საბუნებისმეტყველო პროექტი

ანალემა

თბილისში

მზის ანაბეჭდი ცაზე ერთწლიანი ფოტოგრაფირებისას

2007 წელს 199-ე საჯარო სკოლა-პანსიონისის (კომაროვი) მოსწავლეთა გუნდმა, ჩემი ხელმძღვანელობით მონაწილეობა მიიღო განათლების სამინისტროს მიერ ორგანიზებულ გუნდურ ინტეგრირებული პროექტების კონკურსში (განათლება მდგრადი განვითარებისათვის) პროექტით ანალემა -”მზის საათის ზოდიაქური წრე”.

გუნდმა დაიმსახურა პირველი ადგილი და დაჯილდოვდა ფულადი პრემიით. მოსწავლეთა დაკვირვებების საფუძველზე მიღებული ანალემა დედამიწაზე შეგიძლიათ იხილოთ ვაჟა ფშაველას გამზირზე, მარშალ არჩილ გელოვანის სკვერში. 2008 წელს იგივე პროექტი პირველ ადგილზე გავიდა მოსწვლე-ახალგაზრდობის რესპუბლიკურ სასახლეში სასწავლო შემოქმედებით კონფერენციაში (ასტრონომიის განხრით) და საქართველოში ჩაღლარის სასწავლო დაწესებულებების მიერ ჩატარებულ ნორჩ მეცნიერთა და გამომგონებელთა IV რესპუბლიკურ ოლიმპიადაში (19 აპრილი, 2008, თბილისი, საქართველო), აგრეთვე მოიპოვა ოქროს მედალი ნორჩ მეცნიერთა და გამომგონებელთა II საერთაშორისო ოლიმპიადაში (15-17 მაისი, 2008, თბილისი, საქართველო). ამის შესახებ დაწვრილებით იხილეთ ვებ. გვერდი http://www.analema.skola.dlf.ge/ (2007 წელს ქართული ვებ გვერდების კონკურსში დაიმსახურა მეორე ადგილი და ფულადი პრემია).

რა არის ანალემა?

