Planetų judėjimas. Regimasis planetų judėjimas ir jų konfigūracija

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Priglobta adresu http://www.allbest.ru/

Įvadas

Žvaigždėtas dangus visais laikais okupavo žmonių vaizduotę. Kodėl žvaigždės užsidega? Kiek jų šviečia naktį? Ar jie toli nuo mūsų? Ar žvaigždžių visata turi ribas? Nuo seniausių laikų žmogus galvojo apie šiuos ir daugelį kitų klausimų, siekė suprasti ir suvokti didžiojo pasaulio, kuriame gyvename, sandarą.

Ankstyviausios žmonių idėjos apie jį yra išsaugotos pasakose ir legendose. Praėjo šimtmečiai ir tūkstantmečiai, kol Visatos mokslas iškilo ir gavo gilų pagrindimą bei vystymąsi, atskleisdamas mums nuostabią prostatą, nuostabią visatos tvarką. Ne veltui net senovės Graikijoje jis buvo vadinamas Kosmosu, o šis žodis iš pradžių reiškė „tvarką“ ir „grožį“.

Pasaulio sistemos – tai idėjos apie vietą erdvėje ir Žemės, Saulės, Mėnulio, planetų, žvaigždžių ir kitų dangaus kūnų judėjimą.

1. Pasaulio paveikslas

Senovės Indijos knygoje „Rig Veda“, kuri reiškia „Giesmių knyga“, galima rasti visos Visatos aprašymą – vieną pirmųjų žmonijos istorijoje. Pasak Rigvedos, tai nėra pernelyg sudėtinga. Jame visų pirma yra Žemė. Jis atrodo kaip beribis plokščias paviršius – „didžiulė erdvė“. Šį paviršių iš viršaus dengia dangus. O dangus yra mėlynas kupolas, nusėtas žvaigždėmis. Tarp dangaus ir žemės – „šviečiantis oras“.

Tai buvo labai toli nuo mokslo. Tačiau čia svarbu kažkas kita. Nepaprastas ir grandiozinis yra pats drąsus tikslas – mintimi apglėbti visą Visatą. Iš čia kyla pasitikėjimas, kad žmogaus protas sugeba suvokti, suprasti, išnarplioti savo struktūrą, savo vaizduotėje sukurti pilną pasaulio vaizdą.

2. Planetų judėjimas

Stebėdami kasmetinį Saulės judėjimą tarp žvaigždžių, senovės žmonės išmoko iš anksto nustatyti konkretaus sezono pradžią. Jie padalijo dangų išilgai ekliptikos į 12 žvaigždynų, kurių kiekviename Saulė yra maždaug mėnesį. Kaip jau minėta, šie žvaigždynai buvo vadinami zodiaku. Visi jie, išskyrus vieną, pavadinti gyvūnų vardais.

Senovės žmonės žemės ūkio darbus siejo su rytiniu vieno ar kito žvaigždyno saulėtekiu ir tai atsispindi jau pačiuose žvaigždynų pavadinimuose. Taigi Vandenio žvaigždyno pasirodymas danguje rodė numatomą potvynį, Žuvų pasirodymas – artėjantį žuvų judėjimą neršti. Ryte pasirodžius Mergelės žvaigždynui, prasidėjo duonos derliaus nuėmimas, kurį daugiausia vykdė moterys. Po mėnesio danguje pasirodė kaimyninis Svarstyklių žvaigždynas, tuo metu vyko pasėlių svėrimas ir skaičiavimas.

Jau 2000 m.pr.Kr. e. Senovės stebėtojai tarp zodiako žvaigždynų pastebėjo penkis ypatingus šviesulius, kurie, nuolat keisdami savo padėtį danguje, juda iš vieno zodiako žvaigždyno į kitą. Vėliau graikų astronomai šiuos šviesulius pavadino planetomis, tai yra „klajojančiomis“. Tai Merkurijus, Venera, Marsas, Jupiteris ir Saturnas, kurie savo pavadinimuose iki šių dienų išlaikė senovės Romos dievų vardus. Mėnulis ir Saulė taip pat buvo priskirti prie klajojančių šviesulių.

Tikriausiai praėjo daug šimtmečių, kol senovės astronomams pavyko nustatyti tam tikrus planetų judėjimo modelius ir, svarbiausia, nustatyti laiko intervalus, po kurių kartojasi planetos padėtis danguje Saulės atžvilgiu. Vėliau šis laikotarpis buvo vadinamas sinodiniu planetos revoliucijos periodu. Po to buvo galima žengti kitą žingsnį – sukurti bendrą pasaulio modelį, kuriame kiekvienai iš planetų būtų priskirta tam tikra vieta ir kurią naudojant būtų galima iš anksto numatyti planetos padėtį. keliems mėnesiams ar metams į priekį.

Pagal jų judėjimo pobūdį dangaus sfera Saulės atžvilgiu planetos (mūsų supratimu) skirstomos į dvi grupes. Merkurijus ir Venera vadinami vidiniais arba žemesniaisiais, likusieji yra išoriniai arba aukštesni.

Saulės kampinis greitis yra didesnis už viršutinės planetos tiesioginio judėjimo greitį. Todėl Saulė pamažu aplenkia planetą. Kalbant apie vidines planetas, tuo momentu, kai kryptis į planetą ir į Saulę sutampa, įvyksta planetos jungtis su Saule. Saulei aplenkus planetą, ji tampa matoma prieš saulėtekį, antroje nakties pusėje. Momentas, kai kampas tarp krypties į Saulę ir krypties į planetą yra 180 laipsnių, vadinamas planetos opozicija. Šiuo metu jis yra judėjimo atgal lanko viduryje. Planetos nutolimas nuo Saulės 90 laipsnių į rytus vadinamas rytine kvadratūra, o 90 laipsnių į vakarus – vakarine kvadratūra. Visos čia paminėtos planetų padėties Saulės atžvilgiu (žemiško stebėtojo požiūriu) vadinamos konfigūracijomis.

