari Bumi, kita dapat mendeteksi planet ekstrasurya dengan sejumlah metode utama, yaitu mendeteksi goyangan dalam gerakan bintang yang disebabkan oleh planet besar yang mengorbit, dan peredupan cahaya bintang saat planet melewatinya dan Bumi. Tak satu pun dari ini tampaknya sangat setuju untuk segera menemukan planet, atau menemukan planet sementara di bintang.

Jadi: Anda sedang mencari planet layak huni dan telah menggunakan perangkat hyperspeed Anda untuk mencapai bintang kelas G yang jauh. Sekarang apa yang dapat Anda lakukan untuk menemukan planetnya? Saya mencoba melihat bagaimana melakukan ini dengan relatif cepat (dalam urutan minggu), dengan ekstrapolasi yang masuk akal dari teknologi saat ini (kecuali bahwa kita dapat bergerak sangat cepat). Meningkatkan metode yang saat ini kami gunakan untuk menemukan mis. Obyek sabuk Kuiper tampaknya tidak sesuai dengan kerangka waktu ini, bisakah kita melakukan survei astronomi lengkap dalam beberapa minggu? Apakah itu memberi kita informasi yang cukup untuk menemukan planet-planet?

Kami sedang mencari planet layak huni, jadi saya akan baik-baik saja dengan hanya melihat di zona Goldilocks, tetapi menemukan semua planet juga akan menarik.

EDIT: Sepertinya metode paling sederhana adalah memindai langit dari sekelompok titik di (atau dekat) sistem, lalu membandingkan gambar dengan lokasi 3D titik terdekat. Saya masih belum yakin dengan kendala optik di sini. Bisakah seseorang yang mengetahui sesuatu tentang astrofotografi mengomentari seberapa besar / sensitif kamera untuk melakukan ini?


Navigasi Surgawi

Navigasi langit telah dipraktikkan selama ribuan tahun. Secara teori, yang Anda butuhkan hanyalah mata dan pengetahuan tentang bagaimana Matahari, Bulan, dan bintang-bintang bergerak di langit sepanjang musim untuk mengetahui arah. Tapi ini tidak memberitahu Anda posisi Anda di permukaan Bumi.

Untuk sebagian besar sejarah manusia, kapal akan tetap berada di dekat pantai dan jarang melintasi perairan yang luas. Ketika mereka melakukan penyeberangan, mereka sering menggunakan perhitungan mati, menggunakan posisi, heading, dan kecepatan yang diketahui. Meskipun konsep garis lintang telah ada sejak lama, pengukuran garis lintang secara akurat membutuhkan instrumen pencari sudut, seperti astrolabe, yang ditemukan sekitar 200 SM, atau sextant, yang ditemukan pada abad ke-16.

Astrolabe, sextant, atau sejenisnya mengukur sudut antara benda langit yang diketahui, dari mana garis lintang dapat disimpulkan. Penentuan garis bujur adalah pertanyaan besar yang akhirnya berujung pada ketepatan jam, karena garis bujur dan waktu matahari berhubungan langsung. Penemuan penunjuk waktu yang akurat dan dapat digunakan di kapal atau kendaraan yang bergerak tidak akan terpecahkan sampai abad ke-19 ketika mereka menjadi cukup andal dan terjangkau sehingga alternatif (metode jarak bulan) tidak disukai.


Ukur jarak dan area di Google Earth

Anda dapat mengukur jarak antara lokasi dan sepanjang jalur. Anda juga dapat mengukur ukuran poligon yang Anda gambar di Google Earth.

  • Pengukuran mungkin tidak 100% akurat, terutama di area dengan medan dan bangunan 3D. Untuk hasil terbaik, ukur menggunakan tampilan atas-bawah.
  • Pengukuran tidak memperhitungkan perubahan ketinggian.
  • Petunjuk ini hanya berlaku untuk Google Earth baru. Pelajari cara mengukur jarak di Google Earth Pro.
  1. Di ponsel atau tablet Android Anda, buka aplikasi Google Earth .
  2. Telusuri tempat, atau pilih lokasi di globe.
  3. Ketuk Ukur .
  4. Untuk menambahkan titik pengukuran, pindahkan peta dan ketuk Tambahkan titik.
  5. Untuk menghapus titik, di bagian atas, tap Urungkan .
  6. Setelah selesai, di bagian atas, tap Selesai . Di bagian bawah, Anda akan melihat pengukuran jarak.

