Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Házigazda: http://www.allbest.ru/

Bevezetés

A csillagos égbolt mindenkor foglalkoztatta az emberek képzeletét. Miért világítanak a csillagok? Hányan ragyognak belőlük éjszaka? Távol vannak tőlünk? Vannak határai a csillaguniverzumnak? Az ember ősidők óta gondolkodott ezeken és sok más kérdésen, igyekezett megérteni és megérteni annak a nagy világnak a szerkezetét, amelyben élünk.

Az emberek legkorábbi elképzeléseit róla mesék és legendák őrzik. Évszázadok és évezredek teltek el, mire az Univerzum tudománya felbukkant, mély alátámasztást és fejlődést kapott, feltárva előttünk egy csodálatos prosztatát, a világegyetem csodálatos rendjét. Nem véletlenül hívták még az ókori Görögországban is Kozmosznak, és ez a szó eredetileg „rendet” és „szépséget” jelentett.

A világrendszerek elképzelések az űrben való elhelyezkedésről, a Föld, a Nap, a Hold, a bolygók, a csillagok és más égitestek mozgásáról.

1. Világkép

Az ősi indiai "Rig Veda" című könyvben, ami azt jelenti, hogy "Himnuszok könyve" - ​​az emberiség történetében az egyik legelső leírás található az egész Univerzumról. A Rigveda szerint ez nem túl bonyolult. Mindenekelőtt a Földet tartalmazza. Határtalan sík felületként jelenik meg - "hatalmas tér". Ezt a felületet felülről az ég borítja. És az ég egy kék kupola, amelyet csillagok tarkítottak. Ég és föld között - "világító levegő".

Nagyon messze volt a tudománytól. De itt valami más is fontos. Figyelemre méltó és grandiózus maga a merész cél – gondolattal átölelni az egész Univerzumot. Innen ered az a bizalom, hogy az emberi elme képes felfogni, megérteni, megfejteni szerkezetét, képzeletében teljes képet alkotni a világról.

2. A bolygók mozgása

A Nap éves mozgásának megfigyelésével a csillagok között az ókori emberek megtanulták előre meghatározni egy adott évszak kezdetét. Az ekliptika mentén 12 csillagképre osztották az eget, amelyek mindegyikében körülbelül egy hónapig található a Nap. Mint már említettük, ezeket a csillagképeket állatövinek nevezték. Egy kivételével mindegyik állatról kapta a nevét.

Az ókori emberek mezőgazdasági munkájukat az egyik vagy másik csillagkép reggeli napfelkeltéhez kötötték, és ez a csillagképek nevében is tükröződik. Így a Vízöntő csillagkép megjelenése az égen jelezte a várható árvizet, a Halak megjelenését - a halak közelgő mozgását az ívásra. A Szűz csillagkép reggeli megjelenésével megkezdődött a kenyér betakarítása, amelyet főleg nők végeztek. Egy hónappal később megjelent az égen a szomszédos Mérleg csillagkép, ekkor zajlott a termés mérése és számlálása.

Már ie 2000-ben. e. Az ókori megfigyelők öt különleges világítótestet vettek észre az állatöv csillagképek között, amelyek folyamatosan változtatva helyzetüket az égen, egyik állatöv csillagképből a másikba költöznek. Ezt követően a görög csillagászok ezeket a világítótesteket bolygóknak, azaz "vándorló"-nak nevezték. Ezek a Merkúr, a Vénusz, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz, amelyek nevében a mai napig megőrizték az ókori római istenek nevét. A Hold és a Nap is a vándorló világítótestek közé tartozott.

Valószínűleg sok évszázad telt el, mire az ókori csillagászoknak sikerült bizonyos mintákat megállapítaniuk a bolygók mozgásában, és mindenekelőtt meghatározni azokat az időintervallumokat, amelyek után a bolygó helyzete az égen a Naphoz képest megismétlődik. Ezt az időszakot később a bolygó forradalmának szinódusi időszakának nevezték. Ezt követően meg lehetett tenni a következő lépést - felépíteni egy általános világmodellt, amelyben minden bolygóhoz egy bizonyos helyet rendeltek, és amelynek segítségével előre megjósolható a bolygó helyzete több hónapra vagy évre előre.

Az égi szférában a Naphoz viszonyított mozgásuk természete szerint a bolygók (értelemünk szerint) két csoportra oszthatók. A Merkúrt és a Vénuszt belsőnek vagy alsóbbrendűnek nevezik, a többit külsőnek vagy felsőbbrendűnek.

A Nap szögsebessége nagyobb, mint a felső bolygó közvetlen mozgásának sebessége. Ezért a Nap fokozatosan megelőzi a bolygót. Ami a belső bolygókat illeti, abban a pillanatban, amikor a bolygó és a Nap iránya egybeesik, a bolygó és a Nap konjunkciója következik be. Miután a Nap megelőzi a bolygót, napkelte előtt, az éjszaka második felében válik láthatóvá. Azt a pillanatot, amikor a Nap iránya és a bolygó iránya 180 fokos szöget zár be, a bolygó oppozíciójának nevezzük. Ekkor a hátrafelé irányuló mozgása ívének közepén van. A bolygónak a Naptól keleti irányban 90 fokkal való eltávolítását keleti, nyugat felé 90 fokkal nyugati kvadratúrának nevezzük. A bolygók minden itt említett Nappal kapcsolatos helyzetét (a földi megfigyelő szemszögéből) konfigurációnak nevezzük.

Babilónia ókori városaiban és templomaiban végzett ásatások során több tízezer agyagtáblát találtak csillagászati ​​szövegekkel. Dekódolásuk kimutatta, hogy az ókori babiloni csillagászok szorosan követték a bolygók helyzetét az égen; meg tudták határozni szinodikus keringési periódusaikat, és ezeket az adatokat számításaikban felhasználni.

3. A világ első modelljei

Az ókori Kelet népeinek magas szintű csillagászati ​​ismeretei ellenére a világ felépítéséről alkotott nézeteik a közvetlen vizuális érzetekre korlátozódtak. Ezért Babilonban voltak olyan nézetek, amelyek szerint a Föld úgy néz ki, mint egy domború sziget, amelyet óceán vesz körül. A Föld belsejében mintha „halottak birodalma” lenne. Az ég egy szilárd kupola, amely a föld felszínén nyugszik, és elválasztja az "alsó vizeket" (a föld szigete körül áramló óceánt) a "felső" (eső) vizektől. Ehhez a kupolához égitestek vannak rögzítve, mintha az istenek élnének az ég felett. A nap reggel felkel a keleti kapun, lemegy a nyugati kapun, éjszaka pedig a föld alá mozog.

Az ókori egyiptomiak elképzelései szerint az Univerzum egy nagy, északról délre elnyúló völgynek tűnik, amelynek közepén Egyiptom található. Az eget egy nagy vastetőhöz hasonlították, amely oszlopokra van támasztva, amelyeken lámpák formájában csillagok függnek.

Az ókori Kínában volt egy olyan elképzelés, amely szerint a Föld lapos téglalap alakú, amely fölött egy kerek, domború égbolt támaszkodik oszlopokra. A feldühödött sárkány mintha meggörbítette volna a központi oszlopot, aminek következtében a Föld kelet felé dőlt. Ezért Kínában minden folyó kelet felé folyik. Az ég nyugat felé dőlt, így az összes égitest keletről nyugatra mozog.

És csak a görög gyarmatokon, Kis-Ázsia (Iónia) nyugati partjain, Dél-Olaszországban és Szicíliában a Krisztus előtti negyedik században kezdődött meg a tudomány, különösen a filozófia, mint a természet tanának gyors fejlődése. Itt váltja fel a természeti jelenségek egyszerű szemlélését és naiv értelmezését e jelenségek tudományos magyarázatára, valódi okainak feltárására tett kísérletek.

Az egyik kiemelkedő ókori görög gondolkodó az efezusi Hérakleitosz volt (i. e. 530-470). Őt illetik a szavak: „A világot, mindenek egyikét sem az istenek, sem az emberek egyike sem teremtette, hanem örökké élő tűz volt, van és lesz, amely természetesen meggyullad és természetesen kialszik. ...” Aztán a szamoszi Pythagoras (i. e. 580-500 körül) kifejezte azt a gondolatot, hogy a Földnek, mint más égitesteknek, golyó alakja van. Az Univerzumot egymásba ágyazott koncentrikus átlátszó kristálygömbök formájában mutatták be Pythagorasnak, amelyekhez állítólag a bolygók kapcsolódnak. Ebben a modellben a Föld a világ közepébe került, körülötte a Hold, a Merkúr, a Vénusz, a Nap, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz gömbjei keringtek. A legtávolabb az állócsillagok gömbje volt.