თქვენს შორის უმრავლესობა იკითხავს, ”რა არის ანალემა?”თუ თქვენ, სპეციალური შუქფილტრით, ფოტო ფირის ერთ კადრზე, კვირაში ერთხელ (დაახლოებით 8-10 დღეღამის ინტერვალით), დღის ერთსა და იმავე დროს, მთელი წლის განმავლობაში გადაიღებთ მზის სურათს, მაშინ თქვენ მიიღებთ ანალემის ფოტოგრაფიას (მზის ანაბეჭდს ცაზე, რომელიც უშუალოდ თვალით არ დაიმზირება. ე.ი. თვალისთვის მიუწვდომელია ისე, როგორც ბუნების უამრავი მოვლენა) ანუ მზის ნამდვილ გზას ცაზე ერთი წლის განმავლობაში, რომელიც წააგავს ციფრს რვიანს ან უსასულობის სიმბოლოს.მზის საათის მფლობელებმა კარგად იციან, რომ წელიწადის განმავლობაში მზე ცაზე ”რვიანს” შემოწერს. ამ წირს ანალემა (მზის საათის ზოდიაქური წრე) ეწოდება და მას მზის საათის ციფერბლატზე გამოსახავენ, რომ ცის სფეროზე მზის არათანაბარი მოძაობით გამოწვეული მზისმიერი დროის შესწორება (ე. წ. დროის განტოლება) გაითვალისწინონ. ძველ დროში ანალემას გლობუსებზეც გამოსახავდნენ, მაგრამ დროის განსაზღვრის თანამედროვე მეთოდები ამის საჭიროებას აღარ მოითხოვენ.სურათზე გამოსახული ფოტოგრაფია ჭეშმარიტად არის შენელებული გადაღების შედევრი, რომელიც მეცნიერული ფაქტის ბრწყინვალე ილუსტრაციაა, თუმცა მას უფრო ესთეტიკური ღირებულება აქვს, ვიდრე მეცნიერული. სურათის ავტორია ამერიკული სამეცნიერო-პოპულარული ჟურნლის “Sky and Telescope” რედაქტორის მოადგილე დენის დი კოიკო. მან, პირველმა მსოფლიოში, 1978/1979 წელს მასაჩუსეტსის შტატში, თავის სახლიდან გადაიღო ეს სურათი.იგი აღნიშნავდა: ”მე ვიცოდი, რომ ეს იქნებოდა უნიკალური ფოტო. ვიმედოვნებდი, რომ მიიქცევდა ასტრონომების ყურადღებას და მოხვდებოდა ასტრონომიის წიგნებში. მაგრამ მე არ შემეძლო მეფიქრა, რომ ის გამოქვეყნებული იქნებოდა ორ ათეულ, ძალიან ცნობილ ჟურნალში, მოხვდებოდა მრავალ წიგნში და ფირმა ”კოდაკის” სარეკლამო პროსპექტში. ათეულ სხვადასხვა ენაზე გამოცემულ წიგნებში დაბეჭდილ მის საერთო ტირაჟს თუ დავითვლით, იგი 10 მილიონს აჭარბებს ”. უფრო მეტიც, ამ ფოტოგრაფიამ 1983 წელს ამერიკის მეცნიერების განვითარების ხელის შემწყობი ასოციაციის მიერ გამართულ, მეცნიერული ფოტოგრაფიის პირველ კონკურსში, უმაღლესი ჯილდო დაიმსახურა.დედამიწის ორბიტა იდეალური წრეწირი რომ ყოფილიყო, ხოლო ეკვატორისა და ორბიტის სიბრტყეები ერთმანეთს რომ დამთხვეოდა, მაშინ დენის დი კოიკოს სურათზე მზის ერთადერთი გამოსახულბა გამოჩნდებოდა. მაგრამ მზის სისტემა არც თუ ისე მარტივია, როგორც ფიქრობდნენ არისტოტელე და მისი მიმდევრები. ანალემის ”რვიანის” ფორმა აიხსნება იმით, რომ დედამიწის ეკვატორის სიბრტყე (ცის ეკვატორის სიბრტყე) ორბიტის სიბრტყესთან (ეკლიპტიკის სიბრტყესთან) შეადგენს 23,440-იან კუთხეს. აგრეთვე, ”რვიანის” რგოლები ერთნაირი არ არის, რადგან დედამიწის ორბიტა წრეწირი კი არაა, არამედ ელიფსია. ორბიტის ექსცენტრიულობა (ექსცენტრისიტეტი) ძალიან მცირეა (0,01675), მაგრამ ამის გამო დედამიწა პერიგეიში (მზესთან ყველაზე ახლო წერტილი - ზამთარში) ცოტა უფრო ჩქარა მოძრაობს, ვიდრე აფელიუმში (მზიდან ყველაზე დაშორებული წერტილი - ზაფხულში).