Catatan: Jika Anda juga ingin mengukur luas suatu lokasi, sambungkan ke titik pertama Anda dan ketuk Tutup Bentuk.


10 Jawaban 10

Ini adalah gambar panah menyapu setiap sudut berturut-turut di bintang. Perhatikan bahwa, setelah menelusuri semua $5$ sudut, orientasinya terbalik - artinya ia telah memutar $180^$ dan ini pasti jumlah sudutnya. Kita bisa melakukan hal yang sama pada bintang di gambar Anda, ergo, sudutnya juga berjumlah $180^$.

Sebuah Generalisasi:

Kita dapat melakukan hal yang sama pada gambar seperti ini, yang jumlah sudutnya menjadi $180^$: $hskip 1.5in$
Kita juga bisa melakukan ini pada segitiga. Properti penting adalah ini:

Seharusnya tidak ada simpul bintang pedalaman ke kerucut yang disapu oleh sinar yang melintasi sudut tertentu.

Memenuhi kondisi ini - yang pada dasarnya mengatakan bahwa kita tidak pernah harus "mengabaikan" simpul, tetapi hanya memutar panah dan melihat apa yang mengenainya - kita menemukan bahwa kita dapat mengurutkan simpul dengan cara "searah jarum jam", sehingga, pada setiap sudut , baik kepala atau ekor panah melangkah ke simpul berikutnya dalam urutan (dan mereka bergantian yang mana). Jelas, baik kepala dan ekor akan membuat revolusi penuh ketika sudut dua kali lebih banyak dari simpul yang telah dilacak, menghasilkan hasil yang diinginkan.

(Seseorang mungkin juga menyatakan kondisi saya sebagai "menetapkan simpul angka $1$ melalui $2n+1$ dalam urutan searah jarum jam seperti yang terlihat dari titik pusat, pasti $1$ terhubung ke $n$ dan $n+1$, dan semua titik lainnya terhubung secara analog")


Gunakan Ketinggian Polaris untuk Menemukan Lintang

Pelaut dan pelancong telah menggunakan Polaris, juga dikenal sebagai bintang Utara, selama berabad-abad untuk menemukan posisi mereka di permukaan bumi. Polaris adalah bintang paling terang di konstelasi Ursa Minor, yang tujuh bintang paling terangnya membentuk Biduk Kecil. Polaris adalah bintang paling terang di ujung ekor Biduk dan berguna karena merupakan satu-satunya bintang yang tampaknya tidak bergerak dalam kaitannya dengan lokasi tertentu di Bumi. Polaris tidak dapat dilihat dari selatan khatulistiwa.

Ketinggian bintang adalah pengukuran dalam derajat sudut bintang di atas cakrawala. Datar di cakrawala adalah 0° dan lurus di langit pada 90°, yang memiliki nama khusus, puncak.

Bahan:

Prosedur

  1. Pergi ke luar pada malam yang gelap, cerah, dan berbintang.
  2. Temukan Polaris. Ini adalah bintang terakhir di ekor Little Dipper.
  3. Pegang kompas di depan Anda.
  4. Sejajarkan tepi 0° kompas dengan cakrawala.
  5. Jaga agar tepi 0&derajat tetap rata dengan cakrawala, angkat satu lengan kompas hingga menunjuk langsung ke Polaris.
  6. Baca dari sudut. Ini adalah ketinggian Polaris dari lokasi Anda di Bumi. Ini sesuai dengan garis lintang Anda. Berapakah ketinggian Polaris jika Anda berdiri di Kutub Utara? Berapa ketinggian Polaris jika Anda berdiri di Khatulistiwa?

Hasil

Gunakan peta atau internet untuk menentukan garis lintang kota asal Anda dan lihat apakah pengukuran Anda benar.