A világ felépítésének első elméletét, amely a bolygók közvetlen és hátrafelé történő mozgását magyarázza, a görög filozófus, Eudoxus of Cnidus alkotta meg (Kr. e. 408-355). Azt javasolta, hogy minden bolygónak nem egy, hanem több gömbje van egymáshoz kötve. Egyikük naponta egy fordulatot tesz az égi szféra tengelye körül keletről nyugat felé haladva. A másik (ellentétes irányú) forgási idejét egyenlőnek feltételeztük a bolygó forgási idejével. Ez magyarázta a bolygó mozgását az ekliptika mentén. Feltételezték, hogy a második gömb tengelye bizonyos szögben hajlik az első tengelyéhez. Két további gömb kombinációja ezekkel a gömbökkel lehetővé tette az ekliptikához viszonyított visszafelé mozgás magyarázatát. A Nap és a Hold mozgásának minden jellemzőjét három gömb segítségével magyarázták el. Eudoxus a csillagokat egy gömbre helyezte, amely az összes többit tartalmazza. Így az Eudoxus égitestek összes látható mozgása 27 gömb forgására csökkent.

Helyénvaló emlékeztetni arra, hogy az égitestek egységes, körkörös, tökéletesen szabályos mozgásának gondolatát Platón filozófus fejezte ki. Azt is javasolta, hogy a Föld a világ közepén van, hogy a Hold, a Nap forog körülötte, majd a hajnalcsillag a Vénusz, a Hermész csillag, Ares, Zeusz és Kronosz csillagai. Platón először az istenek neve alapján találta meg a bolygók nevét, amelyek teljesen egybeesnek a babilóniaiakkal. Platón fogalmazta meg először a feladatot a matematikusok számára: meg kell találni, milyen egyenletes és szabályos körmozgások segítségével lehet "megmenteni a bolygók által ábrázolt jelenségeket". Vagyis Platón a világ geometriai modelljének megalkotását tűzte ki célul, amelynek középpontjában természetesen a Földnek kellett volna állnia.

Platón tanítványa, Arisztotelész (Kr. e. 384-322) Eudoxus világának rendszerének tökéletesítésébe fogott. Mivel ennek a kiváló filozófusnak - enciklopédistanak a nézetei csaknem kétezer éven át uralkodtak a fizikában és a csillagászatban, részletesebben foglalkozom velük.

Arisztotelész a filozófus, Empedoklész (i.e. 490-430) nyomán négy "elem" létezését javasolta: a föld, a víz, a levegő és a tűz, amelyek keveredéséből származott állítólag a Földön talált összes test. Arisztotelész szerint a víz és a föld elemek természetes módon a világ közepe felé ("lefelé") mozdulnak el, míg a tűz és a levegő "fel" a perifériára, majd minél gyorsabban, annál közelebb kerülnek "természetes elemükhöz". "hely. Ezért a világ közepén van a Föld, felette víz, levegő és tűz. Arisztotelész szerint az Univerzum térben korlátozott, bár mozgása örök, nincs se vége, se kezdete. Ez már csak azért is lehetséges, mert az említett négy elemen kívül van egy ötödik, elpusztíthatatlan anyag is, amelyet Arisztotelész éternek nevezett. Mintha minden égitest éterből állna, ami számára az örökös körkörös mozgás természetes állapot. Az "éter zóna" a Hold közelében kezdődik és felfelé nyúlik, míg a Hold alatt a négy elem világa található.

Maga Arisztotelész így írja le a világegyetemről alkotott felfogását: „A nap és a bolygók a Föld körül keringenek, amely a világ közepén mozdulatlanul áll. A mi tüzünk színéhez képest nem hasonlít a nap fényéhez, vakító fehérségéhez. A nap nem tűzből van; ez egy hatalmas éterfelhalmozás; A Nap hőjét a Föld körüli forgása során az éterre gyakorolt ​​hatása okozza. Az üstökösök átmeneti jelenségek, amelyek gyorsan születnek a légkörben, és ugyanolyan gyorsan eltűnnek. A Tejút nem más, mint a csillagok Föld körüli gyors forgása miatt meggyulladt gőzök... Az égitestek mozgása általánosságban véve sokkal szabályosabban történik, mint a Földön észlelt mozgások; mert mivel az égitestek tökéletesebbek minden más testnél, a legszabályosabb mozgás, egyben a legegyszerűbb is illik hozzájuk, és az ilyen mozgás csak körkörös lehet, mert ebben az esetben a mozgás egyben egyenletes. Az égitestek szabadon mozognak, mint az istenek, akikhez közelebb vannak, mint a Föld lakóihoz; ezért a világítótesteknek mozgásuk során nincs szükségük pihenésre, mozgásuk okát magukban rejtik. Az égbolt magasabb, tökéletesebb, állócsillagokat tartalmazó régiói ezért a legtökéletesebben mozognak - mindig jobbra. Ami az égboltnak a Földhöz legközelebbi, tehát kevésbé tökéletes részét illeti, ez a rész sokkal kevésbé tökéletes világítótestek, például bolygók székhelyeként szolgál. Ez utóbbiak nemcsak jobbra, hanem balra is mozognak, ráadásul az állócsillagok pályájához hajló pályákon. Minden nehéz test a Föld középpontja felé hajlik, és mivel minden test az Univerzum középpontja felé tart, ezért a Földnek is mozdulatlannak kell lennie ebben a középpontban.

Világrendszerének felépítése során Arisztotelész Eudoxus elképzeléseit használta azokról a koncentrikus szférákról, amelyeken a bolygók találhatók, és amelyek a Föld körül keringenek. Arisztotelész szerint ennek a mozgásnak a kiváltó oka az "első motor" - egy speciális forgó gömb, amely az "állócsillagok" gömbje mögött helyezkedik el, és minden mást mozgásba hoz. E modell szerint minden bolygón csak egy gömb forog keletről nyugatra, a másik három pedig az ellenkező irányba. Arisztotelész úgy vélte, hogy ennek a három szférának a hatását további három, ugyanahhoz a bolygóhoz tartozó belső szférával kell kompenzálni. Ebben az esetben minden következő (a Föld felé) bolygón csak napi forgás hat. Így Arisztotelész világának rendszerében 55 kemény kristály gömbhéj segítségével írták le az égitestek mozgását.

Később ebben a világrendszerben nyolc koncentrikus réteget (mennyországot) különítettek el, amelyek egymásnak közvetítették mozgásukat (1. kép). Minden ilyen rétegben hét gömb mozgatta ezt a bolygót.

Arisztotelész idejében a világ felépítéséről más nézetek is megfogalmazódtak, különösen, hogy nem a Nap kering a Föld körül, hanem a Föld, más bolygókkal együtt, a Nap körül. Ez ellen Arisztotelész komoly érvet hozott fel: ha a Föld mozogna az űrben, akkor ez a mozgás a csillagok szabályos látszólagos mozgásához vezetne az égen. Mint tudjuk, ezt a hatást (a csillagok éves parallaktikus eltolódása) csak a 19. század közepén fedezték fel, 2150 évvel Arisztotelész után...

Hanyatló éveiben Arisztotelészt istentelenséggel vádolták, és elmenekült Athénból. Valójában a világ megértésében a materializmus és az idealizmus között ingadozott. Idealista nézeteit és különösen a Földet, mint az univerzum központját a vallás védelmében alkalmazták. Éppen ezért korunk második évezredének közepén a tudomány fejlődésének elengedhetetlen feltételévé vált az arisztotelészi nézetekkel szembeni küzdelem...

4. Első heliocentrikus rendszer

Arisztotelész kortársai már tudták, hogy a Mars bolygó oppozícióban, valamint a Vénusz a visszafelé mozgás során sokkal fényesebb, mint máskor. A gömbök elmélete szerint mindig azonos távolságra kell maradniuk a Földtől. Ezért voltak akkoriban más elképzelések a világ felépítéséről.

Pontoszi Hérakleitosz (Kr. e. 388-315) tehát azt feltételezte, hogy a Föld "... forog, a tengelye körül, mint egy kerék, nyugatról keletre a saját középpontja körül". Kifejezte azt az elképzelést is, hogy a Vénusz és a Merkúr pályája körök, amelyek középpontjában a Nap áll. Úgy tűnik, hogy a Nappal együtt ezek a bolygók a Föld körül keringenek.

Még merészebb nézeteket vallott Szamoszi Arisztarchosz (i. e. 310-230 körül). A kiváló ókori görög tudós Arkhimédész (Kr. e. 287-212) "Psammit" ("A homokszemek számítása") című művében a szirakúzai Gelonra hivatkozva a következőket írta Arisztarkhosz nézeteiről:

„Tudod, hogy egyes csillagászok szerint a világ gömb alakú, amelynek középpontja egybeesik a Föld középpontjával, és a sugara megegyezik a Föld középpontjait összekötő egyenes hosszával és a nap. Ám a szamoszi Arisztarchosz a csillagászok ellen írt „Javaslataiban”, elutasítva ezt az elképzelést, arra a következtetésre jut, hogy a világ sokkal nagyobb, mint amit az imént jeleztünk. Úgy véli, hogy az állócsillagok és a Nap nem változtatják meg helyüket a térben, hogy a Föld körben mozog a középpontjában lévő Nap körül, és az állócsillagok gömbjének középpontja egybeesik az állócsillagok középpontjával. Nap, és ennek a gömbnek akkora a mérete, hogy az általa leírt kör, a Föld, az állócsillagok távolságához képest olyan viszonyban van, mint a gömb középpontja a felszínével.