დედამიწის ეკვატორის სიბრტყის მისი ორბიტის სიბრტყესთან დახრის გამო მზე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ჰორიზონტიდან უფრო მაღლა და მაღლა იწევს დეკემბრიდან ივნისამდე (სურათზე მზის გამოსახულების ”ქვედა” ტრაექტორია მარჯვენა ქვედა კუთხიდან მიდის მარცხენა ზედა კუთხეში), ხოლო ივნისიდან დეკემბრამდე ეშვება ქვევით. მარჯვნივ ყველაზე ქვედა წერტილი შეესაბამება ზამთრის მზებუდობას (ყველაზე მოკლე დღე - 21 ან 22 დეკემბერი), მაშინ მზე სამხრეთის ტროპიკის ზენიტშია. ხოლო მარცხნივ ყველაზე ზედა წერტილი - ზაფხულის მზებუდობას (ყველაზე გრძელი დღე - 21 ან 22 ივნისი), მაშინ მზე ჩრდილოეთის ტროპიკის ზენიტშია. მრუდები გადაიკვეთებიან ცის ეკვატორზე - გაზაფხულისა და შემოდგომის დღეღამტოლობის წერტილებში. ანალემის სურათზე 8-ანის ფორამაში მრუდების გადაკვეთა ხდება 13/14 აპრილსა და 30/31 აგვისტოს.სურათის გადაღებამ მოითხოვა გულმოდგინე მომზადება. პირველი ცდა უშედეგოდ დამთავრდა და დენის დი კოიკომ მას იუმორით ”ერთი წელიწადი ხანგრძლივობის საცდელი ექსპოზიცია უწოდა ”. მოცემული სურათის მისაღებად ექსპოზიცია ხორციელდებოდა დაახლოებით კვირაში ერთხელ (8 - 9 დღის შემდეგ, ამინდის მიხედვით) 4,0 სიმკვრივის ნეიტრალური შუქფილტრის გამოყენებით ზუსტად 13.30 საათზე UT-მსოფლიო დროის მიხედვით (8.30 საათზე ან 9.30 საათზე ადგილობრივი დროით). სამი ხაზი, რომელიც გადაღებულია 6,0 სიმკვრივის ნეიტრალური შუქფილტრით, აჩვენებს მზის ამოსვლის პროცესს: ორს მზებუდობის ახლოს და ერთს - 13/14 აპრილს (ან 30/31 აგვისტოს). ორ შემთხვევაში (ზაფხულის მზებუდობისას - 21/22 ივნისი და 8-იანის ფორმაში მრუდების გადაკვეთისას - 30/31 აგვისტო) გადაღებისას შერჩეული იყო ზაფხულის პერიოდი, რადგან ამ დროს ხის ფოთლები დაიცავდა ფოტოფირს ზედმეტი სინათლისაგან. ზამთრის მზებუდობის დროს ხეებს ფოთლები გაცვენილი ჰქონდა, ამიტომ სურათის მარჯვენა ქვედა კუთხეში გვეჩვენება, რომ მზე ხის ფოთლების წინ გადის. ადგილმდებარეობის წინა პლანი იმავე წელს იქნა გადაღებული, რისთვისაც ცის ჩამოსაბნელებლად პოლარიზაციური ფილტრი იქნა გამოყენებული.აღსანიშნავია, რომ ეს ფოტოგრაფია არ არის მონტაჟი. ყველა 48 ექსპოზიცია შესრულებული იყო ფოტოფირის ერთ კადრზე (44 მზის გამოსახულება, 3 მზის ამოსვლის პროცესი და 1 წინა პლანი). აღსანიშნავია, რომ ელექტრომომარეგების ავარიამ გამოიწვია ავტომატური დანადგარის შეცდომით ამუშავება და სურათზე მზის 45-ე გამოსახულებაც აღიბეჭდა. იგი რეტუშირებული იქნა და სურათზე აღარ ჩანს. 2000 წლამდე ანალემის წარმატებით გადაღებული სურათი იყო მხოლოდ ხუთი (დენის დი კოიკო, ჰ. ჯ. პ. არნოლდი, ფრანკ ზულო, ვასილი რუმიანცევი, ჯეკ ფიშბერნი. Dennis DiCicco, H. J. P. Arnold, Frank Zullo, Vasily Rumyantsev, Jack Fishburn). როგორი გასაოცარიც არ უნდა იყოს, იმ გამოსახულებებს შორის, რომელიც მზის ანალემის სახელწოდებითაა ცნობილი, 2002 წლამდე მსოფლიოში არსებობდა ამ მოვლენის სადღაც შვიდამდე წარმატებული ფოტოგრაფია. აქედან სამი გადაღებული იყო აშშ-ში, ერთი უკრაინაში, ერთი კანადაში, ერთი დანიაში და ერთიც კიდევ ინგლისში. შემდეგ, სხვა მოყვარულებმაც განახორციელეს ეს პროექტი. ჟურნალში (S&T, March 2000, p135) დენის დი კოიკო აღნიშნავდა ”ადამიანთა უმრავლესობა ამბობს, გიჟი უნდა იყო, რომ ერთ წელზე განაწილებული მზის გამოფენა წარმოადგინო. ალბათ დაეთანხმება ის, ვინც ეს განახორციელა, ”.