Polaris begitu jauh (sekitar 434 tahun cahaya) sehingga sinar cahaya mendekati Bumi secara paralel. Hal ini memungkinkan kita untuk melihat sudut antara kita dan bintang (yang sama dengan sudut antara cakrawala dan bintang) untuk menemukan garis lintang kita di Bumi. Polaris berjarak sekitar 0,7° dari Kutub Utara yang tepat, jadi dengan rotasi Bumi, Polaris juga membuat lingkaran kecilnya sendiri di langit pada malam hari, tetapi itu adalah satu-satunya bintang yang tampak tetap di langit bagi kita.

Polaris juga merupakan banyak bintang, itulah sebabnya sangat cerah. Ini terdiri dari alpha-Polaris, bintang utama yang paling terang, dan dua bintang kecil yang sangat dekat dengannya, sehingga dengan mata telanjang mereka tampak sebagai satu bintang.

Bumi bergerak dengan gerak yang disebut presesi. Ini berarti poros kita bergeser dalam lingkaran selama rentang waktu sekitar 26.000 tahun. Ini berarti Polaris tidak selalu berada di atas Kutub Utara kita seperti sekarang ini. Pada zaman Mesir kuno, Bintang Utara adalah Thuban, dari konstelasi Draco, dan dalam waktu sekitar 12.000 tahun, itu akan menjadi Vega, dari konstelasi Lyra, yang akan tampak menjadi suar yang lebih terang daripada Polaris.

Penafian dan Tindakan Pencegahan Keamanan

Education.com menyediakan Ide Proyek Pameran Sains hanya untuk tujuan informasi. Education.com tidak memberikan jaminan atau representasi apa pun mengenai Ide Proyek Pameran Sains dan tidak bertanggung jawab atau berkewajiban atas kehilangan atau kerusakan apa pun, secara langsung atau tidak langsung, yang disebabkan oleh penggunaan informasi tersebut oleh Anda. Dengan mengakses Ide Proyek Science Fair, Anda melepaskan dan melepaskan klaim apa pun terhadap Education.com yang timbul darinya. Selain itu, akses Anda ke situs web Education.com dan Ide Proyek Pameran Sains tercakup dalam Kebijakan Privasi Education.com dan Persyaratan Penggunaan situs, yang mencakup batasan tanggung jawab Education.com.

Peringatan dengan ini diberikan bahwa tidak semua Ide Proyek sesuai untuk semua individu atau dalam semua keadaan. Implementasi dari Ide Proyek Sains harus dilakukan hanya dalam pengaturan yang sesuai dan dengan pengawasan orang tua atau pengawasan lainnya yang sesuai. Membaca dan mengikuti tindakan pencegahan keselamatan semua bahan yang digunakan dalam proyek adalah tanggung jawab masing-masing individu. Untuk informasi lebih lanjut, lihat buku pegangan Science Safety negara bagian Anda.


Jika Anda menginginkan pengukuran kelengkungan fisik secara langsung, inilah rencana yang akan memakan banyak uang dan dekade, mungkin berabad-abad untuk disiapkan. Sempurna untuk fisika!

Yang Anda butuhkan adalah tiga satelit yang dilengkapi dengan laser, detektor cahaya, kemampuan membidik secara presisi, dan komunikasi radio. Ketiga satelit ini diluncurkan ke luar angkasa dan memposisikan diri berjauhan satu sama lain sehingga membentuk titik-titik segitiga yang sangat besar. Satelit kemudian masing-masing menyalakan dua laser, membidik dua lainnya. Setiap satelit melaporkan kepada yang lain ketika menerima sinar laser. Setelah semua satelit melaporkan bahwa mereka melihat sinar laser dari yang lain, mereka mengukur sudut antara dua sinar laser mereka sendiri. Setiap satelit mentransmisikan sudut ini kembali ke markas di Bumi.

Kelengkungan ruang secara keseluruhan dapat ditentukan dari sudut-sudut ini. Jika jumlahnya 180 derajat, seperti yang Anda pelajari di kelas geometri, maka ruang di sekitar satelit itu datar.