Kasinėjant senovės Babilonijos miestus ir šventyklas, buvo rasta dešimtys tūkstančių molinių lentelių su astronominiais tekstais. Jų dekodavimas parodė, kad senovės Babilono astronomai atidžiai sekė planetų padėtį danguje; jie galėjo nustatyti savo sinodinės cirkuliacijos laikotarpius ir panaudoti šiuos duomenis savo skaičiavimuose.

3. Pirmieji pasaulio modeliai

Nepaisant aukšto lygio senovės Rytų tautų astronominių žinių, jų požiūris į pasaulio sandarą apsiribojo tiesioginiais vaizdiniais pojūčiais. Todėl Babilone buvo vaizdų, pagal kuriuos Žemė atrodo kaip išgaubta sala, apsupta vandenyno. Žemės viduje tarsi yra „mirusiųjų karalystė“. Dangus yra tvirtas kupolas, ant kurio remiasi žemės paviršiaus ir atskirti „apatinius vandenis“ (vandenyną, tekantį aplink žemės salą) nuo „viršutinio“ (lietaus) vandenų. Prie šio kupolo pritvirtinti dangaus kūnai, tarsi dievai gyventų virš dangaus. Ryte saulė teka pro rytinius vartus ir leidžiasi pro vakarinius, o naktį pasislenka po žeme.

Pagal senovės egiptiečių idėjas, Visata atrodo kaip didelis slėnis, pailgas iš šiaurės į pietus, kurio centre yra Egiptas. Dangus buvo lyginamas su dideliu geležiniu stogu, paremtu ant stulpų, ant kurių lempų pavidalu pakabintos žvaigždės.

Senovės Kinijoje buvo idėja, kad Žemė turi plokščio stačiakampio formą, virš kurios ant stulpų remiasi apvalus, išgaubtas dangus. Įsiutęs drakonas tarsi sulenkė centrinį stulpą, dėl ko Žemė pakrypo į rytus. Todėl visos Kinijos upės teka į rytus. Dangus pakrypo į vakarus, todėl visi dangaus kūnai juda iš rytų į vakarus.

Ir tik graikų kolonijose vakariniuose Mažosios Azijos (Jonijos) pakrantėse, Pietų Italijoje ir Sicilijoje IV amžiuje prieš Kristų prasidėjo sparti mokslo, ypač filosofijos, kaip gamtos doktrinos, raida. Būtent čia paprastas gamtos reiškinių apmąstymas ir naivus jų aiškinimas pakeičiamas bandymais moksliškai paaiškinti šiuos reiškinius, išnarplioti tikrąsias jų priežastis.

Vienas iškiliausių senovės graikų mąstytojų buvo Herakleitas Efezietis (apie 530 – 470 m. pr. Kr.). Jam ir priklauso žodžiai: „Pasaulis, vienas iš visko, nebuvo sukurtas nė vieno iš dievų ir žmonių, bet buvo, yra ir bus amžinai gyva ugnis, natūraliai užsideganti ir natūraliai užgesanti. ...“ Tada Pitagoras iš Samos (apie 580 – 500 m. pr. Kr.) išsakė mintį, kad Žemė, kaip ir kiti dangaus kūnai, turi rutulio formą. Visata Pitagorui buvo pristatyta viena į kitą įterptų koncentrinių skaidrių kristalų sferų pavidalu, prie kurių tariamai buvo pritvirtintos planetos. Šiame modelyje Žemė buvo patalpinta pasaulio centre, aplink ją sukasi Mėnulio, Merkurijaus, Veneros, Saulės, Marso, Jupiterio ir Saturno sferos. Tolimiausia buvo nejudančių žvaigždžių sfera.

Pirmąją pasaulio sandaros teoriją, paaiškinančią tiesioginį ir atgalinį planetų judėjimą, sukūrė graikų filosofas Eudoksas Knidas (apie 408 – 355 m. pr. Kr.). Jis pasiūlė, kad kiekviena planeta turi ne vieną, o kelias sferas, prijungtas viena prie kitos. Vienas iš jų per dieną padaro vieną apsisukimą aplink dangaus sferos ašį kryptimi iš rytų į vakarus. Kito apsisukimo laikas (priešinga kryptimi) buvo laikomas lygiu planetos apsisukimo laikotarpiui. Tai paaiškino planetos judėjimą išilgai ekliptikos. Buvo daroma prielaida, kad antrosios sferos ašis tam tikru kampu yra pasvirusi į pirmosios ašį. Dar dviejų sferų sujungimas su šiomis sferomis leido paaiškinti judėjimą atgal ekliptikos atžvilgiu. Visos Saulės ir Mėnulio judėjimo ypatybės buvo paaiškintos naudojant tris sferas. Eudoksas pastatė žvaigždes ant vienos sferos, kurioje yra visos kitos. Taigi visas matomas dangaus kūnų Eudoksas judėjimas sumažėjo iki 27 sferų sukimosi.

Dera priminti, kad vienodo, apskrito, visiškai taisyklingo dangaus kūnų judėjimo idėją išsakė filosofas Platonas. Jis taip pat pasiūlė, kad Žemė yra pasaulio centre, kad aplink ją sukasi Mėnulis, Saulė, tada ryto žvaigždė Venera, Hermio žvaigždė, Arės, Dzeuso ir Krono žvaigždės. Platonas pirmą kartą surado planetų pavadinimus pagal dievų vardus, kurie visiškai sutampa su babiloniškais. Pirmiausia Platonas suformulavo užduotį matematikams: su kokiais vienodais ir taisyklingais sukamaisiais judesiais galima „išgelbėti planetų vaizduojamus reiškinius“. Kitaip tariant, Platonas iškėlė uždavinį sukurti geometrinį pasaulio modelį, kurio centre, žinoma, turėjo būti Žemė.

Platono mokinys Aristotelis (384 – 322 m. pr. Kr.) ėmėsi tobulinti Eudokso pasaulio sistemą. Kadangi šio iškilaus filosofo – enciklopedisto pažiūros fizikoje ir astronomijoje karaliavo beveik du tūkstančius metų, aš prie jų apsistosiu plačiau.

