Строение мира сообщение астрономия

Обновлено: 02.07.2024

История зарождения и эволюции представлений человека о космосе и устройстве Вселенной, современные разработки и методы получения новых знаний. Закономерности движения планет Солнечной системы. Первые модели мира, разработка гелиоцентрической системы.

Рубрика	Астрономия и космонавтика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	09.02.2009
Размер файла	21,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Движение планет 3
2. Первые модели мира 4
3. Первая гелиоцентрическая система 7
4. Cистема Птолемея 8
5. Мир Коперника 9
6. Галактика 10
7. Звездные миры 11
8. Вселенная 12
Заключение 14
Список литературы 15

Введение

Звездное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды? Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять, и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем.

Тысячелетиями пытливое человечество обращало свои взгляды на окружающий мир, стремилось постигнуть его, вырваться за пределы микромира в макромир.

Величественная картина небесного купола, усеянного мириадами звезд, с незапамятных звезд волновала ум и воображение ученых, поэтов, каждого живущего на Земле и зачарованного любующегося торжественной и чудной картиной, по выражению Лермонтова.

Что есть Земля, Луна, Солнце, звезды? Где начало и где конец Вселенной, как долго она существует, из чего состоит и где границы ее познания?

Системы мира - это представления о расположении в пространстве и движении Земли, Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел.

Цель данного реферата - попытаться проанализировать устройство мира.

1. Движение планет

Наблюдая за годичным перемещением Солнца среди звезд, древние люди научились заблаговременно определять наступление того или иного времени года. Они разделили полосу неба вдоль эклиптики на 12 созвездий, в каждом из которых Солнце находится примерно месяц. С предутренним восходом того или иного созвездия древние люди связывали свои сельскохозяйственные работы, и это отражено в самих названиях созвездий. Так, появления на небе созвездия Водолея указывало на ожидаемое половодье, появление Рыб - на предстоящий ход рыбы для метания икры.

Прошло много столетий, прежде чем древним астрономам удалось установить определенные закономерности в движении планет. По характеру своего движения на небесной сфере по отношению к Солнцу планеты (в нашем понимании) подразделяются на две группы. Меркурий и Венера названы внутренними или нижними, остальные - внешними или верхними.

Угловая скорость Солнца больше скорости прямого движения верхней планеты. Поэтому Солнце постепенно обгоняет планету, она становится видимой перед его восходом, во второй половине ночи. Момент, когда угол между направлением на Солнце и направлением на планету составляет 180 градусов, называется противостоянием планеты. В это время она находится в середине дуги своего попятного движения. Удаление планеты от Солнца на 90 градусов к востоку называется восточной квадратурой, а на 90 градусов к западу - западной квадратурой.

2. Первые модели мира

Согласно представлениям древних египтян, Вселенная имеет вид большой долины, вытянутой с севера на юг, в центре ее находится Египет. Небо уподоблялось большой железной крыше, которая поддерживается на столбах, на ней в виде светильников подвешены звезды.

В Древнем Китае существовало представление, согласно которому Земля имеет форму плоского прямоугольника, над которым на столбах поддерживается круглое выпуклое небо. Разъяренный дракон будто бы согнул центральный столб, вследствие чего Земля наклонилась к востоку. Поэтому все реки в Китае текут на восток. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.

И лишь в греческих колониях на западных берегах Малой Азии (Иония), на юге Италии и в Сицилии в четвертом веке до нашей эры началось бурное развитие науки, в частности, философии, как учения о природе. Именно здесь на смену простому созерцанию явлений природы и их наивному толкованию приходят попытки научно объяснить эти явления, разгадать их истинные причины.

Усовершенствованием системы мира Евдокса занялся ученик Платона Аристотель (384-322 гг. до н.э.). Так как взгляды этого выдающегося философа - энциклопедиста безраздельно господствовали в физике и астрономии в течение почти двух тысяч лет, то остановлюсь на них поподробнее.

Во времена Аристотеля высказывались и другие взгляды на строение мира, в частности, что не Солнце обращается вокруг Земли, а Земля вместе с другими планетами обращается вокруг Солнца. Против этого Аристотель выдвинул серьезный аргумент: если бы Земля двигалась в пространстве, то это движение приводило бы к регулярному видимому перемещению звезд на небе. Как мы знаем, этот эффект (годичное параллактическое смещение звезд) был открыт лишь в середине 19 века, через 2150 лет после Аристотеля.

3. Первая гелиоцентрическая система

Современникам Аристотеля уже было известно, что планета Марс в противостоянии, а также Венера во время попятного движения значительно ярче, чем в другие моменты. По теории сфер они должны были бы оставаться всегда на одинаковом расстоянии от Земли. Именно поэтому тогда возникали и другие представления о строении мира.