5. Ptolemaioszi rendszer

A csillagászat mint egzakt tudomány kialakulása a kiváló görög tudós, Hipparkhosz munkásságának köszönhetően kezdődött. Elsőként kezdett szisztematikus csillagászati ​​megfigyelésekbe és azok átfogó matematikai elemzésébe, lefektette a gömbcsillagászat és trigonometria alapjait, kidolgozta a Nap és a Hold mozgáselméletét és ennek alapján a fogyatkozások előrejelzésének módszereit.

Hipparkhosz felfedezte, hogy a Nap és a Hold látszólagos mozgása az égen egyenetlen. Ezért arra az álláspontra helyezkedett, hogy ezek a világítótestek egyenletesen mozognak körpályán, de a kör középpontja eltolódik a Föld középpontjához képest. Az ilyen pályákat excentrumnak nevezték. Hipparkhosz olyan táblázatokat állított össze, amelyek alapján az év bármely napján meg lehetett határozni a nap és a hold helyzetét az égbolton. Ami a bolygókat illeti, Ptolemaiosz szerint „nem tett más kísérletet a bolygók mozgásának magyarázatára, hanem megelégedett azzal, hogy rendbe tegye az előtte végzett megfigyeléseket, és azokat jóval nagyobb számban egészítse ki a sajátjával. Arra szorítkozott, hogy rámutasson kortársainak mindazon hipotézisek nem kielégítő voltára, amelyekkel egyes csillagászok az égitestek mozgását magyarázták.

Hipparkhosz munkájának köszönhetően a csillagászok elhagyták az Eudoxus által javasolt képzeletbeli kristálygömböket, és áttértek az összetettebb, epiciklusokat és deferenseket használó konstrukciókra, amelyeket még Hipparkhosz előtt javasolt Pergai Apollón. Az epiciklikus mozgások elméletének klasszikus formáját Claudius Ptolemaiosz adta.

Ptolemaiosz fő műve "Matematikai szintaxis 13 könyvben", vagy ahogy az arabok később nevezték, "Almagest" ("A legnagyobb") csak a 12. században vált ismertté a középkori Európában. 1515-ben latinul nyomtatták, arabból, 1528-ban pedig görögről fordították le. Az Almagest háromszor jelent meg görögül, 1912-ben pedig németül.

Az "Almagest" az ókori csillagászat igazi enciklopédiája. Ebben a könyvben Ptolemaiosz megtette azt, amire egyik elődje sem volt képes. Kidolgozott egy módszert, amellyel egy adott bolygó helyzetét bármely előre meghatározott időpontban ki lehetett számítani. Ez nem volt könnyű neki, és egy helyen megjegyezte:

"Úgy tűnik, könnyebb mozgatni magukat a bolygókat, mint megérteni bonyolult mozgásukat..."

Ptolemaiosz azáltal, hogy a Földet a világ középpontjába helyezte, az egyes bolygók látszólag bonyolult és egyenetlen mozgását több egyszerű, egyenletes körmozgás összegeként mutatta be.

Ptolemaiosz szerint minden bolygó egyenletesen mozog egy kis körben - egy epiciklusban. Az epiciklus közepe pedig egyenletesen csúszik egy nagy kör, az úgynevezett deferens kerülete mentén. Az elmélet és a megfigyelési adatok közötti jobb egyezés érdekében azt kellett feltételezni, hogy a deferens középpontja eltolódott a Föld középpontjához képest. De ez nem volt elég. Ptolemaiosz kénytelen volt feltételezni, hogy az epiciklus középpontjának mozgása a deferens mentén egyenletes (azaz mozgási szögsebessége állandó), ha ezt a mozgást nem a deferens O középpontjából és nem a deferens középpontjából vesszük figyelembe. a Föld T, hanem valamilyen E „szintező pontból”, amelyet később ekvantnak neveznek.

A megfigyeléseket számításokkal kombinálva Ptolemaiosz egymást követő közelítésekkel megállapította, hogy a Merkúr, a Vénusz, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz epiciklusainak sugaraihoz viszonyított aránya 0,376, 0,720, 0,658, 0,192 és 0,103. Érdekesség, hogy a bolygó égboltbeli helyzetének megjósolásához nem a bolygó távolságait kellett ismerni, hanem csak az epiciklusok és deferensek sugarának említett arányát.

Ptolemaiosz geometriai világmodelljének megalkotásakor figyelembe vette, hogy a bolygók mozgásuk során valamelyest eltérnek az ekliptikától. Ezért a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz esetében a deferensek síkjait az ekliptikához, az epiciklusok síkjait pedig a deferensek síkjaihoz "döntötte". A Merkúr és a Vénusz esetében fel-le oszcillációkat vezetett be kis függőleges körök segítségével. Általánosságban, hogy megmagyarázza a bolygók mozgásában akkoriban észlelt összes jellemzőt, Ptolemaiosz 40 epiciklust mutatott be. Ptolemaiosz világának rendszerét, amelynek középpontjában a Föld található, geocentrikusnak nevezzük.

Az elmélet és a megfigyelések összehasonlítása érdekében az epiciklusok és a deferensek sugarának aránya mellett szükség volt a forgási periódusok e körök mentén történő beállítására. Ptolemaiosz szerint az összes felső bolygó teljes körforgást hajt végre az epiciklusok kerülete körül, ugyanannyi idő alatt, mint a Nap az ekliptika mentén, vagyis egy év alatt. Ezért ezeknek a bolygóknak a bolygók felé irányuló epiciklusainak sugarai mindig párhuzamosak a Földtől a Nap felé tartó iránnyal. Az alsóbb bolygókon - Merkúr és Vénusz - az epiciklus mentén a forgási periódus megegyezik azzal az időtartammal, amely alatt a bolygó visszatér kiindulási pontjára az égen. Azokban az időszakokban, amikor az epiciklus középpontja a deferens kerülete mentén forog, a kép fordított. A Merkúrnál és a Vénuszon ez egy év. Ezért epiciklusaik középpontjai mindig a Napot és a Földet összekötő egyenes vonalon helyezkednek el. A külső bolygók esetében az az idő határozza meg, ameddig a bolygó, miután leírt egy teljes kört az égen, visszatér ugyanazokhoz a csillagokhoz.

Arisztotelész nyomán Ptolemaiosz megpróbálta megcáfolni a Föld lehetséges mozgásának gondolatát. Írt:

„Vannak emberek, akik azt állítják, hogy semmi sem akadályoz meg bennünket abban, hogy azt feltételezzük, hogy az ég mozdulatlan, és a Föld forog a tengelye körül nyugatról keletre, és hogy minden nap ilyen forradalmat hajt végre. Igaz, ha már a világítótestekről beszélünk, az egyszerűség kedvéért semmi sem akadályozza meg ennek feltételezését, ha csak a látható mozgásokat vesszük figyelembe. De ezek az emberek nem veszik észre, mennyire nevetséges egy ilyen vélemény, ha alaposan megnézzük mindazt, ami körülöttünk és a levegőben történik. Ha egyetértünk velük - ami valójában nem így van -, hogy a legkönnyebb testek egyáltalán nem, vagy ugyanúgy mozognak, mint a nehéz testek, míg nyilvánvalóan a légtestek nagyobb sebességgel mozognak, mint a földi testek; ha egyetértenénk velük abban, hogy a legsűrűbb és legnehezebb tárgyaknak megvan a saját mozgásuk, gyors és állandó, miközben valójában nehezen mozognak a rájuk háruló lökésektől, akkor ezeknek az embereknek el kellene ismerniük, hogy a Föld forgásának sokkal gyorsabb mozgása lenne, mint az összes körülötte előforduló mozgás, mert ilyen kis idő alatt ekkora kört tenne meg. Így a Földet tartó testek mindig a vele ellentétes irányban mozognának, és semmiféle felhő, semmi repülni vagy eldobott dolog sohasem kelet felé tartana, mert a Föld minden ilyen irányú mozgást megelőz.

Modern szemmel nézve elmondhatjuk, hogy Ptolemaiosz túlságosan túlbecsülte a centrifugális erő szerepét. Ragaszkodott Arisztotelész téves állításához is, miszerint a gravitációs térben a testek tömegükkel arányos sebességgel esnek...

Általánosságban, ahogy A. Pannekoek megjegyezte, Ptolemaiosz „matematikai munkája” „a geometria karneváli felvonulása volt, az emberi elme legmélyebb teremtésének ünnepe a Világegyetem ábrázolásában... Ptolemaiosz munkája nagy emlékműként jelenik meg előttünk az ókori tudományról…”.

Az európai kontinensen az ókori kultúra magas virágzását követően a stagnálás és a visszafejlődés időszaka kezdődött. Ezt a több mint ezer évig tartó borongós időszakot középkornak nevezték.

