Почему поверхность вращающейся Земли используется как система отсчёта. Ведь использование её для навигации приведёт к большим и неприемлемым ошибкам в работе навигационных приборов. Но поверхность земли это естественный традиционный фундаментальный репер, игнорировать который не получится, ведь аэродромы, стартовые площадки, военные цели для поражения расположены на поверхности Земли. Мы не можем считать поверхность Земли инерциальной системой отсчёта, ни системой удобной для работы навигационных систем. Поверхность Земли - это промежуточная система отсчёта, избежать использования которой нельзя в практических расчётах. Почему Земля используется как система отсчёта (название ECEF, ECF) многим очевидно, но на самом деле, не так всё просто:
- Во- первых наклон земной оси Земли не постоянен. Это значит, что широта места меняется со временем.
- Во- вторых, год, как период времени, вмещает в себя неполное количество дней. Следовательно, разницу условного и истинного солнечного времени вычислить совсем не просто, и измерить абсолютный полдень совсем непросто. Кроме этого существует так называемая прецессия земной оси.
- В- третьих, в настоящее время широко используются спутниковые навигационные системы, которые создают собственную систему отсчёта, не совпадающую с истинной системой отсчёта.
На Земле существует действующая координатная сетка условных координат, которая делит мир на дольки по меридианам:
-1 градус при длине меридиана 40 000 в 360 градусов составляет по длине 111 ,111 км.
-Дуга длиной 1‘ будет иметь длину примерно 1,805 км,
- Дуга (или вернее уже отрезок) в 1” будет иметь длину 30 м.
Для более точного вычисления длины дуги одного градуса меридиана можно применить формулу:
111412,84 - 93,51cos3f +0,118cos5f
Долгота места очень быстро меняется из-за прецессии земной оси под действием приливных сил, которая имеет период длинный и короткий период, 26 000 лет 360 градусов по долготе и амплитудой 1,7 градуса по широте и 18,6 года амплитудой 11′′. Короткие периоды обычно называются нутациями.
Ученые вообще очень плохо понимают природу прецессий. Ньютон пытался объяснить причину прецессии отклонением формы Земли от сферы. Но Ньютон и тут ошибся, не знал он теории гироскопов. Как говорится, не держал гироскоп в руках. Очень сильно ошибаются и современные учёные, которые забывают то, что существуют колебания эклиптики относительно земной оси. Сохранение момента импульса вращения планеты в абсолютной системе отсчёта первично, уважаемые господа астрономы, об этом законе физики забывать нельзя. Вызывает прецессию в абсолютной системе только момент силы и этим моментом силы являются именно движение приливов, потеря энергии и изменение момента инерции. Абсолютная система отсчёта не связана с эклиптикой, вернее плоскостью и осью эклиптики, которая колеблется относительно абсолютной системы отсчёта.
Современная наука, и мировая, и российская, и особенно, российская астрономия попала в глубочайшую яму, по моему скромному мнению. Исключение составляет японская астрономия, а может в этом ей помогает её открытость. Toshio Fukushima в 1991 году доказал что прецессия длиной 27500 лет и 18,6 лет вызвана именно лунными циклами.
Современные астрономы не могут разделить изменение наклона эклиптики к земной оси и реальное изменение земной оси в абсолютной системе. Также ученые не знают и количественного истинного изменения положения земной оси, и главное не могут его прогнозировать. Различные теории нутаций - включая non-ridged Earth –так и не доказали своей 100 процентной применимости, не смотря на то что количество членов в уравнении отклонения земной оси довели до 1050.
Чтобы правильно спрогнозировать движение полюсов, нужно сначала разделить нутации по причинам их существования:
1. Изменение положения эклиптики относительно абсолютного пространства
2. Истинная прецессия Земной оси
3. Дрейф земной коры
Реальное положение абсолютного пространства можно определить по положению оси вращения Солнца и Юпитера. Они единственные в Солнечной Системе благодаря своей доминирующей массе сохраняют более или менее свои оси вращения, хотя приливы на Солнце и Юпитере выражены намного сильнее, чем на Земле. Но никаких прецессий Солнце и Юпитер почти не испытывают, центр Галактики находится слишком далеко и не может влиять, так как барицентр Солнечной системы на Луну и Землю. Если у Земли магнитное поле не совпадает с осью вращения Земли, потому что потоки в ионосфере не совпадают с вращение Земли, то у Юпитера и Солнца магнитное поле ориентировано точно по оси вращения. В 2021 году японский суперкомпьютер Фугаку, кажется, смог смоделировать тепловую конвекцию и магнитное поле в недрах Солнца, которые в результате воспроизвели его дифференциальное вращение. Возможно, замеры магнитных полей позволят более точно определить положение эклиптики в абсолютном пространстве, которое сейчас определяется по положению звёзд. Но так как основные реперные звёзды движутся на небе, эта задача усложняется.
