Координаты Земли в пространстве¶

Где мы сейчас — это вопрос о положении наблюдателя относительно референсных систем отсчёта: от координат на поверхности Земли до места Солнечной системы в Галактике и положения Вселенной в крупномасштабной структуре. Ответ зависит от выбранной системы координат и масштаба рассмотрения.

¶Географические координаты

Положение точки на поверхности Земли задаётся широтой и долготой. Широта измеряется от экватора (0°) до полюсов (±90°), долгота — от Гринвичского меридиана (0°) до ±180°. Система географических координат является международной стандартной системой, принятой в 1884 году на Международном меридианном конгрессе в Вашингтоне.

Определение координат в быту осуществляется с помощью спутниковых навигационных систем. Российская система ГЛОНАСС, развёрнутая в полном составе в 2011 году, обеспечивает определение координат с точностью до метров в любой точке земного шара. Американский аналог — GPS — был создан в 1970-х годах и открыт для гражданского использования в 2000-м. Китайская система BeiDou завершила развёртывание глобального покрытия в 2020 году.

¶Земля в Солнечной системе

Солнечная система — это планетная система со звездой Солнце в центре, расположенная в рукаве Ориона Галактики Млечный Путь. Земля обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите со средним расстоянием около 149,6 млн км (1 астрономическая единица). Полный оборот занимает 365,25 суток.

Солнечная система находится на расстоянии примерно 26 000 световых лет от центра Галактики и совершает полный оборот вокруг неё за 225—260 млн лет (один «галактический год»). Текущее положение соответствует примерно 270° галактической долготы.

¶Место в Галактике

Млечный Путь — спиральная галактика с перемычкой диаметром около 100 000 световых лет, содержащая от 100 до 400 млрд звёзд. Солнечная система расположена в одном из внутренних рукавов — рукаве Ориона, примерно в 26 000 световых лет от ядра, на 26 000 световых лет выше галактической плоскости.

Ближайшая крупная галактика — туманность Андромеды (M31), удалённая примерно на 2,5 млн световых лет. Она вместе с Млечным Путём, Треугольником (M33) и примерно 50 карликовыми галактиками входит в Местную группу галактик диаметром около 10 млн световых лет.

¶Вселенная и крупномасштабная структура

Местная группа входит в сверхскопление Девы (Ланиакея), гравитационно связную структуру диаметром около 520 млн световых лет. В 2014 году группа астрономов под руководством Р. Бреннана показала, что Ланиакея — часть более крупного сверхскопления, названного Laniakea.

Вселенная расширяется со скоростью, описываемой законом Хаббла: $v = H_0 \cdot d$, где $H_0 \approx 67-74$ км/(с·Мпк). Возраст Вселенной по данным спутника Planck (2018) — 13,787 млрд лет. Наблюдаемая Вселенная имеет диаметр около 93 млрд световых лет.

¶Определение положения в космосе

Астрономические координаты — прямое восхождение и склонение — задаются относительно небесной сферы. Для точных измерений используются различные референсные системы: гелиоцентрическая (от центра Солнца), барицентрическая (от центра масс Солнечной системы) и галактическая (от центра Млечного Пути).

Для определения положения Земли в космическом масштабе используются явление космического микроволнового фонового излучения, открытое в 1965 году А. Пензиасом и Р. Вильсоном. Его анализ позволяет определить движение Солнечной системы относительно реликтового излучения — скорость около 370 км/с в направлении созвездия Льва.

¶Философский контекст

Вопрос «где мы сейчас» традиционно рассматривается в философии в контексте пространственно-временного положения субъекта. В физике принцип относительности Эйнштейна утверждает, что не существует абсолютной системы отсчёта — любое положение определяется только относительно другого объекта. В квантовой механике точное определение координат частицы ограничено принципом неопределённости Гейзенберга (1927): $\Delta x \cdot \Delta p \geq \hbar/2$.

Источники:

• Астрономический календарь. Ежегодник. — М.: Наука.
• Вселенная и мы. — М.: Наука.
• Космология: учебное пособие. — М.: МГУ.
• Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. — Astronomy & Astrophysics, 2020.