Megelőzte a kereszténység domináns vallássá válása, amelyben nem volt helye az ókor magasan fejlett tudományának. Ebben az időben visszatértek a lapos Föld legprimitívebb elképzeléseihez.

És csak a XI. század óta. a kereskedelmi kapcsolatok növekedésének hatására, egy új osztály – a burzsoázia – városaiban tett erőfeszítéssel. Európában kezdett felébredni a szellemi élet. A XIII század közepén. Arisztotelész filozófiáját a keresztény teológiához igazították, az egyházi tanácsok határozatait, amelyek megtiltották a nagy ókori görög filozófus természetfilozófiai elképzeléseit, törölték. Arisztotelész nézetei a világ felépítéséről hamarosan a keresztény hit szerves részévé váltak. Most már nem lehetett kétséges, hogy a Föld gömb alakú, a világ közepén helyezkedik el, és minden égitest körülötte forog. A Ptolemaioszi rendszer mintegy Arisztotelész kiegészítője lett, amely segített a bolygók helyzetének konkrét számításaiban.

Ptolemaiosz világmodelljének fő paramétereit a legmagasabb fokon ügyesen és nagy pontossággal határozta meg. Idővel azonban a csillagászok kezdtek meggyőződni arról, hogy eltérések vannak a bolygó valódi égboltbeli helyzete és a számított helyzet között. Tehát a 12. század elején a Mars bolygó két fokkal távolabb volt attól a helytől, ahol Ptolemaiosz táblázatai szerint lennie kellett volna.

Ahhoz, hogy megmagyarázzuk a bolygók égboltban való mozgásának sajátosságait, mindegyikükhöz tíz vagy több epiciklust kellett bevezetni, amelyek sugara folyamatosan csökken, hogy a kisebb epiciklus középpontja a nagyobb köre körül forogjon. egy. A 16. századra a Nap, a Hold és öt bolygó mozgását több mint 80 körrel magyarázták! Mégis, a nagy időintervallumokkal elválasztott megfigyeléseket nehéz volt „beilleszteni” ebbe a sémába. Új epiciklusokat kellett bevezetni, kissé megváltoztatni a sugarukat, és el kellett tolni a deferensek középpontját a Föld középpontjához képest. Végül Ptolemaiosz epiciklusokkal és egyenletekkel túlterhelt geocentrikus rendszere saját súlyától összeomlott...

6. Kopernikusz világa

Kopernikusz halála évében, 1543-ban megjelent könyvének szerény címe volt: "Az égi szférák forgásáról". De ez teljesen megdöntötte Arisztotelész világnézetét. Az üreges átlátszó kristálygömbök összetett tömege a múlté. Azóta egy új korszak kezdődött az Univerzum megértésében. A mai napig tart.

Kopernikusznak köszönhetően megtanultuk, hogy a Nap a bolygórendszer középpontjában foglalja el a megfelelő pozícióját. A Föld nem a világ közepe, hanem a Nap körül keringő hétköznapi bolygók egyike. Szóval minden a helyére került. A naprendszer szerkezete végleg feltárult.

A csillagászok további felfedezései bővítették a nagy bolygók családját. Kilenc van közülük: Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz és Plútó. Ebben a sorrendben foglalják el a Nap körüli pályájukat. A Naprendszer számos kis testét – aszteroidákat és üstökösöket – fedezték fel. Ez azonban nem változtatta meg a világról alkotott új kopernikuszi képet. Éppen ellenkezőleg, mindezek a felfedezések csak megerősítik és finomítják.

Most már megértjük, hogy egy kis bolygón élünk, amely úgy néz ki, mint egy labda. A Föld egy olyan pályán kering a Nap körül, amely nem különbözik túlságosan a körtől. Ennek a körnek a sugara közel 150 millió kilométer.

A Nap és a Szaturnusz – a Kopernikusz idején ismert legtávolabbi bolygó – távolsága körülbelül tízszerese a Föld keringési sugarának. Ezt a távolságot Kopernikusz egészen pontosan meghatározta. A Naprendszer mérete - a Nap és a kilencedik bolygó, a Plútó pályája közötti távolság még mindig csaknem négyszer nagyobb, és körülbelül 6 milliárd kilométer.

Ez az univerzum képe a közvetlen környezetünkben. Ez a világ Kopernikusz szerint.

De a Naprendszer nem az egész univerzum. Mondhatjuk, hogy ez csak a mi kis világunk. Mi a helyzet a távoli csillagokkal? Róluk Kopernikusz nem mert határozott véleményt nyilvánítani. Egyszerűen az eredeti helyükön hagyta őket, nem azon a távoli szférán, ahol Arisztotelész tartotta őket, és csak annyit mondott, és teljesen jogosan, hogy a csillagok távolsága sokszorosa a bolygópályák méretének. Az ókori tudósokhoz hasonlóan ő is zárt térként ábrázolta az Univerzumot, amelyet ez a szféra korlátoz.

7. Nap és csillagok

Tiszta hold nélküli éjszakán, amikor semmi sem zavarja a megfigyelést, az éles látású ember legfeljebb két-háromezer pislákoló pontot lát az égen. Az időszámításunk előtti 2. században a híres ókori görög csillagász, Hipparkhosz által összeállított, majd Ptolemaiosszal kiegészített lista 1022 csillagot tartalmaz. Hevelius, az utolsó csillagász, aki távcső nélkül végzett ilyen számításokat, számukat 1533-ra hozta.

De már az ókorban nagyszámú, a szemnek láthatatlan csillag létezését gyanították. Démokritosz, az ókor nagy tudósa azt mondta, hogy az egész égbolton átnyúló fehéres csík, amit Tejútnak nevezünk, valójában sok egyenként láthatatlan csillag fényének kombinációja. A Tejútrendszer felépítésével kapcsolatos viták évszázadok óta tartanak. A döntés - Démokritosz sejtésének javára - 1610-ben született, amikor Galilei távcsővel számolt be az első égi felfedezésekről. Érthető izgalommal és büszkén írt arról, hogy most lehetőség nyílt „a szem számára elérhetővé tenni olyan csillagokat, amelyek korábban soha nem voltak láthatók, és amelyek száma legalább tízszerese az ókorból ismert csillagok számának”.

Ez a nagyszerű felfedezés azonban továbbra is titokzatosnak találta a sztárok világát. Valóban mindegyik, látható és láthatatlan, egy vékony gömbrétegben összpontosul a Nap körül?

Már Galilei felfedezése előtt egy teljesen váratlan, akkoriban feltűnően merész gondolat fogalmazódott meg. Giordano Brunoé, akinek tragikus sorsát mindenki ismeri. Bruno azt az elképzelést vetette fel, hogy a mi Napunk az Univerzum egyik csillaga. Csak egy a sok közül, és nem az egész univerzum közepe. De akkor bármely más csillagnak is lehet saját bolygórendszere.

Ha Kopernikusz a Föld helyét semmiképpen sem a világ közepén jelölte meg, akkor Bruno és a Nap megfosztották ettől a kiváltságtól.

Bruno ötlete számos feltűnő következménnyel járt. Ebből következett a csillagok távolságának becslése. Valóban, a Nap olyan csillag, mint a többi, de csak a legközelebb áll hozzánk. Ezért olyan nagy és fényes. És milyen messzire kell elmozdítani a lámpatestet, hogy úgy nézzen ki, mint például a Sirius? Erre a kérdésre Huygens (1629-1695) holland csillagász adta meg a választ. Összehasonlította e két égitest fényességét, és ez derült ki: a Szíriusz több százszor távolabb van tőlünk, mint a Nap.

Hogy jobban el tudjuk képzelni, milyen nagy a távolság egy csillagtól, tegyük fel, hogy egy másodperc alatt 300 000 kilométert elrepülő fénysugár több évbe telik, amíg a Szíriuszról eljut hozzánk. A csillagászok ebben az esetben több fényévnyi távolságról beszélnek. A modern frissített adatok szerint a Sirius távolsága 8,7 fényév. És a távolság tőlünk a naptól mindössze 8 fényperc.

Természetesen a különböző csillagok különböznek egymástól (ezt figyelembe veszik a Szíriusz távolságának modern becslésében). Ezért a távolságok meghatározása még most is gyakran nagyon nehéz, néha egyszerűen megoldhatatlan feladat marad a csillagászok számára, bár Huygens kora óta számos új módszert találtak ki erre.

Következtetés

Ismerjük az univerzum szerkezetét egy hatalmas térben, amelyen a fénynek évmilliárdokig kell áthaladnia. De az ember kíváncsi gondolata tovább igyekszik behatolni. Mi van a világ megfigyelhető régióján túl? Az univerzum térfogata végtelen? És a terjeszkedése – miért indult el, és mindig folytatódni fog a jövőben? És mi a "rejtett" tömeg eredete? És végül, hogyan keletkezett az intelligens élet a világegyetemben?

Létezik máshol is a bolygónkon kívül? Ezekre a kérdésekre még nincsenek végleges és teljes válaszok.