ანალემათა გალერეა

ანალემა ცაში, პირველი ფოტოგრაფია, დენის დი კოიკო, მასაჩუსეტსის შტატში, აშშ, 1978/1979

დენის დი კოიკო
http://stellafane.org/observing/astrophotos/dicicco/ap-dicicco.html
http://www.skyandtelescope.com/about/generalinfo/3305176.html?page=1&c=y



HJP არნოლდი, ინგლისი
http://hantsastro.org.uk/gallery/showphoto.php?pic=sun/analemma.jpg&cat=sun
http://www.sol-invictus.org.uk/

ფრანკ ზულო, ფინიკსი, არიზონა, აშშ
http://www.zullophoto.com/


ვასილი რუმიანცევი, უკრაინა, 1998/1999Analemma over Ukraine

ჯეკ ფიშბერნი, გამოქვეყნდა ჟურნალში S&T მარტში 2000
დანია, 2000/2001
BHM (Bjarne Høj Madsen) Bjarnes Kite


სტივ ირვინი, კეპელ ჰენგე, კანადა, 2001
http://www.steveirvine.com/analemma.html


ენტონი ეიომაიტისი, Tholos, ძველი დელფი, ათენი, საბერძნეთი, 2002
http://perseus.gr/


ენტონი ეიომაიტისი, ზევსის ტაძარი ათენი, საბერძნეთი, 2003http://perseus.gr/


ტომ მატესონი, აშშ, 2005/2006http://www.astronet.ru:8105/db/msg/1224931

ანალემის ფოტოგრაფირება თბილისში

მოსწავლეებთან ერთად პროქტზე მუშაობისას დაუკავშირდით ქართველ მეცნიერებს, ასტრონომებს და მოვიძიეთ იყო თუ არა ანალემა გადაღებული საქართველოში. აღმოვაჩინეთ, რომ არ იყო. ამიტომ გამიჩნდა ანალემის ფოტოგრაფირების სურვილი. თვლიან, რომ წარმოსახვისათვის ანალემა არის ერთ-ერთი რთული ასტრონომიული მოვლენა. მოვიძიე ინტერნეტში სათანადო მასალა და აღმოვაჩინე, რომ ანალემის ფოტოგრაფირება არც თუ ისე ძნელია. ყოველივე ის, რაც ამისათვისაა საჭირო, ეს არის: სურვილი, მოთმინება და პატარა გამომგონებლობითი უნარი. აგრეთვე აუცილებელია ფოტოაპარატი და მისი დასამაგრებლის დამზადება, ფირის, დიფრაგმის, შუქფილტრის, ექპოზიციისა და ადგილმდებარეობის შერჩევა. ჩემი მწირი შესაძლებლობების გამო პროექტის განხორციელებისათვის საკმაოდ ვიწვალე! ანალემის სრულყოფილად გადაღებისათვის საჭირო იყო ისეთი ფოტოაპარატი, როგორიცაა Max Panorama (მაგ. Kodak’s FunSaver Panorama), Canon A-1, ან რომელიმე მისი მსგავსი. მაგრამ ასეთი ფოტოაპარატი არ მქონდა.მე გამოვიყენე ფოტოაპარატი ЗЕНИТ-Е, ობიექტივით ИНДУСТАР-50-2, 3,5/50 (ცხადია ეს არაა Max Panorama, ამიტომ ანალემის მთლიანი გამოსახულება ვერ მივიღე, მგრამ შედეგით მაინც კმაყოფილი ვარ). პროექტის განხორციელებისათვის ერთ-ერთი მთავარი იყო გადაღებისათვის ადგილმდებარეობის შერჩევა და ფოტოაპარატის დასამაგრებლის დამზდება. ამ მიზნით მე შევარჩიე ჩემი ბინის აივანი (თბილისი, რჩეულიშვილის მე-3 კორპუსი, მეხუთე სართული), საიდანაც კარგად მოჩანს დედამიწის ჰორიზონტის აღმოსავლეთისა და სამხრეთის მხარეები (აღმოსავლეთით კარგდ ჩანს თბილისის ძველი სახელწოდების არსენალის მთა, რომლის ფონზეც ფიროსმანს დახატული აქვს სურათი ”არსენალის მთა ღამით”. ამიტომ წინასწარ ვივარაუდე, რომ თბილისში ანალემას მივიღებდი არსენალის მთის ფონზე. ძალიან გამეხარდა, რომ ჩემი ვარაუდი გამართლდა!). აივნის მოაჯირზე მოვაწყვე ფოტოაპარატის დასამაგრებელი, რომელზედაც ეპოქსიდის წებოთი უძრავად დავამაგრე ფოტოაპარატი (მთელი წლის განმავლობაში აპარატი უნდა იყოს უძრავი), რომელსაც გარეგანი ზემოქმედებისაგან დასაცავად მოუწყვე მუყაოს გარსაცმი (იხ. სურ. 1 და 2).