Aristotelis, vadovaudamasis filosofu Empedokliu (apie 490 – 430 m. pr. Kr.), pasiūlė keturių „stichijų“ egzistavimą: žemę, vandenį, orą ir ugnį, iš kurių susimaišymo neva atsirado visi Žemėje rasti kūnai. Anot Aristotelio, stichijos vanduo ir žemė natūraliai linkę judėti link pasaulio centro („žemyn“), o ugnis ir oras juda „aukštyn“ į periferiją, o tada kuo greičiau, tuo arčiau savo „natūralios“. " vieta. Todėl pasaulio centre yra Žemė, virš jos – vanduo, oras ir ugnis. Anot Aristotelio, Visata yra ribota erdvėje, nors jos judėjimas yra amžinas, ji neturi nei pabaigos, nei pradžios. Tai įmanoma vien todėl, kad, be minėtų keturių elementų, yra ir penktoji, nesunaikinama materija, kurią Aristotelis pavadino eteriu. Atrodo, kad visi dangaus kūnai susideda iš eterio, kuriam nuolatinis judėjimas yra natūrali būsena. „Eterio zona“ prasideda šalia mėnulio ir tęsiasi aukštyn, o žemiau mėnulio yra keturių elementų pasaulis.

Taip savo supratimą apie visatą apibūdina pats Aristotelis: „Saulė ir planetos sukasi aplink Žemę, kuri nejuda pasaulio centre. Mūsų ugnis savo spalvos atžvilgiu niekuo nepanaši į saulės šviesą, akinantį baltumą. Saulė ne iš ugnies; tai didžiulė eterio sankaupa; Saulės šilumą sukelia jos poveikis eteriui apsisukimo aplink Žemę metu. Kometos yra trumpalaikiai reiškiniai, kurie greitai gimsta atmosferoje ir taip pat greitai išnyksta. Paukščių Takas yra ne kas kita, o garai, uždegami greito žvaigždžių sukimosi aplink Žemę... Dangaus kūnų judėjimas, paprastai kalbant, vyksta daug taisyklingiau nei Žemėje pastebimi judesiai; nes, kadangi dangaus kūnai yra tobulesni už bet kokius kitus kūnus, jiems tinka taisyklingiausias judėjimas, o kartu ir paprasčiausias, ir toks judėjimas gali būti tik apskritas, nes šiuo atveju judėjimas yra tuo pačiu metu vienodas. Dangaus kūnai juda laisvai kaip dievai, kuriems jie arčiau nei Žemės gyventojų; todėl šviestuvams judėjimo metu nereikia poilsio, o jų judėjimo priežastis yra savyje. Aukštieji regionai dangus, tobulesnis, turintis nejudančių žvaigždžių, todėl turi tobuliausią judėjimą – visada į dešinę. Kalbant apie dangaus dalį, esančią arčiausiai Žemės ir todėl ne tokia tobula, ši dalis yra daug mažiau tobulų šviesulių, tokių kaip planetos, vieta. Pastarieji juda ne tik į dešinę, bet ir į kairę, be to, orbitomis, linkusiomis į fiksuotųjų žvaigždžių orbitas. Visi sunkieji kūnai linksta į Žemės centrą, o kadangi kiekvienas kūnas linksta į Visatos centrą, tai ir Žemė šiame centre turi būti nejudanti.

Kurdamas savo pasaulio sistemą, Aristotelis pasinaudojo Eudokso idėjomis apie koncentrinės sferos ant kurių yra išsidėsčiusios planetos ir kurios sukasi aplink Žemę. Anot Aristotelio, pagrindinė šio judėjimo priežastis yra „pirmasis variklis“ – speciali besisukanti sfera, esanti už „fiksuotų žvaigždžių“ sferos, kuri pajudina visa kita. Pagal šį modelį kiekvienoje iš planetų tik viena sfera sukasi iš rytų į vakarus, kitos trys – priešinga kryptimi. Aristotelis manė, kad šių trijų sferų veikimą turėtų kompensuoti dar trys vidinės sferos, priklausančios tai pačiai planetai. Būtent šiuo atveju kiekvieną paskesnę (Žemės link) planetą veikia tik kasdienis sukimasis. Taigi Aristotelio pasaulio sistemoje dangaus kūnų judėjimas buvo aprašytas 55 kietų krištolinių sferinių apvalkalų pagalba.

Vėliau šioje pasaulio sistemoje buvo išskirti aštuoni koncentriniai sluoksniai (dangūs), kurie vienas kitam perdavė savo judėjimą (1 pav.). Kiekviename tokiame sluoksnyje buvo septynios sferos, judančios šią planetą.

Aristotelio laikais buvo išreikštos ir kitos nuomonės apie pasaulio sandarą, visų pirma, kad aplink Žemę sukasi ne Saulė, o Žemė kartu su kitomis planetomis sukasi aplink Saulę. Prieš tai Aristotelis pateikė rimtą argumentą: jei Žemė judėtų erdvėje, tai šis judėjimas sukeltų reguliarų tariamą žvaigždžių judėjimą danguje. Kaip žinome, šis efektas (kasmetinis paralaktinis žvaigždžių poslinkis) buvo aptiktas tik XIX amžiaus viduryje, praėjus 2150 metų po Aristotelio...

Smunkančiais metais Aristotelis buvo apkaltintas bedieviškumu ir pabėgo iš Atėnų. Tiesą sakant, suvokdamas pasaulį, jis svyravo tarp materializmo ir idealizmo. Jo idealistinės pažiūros ir ypač idėja apie Žemę kaip visatos centrą buvo pritaikyta apsaugoti religiją. Štai kodėl antrojo mūsų eros tūkstantmečio viduryje prasidėjo kova su Aristotelio pažiūromis. būtina sąlyga mokslo raida...

4. Pirmoji heliocentrinė sistema

Aristotelio amžininkai jau žinojo, kad opozicijoje esanti Marso planeta, taip pat Venera judant atgal, yra daug ryškesnė nei kitu laiku. Remiantis sferų teorija, jie visada turėtų likti tokiu pat atstumu nuo Žemės. Štai kodėl tada buvo kitos idėjos apie pasaulio sandarą.