Az univerzum kimeríthetetlen. A tudásszomj is fáradhatatlan, arra kényszeríti az embereket, hogy egyre több új kérdést tegyenek fel a világgal kapcsolatban, és kitartóan keressenek rájuk választ.

nap hold bolygó csillag

Bibliográfia

1. Tér: Gyűjtemény. „Népszerű tudományos irodalom” (Összeállította: Yu. I. Koptev és S. A. Nikitin; bevezető vezető akadémikus Yu. A. Osipyan; Tervező és elrendezés: V. Italiantsev; rajzok: E. Azanov, N. Kotlyarovsky, V. Cikoty. - L .: Det. lit., 1987. - 223 p., ill.)

2. I. A. Klimishin. „Napjaink csillagászata” - M .: „Nauka”, 1976. - 453 p.

3. A. N. Tomilin. „Ég Föld. Esszék a csillagászat történetéről ”(Tudományos szerkesztő és az előszó szerzője, a fizikai és matematikai tudományok doktora, K. F. Ogorodnikov. T. Obolenskaya és B. Starodubtsev rajzai. L., „Det. Lit.”, 1974. - 334 p. ., beteg..)

4. „Egy fiatal csillagász enciklopédikus szótára” (Összeállította: N. P. Erpylev. - 2. kiadás, átdolgozva és kiegészítve. - M .: Pedagógia, 1986. - 336 p., ill.

Kiemelt az Allbest.ur oldalon

Hasonló dokumentumok

Kép a világról. A bolygók mozgása. A világ első modelljei és a heliocentrikus rendszer. A világ rendszere a Föld, a Nap, a Hold, a bolygók és a csillagok térbeli helyzetére és mozgására vonatkozó elképzelések. Ptolemaiosz és Kopernikusz rendszere. Galaxy. csillagvilágok. Világegyetem.

absztrakt, hozzáadva: 2008.02.07


A világrendszerek elképzelések az űrben való elhelyezkedésről, a Föld, a Nap, a Hold, a bolygók, a csillagok és más égitestek mozgásáról. Az ókori Görögország óta az univerzumot kozmosznak hívják, és ez a szó eredetileg a világegyetem "rendjét" és "szépségét" jelentette.

absztrakt, hozzáadva: 2008.06.13


Kopernikusz „Az égi szférák forradalmáról” című munkájának elemzése. A világ és a Föld gömbszerűségére, a bolygók tengely körüli forgására és a Nap körüli keringésére vonatkozó rendelkezések. Csillagok, bolygók és a Nap látszólagos helyzetének kiszámítása az égbolton, a bolygók tényleges mozgása.

absztrakt, hozzáadva: 2010.11.11


Űrutazás csillagászat órán. Az Univerzum természete, az égitestek evolúciója és mozgása. A bolygók felfedezése és felfedezése. Nicolaus Copernicus, Giordano Bruno, Galileo Galilei a Naprendszer felépítéséről. A Nap és a bolygók mozgása az égi szférában.

kreatív munka, hozzáadva 2015.05.26


Kép a világról, a bolygók mozgásáról. A világ első modelljei, az első heliocentrikus rendszer, Ptolemaiosz és Kopernikusz rendszerei. Nap és csillagok, Galaxis, csillagvilágok, Univerzum. Mi van a világ megfigyelhető régiójának határain túl, hogyan keletkezett az élet az Univerzumban.

absztrakt, hozzáadva: 2009.11.03


Kép a világról. A bolygók mozgása. A világ első modelljei. Az első heliocentrikus rendszer. Ptolemaioszi rendszer. Kopernikusz világa. Nap és csillagok. Galaxy. csillagvilágok. Világegyetem. Van élet máshol is a bolygónkon kívül?

absztrakt, hozzáadva: 2007.06.03


A Nap és a bolygók mozgásának elméletének eredete az ókori Görögországban. Az első tudományos ismeretek a csillagászat területén. Heliocentrikus rendszer N. Kopernikusz változatában, az „Az égi szférák forgásairól” című műre jellemző. A heliocentrizmus tudománytörténeti jelentősége.

teszt, hozzáadva: 2009.05.18


Kép a világról. A bolygók mozgása. A világ első modelljei. Az első heliocentrikus rendszer. Ptolemaiosz rendszer. Kopernikusz világa. Nap és csillagok. Galaxy. csillagvilágok. Világegyetem.

absztrakt, hozzáadva: 2007.06.13


A naprendszer kialakulása. a múlt elméletei. A Nap születése. A bolygók eredete. Más bolygórendszerek felfedezése. Bolygók és műholdaik. A bolygók szerkezete. Föld bolygó. A Föld alakja, mérete és mozgása. Belső szerkezet.

absztrakt, hozzáadva: 2006.10.06


A hivatalosan ismert bolygók eloszlásának ábrázolása. A Plútó és a Plútón túli bolygók pontos távolságának meghatározása. A Nap zsugorodási sebességének kiszámítására szolgáló képlet. A Naprendszer bolygóinak eredete: Föld, Mars, Vénusz, Merkúr és Vulkán.

A pálya elhelyezkedése, a pálya mozgása, a tengely körüli forgási periódus és annak dőlése olyan fontos jellemzők, amelyek bizonyos esetekben teljesen meghatározhatják a bolygó felszínén uralkodó viszonyokat. Ebben a cikkben áttekintem a fenti jellemzőket a Naprendszer bolygóira vonatkoztatva, és leírom a bolygók mozgásukból és elhelyezkedésükből adódó sajátosságait.

Higany

A Naphoz legközelebb eső bolygó talán a legkülönlegesebb a jelen cikkben tárgyalt témakörben. A Merkúrnak ez a kizárólagossága pedig egyszerre több okra vezethető vissza. Először is, a Merkúr pályája a leghosszabb a Naprendszer összes bolygója között (az excentricitás 0,205). Másodszor, a bolygónak van a legkisebb tengelyirányú dőlése a pályája síkjához képest (csak néhány század fok). Harmadszor, a tengelyirányú forgás és a pályafordulat periódusainak aránya 2/3.

A pálya erős megnyúlása miatt a Merkúr és a Nap távolságának különbsége a pálya különböző pontjain több mint másfélszeres lehet - a perihélium 46 millió km-től az aphelionnál 70 millióig. A bolygó keringési sebessége ugyanazzal a tényezővel változik - az aphelion 39 km/s-ról a perihéliumban 59 km/s-ra. Az ilyen mozgás eredményeként mindössze 88 földi nap (egy higanyév) alatt a Nap szögmérete a Merkúr felszínéről megfigyelve a perihéliumon 104 ívpercről (ami háromszor több, mint a Földön) megváltozik. 68 ívpercig (2-szer több, mint a Földön) az aphelionban. Ezt követően megkezdődik a Naphoz való közeledés, és a perihéliumhoz közeledve átmérője ismét 104 percre nő. A keringési sebesség különbsége pedig befolyásolja a Nap látszólagos mozgásának sebességét a csillagok hátterében. Sokkal gyorsabb a perihéliumban, mint az aphelionban.

A bolygó jellemzői

Van egy másik jellemzője a Nap látszólagos mozgásának a Merkúr egén. Ebben a keringési mozgása mellett egy nagyon lassú tengelyirányú forgás is részt vesz (a csillagokhoz képest egy tengely körüli fordulat csaknem 59 földi napot vesz igénybe). A lényeg az, hogy a pálya egy kis részén a perihélium közelében a bolygó keringési szögsebessége nagyobb, mint a tengelyirányú forgás szögsebessége. Ennek következtében a tengelyirányú forgás következtében keletről nyugatra haladó Nap lassítani kezdi pályáját, megáll, és egy ideig nyugatról kelet felé halad. Mert ilyenkor az orbitális mozgás iránya és sebessége a meghatározó. Amikor távolodunk a perihéliumtól, a Nap látszólagos mozgása a horizonthoz képest ismét a bolygó tengelyirányú forgásától függ, és keletről nyugatra folytatódik.

A tengely és a Nap körüli forgási periódusok 2/3-ának aránya azt a tényt eredményezi, hogy a Merkúr szoláris napja 176 földi napig tart (88 nap éjjel-nappal). Azok. egy Merkuriális év alatt a Nap a horizont felett van, és ugyanennyi alatta. Ennek eredményeként egy nap 2 hosszúságán háromszoros napkelte figyelhető meg.