4. Cистема Птолемея

Становление астрономии как точной науки началось благодаря работам выдающегося греческого ученого Гиппарха. Он первый начал систематические астрономические наблюдения и их всесторонний математический анализ, заложил основы сферической астрономии и тригонометрии, разработал теорию движения Солнца и Луны и на ее основе - методы предвычисления затмений. Гиппарх обнаружил, что видимое движение Солнца и Луны на небе является неравномерным. Гиппарх составил таблицы, по которым можно было определить положение Солнца и луны на небе на любой день года. Благодаря работам Гиппарха астрономы отказались от мнимых хрустальных сфер, предположенных Евдоксом, и перешли к более сложным построениям с помощью эпициклов и деферентов, предложенных еще до Гиппарха Аполлоном Пергским.

Основные параметры своей модели мира Птолемей определил в высшей степени искусно и с высокой точностью. Со временем, однако, астрономы начали убеждаться в том, что между истинным положением планеты на небе и расчетным существуют расхождения. Так, в начале 12 века планета Марс оказалась на два градуса в стороне от того места, где ей надлежало быть по таблицам Птолемея. В конечном итоге геоцентрическая система Птолемея, перегруженная эпициклами и эквантами, рухнула от собственной тяжести.

5. Мир Коперника

Дальнейшие открытия астрономов пополнили семью больших планет. Их девять: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. В таком порядке они занимают свои орбиты вокруг Солнца. Открыто множество малых тел Солнечной системы - астероидов и комет. Но это не изменило новой Коперниковой картины мира. Напротив, все эти открытия только подтверждают и уточняют ее.

Расстояние от Солнца до Сатурна - самой дальней из известных во времена Коперника планет - приблизительно в десять раз больше радиуса земной орбиты. Это расстояние совершенно правильно определил еще Коперник. Размеры Солнечной системы - расстояние от Солнца до орбиты девятой планеты, Плутона, еще почти в четыре раза больше и составляет приблизительно 6 миллиардов километров.

Такова картина Вселенной в нашем непосредственном окружении. Это и есть мир по Копернику.

6. Галактика

С XVII века важнейшей целью астрономов стало изучение Млечного Пути - этого гигантского собрания звезд, которые Галилей увидел в свой телескоп. Усилия многих поколений астрономов - наблюдателей были нацелены на то, чтобы узнать, каково полное число звёзд Млечного Пути, определить его действительную форму и границы, оценить размеры. Лишь в XIX веке удалось понять, что это единая система, заключающая в себе все видимые звёзды. На равных правах со всеми входит в эту систему и наше Солнце, а с ним Земля и планеты. Причем располагаются они далеко не в её центре, а на её окраине.

Потребовались ещё многие десятилетия тщательных наблюдений и глубоких раздумий, прежде чем перед астрономами раскрылось во всей полноте строение Галактики.

Диск и окружающее его гало погружены в корону. Если радиусы диска и гало сравнимы между собой по величине, то радиус короны в пять, а может быть, и в десять раз больше.

7. Звездные миры

К началу нашего века границы разведанной Вселенной раздвинулись настолько, что включили в себя Галактику. Многие думали тогда, что эта огромная звёздная система и есть вся Вселенная в целом. Но вот в 20-е годы были построены новые крупные телескопы, и перед астрономами открылись совершенно неожиданные горизонты. Оказалось, что за пределами Галактики мир не кончается. Миллиарды звёздных систем, галактик, похожих на нашу и отличающихся от неё, рассеяны тут и там по просторам Вселенной.

Фотографии галактик, сделанные с помощью самых больших телескопов, поражают красотой и разнообразием форм: это и могучие вихри звёздных облаков, и правильные шары, а иные звёздные системы вообще не обнаруживают никаких определённых форм, они клочковаты и бесформенны. Все эти типы галактик - спиральные, эллиптические, неправильные - открыты американским астрономом Э. Хабблом в 20-30-е годы нашего века.

Несколько лет назад астрономы составили удивительную карту Вселенной. На ней каждая галактика представлена всего лишь точкой. На первый взгляд они рассеяны на карте хаотично. Если же приглядеться внимательно, то можно обнаружить группы, скопления и сверхскопления, которые выглядят здесь цепочками точек. Но что поразительнее всего, карта позволяет обнаружить, что некоторые такие цепочки соединяются и пересекаются, образуя какой-то сетчатый или ячеистый узор с размерами ячеек в 100-300 миллионов световых лет.

8. Вселенная

Больше всего на свете - сама Вселенная, охватывающая и включающая в себя все планеты, звёзды, галактики, скопления, сверхскопления и ячейки. Дальность действия современных телескопов достигает нескольких миллиардов световых лет. Планеты, звёзды, галактики поражают нас удивительным разнообразием своих свойств, сложностью строения.

Во все времена люди предпочитали считать Вселенную вечной и неизменной. Эта точка зрения господствовала вплоть до 20-х годов нашего века. В то время считалось, что она ограничена размерами нашей Галактики.