Jika jumlahnya lebih dari 180 derajat, maka ruang memiliki kelengkungan positif di sana, seperti permukaan bola. Anda dapat membayangkan situasi di Bumi dengan menggambar garis dari Kutub Utara ke khatulistiwa, melanjutkan seperempat jalan mengelilingi dunia di sepanjang khatulistiwa, lalu kembali ke Kutub Utara. Anda baru saja menggambar segitiga dengan tiga sudut 90 derajat untuk jumlah 270.

Jika jumlah sudut kurang dari 180, daerah ruang memiliki kelengkungan negatif seperti pelana.

Katakanlah satelit mengelilingi bintang. Karena cahaya dibelokkan ke arah massa, satelit harus membidik menjauhi bintang sehingga cahaya akan membelok di sekitar bintang dan mengenai satelit lainnya. Ini berarti bahwa sudut segitiga yang dihasilkan akan lebih besar dari biasanya (yaitu, ruang datar), yang berarti jumlahnya akan lebih besar dari 180 derajat. Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa ruang memiliki kelengkungan positif di dekat massa.

Hubungan yang tepat antara jumlah sudut segitiga dan kelengkungan total di dalam segitiga itu diberikan oleh $sumlimits^3_ heta_i = pi + iint_T K dA$ di mana $ heta_i$ adalah sudut yang diukur pada setiap satelit (diukur dalam radian), $T$ adalah permukaan segitiga 2D yang ditentukan oleh tiga satelit yang diintegrasikan, $K$ adalah kelengkungan Gaussian di setiap titik dalam segitiga, dan $dA$ adalah luas sangat kecil dengan kelengkungan $K$ . Untuk daerah ruang dengan kelengkungan total nol, sudutnya akan berjumlah $pi$ radian (180 $^circ$ ). Kelengkungan positif mengarah ke jumlah yang lebih besar dari $pi$ , kelengkungan negatif ke jumlah yang lebih kecil dari $pi$ .

Untuk mengilustrasikan eksperimen, bayangkan ketiga satelit ini dikerahkan ke luar angkasa, jauh dari sumber gravitasi mana pun, dan tempatkan diri mereka sedemikian rupa sehingga jaraknya sama satu sama lain. Laser yang memantul di antara mereka kemudian akan membentuk sisi segitiga sama sisi, seperti:

Titik merah adalah satelit, dan garis biru adalah sinar laser. Setiap sudut adalah 60 derajat, artinya jumlah sudut adalah 180 derajat, menunjukkan ruang datar.

Sekarang bayangkan satelit masuk ke dalam formasi yang sama, tetapi mengelilingi lubang hitam, seperti yang ditunjukkan ilustrasi berikutnya.

Karena gravitasi yang kuat dari lubang hitam, satelit harus mengarahkan laser mereka menjauh dari lubang hitam untuk mengenai satelit lainnya. Ini berarti bahwa sudut antara laser lebih besar dari 60 derajat, yang berarti bahwa jumlah sudut segitiga lebih besar dari 180 derajat. Hal ini menunjukkan bahwa ruang yang berisi lubang hitam memiliki kelengkungan total positif.

Satu pengukuran terakhir yang menarik untuk dilakukan adalah mengukur kelengkungan ruang agak jauh dari lubang hitam. Tempatkan satelit dalam formasi dekat lubang hitam, seperti diilustrasikan di bawah ini.

Laser dari satelit yang lebih jauh dari lubang hitam kurang terpengaruh karena gravitasi yang lebih lemah di wilayah itu, sehingga sudutnya hanya sedikit lebih dari 60 derajat. Dua satelit lainnya perlu menyesuaikan laser mereka secara lebih substansial karena kelengkungan yang lebih besar yang disebabkan oleh lubang hitam. Dengan demikian, sudut pada satelit terdekat lubang hitam secara substansial kurang dari 60 derajat, yang berarti jumlah sudut segitiga ini kurang dari 180 derajat. Hal ini menunjukkan bahwa kelengkungan ruang yang dekat tetapi tidak mengandung lubang hitam adalah negatif.