Hogyan történik ez

A nap először lassan kúszik elő a horizont mögül, keletről nyugat felé haladva. Ezután a Merkúr áthalad a perihéliumon, és a Nap kelet felé kezd mozogni, és visszasüllyed a horizont alá. A perihélium áthaladása után a Nap ismét keletről nyugatra mozog a horizonthoz képest, most már teljesen felemelkedett, és ugyanakkor gyorsan csökken a mérete. Amikor a Nap közel van a zenitpontjához, a Merkúr áthalad az aphelionon, és a Nap nyugat felé kezd dőlni, és megnő a mérete. Aztán abban a pillanatban, amikor a Nap már majdnem lenyugszik a nyugati horizont mögé, a Merkúr ismét megközelíti a perihéliumot a pályáján, és a Nap felemelkedik a nyugati horizont mögül. A perihélium áthaladása után a Nap végre lenyugszik a horizont alá. Ezt követően csak egy Merkúr év (88 nap) után emelkedik fel keleten, és az egész mozgási ciklus megismétlődik. Más hosszúságokon a Merkúr abban a pillanatban halad át a perihéliumon, amikor a Nap már nincs a horizonton. Ezért ezeken a helyeken a fordított mozgás miatt háromszoros napkelte nem fog bekövetkezni.

hőmérséklet különbség

A lassú forgás és a rendkívül ritka légkör miatt a Merkúr felszíne a napos oldalon nagyon forró. Ez különösen igaz az úgynevezett "forró hosszúságokra" (a meridiánok, amelyeken a Nap a zenitjén van, amikor a bolygó áthalad a perihéliumon). Ilyen helyeken a felszíni hőmérséklet elérheti a 430 °C-ot. Ugyanakkor a sarkvidékek közelében a bolygó tengelyének enyhe dőlése miatt vannak olyan helyek, ahová a napsugarak egyáltalán nem esnek. A hőmérséklet ott -200°C körül van.

Összegezve a Merkúrt, azt látjuk, hogy jellegzetes keringési mozgásának, lassú forgásának, a tengely körüli forgási periódusok és a Nap körüli forgási periódusok egyedi arányának, valamint a tengely kis dőlésének kombinációja egy nagyon szokatlan mozgás. a Nap az égbolton keresztül, és észrevehető méretváltozással és a legtöbb nagy hőmérséklet-ingadozással a Naprendszerben.

Vénusz

Ellentétben a Merkúr pályájával, a Vénusz pályája éppen ellenkezőleg, az összes többi bolygó pályája közül a legkör alakú. Esetében a Nap távolságának különbsége a perihéliumnál és az aphelionnál mindössze 1,5 millió km-rel tér el (107,5 millió km, illetve 109 millió km). De még érdekesebb az a tény, hogy a bolygó retrográd forgása van a tengelye körül, így ha a Vénusz felszínéről látni lehetne a Napot, akkor napközben folyamatosan nyugatról keletre mozogna. Ráadásul nagyon lassan mozogna, mivel a Vénusz tengelyirányú forgási sebessége még a Merkúrénál is kisebb, és a csillagokhoz viszonyítva a bolygó 243 földi nap alatt tesz meg egy forradalmat, ami több, mint egy év (forradalom). a Nap körül 225 földi nap).

Az orbitális mozgás és a tengelyirányú forgás periódusainak kombinációja egy napos nap időtartamát megközelítőleg 117 földi napra teszi. Önmagában a tengely dőlésszöge a pálya síkjához képest kicsi és 2,7 fok. Tekintettel azonban arra, hogy a bolygó visszafelé forog, valójában teljesen fejjel lefelé áll. Ebben az esetben a tengely dőlése a pálya síkjához képest 177,3 fok. A fenti paraméterek azonban gyakorlatilag nem befolyásolják a bolygó felszínén uralkodó viszonyokat. A sűrű légkör nagyon jól tartja a hőt, ami miatt a hőmérséklet szinte nem változik. És nem számít, hogy melyik napszakban és milyen szélességi fokon kell lenni.

föld

A Föld keringési pályája nagyon közel áll a kör alakúhoz, bár excentricitása valamivel nagyobb, mint a Vénusz pályájának. De a Nap távolságának különbsége, amely 5 millió km a perihéliumban és az aphelionban (147,1 millió km, illetve 152,1 millió km a Naptól), nem befolyásolja jelentősen az éghajlatot. A tengely dőlése a pálya 23 fokos síkjához képest kedvező, mert ez biztosítja a számunkra megszokott évszakváltást. Ez megakadályozza, hogy a sarkvidéki viszonyok olyan súlyosak legyenek, mint a Merkúrhoz hasonló nulla dőlésszög esetén. Végül is a Föld légköre nem tartja meg annyira a hőt, mint a Vénusz légköre. A viszonylag nagy tengelyirányú forgási sebesség szintén előnyös. Ez megakadályozza, hogy a felület napközben túl meleg legyen, éjszaka pedig lehűljön. Ellenkező esetben a Merkúrhoz és még inkább a Vénuszhoz hasonló forgási periódusok esetén a hőmérséklet csökkenése a Földön hasonló lenne, mint a Holdon.

Mars

A Mars tengely körüli forgási periódusa és a pálya síkjához viszonyított dőlése csaknem azonos periódusú, valamint a Föld. Az évszakok váltakozása tehát hasonló elv szerint történik, csak az évszakok csaknem kétszer annyi ideig tartanak, mint a Földön. Végül is majdnem kétszer annyi időbe telik, hogy a Nap körüli forradalom befejeződjön. De van egy jelentős különbség - a Mars pályája meglehetősen észrevehető különcséggel rendelkezik. Ennek köszönhetően a Nap távolsága 206,5 millió km-ről 249,2 millió km-re változik, és ez már elegendő ahhoz, hogy jelentősen befolyásolja a bolygó klímáját. Ennek eredményeként a déli féltekén a nyarak melegebbek, mint az északon, de a telek is hidegebbek, mint az északon.

óriásbolygók

Az óriásbolygók keringési excentricitása meglehetősen kicsi (a Neptunusz 0,011-től a Szaturnusz 0,057-ig), de az óriások nagyon messze vannak. Következésképpen a pályák hosszúak, és a bolygók nagyon lassan forognak körülöttük. A Jupiternek 12 földi évre van szüksége a teljes forradalom végrehajtásához; Szaturnusz - 29,5; Uránusz - 84, és Neptunusz - 165. Minden óriásra jellemző a magas, a földi bolygókhoz képest a tengelyirányú forgási sebesség - a Jupiter esetében 10 óra; 10,5 a Szaturnusznál; A Neptunusznál 16, az Uránusznál 17, ennek köszönhetően a bolygók észrevehetően ellapultak a pólusokon.

A Szaturnusz a leglaposabb, egyenlítői és sarki sugarai 6000 km-rel különböznek egymástól. Az óriások tengelyeinek hajlásszöge eltérő: a Jupiternek nagyon enyhe dőlése van (3 fok); a Szaturnusznál és a Neptunusznál 27, illetve 28 fokos a lejtő, ami közel van a Földhöz, illetve a Marshoz, évszakváltás van, csak a Naptól való távolság függvényében az évszakok időtartama is eltér; Az Uránusz ebben a tervben ki van ütve - az összes műhold tengelye, gyűrűi és pályái 98 fokkal dőlnek a bolygó keringési síkjához képest, így a Nap körüli forradalom során az Uránusz felváltva egy pólussal a Nap felé néz, aztán a másik.

Az óriásbolygók fenti keringési és fizikai jellemzőinek sokfélesége ellenére a légkörük körülményeit nagyrészt a mélyben zajló folyamatok határozzák meg, amelyek jelenleg még nem teljesen ismertek.

V. Gribkov

Minden kozmogonikus hipotézis több csoportra osztható. Egyikük szerint a Nap és a Naprendszer összes teste: bolygók, műholdak, aszteroidák, üstökösök és meteoroidok - egyetlen gáz- és porfelhőből, vagy porfelhőből jöttek létre. A második szerint a Nap és családja eltérő eredetű, így a Nap egy gáz- és porfelhőből (ködök, gömbök), a Naprendszer többi égiteste pedig egy másik felhőből jött létre, amely valamilyen nem teljesen tiszta módon a Nap saját keringési pályáján fogta be, és valami, még érthetetlenebb módon, nagyon különböző testekre (bolygókra, műholdaikra, aszteroidákra, üstökösökre és meteoroidokra) osztotta fel, amelyek jellemzői nagyon eltérőek: tömeg , sűrűség, excentricitás, pálya iránya és tengelyük körüli forgásiránya, a pálya dőlése a Nap egyenlítőjének (vagy az ekliptika) síkjához, valamint az egyenlítői sík dőlésszöge a keringési síkjához képest.
Kilenc nagybolygó kering a Nap körül ellipszisben (a köröktől kissé eltérően), majdnem ugyanabban a síkban. A Naptól való távolság sorrendjében ezek Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz és Plútó. Rajtuk kívül számos kisbolygó (kisbolygó) található a Naprendszerben, amelyek többsége a Mars és a Jupiter pályája között mozog. A bolygók közötti tér rendkívül ritka gázzal és kozmikus porral van tele. Elektromágneses sugárzás átszúrja.
A Nap átmérője 109-szer nagyobb, mint a Föld, és körülbelül 333 000-szer nagyobb, mint a Föld.. Az összes bolygó tömege a Nap tömegének csak körülbelül 0,1%-a, tehát vonzási erejével szabályozza a Naprendszer összes tagjának mozgását.