Настоящий переворот в науке о Вселенной произвели в 1922-1924 годах работы ленинградского математика и физика А. Фридмана. Он математически доказал, что мир - это не нечто застывшее и неизменное. Как единое целое он живет своей динамической жизнью, изменяется во времени, расширяясь или сжимаясь по строго определённым законам.

Фридман открыл подвижность звёздной Вселенной. Он обнаружил, что далёкие галактики и целые их коллективы движутся, удаляясь от нас во все стороны. Если Вселенная расширяется, то, значит, в далёком прошлом скопления были ближе друг к другу. Из теории Фридмана следует, что 15-20 миллиардов лет назад ни звёзд, ни галактик ещё не было и всё вещество было перемешано и сжато до колоссальной плотности. Это вещество было тогда и немыслимо горячим. Из такого особого состояния и началось общее расширение, которое привело со временем к образованию Вселенной, какой мы видим и знаем её сейчас.

Заключение

Вселенная неисчерпаема. Неутомима и жажда знания, заставляющая людей задавать всё новые и новые вопросы о мире и настойчиво искать ответы на них.

Изучение Вселенной, даже только известной нам её части является грандиозной задачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды множества поколений.

Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждая частичка вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся Вселенная бесконечна и вечна так, как она является вечно самодвижущейся материей.

Вселенная - это всё существующее. От мельчайших пылинок и атомов до огромных скоплений звездных миров и звездных систем. Поэтому не будет ошибкой сказать, что любая наука, так или иначе, изучает Вселенную, точнее, тем или иначе её стороны.

Список литературы

1. Браштейн В.А. Планеты и их наблюдение. - М.: Наука, 1979

2. Ерпылеев Н.П. Энциклопедический словарь юного астронома. - М.: Педагогика, 1986

3. Левитан Е.П. Астрономия. - М.: Просвещение, 1994

4. Томилин А.Н. Небо Земли. Очерки по истории астрономии. - Л.: Детская литература, 1974

Подобные документы

Картина мира, движение планет. Первые модели мира, первая гелиоцентрическая система, системы Птолемея и Коперника. Солнце и звезды, Галактика, звездные миры, Вселенная. Что лежит за границами наблюдаемой области мира, как зародилась жизнь во Вселенной.

реферат [30,3 K], добавлен 03.11.2009

История эволюции вселенной и первые мгновения ее жизни. Теория "Большого взрыва", анализ попыток создания математической модели Вселенной. Что такое звезды, галактики и млечный путь. Строение солнечной системы, характеристика ее планет и их спутников.

реферат [1,3 M], добавлен 09.11.2010

Картина мира. Движение планет. Первые модели мира. Первая гелиоцентрическая система. Система Птолемея. Мир Коперника. Солнце и Звезды. Галактика. Звездные миры. Вселенная. Есть ли жизнь ещё где-нибудь кроме нашей планеты?

реферат [37,9 K], добавлен 06.03.2007

Картина мира. Движение планет. Первые модели мира и гелиоцентрическая система. Система мира - это представления о положении в пространстве и движении Земли, Солнца, Луны, планет и звезд. Система Птолемея и Коперника. Галактика. Звездные миры. Вселенная.

реферат [29,4 K], добавлен 02.07.2008

История развития космологии как научного направления. Современное состояние Вселенной. Количество звезд и планет в Космосе. Рождение и смерть звезды. Структура Солнечной системы: Солнце и группы планет. Возможность космических путешествий и судьба Земли.

реферат [22,2 K], добавлен 09.04.2011

Образование первичного Солнца. Теории Ньютона и Канта о строении Вселенной. Происхождение и строение планет Солнечной системы, ее закономерности и тайны. Открытие лептонной структуры вещества высоких энергий внутри элементных частиц и атомных ядер.

реферат [25,0 K], добавлен 12.04.2009

Картина мира. Движение планет. Первые модели мира. Первая гелиоцентрическая система. Cистема Птолемея. Мир Коперника. Солнце и звезды. Галактика. Звездные миры. Вселенная.

Вселенная представляется человеку бесконечной, неизменной и вечной. Однако по современным представлениям это не так. Познакомимся с самыми важными фактами о строении Вселенной, кратко проследим ее эволюцию.

Строение Вселенной

Гипотезы о строении и эволюции Вселенной выдвигались еще в античности. Уже когда появилось учение Коперника многим интересующимся данной темой было ясно, что Земля — это лишь песчинка в огромном океане космоса. С развитием астрономии выяснили, что расстояние до максимально удаленных объектов Вселенной составляет приблизительно 45,7 млрд световых лет ($4.3×10^$м). И в таких масштабах Вселенная имеет однородную нитевидную структуру. Вещество во Вселенной распределено в нитевидных сверхскоплениях галактик, области между которыми составляют размеры порядка нескольких миллионов световых лет и не имеют светящегося вещества.

