Week 3 Dünyanın Evrendeki Hareketi

Dünyanın Dönmesi
• Dünyanın dönmesi: Yer sabit -> gök sistemleri arasındaki
dönüşüm
rgök = Qryer-sabit
• Neden dünyanın dönmesi ile ilgileniyoruz?
– yer sistemi ve gök sistemini ilişkilendirmek istiyoruz
• quasarlar koordinatları (deklinasyon, rektesensiyon) ile yer
istasyonlarının koordinatlarını hesaplayabiliyoruz
• yer istasyonlarının koordinatları (x,y,z) ile uydu koordinatları
(Kepler elemanlarını) buluyoruz
– Dönüşüm matrisini belirlemek istiyoruz
• (x,y,z)yer-sabit ve uydu ya da quasar (x,y,z)gok verildiğinde Q’yu
hesaplayabiliriz
Dünyanın Dönmesinin Bileşenleri
• Yer-sabit sistemden gök sistemine geçiş
rgök = Q ryer-sabit
Q 3×3’lük dönüşüm matrisi
• Q bir dizi dönüşümden ibarettir
– Matris notasyonu ile: Q = PNUXY
•
•
•
•
Presesyon P,
Nutasyon N,
Güneş Zamanı U,
Kutup hareketi X ve Y,
CEP’nin yüzyıllık hareketi
CEP’nin periyodik hareketi
CEP etrafındaki dönme hareketi
Yer sabit sistemde CTP’den
CEP’ye geçiş
Dünyanın Evrendeki Hareketi
• Dünyanın üzerinde dış etkler olmasa açısal momentum korunur
• CEP sabit kalır
• Güneş ve Ay’ın dünya üzerinde zamana bağlı etkileri vardır
– CEP gök küresi içinde (evrende) hareket eder
– Presesyon ve nutasyon
– Presesyon: periyodu 26,000 yıl; ekinoks 50 sn / yıl değişir
– Nutasyon: 18,6 yıla kadar değişen periyotlarda: genliği 9 sn
• Diğer gezegenlerde dünya üzerinde küçük kuvvetler uygular:
– NEP evrende hareket eder
– gezegenlerin etkisiyle oluşan presesyon: küçük etki
Yıldız Zamanı
• CEP’ye göre ölçülür
– Yer sabit sistemde dünyanın kendi ekseni etrafında donmesi ile tanımlanan
zamandır
• GAST: Greenwich Görünen Yıldız Zamanı
– Greenwich meridyeninden - ölçme anındaki gerçek - ilkbahar noktasına kadar
olan açıdır
– nutasyonlar nedeniyle dünya ( δε, δψ ) kadar yalpalar
– ortalama ilkbahar noktasına ölçülen GMST daha kullanışlı
•
•
•
•
GMST: Greenwich ortalama yıldız zamanı
ortalama: 18.6 yıla kadar olan nutasyonların aritmetik ortalaması anlamına gelir
GAST=GMST + α
α = δψ cos( ε + δε) İlkbahar noktası eşitliği
Presesyon ve Nutasyon Etkilerinin Dikkate
Alınması
• Bu etkiler zaman sistemlerinin tanımında dikkate alınırlar
• Ayın çekim etkisi yani nutasyonlar nedeniyle ekvator düzlemi ve CEP
yalpalama yapar
• Bunun sonucu olarak ilkbahar noktası ekvator üzerinde yer değiştirir
• O yüzden pratikte gözlem anındaki kutup noktası ve ilkbahar noktası yerine
bunların ortalama değerleri kullanılır
• Buna bağlı olarak ta zaman tanımlarında da “görünen” ve “ortalama”
kavramlarına yer verilir
• Gözlem anındaki “anlık değerler”, “ortalama” büyklüklerden hareket
edilirek hesaplanır
Evrensel Zaman (UT1)
(Ortalama Güneş Zamanı)
• GMST nutasyon etkisini içermesine rağmen, ilkbahar noktasının
presesyonundan etkilenir
– GMST ortalama ilkbahar noktasına göre ölçülür: ilkbahar noktası
presesyon nedeniyle yılda 50” değişim gösterir
• UT1 “dünyanın mulak dönmesinin ölçülmesi” dir
– bu nedenle UT1 “GMST ve presesyon nedeniyle getirilen küçük
düzeltmelerin” bir fonksiyonudur
– Ek olarak;
360° = 24 saat değil de;
1 ortalama güneş günü = 24 saat
olacak şekilde bir düzenleme yapılır
– Yıldız zamanına göre bir yıldaki gün sayısı 366’dır
– 24 saat (GMST) ≈ 24 saat (UT1) - 3 dak 56 sn
– UT1 aslında; Greenwich’de, öğlen 12.00’de güneş tepeye gelecek şekilde
ayarlanmış bir yıldız zamanıdır
Kutup Hareketi
• CEP, Gök Efemerisi Kutbu
– Dünyanın dönme ekseni, uzayda yavaşça hareket eder
• bunun nedeni presesyon ve nutasyondur
• bu dünyanın dönme ekseninin evrendeki (gök sistemindeki)
hareketidir
• Dönme ekseni kuzey kutbunda sabit değildir
– dünyanın dönme eksenini uzayda sabit tuttuğumuzu varsayalım
– yeryuvarı bu eksen etrafında yalpalayarak döner
• bu kutup hareketi olarak adlandırılır
• bu dünyanın dönme ekseninin yer sistemindeki hareketidir
– Kutup Hareketi: CEP’nin geleneksel yer Kuzey Kutbu CTP’ye göre
bağıl hareketi
• CTP olarak “Conventional International Origin (CIO)” kullanılıyor