Taigi, Herakleitas iš Ponto (388 – 315 m. pr. Kr.) manė, kad Žemė juda „... sukasi, aplink savo ašį, kaip ratas, iš vakarų į rytus aplink savo centrą“. Jis taip pat išreiškė mintį, kad Veneros ir Merkurijaus orbitos yra apskritimai, kurių centre yra Saulė. Atrodo, kad kartu su Saule šios planetos sukasi aplink Žemę.

Dar drąsesnių pažiūrų laikėsi Aristarchas iš Samos (apie 310 – 230 m. pr. Kr.). Žymus senovės graikų mokslininkas Archimedas (apie 287 – 212 m. pr. Kr.), veikale „Psammit“ („Smėlio grūdelių skaičiavimas“), remdamasis Gelonu iš Sirakūzų, taip rašė apie Aristarcho pažiūras:

„Jūs žinote, kad, pasak kai kurių astronomų, pasaulis turi sferos formą, kurios centras sutampa su Žemės centru, o spindulys lygus tiesės, jungiančios Žemės centrus, ilgiui. saulė. Tačiau Aristarchas iš Samos savo „Pasiūlymuose“, parašytuose prieš astronomus, atmesdamas šią mintį, daro išvadą, kad pasaulis yra daug didesnis, nei ką tik nurodyta. Jis mano, kad nejudančios žvaigždės ir Saulė nekeičia savo vietos erdvėje, kad Žemė sukasi ratu aplink Saulę, kuri yra jos centre, o nejudančių žvaigždžių sferos centras sutampa su sferos centru. Saulė, o šios sferos dydis yra toks, kad jo prielaida aprašytas apskritimas, Žemė, yra atstumu nuo nejudančių žvaigždžių tokiu pačiu santykiu, kaip rutulio centras yra su jo paviršiumi.

5. Ptolemėjo sistema

Astronomijos, kaip tikslaus mokslo, formavimasis prasidėjo iškilaus graikų mokslininko Hiparcho darbo dėka. Jis pirmasis pradėjo sistemingus astronominius stebėjimus ir visapusę jų matematinę analizę, padėjo pagrindus sferinei astronomijai ir trigonometrijai, sukūrė Saulės ir Mėnulio judėjimo teoriją ir jos pagrindu užtemimų prognozavimo metodus.

Hiparchas atrado, kad tariamas Saulės ir Mėnulio judėjimas danguje yra netolygus. Todėl jis laikėsi požiūrio, kad šie šviestuvai tolygiai juda apskritimo orbitomis, tačiau apskritimo centras yra pasislinkęs Žemės centro atžvilgiu. Tokios orbitos buvo vadinamos ekscentrais. Hiparchas sudarė lenteles, pagal kurias bet kurią metų dieną buvo galima nustatyti saulės ir mėnulio padėtį danguje. Kalbant apie planetas, pasak Ptolemėjaus, jis „kitaip nebandė paaiškinti planetų judėjimo, bet tenkinosi sutvarkydamas prieš jį atliktus stebėjimus, pridėdamas prie jų daug daugiau savo pačių. Jis apsiribojo parodydamas savo amžininkams visų hipotezių, kuriomis kai kurie astronomai manė paaiškinti dangaus kūnų judėjimą, nepatenkinamumą.

Hiparcho darbo dėka astronomai atsisakė Eudokso pasiūlytų įsivaizduojamų kristalų sferų ir perėjo prie sudėtingesnių konstrukcijų, naudojant epiciklus ir deferentus, kuriuos dar prieš Hiparcho pasiūlė Apolonas iš Pergos. Epiciklinių judesių teorijos klasikinę formą suteikė Klaudijus Ptolemėjus.

Pagrindinis Ptolemėjo veikalas „Matematinė sintaksė 13 knygų“ arba, kaip vėliau vadino arabai, „Almagestas“ („Didžiausias“) viduramžių Europoje tapo žinomas tik XII amžiuje. Jis buvo atspausdintas 1515 m lotynų kalba išversta iš arabų kalbos, o 1528 metais išversta iš graikų kalbos. „Almagest“ buvo išleistas tris kartus graikų, 1912 metais buvo išleistas vokiečių kalba.

„Almagest“ – tikra senovės astronomijos enciklopedija. Šioje knygoje Ptolemėjus padarė tai, ko negalėjo padaryti nė vienas iš jo pirmtakų. Jis sukūrė metodą, pagal kurį bet kada iš anksto buvo galima apskaičiuoti vienos ar kitos planetos padėtį. duota akimirka laikas. Tai jam nebuvo lengva, ir vienoje vietoje jis pastebėjo:

„Atrodo, lengviau perkelti pačias planetas, nei suvokti sudėtingą jų judėjimą...“

„Nustatydamas“ Žemę pasaulio centre, Ptolemėjus pateikė akivaizdų sudėtingą ir netolygų kiekvienos planetos judėjimą kaip kelių paprastų, vienodų apskritimo judesių sumą.

Anot Ptolemėjaus, kiekviena planeta vienodai juda mažu ratu – epiciklu. Epiciklo centras, savo ruožtu, tolygiai slenka aplink didelio apskritimo, vadinamo deferentu, perimetrą. Norint geriau suderinti teoriją ir stebėjimo duomenis, reikėjo daryti prielaidą, kad deferento centras yra pasislinkęs Žemės centro atžvilgiu. Bet to nepakako. Ptolemėjus buvo priverstas manyti, kad epiciklo centro judėjimas išilgai deferento yra vienodas (t. y. jo kampinis greitis judėjimas yra pastovus), jei vertinsime šį judėjimą ne iš deferentinio O centro ir ne iš Žemės centro T, o iš kokio nors „niveliavimo taško“ E, vėliau vadinamo lygiu.

Sujungęs stebėjimus su skaičiavimais, Ptolemėjus nuosekliais apytiksliais skaičiavimais nustatė, kad Merkurijaus, Veneros, Marso, Jupiterio ir Saturno epiciklų spindulių ir deferentų spindulių santykis yra atitinkamai 0,376, 0,720, 0,658, 0,192 ir 0,103. Įdomu tai, kad norint nuspėti planetos padėtį danguje, reikėjo žinoti ne atstumus iki planetos, o tik minėtą epiciklų ir deferentų spindulių santykį.