Сверхскопление — это группа скоплений галактик, содержащая от двух до двадцати скоплений. Каждое скопление — это гравитационно-связанная система нескольких галактик, имеющая диаметр порядка десятков миллионов световых лет и массу порядка $10^-10^$ солнечных масс.

Эволюция Вселенной

Изучение Вселенной показывает, что ее размер со временем увеличивается — Вселенная расширяется. Процесс расширения Вселенной начался 14 млрд лет назад из плотного компактного состояния в результате события, называемого Большим взрывом.

Планковская эпоха

Схема эволюции Вселенной такова. В самые ранние моменты жизни (от нуля до $ ^ $с, планковская эпоха) вещество имело плотность порядка $ ^ $ кг на м³ и температуру порядка $ ^ $К. Квантовые эффекты преобладали над остальными, а все фундаментальные взаимодействия существовали в виде одного общего взаимодействия.

Ранние этапы эволюции Вселенной

Эта эпоха началась с отделения гравитации от общего электроядерного взаимодействия. Плотность вещества в эту эпоху упала до уровня $10^$ кг на м³, а температура — до $10^$К. Отделение гравитации привело к нарушению симметрии в молодой Вселенной и заложило основу для неоднородности в ней. Сама Вселенная в этот момент представляла кварк-глюонную плазму.

Ко времени $10^$с температура во Вселенной упала настолько, что свободные кварки и глюоны начали объединяться в адроны, в том числе в протоны и нейтроны — основу вещества будущей Вселенной. Сильное взаимодействие отделилось от электрослабого. Адроны обрели стабильность, причем одновременно существовали как частицы, так и античастицы.

Лишь ко времени $10^$с плазма охлаждается настолько, что частицы и античастицы начинают аннигилировать с образованием большого числа фотонов. Небольшое нарушение симметрии обусловило избыток вещества над антивеществом.

Далее по мере уменьшения плотности и температуры возникает возможность нуклеосинтеза: протоны объединяются в ядра, электроны занимают места в электронных оболочках. Этот процесс начинается примерно через 300 тыс. лет после Большого взрыва.

Рис. 2. Эволюция Вселенной.

Современная эпоха

Нуклеосинтез завершается образованием во Вселенной 75 % водорода, 25 % гелия и следов других элементов. Ко времени 800 млн лет после Большого взрыва начинается эра вещества. Газ, заполняющий Вселенную, начинает образовывать неоднородности и сгустки. Средняя температура в это время во Вселенной опустилась до тысяч кельвинов, что недостаточно для ядерных реакций.

Что мы узнали?

Вселенная образовалась 14 млрд лет назад в результате Большого взрыва. По мере расширения плотность и температура падали, что привело к образованию вещества, облаков газа, а впоследствии и звезд. В самом крупном масштабе Вселенная имеет волокнистую структуру сверхскоплений и областей без излучающего вещества.

Мы с вами переходим к следующему разделу, которой будет посвящён изучению строения Солнечной системы. И в этом видеоуроке мы поговорим о становлении астрономии в Древнем мире и, в частности, о геоцентрической системе мира Клавдия Птолемея. А также узнаем, что способствовало становлению гелиоцентрической системы мира Николая Коперника.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Развитие представлений о строении мира"

Путь к пониманию положения нашей планеты и живущего на ней человечества во Вселенной был очень непростым и подчас весьма драматичным. Вам известно, что движение звёзд на небе привлекало людей с древних времён. Тогда было естественным считать, что Земля является неподвижной, плоской и находится в центре мира. Казалось, что вообще весь мир создан ради человека. Подобные представления получили название антропоцентризма.

Древнегреческий философ Демокрит, с которым вы знакомились ещё на начальных этапах изучения физики и химии, первым предположил, что наше Солнце во много раз превосходит по объёму Землю. Так же он первым высказал догадку о том, что Луна не имеет собственного свечения, а лишь отражает солнечный свет.

К IV веку до нашей эры, выдающийся философ античного мира Аристотель смог обобщить все эти знания. И более 2 тысяч лет его сведения о Земле и небе, о закономерностях движения тел не подвергались сомнению.

Аристотель не случайно предложил считать Землю неподвижным центром мира. Если бы Земля перемещалась, то, по справедливому мнению Аристотеля, было бы заметно регулярное изменение взаимного расположения звёзд на небесной сфере. Но ничего подобного никто из астрономов не наблюдал. И лишь в начале XIX века было наконец-то обнаружено и измерено смещение звёзд, происходящее вследствие движения Земли вокруг Солнца.

Во II веке нашей эры Клавдий Птолемей, используя наблюдения и идеи своих предшественников, а также собственные наблюдения и математические выкладки, разработал полноценную геоцентрическую систему мира. Построенная им система позволяла вычислять положения планет относительно звёзд на будущее время, а также предсказывать наступления солнечных и лунных затмений. Птолемей создал модель, используя общепринятую в античности идею, что все светила движутся вокруг неподвижной Земли, которая является центром мироздания и имеет шарообразную форму.