Dari semua ini, kita dapat menyimpulkan bahwa kelengkungan total ruang di dalam lubang hitam adalah positif, kelengkungan total ruang di sekitar lubang hitam adalah negatif. Saat satelit semakin jauh dari lubang hitam, gravitasi semakin lemah, sehingga jumlah sudut segitiga yang dibentuk oleh laser semakin dekat dan mendekati 180 derajat. Ini berarti bahwa kelengkungan total semua ruang di luar lubang hitam persis berlawanan dengan kelengkungan di dalam lubang hitam (dengan asumsi lubang hitam adalah satu-satunya hal di alam semesta).

Kebetulan, ada eksperimen serupa dalam tahap prototipe yang sedang dijalankan oleh Badan Antariksa Eropa (ESA) dan NASA yang disebut eLISA. Misi ini berbeda karena dimaksudkan untuk mengukur gelombang gravitasi, bukan gravitasi secara langsung dan melibatkan pengukuran jarak antara satelit, bukan sudut.


Kegiatan Sains: Rasi Bintang

Ringkasan singkat: Rasi bintang adalah pola bintang di langit. Meskipun pola-pola ini sangat berguna untuk mempelajari cara Anda mengelilingi langit, dan untuk digunakan dalam navigasi di Bumi, rasi bintang ini bukanlah pengelompokan fisik bintang. Kita melihat pola yang kita definisikan sebagai rasi bintang karena susunan tiga dimensi bintang di ruang angkasa.

Konsep kunci: Rasi bintang adalah kumpulan bintang yang tidak berhubungan. Bentuk yang kita lihat disebabkan oleh lokasi di ruang dari mana kita melihatnya. Sebuah konstelasi akan terlihat sangat berbeda jika kita melihatnya dari planet lain.

Kata kunci: bintang, rasi bintang, pola

Kisah Sains:

Tahukah Anda apa yang disebut pola bintang?
Pola bintang disebut konstelasi. Rasi bintang adalah kumpulan bintang di langit. Beberapa rasi bintang terlihat seperti binatang atau manusia.

Bisakah Anda menyebutkan rasi bintang yang Anda ketahui?
Rasi bintang terkenal termasuk Orion (pemburu), Leo (singa), Scorpio (kalajengking), Cassiopeia (ratu Ethiopia kuno), dan Crux (salib selatan). Banyak dari rasi bintang ini ditemukan oleh orang-orang Yunani kuno, dua ribu tahun yang lalu, tetapi budaya lain melihat bentuk yang berbeda di langit.

Mengapa orang-orang kuno menemukan rasi bintang ini?
Di zaman kuno, sangat penting untuk mengetahui posisi bintang-bintang dan bagaimana bintang-bintang berubah seiring musim, karena ini berarti Anda dapat menavigasi, bepergian dengan aman untuk menjelajahi tempat-tempat baru, dan dapat menemukan jalan pulang lagi.

Kami merasa mudah untuk mengingat sesuatu ketika kami mendengarnya diceritakan sebagai sebuah cerita. Beberapa budaya melihat langit dipenuhi binatang. Budaya lain melihat raja dan ratu atau karakter dari cerita.

Rasi bintang terlihat seperti pola bintang di langit, tetapi bintang tersebar seperti pepohonan di hutan: beberapa bintang dekat dengan kita, dan yang lain jauh lebih jauh. Beberapa bintang terbentuk bersama-sama pada waktu yang sama, ini disebut gugus bintang lain terbentuk pada waktu yang berbeda dan jauh lebih jauh, manusia membuat pola dari bintang-bintang ini yang disebut rasi bintang.

Rasi bintang yang kita lihat di langit unik untuk Bumi. Dari tempat lain di Semesta, pola bintang akan terlihat berbeda, dan kita akan melihat berbagai bentuk dan rasi bintang di langit.

Atas: gambar dari program planetarium Stellarium, menunjukkan rasi bintang yang dirujuk dalam cerita sains di atas.

