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Text File  |  1995-05-02  |  9KB  |  169 lines
  1. ASK UNCLE SOL is a monthly feature in the club newsletter:  The Smoky Mountain
  2. Astronomical Society Bulletin.    All non-profit astronomy clubs are welcome to
  3. reprint it.  We'd appreciate an acknowledgement.
  4.  
  5.  
  6. ASK UNCLE SOL
  7. =============
  8.  
  9. This month's question comes from little Debbie Doublet of Fraunhoffer, TN.
  10. Debbie asks, "Uncle Sol, What is an equatorial drive?"
  11.  
  12. Uncle Sol answers:
  13.  
  14. Debbie, as you probably know, before the rise of modern astronomy, most people
  15. believed the earth stood still.  What you may not know is that at that time, it
  16. did.
  17.  
  18. The rotation of the earth is due to a modern invention, the equatorial drive,
  19. which astronomers use to push the earth around under their telescopes.    If it
  20. weren't for these drives pushing against the earth and turning it, in one
  21. hemisphere daytime would last six months, during which astronomers would not be
  22. able to observe their beloved nebulae.    Even worse, in the other hemisphere
  23. amateurs would have six months of night, but no light by which to write checks
  24. for eyepieces and such.
  25.  
  26. How does it work?  If you have ever seen an illustration of an equatorial drive
  27. in action, you probably noticed that the telescope circles in one direction,
  28. while the earth is turned in the opposite direction:  for every action there is
  29. an equal and opposite reaction.  To the earthbound observer the scope appears
  30. to circle from east to west; actually, the drive is pushing the earth toward
  31. the east.
  32.  
  33. Of course, one equatorial drive couldn't turn the earth fast enough to matter,
  34. but there are thousands and thousands of them out there chugging away every
  35. night.    And to maximize the effect, astronomers line up their drives so they
  36. push the same way--around what they call the "polar axis."  (The term derives
  37. from a tall pole that in pre-equatorial-drive days stood at Greenwich
  38. Observatory, directly under Polaris--which is why even today Polaris is
  39. sometimes called "the Pole Star.")
  40.  
  41. You have probably noticed that many equatorial drives can be adjusted to run at
  42. different rates.  This is to compensate for the number of star-gazers out.  On
  43. an average night, the earth rotates at the proper speed, so objects stay in the
  44. equatorially-driven telescope's field of view.    But if most astronomers are
  45. watching TV, the earth won't turn rapidly enough.  Astronomers out observing
  46. notice the objects they want to see slipping out of view, so they increase the
  47. power to their drives to compensate.
  48.  
  49. On the other hand, if there's nothing good on television a great many
  50. astronomers will be observing and the earth will spin too rapidly.  So they
  51. decrease the power to their drives until the earth is spinning at the right
  52. rate.
  53.  
  54. These corrections cause the breezes so common right after sunset.  Precise
  55. fine-tuning of the earth's speed of rotation is achieved even though most of
  56. these hobbyists never get closer than 52 arc minutes to true celestial north.
  57. Their errors average out.
  58.  
  59. At least the speed of rotation averages out; the axis on which the earth
  60. rotates has gone amuck.  You see, once the earth began rotating, Polaris no
  61. longer remained over the pole.    And over a long period of time, the scholarly
  62. consensus about the original location of the Greenwich pole has shifted several
  63. times.    (Some archeoastronomers even claim that in 2000 BC the original pole
  64. stood in Thuban, in Egypt!)  Since equatorial drives are aligned with whatever
  65. point the scholars say was originally directly above the pole, the earth now
  66. wobbles on its axis--a phenomenon known as "precession."  Precession is
  67. encouraged by publishers of star atlases and celestial catalogues, as it has
  68. the beneficial effect of periodically requiring everyone to go out and buy new
  69. editions.  This keeps several astronomers gainfully employed.
  70.  
  71. The equatorial drive also explains why winter nights are longer.  When it's
  72. winter here in the northern hemisphere, it's summer in the southern hemisphere,
  73. so southern hemisphere astronomers spend more time surfing and less time using
  74. their drives, and our days get longer.    The same thing happens six months
  75. later, but then it's northerners who put in fewer hours, so the southern nights
  76. get longer.
  77.  
  78. I think you'll agree that the equatorial drive is a wonderful example of a
  79. cooperative project from which all of us--even non-astronomers--benefit.
  80.  
  81. -----------------------------------------------------------------------------
  82.  