Конечно же система мира Птолемея была не совершенной, так как она давала чисто кинематическое описание движения планет. Но другого объяснения наука того времени дать просто не могла.

Со временем, по мере накопления наблюдений о движениях планет, теория Птолемея всё больше и больше усложнялась (вводились дополнительные круги с различными радиусами, наклонами, скоростями), что вскоре сделало её слишком громоздкой и неудобной. Но не смотря на все трудности система мира Птолемея господствовала ещё более тысячи лет.

В нём он приводит доводы о том, что центром нашей системы является не Земля, а Солнце. Так возникло гелиоцентрическое учение, которое дало ключ к познанию Вселенной. В частности, Коперник показал, что суточное движение всех светил на небесной сфере является следствием вращения Земли вокруг своей оси. Также гелиоцентрическая система Коперника очень просто объясняла петлеобразное движение планет.

Создание гелиоцентрической системы мира ознаменовало новый этап в развитии не только астрономии, но и всего естествознания. Учение Коперника освободило науку от устаревших и схоластических традиций, тормозивших её развитие. Однако сам великий астроном оставался в плену некоторых предубеждений. Например, Коперник так и не смог отказаться от представления, что планеты движутся равномерно по круговым орбитам. Поэтому его модель Вселенной также содержала множество эпициклов и деферентов.

Но несмотря на это, простота и стройность системы строения мира, изложенная Коперником, быстро нашла своих сторонников. Одним из первых был итальянский монах, поэт и философ Джордано Бруно. Он не только принимает учение Коперника, но и расширяет его. В частности, он первым указывает на то, что звёзды — это далёкие солнца, вокруг которых вращаются свои планеты. О том, что во Вселенной существует бесчисленное количество тел, подобных нашему Солнцу.

Огромный вклад в развитие гелиоцентрической системы мира внёс немецкий астроном Иоганн Кеплер. Проявив не дюжую интуицию, он одним из первых определил, что каждая планета движется не по окружности, а по эллипсу, в одном из фокусов которых располагается Солнце. Также он вывел ещё два закона движения планет, с которыми мы познакомимся немного позднее.

С помощью изобретённого телескопа Галилей сделал ряд открытий, либо косвенно подтверждавших теорию Коперника, либо выбивавших почву из-под ног его противников — сторонников Аристотеля. Во-первых, Галилей установил, что поверхность Луны не гладкая, как подобало небесному телу в учении Аристотеля. Она, подобно нашей планете, имеет горы и впадины. Кроме того, итальянец первым объяснил пепельный свет Луны отражением солнечного света Землёй. Также Галилею принадлежит открытие четырёх спутников Юпитера: Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто.

Однако, в 1633 году Галилео Галилей судом Инквизиции был обвинён в публичной поддержке запрещённой гелиоцентрической системы мира Николая Коперника, которую в 1616 году католическая церковь осудила как еретическое учение:

В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал открытый им закон всемирного тяготения, который позволил выразить теорию движения планет в виде формул и навсегда отказаться от громоздких геометрических построений. Но это уже другая история, о которой мы поговорим с вами позже.

Вопрос о строении и движении тел во Вселенной интересовал людей еще в античные времена. Над исследованием космоса работали великие ученые, выдвигались геоцентрическая и гелиоцентрическая теории строения Солнечной системы, изучалось движение звезд и планет по небесной сфере. Одни теории доказывались, другие опровергались. Открытия древних мыслителей позволили современному человеку не только получить полную картину о Вселенной, но и покорить космос с помощью ракет, кораблей и спутников.

План урока:

Представление о строении мира в античные времена

В древности у людей были свои представления о строении мира, которые не имели ничего общего с современными теориями. Жители Земли в то время многого не понимали, для них все, что было вокруг, являлось загадкой. Люди опирались на свои ощущения и на то, что видели собственными глазами вокруг себя: небо, звезды, Солнце, Луну, Землю, природные явления. И, конечно же, всему этому пытались дать свое объяснение. Жители планеты видели Вселенную как что-то целое, имеющее две совершенно разные части: Землю и небо.

У древних народов были самые невероятные представления о строении мира. Жители Древней Индии изображали Землю в форме полусферы, которая лежит на спинах четырех слонов. Животные расположились на панцире черепахи, плавающей в огромном океане. Вокруг нее кольцом свернулась змея, символизирующая околоземное пространство.

Древние египтяне имели несколько теорий о строении мира. Согласно первой, Земля - это большая вытянутая долина, а в самом ее центре раскинулся Египет. Небо было похожим на крышу из железа, которую подпирали столбы. К самому небесному куполу подвешены звезды, напоминающие маленькие светильники. Согласно другой картинке, внизу изображался бог Земли Геба, над ним богиня Нуд, покровительница неба. По бокам - два корабля бога Солнца Ра, которые указывают путь Солнцу по небесному своду.