ცნობილია, რომ თბილისის გეოგრაფიული განედია ჩრდილოეთის 42 გრადუსი. წინასწარ შევარჩიე მზეზე დაკვირვებისათვის სასკოლო ტელესკოპის შუქფილტრი, რომლის ნომერი არ ვიცი და ფოტოფირი Kodak ULTRA GOLD 400. მრავალი საცდელი ფოტოგრაფირების შედეგად დავადგინე, რომ საჭირო იყო დიაფრაგმის დაყენება 5,6-ისა და 8-ის შუაში, ხოლო ექსპოზიცია 1/500 წამი (აღმოჩნდა, რომ შემოდგომისა და ზამთრის თვეებში ექსპოზიცია უნდა იყოს 1/250 წამი, რადგან განათებულობა ნაკლებია). ვაწარმოვე რამდენიმე საცდელი ფოტოგრაფირება 2007 წლის ივნისის თვეში, რითაც განვსაზღვრე ფირზე მზის გამოსახულების მდებარეობა მაქსიმალურად მარცხენა ზედა კუთხეში, რადგან მზე ჰორიზონტიდან ყველაზე მაღლაა 22 ივნისს. საჭირო აღმოჩნდა გადაღების დროის შერჩევა 7 საათი და 30 წუთი (ეს დრო მაწყობდა, რადგან მუშაობის გამო სხვა დროს გადაღებას ვერ შევძლებდი. თუმცა ვიცოდი, რომ სრულად ანალემას მაინც ვერ მივიღებდი, რადგან ზამთრის თვეებში მზე გვიან ამიდის და ჩემი აივნიდან ამ თვეებში მზეს საცხოვრებელი კორპუსი ფარავდა). ამის შემდეგ გავარკვიე ფოტოაპარატის დამაგრების დახრის კუთხე.რადგან მთელი წლის განმავლობაში გადაღება უნდა მეწარმოებინა ფირის ერთსა და იმავე კადრზე, საჭირო იყო აპარატის მომართვისას ფოტოფირი უძრავი ყოფილიყო. ასეთი მოწყობილობა ფოტოაპარატ ЗЕНИТ-E-ს არ აქვს. ამიტმ საკმაოდ ბევრი ვიწვალე და ასე მოვიფიქრე: ფირის ბოლო არ მოვათავსე წამყვან მექანიზმში, არამედ გადავკეცე და ნაწილობრივ შევუშვი იმავე კოჭაში საიდანაც ფირი გამოდიოდა ისე, რომ კადრი, რომელზედაც გადაღებები უნდა მეწარმოებინა აპარატის ფანჯარაში კარგად მოთავსებულიყო! ასე დავაფიქსირე ფოტოფირი კორპუსის მიმართ უძრავად მზის გადასაღებად, ანუ ცაზე მზის ანაბეჭდების მისაღებად აპარატის მართვისას.

ფოტოგრაფირების დღეები

7 საათსი და 30 წუთი, ადგილობრივი დროით 2007/2008

1. 16 ივნისი 2007
2. 22 ივნისი, ზაფხულის მზებუდობა 2007
3. 6 ივლისი 2007
4. 19 ივლისი 2007
5. 26 ივლისი 2007
6. 6 აგვისტო 2007
7. 15 აგვისტო 2007
8. 24 აგვისტო 2007
9. 1 სექტემბერი 2007 ანალემის მრუდის გადაკვეთასთან ახლოს
10. 7 სექტემბერი 2007
11. 15 სექტემბერი 2007
12. 23 სექტემბერი, ბუნიობა-შემოდგომის დღეღამტოლობა 2007
13. 28 სექტემბერი 2007
14. 2 ოქტომერი 2007
15. 10 ოქტომბერი 2007
xxx ნოემბერი 2007
xxx დეკემბერი 2007
xxx იანვარი 2008
xxx თებერვალი 2008
16. 9 მარტი 2008
17. 18 მარტი 2008
18. 27 მარტი 2008
19. 11 აპრილი 2008
20. 16 აპრილი 2008
21. 21 აპრილი 2008
22. 1 მაისი 2008
23. 7 მაისი 2008
24. 14 მაისი 2008
25. 21 მაისი 2008
26. 29 მაისი 2008
27. 6 ივნისი 2008
28. 14 ივნისი 2008
ანალემის მრუდის ფორამაში გადაკვეთა ხდება 13/14 აპრილსა და 30/31 აგვისტოს.

პირველად საქართველოში!

მზის ანალემის პირველი ფოტოგრაფია არსენალის მთისა და ცის ფონზე თბილისში,
ავტ. ჯემალ კიკნაძე, 2007/2008
სურათზე თეთრი მონაკვეთი გამოსახავს მზის ამოსვლის პროცესს 23 სექტემბერს, 7 საათისა და 30 წუთის შემდეგ. მრუდის გადაკვეთა მოხდა 1 სექტემბერს.


ფიროსმანი, არსენალის მთა ღამით

ალბათ მხატვარი გარემოს აკვირდებოდა დაახლოებით იმ ადგილიდან (ზემო ვერა ანუ ვარდის უბანი), საიდანაც ანალემაა გადაღებული

პროექტის რესურსები

1. პოპულარული ვებ გვერდები:
http://www.acienciasgalilei.com/astrofisica/ssolar/5ssolar.htm
http://www.analemma.com/
http://www.astrosurf.com/luxorion/analemma2.htm/
http://perseus.gr/
http://www.zullophoto.com/
http://www.hprcc.unl.edu/nebraska/metr351analemma.html/
http://home.worldonline.dk/bhm/analemma.htm/
http://www.analemma.de/english/index.html/
http://www.guidescope.net/solarsys/analemma_
http://www.steveirvine.com/analemma.html/
http://solarcenter.stanford.edu/art/analemma.html/
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020709.html/
http://www.cia.gov/cia/publications/factbook/index.html%20*/
http://science.enotes.com/earthscience/analemma/print/
http://paginas.terra.com.br/lazer/zeca/sci/analemma.html/
http://heritage.stsci.edu/http://www.jgiesen.de/analemma/
http://www.sundials.co.uk/
* cia_Central Intelligence Agency_ცენტრალური სადაზვერვო სამსახური (აშშ)

2. მსოფლიოში ერთ-ერთი პოპულარული ჟურნალი ასტრონომიაში Sky & Telescope
SkyandTelescope.com - Homepage Observing - S&T Observes Comet McNaught