Kurdamas savo geometrinį pasaulio modelį, Ptolemėjus atsižvelgė į tai, kad planetos judėjimo procese šiek tiek nukrypsta nuo ekliptikos. Todėl Marsui, Jupiteriui ir Saturnui jis „pakreipė“ deferentų plokštumas į ekliptiką, o epiciklų – į deferentų plokštumas. Merkurijui ir Venerai jis įvedė virpesius aukštyn ir žemyn, naudodamas mažus vertikalius apskritimus. Apskritai, norėdamas paaiškinti visas tuo metu pastebėtas planetų judėjimo ypatybes, Ptolemėjus pristatė 40 epiciklų. Ptolemėjo pasaulio sistema, kurios centre yra Žemė, vadinama geocentrine.

Be epiciklų ir deferentų spindulių santykio, norint palyginti teoriją su stebėjimais, reikėjo nustatyti apsisukimų laikotarpius išilgai šių apskritimų. Pasak Ptolemėjaus, visos viršutinės planetos visiškai apsisuka aplink epiciklų perimetrą per tą patį laikotarpį, kaip ir Saulė išilgai ekliptikos, tai yra per metus. Todėl šių planetų epiciklų spinduliai, nukreipti į planetas, visada yra lygiagretūs krypčiai nuo Žemės iki Saulės. Žemutinėse planetose – Merkurijuje ir Veneroje – apsisukimo išilgai epiciklo laikotarpis yra lygus laiko periodui, per kurį planeta grįžta į pradinį tašką danguje. Epiciklo centro apsisukimų išilgai deferento perimetro laikotarpiais vaizdas yra atvirkštinis. Merkurijuje ir Veneroje jie prilygsta metams. Todėl jų epiciklų centrai visada yra tiesioje linijoje, jungiančioje saulę ir Žemę. Išorinėms planetoms jie nustatomi pagal laiką, per kurį planeta, apibūdinusi visą ratą danguje, grįžta į tas pačias žvaigždes.

Sekdamas Aristoteliu, Ptolemėjus bandė paneigti mintį apie galimą Žemės judėjimą. Jis parašė:

„Yra žmonių, kurie teigia, kad niekas netrukdo manyti, kad dangus nejuda, o žemė sukasi apie savo ašį iš vakarų į rytus ir kad ji kasdien daro tokią revoliuciją. Tiesa, kalbant apie šviestuvus, dėl didesnio paprastumo niekas netrukdo to daryti, jei atsižvelgiama tik į matomus judesius. Tačiau šie žmonės nesuvokia, kiek tokia nuomonė yra juokinga, jei atidžiai žiūrite į viską, kas vyksta aplink mus ir ore. Jei sutiksime su jais – o iš tikrųjų taip nėra – kad lengviausi kūnai visai nejuda arba juda taip pat kaip sunkūs kūnai, o oro kūnai, aišku, juda kartu su daugiau greičio nei žemiškieji kūnai; Jei sutiktume su jais, kad tankiausi ir sunkiausi objektai turi savo judėjimą, greitą ir pastovų, o iš tikrųjų jie sunkiai juda nuo jiems sukeliamų smūgių, vis dėlto šie žmonės turėtų pripažinti, kad Žemė yra dėl jo sukimosi judėjimas būtų daug greitesnis nei visi aplink jį vykstantys, nes per tokį trumpą laiką jis apsuktų tokį didelį ratą. Taigi, kūnai, laikantys Žemę, visada atrodytų judantys priešinga nuo jos kryptimi, ir neatrodytų, kad joks debesis, niekas skrenda ar svaidosi į rytus, nes Žemė aplenktų bet kokį judėjimą šia kryptimi.

Šiuolaikiniu požiūriu galime teigti, kad Ptolemėjus per daug pervertino išcentrinės jėgos vaidmenį. Jis taip pat laikėsi klaidingo Aristotelio teiginio, kad gravitaciniame lauke kūnai krenta greičiais, proporcingais jų masei...

Apskritai, kaip pažymėjo A. Pannekoekas, Ptolemėjaus „Matematinis darbas“ „buvo karnavalinė geometrijos eisena, giliausio žmogaus proto kūrybos šventė, vaizduojant Visatą... Ptolemėjaus kūrinys mums iškyla kaip puikus paminklas. senovės mokslas ...".

Po didelio antikinės kultūros sužydėjimo Europos žemyne ​​prasidėjo sąstingio ir regreso laikotarpis. Šis daugiau nei tūkstantį metų trunkantis niūrus laiko tarpsnis buvo vadinamas viduramžiais.

Prieš tai krikščionybė virto vyraujančia religija, kurioje nebuvo vietos labai išvystytam senovės senovės mokslui. Tuo metu buvo grįžtama prie primityviausių idėjų apie plokščią Žemę.

Ir tik nuo XI a. komercinių santykių augimo įtakoje, su pastangomis naujos klasės – buržuazijos – miestuose. Dvasinis gyvenimas Europoje pradėjo bunda. XIII amžiaus viduryje. Aristotelio filosofija buvo pritaikyta krikščioniškajai teologijai, buvo panaikinti bažnyčių tarybų sprendimai, draudžiantys didžiojo senovės graikų filosofo prigimtines filosofines idėjas. Aristotelio pažiūros į pasaulio sandarą greitai tapo neatsiejama krikščioniškojo tikėjimo dalimi. Dabar nebebuvo galima abejoti, kad Žemė yra rutulio formos, įrengta pasaulio centre, ir kad visi dangaus kūnai sukasi aplink ją. Ptolemėjo sistema tapo tarsi Aristotelio papildymu, padėjusiu atlikti konkrečius planetų padėties skaičiavimus.

Ptolemėjus meistriškai ir labai tiksliai nustatė pagrindinius savo pasaulio modelio parametrus. Tačiau laikui bėgant astronomai pradėjo įsitikinti, kad yra neatitikimų tarp tikrosios planetos padėties danguje ir apskaičiuotos. Taigi XII amžiaus pradžioje Marso planeta buvo dviem laipsniais nutolusi nuo vietos, kurioje ji turėjo būti pagal Ptolemėjo lenteles.

Norint paaiškinti visas planetų judėjimo danguje ypatybes, reikėjo kiekvienai iš jų įvesti iki dešimties ar daugiau epiciklų su vis mažėjančiu spinduliu, kad mažesnio epiciklo centras suktųsi aplink didesnio ratą. vienas. Iki XVI amžiaus Saulės, Mėnulio ir penkių planetų judėjimas buvo paaiškintas naudojant daugiau nei 80 apskritimų! Ir vis dėlto stebėjimus, atskirtus dideliais laiko intervalais, buvo sunku „tilpti“ į šią schemą. Reikėjo įvesti naujus epiciklus, šiek tiek pakeisti jų spindulius ir perkelti deferentų centrus Žemės centro atžvilgiu. Galų gale geocentrinė Ptolemėjaus sistema, perkrauta epiciklų ir lygių, sugriuvo nuo savo svorio...

6. Koperniko pasaulis

Koperniko knyga, išleista jo mirties metais, 1543 m., turėjo kuklų pavadinimą: „Apie dangaus sferų sukimąsi“. Tačiau tai buvo visiškas Aristotelio požiūrio į pasaulį nuvertimas. Sudėtinga tuščiavidurių skaidrių kristalų sferų masė yra praeitis. Nuo to laiko prasidėjo nauja era mūsų supratimu apie visatą. Tai tęsiasi iki šiol.

Koperniko dėka sužinojome, kad Saulė užima tinkamą vietą planetų sistemos centre. Žemė nėra pasaulio centras, o viena iš įprastų planetų, besisukančių aplink saulę. Taigi viskas stojo į savo vietas. Struktūra saulės sistema pagaliau buvo išsiaiškinta.

Tolesni astronomų atradimai papildė didelių planetų šeimą. Jų yra devyni: Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas, Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas ir Plutonas. Tokia tvarka jie skrieja aplink Saulę. Buvo atrasta daug mažų Saulės sistemos kūnų – asteroidų ir kometų. Tačiau tai nepakeitė naujo Koperniko pasaulio vaizdo. Priešingai, visi šie atradimai jį tik patvirtina ir patobulina.

Dabar suprantame, kad gyvename mažoje planetoje, kuri atrodo kaip rutulys. Žemė sukasi aplink saulę orbita, kuri per daug nesiskiria nuo apskritimo. Šio apskritimo spindulys yra beveik 150 milijonų kilometrų.

Atstumas nuo Saulės iki Saturno – tolimiausios Koperniko laikais žinomos planetos – yra maždaug dešimt kartų didesnis už Žemės orbitos spindulį. Šį atstumą gana teisingai nustatė Kopernikas. Saulės sistemos dydis – atstumas nuo Saulės iki devintosios planetos Plutono orbitos vis dar yra beveik keturis kartus didesnis ir yra maždaug 6 milijardai kilometrų.

Tai yra visatos vaizdas mūsų artimiausioje aplinkoje. Toks yra pasaulis, pasak Koperniko.

Tačiau Saulės sistema nėra visa visata. Galime pasakyti, kad tai tik mūsų mažas pasaulis. O kaip tolimos žvaigždės? Apie juos Kopernikas nedrįso pareikšti jokios konkrečios nuomonės. Jis tiesiog paliko juos pradinėje vietoje, o ne tolimoje sferoje, kur jas turėjo Aristotelis, ir tik pasakė, ir visiškai teisingai, kad atstumas iki žvaigždžių daug kartų didesnis už planetų orbitų dydį. Kaip ir senovės mokslininkai, jis vaizdavo Visatą kaip uždarą erdvę, apribotą šios sferos.

7. Saulė ir žvaigždės

Giedrą be mėnulio naktį, kai niekas netrukdo stebėti, aštraus regėjimo žmogus danguje pamatys ne daugiau kaip du–tris tūkstančius mirksinčių taškų. Sąraše, kurį II amžiuje prieš Kristų sudarė garsus senovės graikų astronomas Hiparchas, o vėliau papildė Ptolemėjas, yra 1022 žvaigždės. Hevelius, paskutinis astronomas, atlikęs tokius skaičiavimus be teleskopo pagalbos, jų skaičių padidino iki 1533.

Tačiau jau senovėje buvo įtariama, kad egzistuoja daugybė akiai nematomų žvaigždžių. Didysis antikos mokslininkas Demokritas teigė, kad per visą dangų besidriekianti balkšva juostelė, kurią vadiname Paukščių Taku, iš tikrųjų yra daugybės atskirai nematomų žvaigždžių šviesos derinys. Ginčai dėl Paukščių Tako struktūros tęsėsi šimtmečius. Sprendimas – palankus Demokrito spėjimui – priimtas 1610 m., kai Galilėjus pranešė apie pirmuosius atradimus danguje su teleskopu. Jis su suprantamu susijaudinimu ir pasididžiavimu rašė, kad dabar įmanoma „padaryti akiai prieinamas žvaigždes, kurių anksčiau nebuvo matyti ir kurių skaičius yra bent dešimt kartų didesnis nei žvaigždžių, žinomų nuo seniausių laikų“.

Tačiau šis puikus atradimas žvaigždžių pasaulį vis tiek paliko paslaptingą. Ar tikrai visi jie, matomi ir nematomi, susitelkę ploname sferiniame sluoksnyje aplink Saulę?

Dar prieš „Galileo“ atradimą buvo išsakyta visiškai netikėta, tuo metu nepaprastai drąsi idėja. Ji priklauso Giordano Bruno tragiškas likimas kuri visiems žinoma. Brunonas iškėlė idėją, kad mūsų Saulė yra viena iš Visatos žvaigždžių. Tik vienas iš daugelio, o ne visos visatos centras. Bet tada bet kuri kita žvaigždė taip pat galėtų turėti savo planetų sistemą.

Jei Kopernikas nurodė Žemės vietą jokiu būdu ne pasaulio centre, tai Brunonas ir Saulė atėmė šią privilegiją.