Atas: Bagian dari langit menunjukkan beberapa rasi bintang Yunani. Beruang Besar ada di sebelah kiri, dan Raja Cepheus (dengan tongkat) dan Ratu Cassiopeia (duduk dengan cermin) tepat di tengah. Perseus berada di dekat bagian bawah memegang kepala Medusa gorgon.
Dibuat menggunakan Stellarium. Atas:Bagian langit yang sama seperti yang ditunjukkan di atas, dengan bintang yang sama, tetapi menunjukkan beberapa rasi bintang seperti yang terlihat oleh Ojibwe dari Amerika Utara.
Dibuat menggunakan Stellarium. Atas: pola bintang yang membentuk konstelasi di langit. Pola ini dikenal sebagai Bajak, Biduk, Beruang Besar, atau Nelayan, tergantung di mana Anda berada di dunia.
Dibuat menggunakan Stellarium.

Ilmu: Bintang-bintang yang Anda lihat ketika Anda melihat ke langit malam sangat mirip dengan Matahari kita sendiri – reaktor nuklir raksasa yang bersinar dengan kekuatan luar biasa. Galaksi kita, yang dikenal sebagai Bima Sakti, terdiri dari seratus ribu juta bintang (kira-kira), termasuk Matahari kita sendiri, yang tersusun dalam bentuk cakram. Matahari kita berada di dalam Bima Sakti, kira-kira dua pertiga jaraknya dari pusat ke tepi piringan.

Beberapa bintang lebih besar dan lebih terang dari Matahari, yang lain lebih kecil dan lebih redup dari Matahari. Untuk bintang dengan kecerahan tertentu, semakin dekat ke Bumi sebuah bintang, semakin terang ia muncul di langit. Bintang terdekat yang secara intrinsik redup dapat tampak lebih terang bagi kita daripada bintang yang lebih jauh yang secara inheren jauh lebih terang. Ide ini dapat diilustrasikan dengan menggunakan lampu jalan yang jauh dan obor terdekat – meskipun obor sebenarnya lebih redup daripada lampu jalan, namun dapat digunakan untuk membaca buku dari dekat bahkan ketika tidak cukup cahaya mencapai Anda dari lampu jalan yang jauh.

Beberapa bintang terbentuk bersama pada saat yang sama, membentuk cluster. Ini adalah kelompok bintang alami yang secara fisik berdekatan satu sama lain di ruang angkasa. Salah satu cluster yang paling terkenal dikenal sebagai Seven Sisters (juga dikenal sebagai Cluster Pleiades). Gambar Seven Sisters dapat dilihat di sebelah kiri. Gugusan ini sebenarnya terdiri dari beberapa ratus bintang yang semuanya terbentuk bersama. Banyak budaya memiliki cerita sendiri tentang bagaimana gugusan bintang ini muncul di langit.

Berbeda dengan cluster, rasi bintang terbuat dari bintang-bintang yang terbentuk di lokasi yang berbeda pada waktu yang berbeda – pengelompokan ini sepenuhnya buatan. Konstelasi yang akan kita gunakan dalam kegiatan ini adalah konstelasi Fisher, mirip dengan Beruang Besar di langit, tetapi berasal dari lore langit First Nations of America.

Sementara kita terbiasa menganggap rasi bintang sebagai pola bintang di langit, pada kenyataannya mereka terdiri dari (biasanya) bintang yang terpisah jauh yang secara fisik tidak berhubungan satu sama lain. Kegiatan ini mengilustrasikan konsep ini dengan menggunakan model table-top sederhana yang dapat dibangun dan dieksplorasi oleh siswa sendiri.

Sebuah analogi yang berguna adalah dengan pohon-pohon di hutan yang dikelola di mana mereka telah ditanam dalam barisan. Baris terlihat jelas dari beberapa sudut, tetapi tidak yang lain.

Kegiatan: Dalam kegiatan ini, siswa menggunakan bahan sederhana untuk membangun model konstelasi Fisher mereka sendiri, seperti yang didefinisikan oleh First Nations of America. Bintang-bintang yang sama membentuk Ursa Major, beruang besar, terlihat di atlas bintang modern. Model tersebut menggambarkan bagaimana sebuah konstelasi hanya terlihat seperti Fisher jika dilihat dari sudut pandang tertentu. Para siswa dapat mengeksplorasi model itu sendiri dan harus didorong untuk melihat bahwa susunan bintang yang sama akan terlihat sangat berbeda bila diamati dari sudut lain.