Древние славяне видели планету в форме большого яйца. Они считали, что мир разделен на три части. Посредине находится Земля, на которой находятся люди и все, что их окружает. Под ней расположен нижний мир – пекло, сверху – небеса в виде купола со звездами. Народы Древней Руси считали, что плоская Земля держится на спинах трех китов, которые плавают по просторам мирового океана.

Вавилонцы видели Землю, похожую на выпуклый остров, окруженный океаном. Древним грекам Земля казалась похожей на диск. Со всех сторон его омывал океан. А вверху по медному небу двигалось Солнце.

В виде плоского треугольника видели Землю древние китайцы. Над ним на высоких столбах нависает небо. Какими бы не были античные представления о строении мира, все они напрямую были связаны с наблюдениями человека с поверхности Земли.

В древности все знания о Вселенной были едиными. Немного позже произошло выделение отдельных наук: математики, физики, философии, астрономии и пр. С их развитием развивалось и представление людей о строении мира. Наблюдая за видимым движением планет, древние астрономы не могли с точностью сказать, происходит ли движение самой Земли или она стоит на месте. Именно поэтому существовало две точки зрения касательно модели Солнечной системы:

Земля неподвижна и является центром Вселенной.
Центр Вселенной – Солнце и планета движется вокруг него и вращается вокруг своей оси.

Вторая теория сильно противоречила религиозным взглядам и не имела математического подтверждения, именно поэтому в астрономии на протяжении многих лет считалось, что Земля все-таки неподвижна, на основании чего была создана геоцентрическая система мира. Название получила от имени греческой богини Земли - Геи. Мыслители того периода утверждали, что центр геоцентрической системы мира – это Земля, которая владела асимметрией и центральной осью. У нее были опоры, ими служили слоны, кит и даже черепаха. Со временем теория меняла свою структуру и самой обдуманной она стала во времена Пифагора. Ученый предположил, что Земля имеет шарообразную форму. В дальнейшем с этой точкой зрения согласились и другие мыслители.

Немаловажную роль в развитии модели геоцентрической системы мира внесли такие ученые, как Аристотель, Птолемей.

Птолемей продолжал утверждать, что Земля неподвижна, все небесные тела вращаются вокруг нее. Земной шар был центром мироздания. В работах ученого присутствовали доказательства, что планета находится в самом центре всего космического пространства, но при этом ее размеры были значительно меньше других небесных тел. Разницу в размерах он объяснял тем, что все звезды с земной поверхности человек видит одинаково, а расстояния до них огромные, если сравнивать их с размерами Земного шара.

Представление о строении мира в Средневековье

На средние века выпал расцвет влияния церкви на светский и научный мир. Поэтому представление человека о мире в Средневековье продолжало склоняться к геоцентрической модели мира в совокупности с теориями Аристотеля.

В XII-XIII столетия на территории Европы начинают появляться астрономические работы древних греков, переведенные на латиницу. Церковь, боясь, что труды о строении мира ослабят религию, всеми возможными методами боролась с древнегреческой наукой. Те, кто читал книги греческих мыслителей, обвинялись в ереси и изгонялись.

Италия, имея выгодное географическое расположение, вела торговлю с арабскими государствами. Купцы с каждым разом все дальше и дальше отправлялись на восток, строя торговые отношения с новыми государствами. В результате путешествий по морю, рос и интерес к астрономии: мореплаватели наблюдали за небесными светилами, создавали первые астрономические инструменты, рисовали морские карты. Благодаря арабам итальянцы знакомятся с мировоззрением древних греков. А долгие странствования по морским просторам и наблюдения за звездным небом позволяют доказать теорию греков о шарообразности Земли.

Жажда новых открытий и обогащения за счет торговли приводит к стремительному развитию мореплавания. Благодаря этому создаются новые методы наблюдения за небесными светилами, а старые теории о строении Вселенной начинают постепенно терять свою ценность.

Наблюдая за движением небесных тел, у ученых стали возникать трудности с вычислением их положения на небосводе, что поставило под сомнения правильность системы мира Птолемея. Древние представления о строении мира начинают меняться. Леонардо да Винчи опроверг наличие сфер Аристотеля. Он склонялся, что Земля имеет вращательное движение и не является центром мира. Николай Кузанский также утверждал, что Земной шар все-таки движется, а Вселенная вообще не имеет центра, так как она бесконечна.

Первым, кто научно опроверг систему мира Птолемея, является Николай Коперник. Именно он считается создателем совершенно новой системы мира – гелиоцентрической.

Гелиоцентрическая система мира

Причиной смены дня и ночи на Земле и движения Солнца по небосводу является вращение планеты вокруг своей оси.

Коперник сделал следующие выводы:

Земля перемещается, периодически то приближаясь, то отдаляясь от других планет Солнечной системы, в результате чего эти планеты совершают как будто бы попятное движение.
В результате периодического смещения земной оси весеннее равноденствие с каждым годом приходит немного раньше.
Сфера звезд находится на огромном расстоянии по отношению к расстояниям между планетами, поэтому годичные параллаксы не наблюдаются.