Brunono idėja sukėlė daug stulbinančių pasekmių. Iš jo buvo apskaičiuoti atstumai iki žvaigždžių. Iš tiesų, Saulė yra žvaigždė kaip ir kitos, bet tik artimiausia mums. Štai kodėl jis toks didelis ir ryškus. O kaip toli reikia nustumti šviestuvą, kad jis atrodytų kaip, pavyzdžiui, Sirijus? Atsakymą į šį klausimą pateikė olandų astronomas Huygensas (1629 - 1695). Jis palygino šių dviejų dangaus kūnų šviesumą ir štai kas paaiškėjo: Sirijus yra šimtus kartų toliau nuo mūsų nei Saulė.

Kad geriau įsivaizduotume, koks didelis atstumas iki žvaigždės, tarkime, kad šviesos pluoštas, per vieną sekundę nuskriejantis 300 000 kilometrų, užtrunka kelerius metus, kad nukeliautų nuo Sirijaus iki mūsų. Astronomai šiuo atveju kalba apie kelių šviesmečių atstumą. Remiantis šiuolaikiniais atnaujintais duomenimis, atstumas iki Sirijaus yra 8,7 šviesmečio. O atstumas nuo mūsų iki saulės yra tik 8 šviesos minutės.

Žinoma, skirtingos žvaigždės skiriasi viena nuo kitos (į tai atsižvelgiama šiuolaikiniame atstumo iki Sirijaus įvertinime). Todėl atstumų iki jų nustatymas ir dabar astronomams dažnai lieka labai sunkia, o kartais tiesiog neišsprendžiama užduotimi, nors nuo Huygenso laikų tam buvo išrasta daug naujų metodų.

Išvada

Mes žinome visatos sandarą didžiuliame erdvės tūryje, kurią šviesai įveikti reikia milijardų metų. Tačiau smalsi žmogaus mintis stengiasi prasiskverbti toliau. Kas yra už stebimo pasaulio regiono? Ar visatos tūris yra begalinis? O jo plėtra – kodėl ji prasidėjo ir ar visada tęsis ateityje? O kokia „paslėptos“ masės kilmė? Ir galiausiai, kaip visatoje atsirado protinga gyvybė?

Ar ji egzistuoja kur nors kitur, išskyrus mūsų planetą? Kol kas nėra galutinių ir išsamių atsakymų į šiuos klausimus.

Visata yra neišsemiama. Žinių troškulys taip pat nenuilstantis, verčiantis kelti vis naujus klausimus apie pasaulį ir atkakliai ieškoti į juos atsakymų.

Saulė mėnulis planetos žvaigždė

Bibliografija

1. Erdvė: Kolekcija. „Mokslinis populiarioji literatūra“(Sudarė Yu. I. Koptevas ir S. A. Nikitinas; Įvadinis vyresnysis akademikas Yu. A. Osipyan; Dizainas ir maketavimas V. Italiantsevas; E. Azanovo, N. Kotlyarovsky, V. Tsikota piešiniai. - L .: Det. lit., 1987. - 223 p., iliustr.)

2. I. A. Klimišinas. „Mūsų dienų astronomija“ - M .: „Nauka“, 1976 m. - 453 p.

3. A. N. Tomilinas. „Dangus žemė. Esė apie astronomijos istoriją “(Mokslinis redaktorius ir pratarmės autorius, fizinių ir matematikos mokslų daktaras K. F. Ogorodnikovas. T. Obolenskajos ir B. Starodubcevo piešiniai. L., „Det. Lit.“, 1974. - 334 p. ., serga..)

4. „Jaunojo astronomo enciklopedinis žodynas“ (sudarė N. P. Erpylev. - 2 leid., Patikslinta ir pridėta. - M .: Pedagogika, 1986. - 336 p., iliustr.

Pateikta Allbest.ur

Panašūs dokumentai

Pasaulio paveikslas. Planetų judėjimas. Pirmieji pasaulio modeliai ir heliocentrinė sistema. Pasaulio sistema – tai idėjos apie Žemės, Saulės, Mėnulio, planetų ir žvaigždžių padėtį erdvėje ir judėjimą. Ptolemėjo ir Koperniko sistema. galaktika. žvaigždžių pasauliai. Visata.

santrauka, pridėta 2008-02-07


Pasaulio sistemos – tai idėjos apie vietą erdvėje ir Žemės, Saulės, Mėnulio, planetų, žvaigždžių ir kitų dangaus kūnų judėjimą. Nuo senovės Graikijos visata buvo vadinama kosmosu, o šis žodis iš pradžių reiškė „tvarką“ ir „visatos grožį“.

santrauka, pridėta 2008-06-13


Koperniko veikalo „Apie dangaus sferų revoliuciją“ analizė. Nuostatos apie pasaulio ir Žemės sferiškumą, planetų sukimąsi aplink ašį ir jų cirkuliaciją aplink Saulę. Žvaigždžių, planetų ir Saulės matomų padėčių dangaus skliaute apskaičiavimas, realus planetų judėjimas.

santrauka, pridėta 2010-11-11


Kelionės į kosmosą astronomijos klasėje. Visatos prigimtis, dangaus kūnų evoliucija ir judėjimas. Planetų atradimas ir tyrinėjimas. Nikolajus Kopernikas, Giordano Bruno, Galilėjus Galilėjus apie Saulės sistemos sandarą. Saulės ir planetų judėjimas dangaus sferoje.

kūrybinis darbas, pridėtas 2015-05-26


Pasaulio paveikslas, planetų judėjimas. Pirmieji pasaulio modeliai, pirmoji heliocentrinė sistema, Ptolemėjo ir Koperniko sistemos. Saulė ir žvaigždės, galaktika, žvaigždžių pasauliai, Visata. Kas slypi už stebimo pasaulio regiono ribų, kaip Visatoje atsirado gyvybė.