Alat peraga yang diperlukan:

  • Salinan tercetak dari konstelasi Fisher (lihat di bawah)
  • Tabel bintang dan sifat-sifatnya (lihat di bawah)
  • Sepotong kartu A4
  • Lem
  • Tape
  • Tali
  • Menggagalkan
  • Penggaris
  • Spidol dan pensil
  • Gunting

catatan: untuk membuat kegiatan ini lebih cepat dan mudah untuk anak-anak kelas 5, ada baiknya menyiapkan sekantong barang untuk setiap kelompok terlebih dahulu. Setiap tas harus berisi potongan tali 11x35cm dan 11 lembar kertas timah (kira-kira persegi).

  1. Gunakan pena atau pensil untuk membuat lubang melalui kertas dengan hati-hati pada posisi setiap bintang pada gambar konstelasi Fisher. Pastikan lubang Anda menembus kertas.
  2. Dengan hati-hati sobek kertas timah Anda menjadi kotak berukuran kira-kira 10 cm kali 10 cm. Anda membutuhkan sebelas lembar kertas timah.
  3. Gunakan gunting untuk memotong sebelas utas tali, panjang masing-masing potongan harus 35cm.
  4. Rekatkan seutas tali ke tengah selembar kertas timah.
  5. Remukkan kertas timah menjadi bola di sekitar ujung tali. Buat bola sekecil mungkin! Ini adalah bintang pertama Anda.
  6. Ulangi langkah 5 dan 6 untuk bintang lainnya. Anda sekarang harus memiliki sebelas bintang. Bintang-bintang ini akan menggantung dari gambar Anda untuk membuat konstelasi seluler Anda.
  7. Temukan bintang Alkaid di tabel bintang. Tabel memberi tahu Anda berapa lama string yang dibutuhkan agar ponsel Anda terlihat benar. Untuk Alkaid, bintang harus digantung 16cm di bawah gambar.
  8. Gunakan penggaris Anda untuk mengukur 16cm sepanjang tali dari bintang. Gunakan spidol Anda untuk menandai tali pada jarak 16cm dari bintang.
  9. Dorong ujung tali yang bebas dengan hati-hati melalui lubang bertanda "Alkaid" di gambar Fisher Anda. Tarik tali sampai mencapai tanda yang Anda buat.
  10. Rekatkan ujung tali yang longgar ke bagian belakang gambar.
  11. Ulangi langkah 8 sampai 10 untuk bintang lainnya. Hati-hati dengan senar Anda – jangan sampai terjerat!
  12. Perhatikan bahwa untuk bintang 6, Alkaphrah, panjangnya 0cm. Untuk bintang ini, dorong tali melalui gambar seperti bintang-bintang lainnya, tetapi tarik sepenuhnya sehingga bintang menyentuh kertas.
  13. Ketika Anda memiliki semua bintang yang ditempel di tempatnya, rekatkan atau rekatkan dengan hati-hati gambar konstelasi Fisher Anda ke lembaran karton Anda. Pastikan Anda masih bisa melihat rasi bintang!
  14. Angkat ponsel Anda di atas kepala Anda. Perhatikan baik-baik konstelasi Anda – dapatkah Anda melihat bentuk Fisher?
  15. Lihat ponsel Anda dari posisi dan sudut lain – apakah bintang terlihat seperti konstelasi Fisher jika Anda melihatnya dari samping? Apakah ada cara lain untuk melihat ponsel yang membuat konstelasi yang sama?

Anda mungkin telah memperhatikan bahwa ada bintang yang hilang! Salah satu kaki Fisher, 30 Uma, tidak termasuk dalam model kami. Ini karena jaraknya lebih jauh dari Bumi daripada bintang-bintang lainnya. Jika kita ingin memasukkan 30 Uma dalam model kita, kita harus membuat semua benang lebih panjang 51cm!