  83. This month's question comes from little Debbie Draco of Dayton, TN.  Debbie
  84. asks, "Uncle Sol, what's the difference between amateur astronomers and
  85. professional astronomers?"
  86.  
  87. Uncle Sol answers:
  88.  
  89. Debbie, the "amateur" in "amateur astronomer" comes from the Latin amare, to
  90. love:  an amateur is a lover.  Of course, no real lover would pack up 200 lbs.
  91. of gear and head for the countryside as night falls.  The usage for stargazers
  92. arose in seventeenth century Italy, when the use of the telescope spread and
  93. many people (almost all of them men) started spending their nights outdoors
  94. with the stars.  Their wives, annoyed at being left alone, took young gentlemen
  95. (amorosi) to comfort them.  (Many of these amorosi were professionals.)  The
  96. term was soon applied ironically to the betrayed husbands.
  97.  
  98. When, in the Eighteenth Century, France beat Italy, 7-3, in the semi-finals,
  99. the astronomy championship passed into gallic hands, and "amateur" displaced
  100. "amoroso."
  101.  
  102. Because their work was so demanding and required keeping odd hours, the
  103. professional amorosi were usually tired:  "professional" comes from the Latin
  104. roots "pro," meaning like and "fessus," meaning tired -- a professional is like
  105. tired.
  106.  
  107. For today's astronomers that's because these dudes spend all day wracking their
  108. brains with numbers and math and stuff like that.  When the sun goes down they
  109. are so shot they flop into bed and are immediately asleep -- they're no lovers
  110. either.
  111.  
  112. Since they sleep all night, many of them have little idea of what a star looks
  113. like in real life.  The younger generation thinks galaxies look like CCD
  114. images, and are disappointed when little boxes don't show up through a
  115. telescope.
  116.  
  117. -----------------------------------------------------------------------------
  118.  
  119. This month's question was sent in by little Debbie Aavso, of Finland, Kentucky.
  120. Debbie writes, "Dear Uncle Sol, what is Planck's Constant?"
  121.  
  122. Uncle Sol answers:
  123.  
  124. Debbie--Max Planck, the father of quantum mechanics, was a great physicist in
  125. the early part of the Twentieth Century.  His fame was so great that he
  126. attracted physics groupies.  One of them, a blonde, grew so attached to Max
  127. that she was always by his side, and so came to be nicknamed "Planck's
  128. Constant."
  129.  
  130. The two were inseparable until one night, at a cocktail party, the famous
  131. astrophysicist Chandrasekhar, having consumed four martinis, playfully nibbled
  132. on Constant's roche lobe.  Planck never spoke to either again.
  133.  
  134. But for Max the evening wasn't a total loss, for he was soon to announce a
  135. discovery rivalling Planck's Constant:    Chandrasekhar's limit is three
  136. martinis.
  137.  
  138. -----------------------------------------------------------------------------
  139.  
  140. This month's question was sent in by little Debbie H. Doubleeye, of Excited
  141. State, TN.  Debbie writes, "The other night I saw the Orion Nebula through a
  142. friend's telescope.  What makes it so bright?
  143.  
  144. Uncle Sol Answers:
  145.  
  146. The clue was Hubble's realization that emission nebulae are always associated
  147. with powerful, hot, new stars.    These O and B class stars are powerhouses at
  148. the blue and ultraviolet wavelengths.  These short wavelengths pack a lot of
  149. energy; at the laid-back, languid, red end of the spectrum wavelengths are
  150. longer and less energetic.  The long wave-lengths pass through clouds of
  151. hydrogen without ruffling any feathers, but the short, spunky ones, like little
  152. Jimmy Cagnies, smack into hydrogen atoms, knocking the electron loose.    The
  153. result is unattached electrons running free, sometimes for months, and lonely,
  154. positively charged (ionized), hydrogen nuclei--H II, or in plain English,
  155. protons. Anyone can see this means trouble.
  156.  
  157. When these lonely protons get a hold of an unattached electron, they won't let
  158. go.  The captured electron is bewildered, and screeches, "Where am I?"    There
  159. are several rooms in the proton's hotel, and the correct answer to the
  160. electron's question depends on which room it's landed in.  But there is only
  161. one room the proton has booked for the electron--the room on the ground floor.
  162. If the electron has landed in some other room it gives off a quantum shriek,
  163. known as a photon, and jumps into the correct room.  These shrieks are what we
  164. see when we look at emission nebulae.
  165.  
  166. I hope this explanation has been helpful.
  167.  
  168. --Sheldon Cohen
  169.