Гелиоцентрическая модель позволила более точно оценить размеры планет и расстояния до них. Коперник определил примерные размеры Солнца и Луны, а также указал время (88 суток), которое необходимо Меркурию, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца.

Доказательства вращения Земли вокруг Солнца

Самые первые предположения вращения Земли вокруг Солнца появились еще в III веке до нашей эры благодаря древнегреческому ученому Аристарху Самосскому, но дальнейшего развития они не получили, так как в те времена господствовала модель геоцентрической системы мира. Со временем теории мироздания менялись, усовершенствовались и доказывались. Сегодня уже ни для кого не секрет, что вращение Земного шара вокруг Солнца все-таки происходит.

Какие же доказательства вращения Земли вокруг Солнца существуют в современном мире:

Параллактическое смещение звезд – в течение года происходит изменение месторасположения звезды, за которой происходит наблюдение.

Невооруженным глазом заметить данное явление практически невозможно, так как звезды отдалены на очень большие расстояния. Раньше за явлением наблюдали с помощью гелиометра, сейчас для этих целей используют сверхдальнюю радиоинтерферометрию и космические телескопы.

Годичное аберрационное смещение звезд – его открытие произошло благодаря английскому астроному Дж. Брадлею в 1728 г.

Наблюдая за звездами с Земли, человек не стоит на месте, он участвует в орбитальном движении планеты. Следовательно, за то время пока свет, излучаемый от звезды, дойдет до окуляра прибора, земной наблюдатель вместе с этим прибором немного переместиться по орбите. Именно поэтому, чтобы свет от звезды попал именно в объектив, прибор направляют на расчетное направление, а не на видимое.

Эклиптика вместе с небесным экватором образуют угол 23°27′. Места их пересечения получили названия дни весеннего и осеннего равноденствия. Через эти точки небесное Светило проходит весной – 20 или 21 марта, а также осенью – 22 или 23 сентября.Период от одного весеннего равноденствия до второго называется тропическим годом. Он меньше звездного на 20 минут 24 секунды.

Конфигурация и условия видимости планет

Под конфигурацией планет понимают их положение по отношению к Земле и Солнцу. По отношению к Земному шару выделяют внутренние и внешние планеты.

Внутренние (нижние) планеты – их орбиты меньше земной, расположены они ближе к Солнцу. Это Венера и Меркурий.
Внешние (верхние) планеты – большая полуось их орбит больше земной. Следовательно, к этой группе относят – Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Существует три конфигурации внутренних планет:

верхнее соединение;
нижнее соединение;
максимальная элонгация.

Видимость планет зависит от конфигурации. Во время своего движения нижняя планета периодически оказывается между Земным шаром и диском Солнца или за диском. В таких условиях она становится невидимой, так как теряется в солнечных лучах. Эти положения называют соединениями. Во время нижнего соединения планета максимально приближена к Земному шару, во время верхнего соединения – максимально от него отдалена (располагается за Солнцем).

Максимальная элонгация – угловое отдаление планеты от небесного Светила. Максимальное значение этого угла для Венеры – 48 0 , для Меркурия – 28 0 . Элонгация может быть западной или восточной, в зависимости от того, с какой стороны от Солнца расположена нижняя планета.

Из-за того, что Меркурий далеко от Солнца не отдаляется, невооруженным взглядом увидеть его практически невозможно. Угол отдаления Венеры от Светила больше, поэтому на ночном небе увидеть ее не составит труда. Она светиться ярче всех звезд.Видимость планеты с Земли возможна и во время заката, и во время утренней зари.

Когда одна из нижних планет проходит между Солнцем и Земным шаром, она проецируется на небесное светило, на фоне которого планета видна, как небольшой кружок черного цвета. Такие прохождения повторяются не чаще чем раз в 7-8 лет.

В зависимости от того, как внутренняя планета расположена по отношению к Земному шару, ее освещенная солнечными лучами сторона будет видна наблюдателю по-разному. Все нижние планеты меняют фазы. Находясь в точке нижнего соединения, небесные объекты не видны, так как они обращены к земной поверхности своей неосвещенной стороной. Отдаляясь от этой точки, они начинают приобретать форму серпа. Чем дальше от Солнца, тем ширина серпа больше. В тот момент, когда угол у Меркурия или Венеры между направлениями на диск Солнца и Земной шар достигает 90 0 видна ½ освещенного полушария. В момент верхнего соединения нижние планеты повернуты к Земле полностью освещенной стороной, но увидеть их не предоставляется возможности, так как они теряются в лучах Солнца.

Виды конфигурации внешних (верхних) планет:

соединение;
противостояние;
квадратура.