Gambar konstelasi Fisher untuk digunakan dalam kegiatan ini. Tabel angka untuk digunakan dalam kegiatan ini.

Perpanjangan: Versi yang lebih besar dapat dibangun dengan menggunakan (misalnya) lampu kecil dan tali yang digantung di atap atau struktur elevasi lainnya. Siswa dapat merancang "instalasi" konstelasi mereka sendiri untuk kelas, menggunakan matematika untuk menentukan panjang tali yang dibutuhkan dan lokasi posisi tali.

Ide konstelasi dapat dieksplorasi lebih lanjut melalui seni kreatif dengan mendorong siswa untuk merancang konstelasi mereka sendiri di sekitar pola bintang yang nyata, membuat cerita mereka sendiri untuk konstelasi mereka, dan menciptakan representasi artistik mereka sendiri.


Melakukan Kegiatan

Bahan:

  1. Dua penggaris kelas kayu datar untuk setiap siswa, ditandai dalam sentimeter
  2. Satu baut 3/16 x & frac12 dan mesin cuci kunci dan mur sayap yang cocok untuk setiap siswa (Pusat perbaikan rumah setempat dapat dengan mudah membantu Anda dengan ini!)
  3. Bor listrik dengan mata bor 3/16 & ndash & frac14 inci
  4. 6 lembar kertas daging besar atau kertas kerajinan, masing-masing appx. 30&rdquo x 48&rdquo
  5. Kertas konstruksi, pensil, spidol

2 Jawaban 2

Ini murni pengukuran sudut - pada dasarnya berapa banyak piksel yang dipindahkan bintang dan berapa banyak detik busur/piksel yang diukur oleh kamera+teleskop.

Sebelumnya bintang-bintang diukur satu per satu dengan teleskop transit sehingga sudutnya langsung dari encoder pada sumbu deklinasi (berpikir vertikal) dan jam untuk kenaikan yang tepat (arah bintang-bintang berputar melewati titik tetap saat Bumi berputar) .

Jika Anda memiliki teleskop dengan skala sudut yang dikalibrasi dengan sangat baik (piksel/busur). Dan Anda berasumsi bahwa jarak bintang yang paling jauh adalah tetap, maka Anda dapat mengukur bagaimana bintang latar depan tampak bergerak relatif terhadap bintang latar belakang yang sama dalam pengukuran yang berjarak 6 bulan. Anda tahu satelit telah bergerak 2au mengelilingi matahari dan Anda dapat mengukur perbedaan sudut ke bintang dalam detik busur, dari pergerakan piksel relatif terhadap latar belakang dalam 2 gambar. Anda kemudian memiliki jarak ke bintang dalam parsec.

Teknik sebenarnya yang digunakan oleh Hipparcos (dan saya berasumsi Gaia tapi saya tidak tahu misinya) tertarik. Satelit ini memiliki dua teleskop pada sudut tetap yang dapat mengukur pasangan bintang pada sudut yang sama. Saat berputar, ia melihat banyak pasang bintang dan mencatat sudut relatif. Untuk bintang yang cukup dekat untuk mengukur sudut-sudut itu akan berubah melalui orbit.

Kemudian melakukan "induk dari semua persamaan simultan" (dalam kata-kata ilmuwan proyek) untuk mengetahui bintang mana yang bergerak dan bintang mana yang tetap. Itu juga harus memecahkan sudut konstan antara dua teleskop karena ini tidak dapat diukur dengan cukup baik di lapangan. Pengukurannya sangat tepat sehingga harus memperhitungkan pembelokan cahaya oleh Jupiter dan matahari.

Selain itu, kesalahan selama peluncuran berarti bahwa tahap penguat akhir tidak terpisah - meninggalkannya di orbit yang salah dan dengan beberapa ton besi tua menempel padanya. Massa ekstra menghaluskan gerakan teleskop (mengurangi efek angin matahari, mikrometeorit, dll) dan menghasilkan hasil yang lebih akurat. Sebuah saran bahwa mereka sengaja menambahkan beberapa ton besi tua untuk penggantinya ditolak.