Оказывается не так просто определить, какая звезда находится ближе, а какая дальше. Движение звёзд -это векторное круговое движение. Допплеровские изменения частоты на реперных частотах излучения водорода не могут давать данные о расстоянии искорости, также как и измерение расстояния методом параллакса, при таких биениях небесных координат. Современные ученые, как оказалось, до сих пор не могут точно измерить расстояние до Альфа и Бета Центавра и продолжают спорить. Основной помехой измерений является собственное движение Солнечной системы вокруг центра нашей галактики, скорость которого и направление, так и не измерили толи 200 км\с то ли 360 км\с.
Примерно, получается по Гершелю, что в качестве абсолютного репера можно взять можно взять звезду Альфа Лиры - Вегу, в сторону которой летит Солнечная система (условно по направлению с погрешностью в 15 градусов ) . Попытки взять за реперы далёкие галактики не увенчались успехом. Их свет отклоняется и преломляется и трансформируется по частоте ( эффект Мейтнер - Комптона) отчего и появляется «красное смещение» Хаббла. У близких галактик, не разделённых газовыми облаками, « красного смещения» нет. Но скорости галактик на небе пропорциональны их удалению, к тому же их изображение размазано.
Казалось бы, как звёзды и их движения влияют на земную жизнь. Как из-за прецессии земной оси меняются солнечные координаты по долготе, особенно не важно. Местное время неудобно из-за различий во времени соседних пунктов, поэтому ввели поясное время, разделив всю поверхность Земли на 24 часовых пояса, по 15 градусов каждый. Его считают по среднему в данном поясе меридиану. Границы часовых поясов проводятся не по меридиану, а с учетом административных границ и административных решений. Истинная долгота места будет определяться по разнице солнечного времени на меридиане Гринвича и солнечном времени места. Только вот спутники навигационных систем этого не заметят, и их придётся корректировать по времени.
А вот уход широты скорректировать временем нельзя. Уход широты из-за прецессии всего 1.7 градуса за 13 000 лет = 61200”\13000 = 0,47”/году
Уход широты от нутации 11” за 9.4 года = 1,17”/год
Суммарный уход широты от двух нутаций по формуле сложения погрешностей уже 1, 26”/ год .
Это изменение с учётом других мелких нутаций составит примерно 1,3 ”/ год или 40 м\год. То есть мы давно пользуемся условными координатами по широте. Через 20 лет спутниковые карты, если их не корректировать будут давать ошибку в 800 м на местности, но это по Солнцу, за 60 лет набежит 2,5 км. В системе отсчёта, связанной со спутниками ошибка будет неизвестна. Движение земной коры учесть очень сложно, практически невозможно, известно только относительное движение отдельных плит. Продвинутые кладоискатели и туристы хорошо знают об этом эффекте, когда проводят наложения исторических карт на спутниковые снимки. А профессиональные российские астрономы в это время ловят несуществующие нейтрино по следам всплесков гравитационных волн.
С учётом наличия военной опасности для нашей страны эти расчёты очень важны для систем навигации самолётов и баллистических ракет. Для систем наведения и навигации истинные координаты представляют огромную ценность. Но судя по статьям в сборниках работ и в интернете, наши астрономы пытаются запутать самих себя. Такую работу можно даже назвать диверсионной в условиях военного времени. «За бугром штуцера кирпичом не чистят», кого вы пытаетесь обманывать , японцев, которые в астрономии ушли на тридцать-сорок лет вперёд, пока вы изучаете несуществующие нейтрино и гравитационные волны, и вводите релятивистские поправки в часы системы Глонасс.