A bolygók konfigurációja és láthatóságának feltételei

A bolygók konfigurációja a bolygók, a Föld és a Nap néhány jellegzetesebb kölcsönös elrendeződése.
A bolygók Földről való láthatóságának feltételei élesen eltérnek a belső bolygók (Vénusz és Merkúr), amelyek pályája a Föld pályáján belül van, és a külső bolygók (az összes többi) esetében.
A belső bolygó a Föld és a Nap között vagy a Nap mögött lehet. Ilyen helyzetekben a bolygó láthatatlan, mivel elveszik a Nap sugaraiban. Ezeket a pozíciókat a bolygó és a Nap konjunkcióinak nevezzük. Alsó együttállásnál a bolygó a legközelebb van a Földhöz, felsőbb találkozásnál pedig a legtávolabb tőlünk.

A bolygóforradalom szinódusi időszakai és kapcsolatuk a sziderikus időszakokkal

A bolygók Nap körüli keringési periódusát a csillagokhoz viszonyítva csillag- vagy sziderális periódusnak nevezzük.
Minél közelebb van a bolygó a Naphoz, annál nagyobb a lineáris és szögsebessége, és annál rövidebb a Nap körüli keringési periódusa.
Közvetlen megfigyelések alapján azonban nem a bolygó forradalmának sziderális periódusa a meghatározó, hanem a két egymást követő, azonos nevű konfigurációja, például két egymást követő kötőszó (ellenállás) közötti időintervallum. Ezt az időszakot zsinati időszaknak nevezzük. Miután megfigyelésekből meghatároztuk a szinódikus periódusokat, számítással találjuk meg a bolygók sziderikus periódusait.
A külső bolygó szinódikus periódusa az az időtartam, amely után a Föld 360°-kal megelőzi a bolygót, miközben a Nap körül mozognak.

Kepler törvényei

A bolygómozgás törvényeinek felfedezésének érdeme a kiváló német tudósé Johannes Kepler(1571-1630). A XVII. század elején. Kepler a Mars Nap körüli keringését tanulmányozva megállapította a bolygó mozgásának három törvényét.

Kepler első törvénye . Minden bolygó ellipszisben kering, egyik fókuszában a Nap található.

Kepler második törvénye (a területek törvénye). A bolygó sugárvektora azonos időintervallumokra egyenlő területeket ír le.

Kepler harmadik törvénye . A bolygók sziderális periódusainak négyzetei a pályájuk fél-nagy tengelyeinek kockáiként kapcsolódnak egymáshoz.

Az összes bolygó Naptól mért átlagos távolságát csillagászati ​​egységekben Kepler harmadik törvénye alapján lehet kiszámítani. Ha meghatároztuk a Föld átlagos távolságát a Naptól (azaz 1 a.u. értéket) kilométerben, ezekben az egységekben megtalálhatjuk a Naprendszer összes bolygójának távolságát. a távolságok csillagászati ​​egységeként (= 1 a.e.)
A távolságok meghatározásának klasszikus módszere a goniometrikus geometriai módszer volt és maradt. Meghatározzák a távoli csillagok távolságát, amelyekre a radar módszer nem alkalmazható. A geometriai módszer a jelenségen alapul parallaxis eltolódás.

A paralaktikus elmozdulás egy tárgy irányának változása, amikor a megfigyelő mozog..

PÉLDA A PROBLÉMA MEGOLDÁSÁRA

Feladat. Egyes bolygók oppozíciói 2 év alatt megismétlődnek. Mi a pályájának fél-főtengelye?

Adott	MEGOLDÁS A pálya fél-nagy tengelye Kepler harmadik törvényéből határozható meg: , és a sziderális periódus - a sziridikus és a szinodikus periódusok arányából: ,
- ?

A föld mérete és alakja

Az űrből készült fényképeken a Föld úgy néz ki, mint egy Nap által megvilágított labda.
A pontos válasz a Föld alakjára és méretére vonatkozóan megadva fokmérések, azaz 1°-os ívhosszúságú mérések kilométerben a Föld felszínének különböző helyein. A fokmérések kimutatták, hogy a meridián 1°-os ívének hossza kilométerben a sarkvidéken a legnagyobb (111,7 km), a legkisebb pedig az egyenlítőnél (110,6 km). Ezért az Egyenlítőnél a Föld felszínének görbülete nagyobb, mint a sarkoknál, és ez azt jelzi, hogy a Föld nem golyó. A Föld egyenlítői sugara 21,4 km-rel nagyobb, mint a sarkié. Ezért a Föld (a többi bolygóhoz hasonlóan) a forgás következtében összenyomódik a pólusokon.
A bolygónkkal megegyező méretű labda sugara 6370 km. Ezt az értéket tekintjük a Föld sugarának.
Azt a szöget, amelyben a Föld sugara a látóvonalra merőlegesen látható, vízszintes parallaxisnak nevezzük.

A Föld tömege és sűrűsége

Az egyetemes gravitáció törvénye lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározzuk az égitestek egyik legfontosabb jellemzőjét - a tömeget, különösen bolygónk tömegét. Valóban, az egyetemes gravitáció törvénye alapján a szabadesési gyorsulás g=(G*M)/r 2 . Ezért, ha ismertek a szabadesés gyorsulásának, a gravitációs állandónak és a Föld sugarának értékei, akkor a tömege meghatározható.
A jelzett képletben a g = 9,8 m / s 2, G = 6,67 * 10 -11 N * m 2 / kg 2 értéket helyettesítve,

R \u003d 6370 km, azt találjuk, hogy a Föld tömege M \u003d 6 x 10 24 kg. A Föld tömegének és térfogatának ismeretében kiszámíthatjuk átlagos sűrűségét.

A XVI. század végén. I. Kepler dán csillagász a bolygók mozgását tanulmányozva mozgásuk három törvényét fedezte fel. E törvények alapján I. Newton levezette az egyetemes gravitáció törvényének képletét. Később a mechanika törvényeit felhasználva I. Newton két test problémáját oldotta meg - levezette azokat a törvényszerűségeket, amelyek szerint az egyik test egy másik test gravitációs terében mozog. Megkapta a Kepler három általánosított törvényét.

Kepler első törvénye

A vonzási erő hatására az egyik égitest egy másik égitest gravitációs mezőjében mozog az egyik kúpszelvény - kör, ellipszis, parabola vagy hiperbola - mentén.

A bolygók elliptikus pályán keringenek a Nap körül (15.6. ábra). A pálya Naphoz legközelebbi pontját ún napközel, a legtávolabbi aphelion. Az ellipszis bármely pontját a fókusszal összekötő egyenest nevezzük sugárvektor

A gócok távolságának a főtengelyhez (legnagyobb átmérőhöz) való arányát ún excentricitás e. Az ellipszis minél megnyúltabb, annál nagyobb az excentricitása. Az a ellipszis fél-főtengelye a bolygó átlagos távolsága a Naptól.

Az üstökösök és aszteroidák elliptikus pályán mozognak. Egy kör e = 0, egy ellipszis 0< е < 1, у параболы е = 1, у гиперболы е > 1.

A természetes és mesterséges műholdak mozgása a bolygók körül, az egyik csillag mozgása a másik körül kettős rendszerben szintén ennek az első általánosított Kepler-törvénynek engedelmeskedik.

Kepler második törvénye

Minden bolygó úgy mozog, hogy a bolygó sugárvektora egyenlő idő alatt egyenlő területeket fed le.

A bolygó ugyanabban az időben megy A pontból A"-ba és B-ből B"-be.

Más szavakkal, a bolygó a perihéliumban mozog a leggyorsabban, és a leglassabban, amikor a legtávolabb van (az aphelionban). Így Kepler második törvénye határozza meg a bolygó sebességét. Minél nagyobb, annál közelebb van a bolygó a Naphoz. Így a Halley-üstökös sebessége a perihéliumban 55 km/s, az aphelionban pedig 0,9 km/s.

Kepler harmadik törvénye

A test pályájának fél-nagy tengelyének kockája, osztva a forgási periódusának négyzetével és a testek tömegeinek összegével, állandó érték.

Ha T az egyik test egy másik test körüli forgási periódusa átlagos távolságban A akkor Kepler harmadik általánosított törvényét úgy írjuk

a 3 / [T 2 (M 1 + M 2)] \u003d G / 4π 2

ahol M 1 és M 2 a vonzott két test tömege, G pedig a gravitációs állandó. A Naprendszerben a Nap tömege bármely bolygó tömege, és akkor

Az egyenlet jobb oldala a Naprendszer összes testének állandója, ezt állítja Kepler harmadik törvénye, amelyet a tudós megfigyelésekből kapott.

Kepler harmadik általánosított törvénye lehetővé teszi a bolygók tömegének meghatározását műholdaik mozgásából, a kettőscsillagok tömegét pedig pályájuk elemei alapján.

A bolygók és más égitestek Nap körüli mozgása a gravitáció hatására Kepler három törvénye szerint történik. Ezek a törvények lehetővé teszik a bolygók helyzetének kiszámítását és tömegük meghatározását a körülöttük lévő műholdak mozgásából.

Csillagászat. 11. osztály - Absztraktok a "Fizika-11" tankönyvből (Myakishev, Bukhovtsev, Charugin) - Tantermi fizika

Ősidők óta az emberek olyan jelenségeket figyeltek meg az égbolton, mint a csillagos ég látszólagos forgása, a holdfázisok változása, az égitestek felemelkedése és lenyugvása, a Nap látszólagos mozgása az égen nappal , napfogyatkozások, a Nap horizont feletti magasságának változása év közben, holdfogyatkozások.

Nyilvánvaló volt, hogy mindezek a jelenségek mindenekelőtt az égitestek mozgásához kapcsolódnak, amelynek természetét egyszerű vizuális megfigyelések segítségével próbálták leírni, amelyek helyes megértése és magyarázata évszázadok során formálódott. A Kopernikusz-világ forradalmi heliocentrikus rendszerének felismerése után, miután Kepler megfogalmazta az égitestek három mozgástörvényét, és lerombolta a bolygók Föld körüli egyszerű körmozgásával kapcsolatos évszázados naiv elképzeléseket, amit számítások és megfigyelések igazoltak. az égitestek mozgási pályái csak elliptikusak lehetnek, végre világossá vált, hogy a bolygók látszólagos mozgása a következőkből áll:

1) a megfigyelő mozgása a Föld felszínén;

2) a Föld forgása a Nap körül;

3) az égitestek megfelelő mozgása.

Az égi szférában a bolygók bonyolult látszólagos mozgása a Naprendszer bolygóinak a Nap körüli forgásának köszönhető. A „bolygó” szó az ókori görög fordításban „vándorlást” vagy „csavargót” jelent.

Az égitest pályáját annak nevezzük pálya. A bolygók keringési sebessége a bolygók Naptól való távolságával csökken. A bolygó mozgásának jellege attól függ, hogy melyik csoporthoz tartozik.

Ezért a pályára és a Földről való látási viszonyokra vonatkozóan a bolygók fel vannak osztva belföldi(Merkúr, Vénusz) és külső(Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz, Plútó), illetve a Föld pályájához viszonyítva az alsóhoz, illetve a felsőhöz.

A külső bolygókat mindig a Nap által megvilágított oldala fordítja a Föld felé. A belső bolygók úgy változtatják fázisukat, mint a hold. A bolygó legnagyobb szögtávolságát a Naptól ún megnyúlás . A legnagyobb nyúlás a Merkúrnál 28°, a Vénusznál 48°. A Naprendszer összes bolygójának keringési síkjai (a Plútó kivételével) az ekliptika síkjának közelében helyezkednek el, attól eltérve: Merkúr 7°-kal, Vénusz 3,5°-kal; másoknak még kisebb a lejtése.

Keleti megnyúlásnál a belső bolygó nyugaton, az esti hajnal sugaraiban látható, röviddel napnyugta után. Nyugati megnyúlással a belső bolygó keleten látható, a hajnali sugarakban, röviddel napkelte előtt. A külső bolygók bármilyen szögtávolságra lehetnek a Naptól.

A Merkúr és a Vénusz fázisszöge 0° és 180° között változik, tehát a Merkúr és a Vénusz ugyanúgy váltja a fázisokat, mint a Hold. Az alsó konjunkció közelében mindkét bolygó a legnagyobb szögmérettel rendelkezik, de úgy néznek ki, mint egy keskeny félhold. A fázisszögben ψ = 90°, a bolygók korongjának fele meg van világítva, Φ = 0,5 fázis. A kiváló együttállásban az alsóbb bolygók teljesen meg vannak világítva, de rosszul láthatóak a Földről, mivel a Nap mögött vannak.

Tehát a Földről megfigyelve a bolygók Nap körüli mozgása a Föld pályáján való mozgására is ráépül, a bolygók az égen keletről nyugatra mozognak (közvetlen mozgás), majd nyugatról keletre ( fordított mozgás). Az irányváltás pillanatát ún álló . Ha felteszi ezt az utat a térképre, megkapja egy hurok . Minél kisebb a hurok mérete, annál nagyobb a távolság a bolygó és a Föld között. A bolygók hurkokat írnak le, és nem csak egyetlen sorban mozognak oda-vissza, pusztán azért, mert pályájuk síkjai nem esnek egybe az ekliptika síkjával. Egy ilyen összetett hurokszerű karaktert először a Vénusz látszólagos mozgásának példáján vettünk észre és írtunk le (1. ábra).

1. ábra - "Vénusz hurok".

Ismert tény, hogy bizonyos bolygók mozgása a Földről csak az év egy szigorúan meghatározott szakában figyelhető meg, ennek oka a csillagos égbolton elfoglalt időbeli elhelyezkedésük.

A bolygók Naphoz és Földhöz viszonyított jellegzetes kölcsönös elrendeződését bolygókonfigurációnak nevezzük. A belső és külső bolygók konfigurációja eltérő: az alsó bolygókon ezek konjunkciók és elongációk (a bolygó keringésének legnagyobb szögeltérése a Nap pályájától), a felső bolygóknál ezek kvadratúrák, konjunkciók és oppozíciók.

Beszéljünk részletesebben az egyes konfigurációtípusokról: azokat a konfigurációkat, amelyekben a belső bolygó, a Föld és a Nap egy sorban sorakoznak, konjunkcióknak nevezzük (2. ábra).

Rizs. 2. Bolygó konfigurációk:
A Föld kiváló együttállásban a Merkúrral
alsóbbrendű együttállásban a Vénusszal és szemben a Marssal

Ha A a Föld, B a belső bolygó, C a Nap, akkor az égi jelenséget nevezzük alsó csatlakozás. Az "ideális" alsóbbrendű együttállásban a Merkúr vagy a Vénusz áthalad a Nap korongján.

Ha A a Föld, B a Nap, C a Merkúr vagy a Vénusz, akkor a jelenséget ún felső csatlakozás. A bolygót "ideális" esetben a Nap takarja, ami természetesen a világítótestek fényességében mutatkozó összehasonlíthatatlan különbség miatt nem figyelhető meg.

A Föld-Hold-Nap rendszer esetében az alsó konjunkcióban újhold, a felső konjunkcióban telihold fordul elő.

A Föld, a Nap és a belső bolygó közötti határszöget ún legnagyobb eltávolítása vagy megnyúlásés egyenlő: a Merkúr esetében - 17њ30-ról 27њ45-re; a Vénusz esetében - 48º-ig. A belső bolygók csak a Nap közelében és csak reggel vagy este, napkelte előtt vagy közvetlenül napnyugta után figyelhetők meg. A Merkúr láthatósága nem haladja meg az egy órát, a Vénusz láthatósága 4 óra (3. ábra).

Rizs. 3. Bolygók nyúlása

A konfiguráció, amelyben a Nap, a Föld és a külső bolygó felsorakozik, az úgynevezett (2. ábra):

1) ha A a Nap, B a Föld, C egy külső bolygó - oppozíció;

2) ha A a Föld, B a Nap, C egy külső bolygó - a bolygó és a Nap együttállása alapján.

Azt a konfigurációt, amelyben a Föld, a Nap és a bolygó (Hold) derékszögű háromszöget alkot a térben, négyszögnek nevezzük: keletinek, ha a bolygó 90°-ra keletre van a Naptól, és nyugatinak, ha a bolygó 90°-ra nyugatra van a Naptól.

A belső bolygók mozgása az égi szférán a megnyúlás szögtávolsága miatt az ekliptika mentén a Naptól való időszakos elszakadásukra csökken, akár keletre, akár nyugatra.

A külső bolygók mozgása az égi szférán bonyolultabb hurok jellegű. A bolygó látható mozgásának sebessége egyenetlen, mivel értékét a Föld és a külső bolygó saját sebességének vektorösszege határozza meg. A bolygóhurok alakja és mérete a bolygó Földhöz viszonyított sebességétől és a bolygó keringésének az ekliptikához viszonyított dőlésétől függ.

Most bemutatjuk a bolygók mozgását jellemző specifikus fizikai mennyiségek fogalmát, és lehetővé teszik néhány számítás elvégzését: Egy bolygó sziderális (csillag) forgási periódusa a T időintervallum, amely alatt a bolygó egy teljes körforgást tesz meg. a Nap a csillagokhoz viszonyítva.

A bolygó forgásának szinódikus periódusa az S időintervallum két egymást követő azonos nevű konfiguráció között.

Az alsó (belső) bolygókhoz:

A felső (külső) bolygókhoz:

A Naprendszer bolygóinak átlagos s napos napjának időtartama a t tengelye körüli forgásuk sziderális periódusától, a forgásiránytól és a T Nap körüli sziderális forgási periódusától függ.

Azon bolygók esetében, amelyeknek közvetlen forgási iránya van a tengelyük körül (ugyanaz, amelyben a Nap körül mozognak):

Ellentétes forgásirányú bolygókra (Vénusz, Uránusz).