В зависимости от конфигурации меняются и условия видимости планет. Соединение наблюдается, когда верхняя планета-Солнце-Земля располагаются на одной прямой, при этом небесное Светило должно быть посередине. В этот момент планета теряется в солнечных лучах и ее не видно. Конфигурация планет, когда Земной шар располагается между Солнцем и верхней (внешней) планетой, получила название противостояние. Для наблюдения это самое удачное расположение планет. В этот момент внешняя планета максимально приближена к Земле и повернута своим полностью освещенным полушарием. Земная тень на внешнюю планету не падает, так как каждое небесное тело вращается по собственной орбите, плоскости которых не совпадают. Следовательно, во время противостояния планеты по отношению к Земному шару будут находиться немного выше или ниже.

Конфигурация, при которой угол планета-Земной шар-Солнце достигает 90 0 , называется квадратурой. Она может быть западной или восточной, в зависимости от того, с какой от Солнца стороны находится внешняя планета. Угол отдаления планеты от Светила варьируется в пределах от 0 0 до 180 0 .

Периоды обращения планет

Мы знаем, что абсолютно все планеты движутся вокруг звезд по эллиптическим орбитам. Звезды также не стоят на месте, они перемещаются вокруг центра Галактики, либо вокруг друг друга. Проще говоря, все крупные космические объекты имеют определенные пути движения.

Проводя анализ того или иного небесного тела, ученые-астрономы обязательно учитывают время, которые ему необходимо, чтобы совершить по своей траектории полный оборот. Это период обращения. Изучая Солнечную систему, ученые используют понятия синодического и сидерического периода.

В Солнечной системе, под сидерическим (звездным) периодом понимают время обращения планет или других космических объектов вокруг небесного Светила. Например, для Земли он составляет 365,2564 суток, что равно 1 году. Сидерический период Юпитера длится 11,86 лет, Урана – 84,02 года, Нептуна – 164,78 года.

Планеты, которые расположены ближе к Светилу, имеют большую скорость движения. Соответственно их звездный период обращения будет короче, чем у отдаленных планет.

В астрономии благодаря наблюдениям ученые определяют синодический период – это временной отрезок между двумя одинаковыми конфигурациями планеты.Например, между двумя противостояниями или двумя соединениями.Чтобы вычислить звездный период обращения планеты, нужно знать ее синодический период.

Как же на практике связаны между собой синодический и сидерический периоды? Звездный период верхней планеты обозначим Р, а Земли – Т. Так как Земной шар будет располагаться ближе к Солнцу, значит Р˃Т. Синодический период – S. Угловые скорости движения планет по орбитам равны 360 0 /Т и 360 0 /Р. Например от одной конфигурации противостояние до другой планета пройдет по орбите дугу – , пройденная дуга Землей за это же время будет на 360 0 больше и равна . Получаем формулу:

Пример. Каков будет синодический период у Марса, если его сидерический период (Р) равен 1,88 земного года? Синодический период Земли (Т) – 1 год.

Марс – это внешняя планета, используем формулу:

Таблица синодического и сидерического периодов обращения планет Солнечной системы (Значение периодов является величиной постоянной, эти расчеты были сделаны учеными, поэтому они точны.)

Космические скорости

Почему, когда мы подбрасываем какие-либо предметы вверх, они обязательно падают вниз. А искусственные спутники, запущенные с Земли, могут годами беспрепятственно находиться в космическом пространстве. Этому способствует центробежная сила, которая и помогает удерживаться телам. Проведем небольшой эксперимент. Привяжем к нитке любой предмет и начнем раскручивать его по окружности. Чем больше скорость раскрутки, тем меньше вероятности телу упасть. Чем медленнее начинаем крутить, нить ослабевает, и предмет легко падает на землю. В чем же дело?

В астрономической науке существует понятие космической скорости. Если говорить не научным языком, это скорость, позволяющая конкретному объекту преодолевать силу тяготения небесных тел, а также их систем. Если полистать научные источники, то мы найдем там такое трактование этого понятия:

Другими словами, космическая скорость – это та скорость, которую перед своим начальным движением должен иметь, к примеру, космический аппарат на поверхности Земли, пока он не попал в атмосферу.

В астрономии выделяют четыре космические скорости:

первая v1 – объект получает способность двигаться по своей орбите на небольшой высоте вокруг небесного тела и не упасть на его поверхность (используется для искусственных спутников Земли). Она равна 7,91 км/с;
вторая v2–объект преодолевает силу гравитации (притяжение) небесного тела и начинает движение по параболической орбите, все больше удаляясь от него. Ее значение 11,168 км/с;
третья v3–скорость, с которой объект сможет преодолеть притяжение Солнца и покинуть Солнечную систему – 16,67 км/с;
четвёртая v4 – с ее помощью объект, способен покинуть Галактическое пространство. Точных данных о ее значении нет, так как никто пока не знает, как распределяется вещество в Галактике. Примерно значение скорости должно быть 470-520 км/с.

Полет Ю. Гагарина вокруг Земли

Читайте также: