Доклад на тему земля и космос

Обновлено: 09.05.2024

Древним людям Земля казалась огромной. Поэтому и философы древности, размышляя об устройстве Вселенной, помещали Землю в ее центр. Все небесные тела, полагали они, вращаются вокруг Земли.

В современном мире, когда есть авиация и космические корабли, мысль о том, что наша планета вовсе не центр мироздания, никому не кажется крамольной.
Однако впервые эту идею высказал еще в III веке до н.э. Аристарх Самосский. К сожалению, почти все труды этого древнегреческого ученого утрачены и известны нам лишь в пересказе его современника Архимеда. Поэтому предположение о том, что Земля вращается вокруг Солнца (а не Солнце вокруг Земли), связывают обычно с именем польского астронома Николая Коперника, жившего в XV-XVI вв. Коперник расположил известные ему планеты Солнечной системы так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн вращаются вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли. Но дальше за Сатурном Коперник поместил “сферу неподвижных звезд” – некую стену, замыкающую Вселенную. А предполагать, что находится за ней, Коперник не мог – для этого ему не хватало данных. Не стоит обвинять Коперника в близорукости, ведь телескоп, приблизивший к нам далекий космос, впервые использовал Галилей лишь сто лет спустя.

Современная наука знает, что наше Солнце – одна из бесчисленных звезд во Вселенной, не самая большая, не самая яркая, не самая горячая, более того, Солнце находится вдали от центра нашей Галактики – гигантского скопления звезд, к которым относится и Солнце. И в этом нам повезло. Ведь иначе на Землю обрушивались бы такие потоки космических лучей, что жизнь на ней едва возникла бы. Вокруг Солнца вращаются 9 крупных планет, малые планеты – астероиды, кометы и совсем мелкие “камушки” – метеорные тела. Все это вместе образует Солнечную систему.

Земля – одна из 9 планет. Не самая большая, но и не самая маленькая, не самая близкая к Солнцу, но и не самая далекая. Крупнейшая планета – Юпитер. Его масса в 318 раз больше земной. Но у Юпитера нет твердой поверхности, по которой можно было бы ходить. Самая далекая от Солнца планета – Плутон почти в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Его поверхность твердая, ходить по ней было бы легко – Плутон меньше Луны, притягивает к себе слабо. Вот только холодно там: температура на 200-240°C ниже точки замерзания воды. При таких условиях не только вода, но и большинство газов становятся твердыми. Зато на Венере, нашей ближайшей соседке, температура выше +450°C. Получается, что Земля – единственная пока планета во Вселенной, подходящая для жизни.

От Земли до Солнца около 150 млн км. Много это или мало? Сравним это расстояние с размерами Солнца и Земли. Диаметр Солнца меньше примерно в 100 раз, а диаметр Земли – в 10000 раз. Это значит, что если мы изобразим Солнце кружком диаметром 1 см (с монету достоинством в 1 рубль), то Землю нам придется нарисовать на расстоянии 1 м (на другом конце большого стола), причем она будет едва заметной точной.

Среди ярко светящейся фотосферы выступают менее яркие солнечные пятна. Пятна имеют различные размеры (иногда в несколько раз превосходящие площадь Земли) и располагаются по обе стороны солнечного экватора от 5 до 40°. Пятна кажутся темными, потому что температура фотосферы в области пятна приблизительно на 1000° ниже температуры окружающего его пространства. Причины и механизм образования солнечных пятен пока еще не выяснены. Пятно существует обычно несколько суток, реже — несколько месяцев. Еще до возникновения пятна на месте его появляется магнитное поле, напряженность которого в 3000 раз больше напряженности общего магнитного поля Солнца. Через некоторое время после исчезновения пятна магнитное поле исчезает. Очевидна связь появления пятен с солнечным магнетизмом. Предполагают, что появление сильного магнитного поля замедляет конвекцию, посредством которой энергия передается от ядра к фотосфере, и в результате возникают сравнительно холодные участки фотосферы — пятна. Там, где магнитное поле ослабевает, появляются активные области, имеющие более высокую (на несколько сотен градусов), чем остальная фотосфера, температуру. Эти активные области, представляющие собой светлые площадки с белыми волокнистыми облаками над ними, называются факелами. Факелы располагаются обычно вокруг пятен, а также и независимо от них. В общем они занимают на поверхности Солнца большую площадь по сравнению с пятнами. Пятна и факелы — образования временные. Среднее годовое число их отражает солнечную активность и периодически изменяется. Период изменений составляет в среднем 11 лет. Весьма возможно, что существует также 90-летняя периодичность солнечной активности.
Фотосфера переходит в лежащую выше хромосферу — нижний слой солнечной атмосферы, простирающийся вверх приблизительно на 15 тыс. км. Вся хромосфера состоит из вихрей (спикул) и не имеет ровной границы. С высотой температура в хромосфере повышается до 20 тыс. градусов, а плотность убывает. Над активными областями фотосферы хромосфера имеет наибольшую температуру; в этих местах в ней располагаются хромосферные факелы — флоккулы. В хромосфере наблюдаются сильные вспышки, напоминающие взрывы. По месту и времени хромосферные вспышки связаны с флоккулами, особенно с теми из них, внутри которых находятся пятна; поэтому эффект вспышек приписывался раньше солнечным пятнам. Хромосферные вспышки — источник интенсивного ультрафиолетового и рентгеновского излучения, радиоволн и корпускул — разнообразных частиц, выбрасываемых с различной скоростью Солнцем. Сильная вспышка диаметром около 40000 км за время своего существования (около 30 мин.) излучает энергию, равную 10,32*10в33 эргов. Небольшие хромосферные вспышки появляются приблизительно каждые 30 минут, гигантские — несколько раз в год. Хромосферные вспышки — самые активные образования на Солнце. Их появление связывают с магнитными силами.
Над хромосферой простирается солнечная корона, отдельные лучи которой тянутся на несколько десятков радиусов Солнца. Корона состоит из положительно заряженных ионов и свободных электронов, причем общий электрический заряд короны близок к нулю. Свободные электроны рассеивают солнечный свет, благодаря чему образуется лучистое, отливающее серебром сияние солнечной короны. Температура короны около 1 млн. градусов, над активными областями до 3—4 млн. градусов. В короне движутся протуберанцы — сравнительно плотные облака с температурой не выше 12 тыс. градусов. Они возникают по всей поверхности, и в их появлении и изменениях заметна та же цикличность, что для пятен и факелов, — 11 лет.
Солнечная корона чрезвычайно разрежена. Нижние слои ее имеют плотность в сотни миллиардов раз меньшую, чем плотность земной атмосферы на уровне Океана. Верхние слои короны еще менее плотные (от 100 до 1000 атомов водорода на 1 см3). Часть протонов во внешней короне, имеющих наибольшие скорости, отлетают от нее, образуя так называемый солнечный ветер. В спокойном состоянии солнечный ветер представляет собой поток заряженных частиц (от 5 до 50 в 1 см3), движущихся со скоростью от 30 до 160 км)сек. Во время солнечных вспышек скорость солнечного ветра увеличивается до 1600 км/сек.
В результате процессов, совершающихся на Солнце, в мировое пространство направляется рентгеновское, световое, ультрафиолетовое, радиоволновое излучение, выбрасываются потоки электрически заряженных частиц положительной и отрицательной полярности и сверхвысоких энергий (корпускулы). Потоки солнечных частиц сечением в сотни тысяч квадратных километров, приобретающие исключительную мощность в эпохи максимумов активности Солнца, примерно через сутки достигают верхних слоев земной атмосферы. На Земле возникают магнитные и ионосферные бури, усиливаются полярные сияния, нарушается радиосвязь. He весь спектр солнечного излучения достигает нижних слоев земной атмосферы. Поступающая в географическую оболочку солнечная радиация принимает участие во всех происходящих в ней процессах, обеспечивает возможность жизни на Земле. Отчетливо проявляется тесная связь географических явлений с цикличностью деятельности Солнца.
Энергия, излучаемая Солнцем в пространство, колоссальна: за одну секунду она составляет 3,8*10в33 эргов, что равнозначно расходу массы в 4 млн. т. Расчеты показывают, что при таком расходе энергии Солнце в течение 30 млрд. лет может излучать такие же количества тепла и света, как и в настоящее время. Уменьшение интенсивности солнечного излучения неизбежно должно сопровождаться понижением температуры на Земле. При падении температуры значительно ниже нуля и связанном с этим переходе всей воды в твердое состояние жизнь на Земле стала бы невозможна. Увеличение интенсивности солнечного излучения в 4 раза заставило бы Мировой океан закипеть.

Космос

Что такое космос

Под космосом подразумевается пустое пространство во Вселенной, находящееся за пределами планетарных атмосфер. В нем присутствуют частицы водорода, кислорода и пыли, правда их концентрация очень мала и составляет лишь несколько молекул на кубический метр.

Также в некоторых участках межзвездной среды могут встречаться электромагнитное излучение и космические лучи. Последние представляют собой движущиеся на большой скорости атомы ядер и элементарные частицы.

Границы

Схема земной атмосферы

Космос обладает множеством границ, пролегающих на разных расстояниях относительно Земли:

35 км – на этой высоте вода уже не может существовать в жидком виде, поскольку из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
100 км – здесь проходит официально признанная граница между атмосферой Земли и ближним космосом, за ее пределами, для перемещения, люди вынуждены прибегать не к аэронавтике, а космонавтике;
100 тыс. км – наружная граница экзосферы – самого верхнего атмосферного слоя;
260 тыс. км – расстояние от Земли, где притяжение планеты сильнее солнечного;
13 млрд км – начало межзвездного пространства и дальнего космоса;
20 трлн км – граница Облака Оорта, за пределами которой не действует притяжение Солнечной системы;
300 квдрлн км – расстояние до границы Млечного Пути;
30 квнтлн км – граница Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
250 скстлн км – предел видимости вещества в космическом пространстве;
870 скстлн км – граница видимости излучения.

Интересный факт: в большинстве случаев для измерения расстояния астрономы используют не километры, а парсек, который равен 30,8568 трлн км.

Чем космос отличается от Вселенной

Карта видимых границ Вселенной

Довольно трудно установить четкую разницу между этими понятиями, поскольку в определенном контексте под ними могут подразумеваться разные вещи.

В современном мире за космос принимают бескрайнее пространство, начинающееся сразу после атмосферы Земли. В нем находятся планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для большего удобства космос разделяют на ближний, который можно исследовать с помощью современных спутников и аппаратов, и дальний, добраться до которого пока невозможно.

Под Вселенной подразумевается не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии даже человек является ее частью. Также существует мнение, что космос существовал всегда, а Вселенная возникла в момент Большого Взрыва.

Под межпланетным подразумевается пространство, ограниченное орбитой наиболее отдаленной планеты от звезды. В нем могут присутствовать различные вещества: газ, частички пыли, водород и т.д. Также пространство пронизано электромагнитным излучением.

Температура в конкретной точке межпланетного пространства определяется путем помещения в нее абсолютно черного тела. Последнее впитывает в себя электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура и будет считаться за истинное значение.

Интересный факт: на орбите Земли абсолютно черное тело нагревается до 3,85 градусов Цельсия, чему и равняется температура межпланетного пространства в этой области.

Межпланетная среда

Фото межпланетной среды над Землей

Данная среда представляет собой совокупность веществ и полей, находящихся в межпланетном пространстве. В Солнечной системе она состоит из:

магнитного поля;
космических лучей;
нейтрального газа;
пыли;
электромагнитного излучения;
солнечного ветра.

Последний компонент преобладает в межпланетной среде, поскольку звезда испускает в пространство большое количество ионизированных частиц.

Межгалактическое пространство

Галактика Андромеда и межгалактическое пространство вокруг нее

Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.

Интересный факт: межгалактическое пространство заполнено ионизированным газом, концентрация которого составляет атом водорода на кубический дециметр.

Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.

Войд в космическом пространстве

Войдом называется космическое пространство, в котором отсутствуют галактики. Плотность объектов в таких областях на 90% меньше, чем в звездных системах. Размеры войда могут варьироваться от 10 000 до 100 000 парсек. Если габариты превышают этот диапазон, то его называют “супервойдом”. Границы таких областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые, состоящие из скопления звездных систем.

Интересный факт: войды были обнаружены в 1978 году астрономами Национальной обсерватории Китт Пик. Открытие позволило составить первые трехмерные карты космического пространства.

Межгалактическая звезда

Межгалактическими звездами называются светила, которые не входят в состав галактик. Первые объекты такого типа были открыты во второй половине 90-х. Считается, что они образуются за счет столкновения галактик или при сближении двойной звезды с черной дырой. В последнем случае одно из светил “выстреливается” в сторону и перемещается на большое расстояние.

Большое число звезд такого типа обнаружено в Скоплении Девы. Их количество находится в районе триллиона. Также найдено 675 светил в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них являются красными гигантами, а состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, после чего переместились на ее границу.

Процесс изучения

Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.

А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.

С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.

Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос

Для того, чтобы объект мог выйти на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:

7,9 км/с – 1-я космическая скорость, позволяет выйти на орбиту Земли;
11,1 км/с – 2-я космическая скорость, на которой объект попадает в межпланетное пространство;
16,67 км/с – 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
550 км/с – 4-я космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный путь.

Если объект движется с меньшей скоростью, то сила притяжения планеты, звезды или галактики не позволит ему достигнуть нужной границы.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

Фото космоса с телескопа Хаббл

Если человек окажется в открытом космосе без средств защиты, у него начнется декомпрессия – процесс расширения пузырьков газа в организме. Параллельно с этим он будет испытывать нехватку кислорода и получать солнечные ожоги. Также если в легких находится воздух, они могут деформироваться из-за разницы давления.

Интересный факт: если человек, находясь в открытом космосе, не будет пытаться дышать, то сможет пробыть в нем 30-60 секунд, не получив серьезных повреждений.

Поскольку вещества не могут находиться в космосе в жидком состоянии, влага на глазах и в ротовой полости сразу начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание уже через 15-20 секунд.

Почему в космосе холодно? Какая в космосе температура?

Температура в космосе равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?

Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.

Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.

Почему космос черный?

Изображение космоса, как его видит человеческий глаз

Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.

Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.

На какой высоте официально начинается космос?

Космос начинается в 100 км над поверхностью Земли, где пролегает линия Кармана. Ее назвали в честь американского инженера Теодора фон Кармана. В XX веке он первым установил, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что для продолжения движения вверх аппарат должен двигаться с первой космической скоростью.

Позже астрономы провели более точные расчеты и вычислили, что атмосферные ветра полностью отсутствуют на высоте в 118 км, и там же появляются космические частицы.

Интересный факт: NASA в качестве границы между земной атмосферой и космосом использует другую высоту над поверхностью планеты – 122 км.

Важнейшие этапы освоения космоса

Человечество со временем изобретает новые технологии, позволяющие дальше продвинуться в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы данного процесса:

4 октября 1957 года состоялся пуск аппарата “Спутник-1”;
4 января 1959 года спутник “Луна-1” начала вращение вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
15 сентября 1968 года аппарат Зонд-5 сумел вернуться на Землю после того, как совершил полет вокруг Луны;
15 декабря 1970 года аппарат “Венера-7” сел на Венеру;
2 декабря 1971 года “Марс-3” сел на Марс;
с 1975 по 2011 года состоялись запуски первых искусственных спутников разных планет Солнечной системы;
20 ноября 1998 года состоялся запуск модуля “Заря”, ставшего первым блоком МКС.

Также разные страны планируют свои космические программы на годы вперед и продумывают дальнейшее освоение космоса.

Что означает слово “космос”?

Под космосом в современном мире понимают пространство между небесными телами, лежащее за пределами их атмосфер. В философии это слово означает “порядок” и “мироздание”. Также в этой области космос ставится в противоположность хаосу.

Интересное видео о космосе

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Космос. Когда-то этим словом древние греки называли весь существующий мир. Сейчас это слово обозначает пустое пространство, лежащее за пределами атмосферы небесных тел (звезд, планет, астероидов и других объектов). Однако пространство это только относительно пустое, так как в нем есть в низкой плотности молекулы кислорода, водорода, различные волны и виды излучения, а так же еще только предполагаемая темная материя.

Пространство в космосе условно разделено учеными на межпланетное (то, что находится в рамках солнечной системы) и на межзвездное (пространство между звездами в рамках галактики). Всё это пространство, помимо уже упомянутых планет, звезд и других небесных тел (астероидов, комет), а так же излучений (в том числе реликтового, оставшегося от Большого взрыва), содержит в себе большое количество газов, пыли, космического мусора и плазмы. Но, несмотря на наличие стольких веществ и тел, считается, что в космосе относительный вакуум.

На данный момент человечеству мало известно о космосе и том, что в нём находится. Даже по самым оптимистичным расчётам мы исследовали около 1% космического пространства. Наблюдение за космосом началось еще во времена Античности, однако большой порыв был совершен только в 20-ом веке, когда был совершен запуск первого космического спутника (1957), полет первого человека (1961) и первый выход человека в космос (1965) и первая высадка человека на Луну (1969). На данный момент исследует космос несколько медленнее, однако это не значит, что нет существенных открытий.