santrauka, pridėta 2009-11-03


Pasaulio paveikslas. Planetų judėjimas. Pirmieji pasaulio modeliai. Pirmoji heliocentrinė sistema. Ptolemėjo sistema. Koperniko pasaulis. Saulė ir žvaigždės. galaktika. žvaigždžių pasauliai. Visata. Ar yra gyvybės kur nors kitur, išskyrus mūsų planetą?

santrauka, pridėta 2007-06-03


Saulės ir planetų judėjimo teorijos kilmė senovės Graikijoje. Pirmas mokslo žinių astronomijos srityje. Heliocentrinė sistema N. Koperniko variante, būdinga darbui „Apie dangaus sferų sukimus“. Heliocentrizmo reikšmė mokslo istorijoje.

testas, pridėtas 2009-05-18


Pasaulio paveikslas. Planetų judėjimas. Pirmieji pasaulio modeliai. Pirmoji heliocentrinė sistema. Ptolemėjo sistema. Koperniko pasaulis. Saulė ir žvaigždės. galaktika. žvaigždžių pasauliai. Visata.

santrauka, pridėta 2007-06-13


Saulės sistemos formavimasis. praeities teorijos. Saulės gimimas. Planetų kilmė. Kitų planetų sistemų atradimas. Planetos ir jų palydovai. Planetų sandara. Planeta žemė. Žemės forma, dydis ir judėjimas. Vidinė struktūra.

santrauka, pridėta 2006 10 06


Oficialiai žinomų planetų pasiskirstymo braižymas. Tikslių atstumų iki Plutono ir už Plutono esančių planetų nustatymas. Saulės susitraukimo greičio apskaičiavimo formulė. Saulės sistemos planetų kilmė: Žemė, Marsas, Venera, Merkurijus ir Vulkanas.

Dubuo iš Rogozeno lobio

Mėnulio orbita

Vaizdo įraše yra frazė laikotarpis lunar of revoliucija – mėnulio revoliucijos laikotarpis . Tai visiška revoliucija (mėnulio apsisukimas), kuri yra 27,3 Žemės paros, arba vadinamoji. siderinis mėnuo.
Palyginkite Mėnulio revoliuciją ir menstruacinį ciklą.
Pilnatis ir ovuliacija 12-14 dienomis. Todėl moteris Yin-Moon („revoliucinė“).

RETROGRADINĖS PLANETOS

Visos mūsų Saulės sistemos planetos yra išsidėsčiusios tam tikra tvarka ir yra tam tikru atstumu nuo Saulės. Stebėdami planetų padėtį iš Žemės, galime tai pastebėti periodiškai atrodo, kad jie sustoja ir tada pradeda judėti atgal savo orbitoje. Iš tikrųjų, žinoma, planetos nejuda atgal. Tiesiog mūsų Žemė savo orbitoje „aplenkia“ tą ar kitą planetą. Taigi stebėtojui iš Žemės atrodo, kad kaimyninė planeta pradėjo „atsitraukti“ atgal.
Astrologai ir astronomai šį reiškinį pastebėjo prieš daugelį amžių ir pavadino jį "retrogradinis judėjimas" .
Kadangi kiekviena planeta turi savo įtaką Žemei ir atitinkamai visai gyvybei Žemėje, kiekvienai iš planetų priskiriamos tam tikros jos įtakos žmonėms, įvykiams ir procesų eigai savybės (kokybės).
Visi dangaus kūnai turi retrogradinį (retrogradinį) judėjimą, išskyrus Saulę ir Mėnulį.

Taip atrodo akivaizdus Merkurijaus ir Veneros judėjimas

Matomas Marso, Jupiterio, Saturno ir Urano judėjimas

Taip pamatytumėte, jei būtumėte saulėje.

Retrogradinis Merkurijaus judėjimas.

Retrogradinis Marso judėjimas.

Taip Marsas juda Žemės atžvilgiu. Ten, kur spalvos pereina iš vienos į kitą, planeta daro kilpą, tai atsitinka, kai pasivijame Marsą, o tada ji pradeda atsilikti nuo Žemės.

Centre yra stebėtojas – Mes, Žmonės, esame Žemės planetos gyventojai.

Štai iš kur šios iliustracijoje pavaizduotos „lėkštės-lėkštės“ – tai Marso orbitos!

Jei pažvelgsite į rytus rugpjūčio vakarą, netrukus po saulėlydžio, pamatysite labai ryškią rausvą „žvaigždę“. Pagal ryškumą ją galima supainioti su Venera, bet vakare Venera nėra rytuose. Tai yra Marsas, ir jis toks ryškus, nes dabar tarp Žemės ir Marso vyksta konfrontacija, o ne paprasta. (2003).
Maždaug kas dvejus metus Žemė ir Marsas, judėdami savo orbitomis, artėja vienas prie kito. Tokie suartėjimai vadinami konfrontacijomis. Jei Žemės ir Marso orbitos būtų apskritos ir būtų griežtai toje pačioje plokštumoje, tai konfrontacijos vyktų griežtai periodiškai (tarp jų praeitų šiek tiek daugiau nei dveji metai), o Marsas visada priartėtų prie Žemės tokiu pačiu atstumu. Tačiau taip nėra. Nors planetų orbitų plokštumos yra gana arti, o Žemės orbita beveik apskrita, Marso orbitos ekscentriškumas yra gana didelis. Kadangi intervalas tarp opozicijų nesutampa nei su Žemės, nei su Marso metais, didžiausias planetų artėjimas vyksta skirtinguose jų orbitų taškuose. Jei opozicija atsiranda šalia afelio. (από "apo" - iš, iš = kažko neigimas ir nebuvimas, ηλιος "helios" - Saulė) Marso orbitoje (tai vyksta žiemą šiauriniame Žemės pusrutulyje), tada atstumas tarp planetų pasirodo gana didelis - apie 100 milijonų km . Opozicijos netoli Marso orbitos perihelio (kurios atsiranda vasaros pabaigoje) yra daug artimesnės. Jei Marsas ir Žemė artėja mažesniu nei 60 milijonų km atstumu, tada tokios konfrontacijos vadinamos puikiomis. Jie vyksta kas 15 ar 17 metų ir visada buvo naudojami astronomų intensyviems raudonosios planetos stebėjimams. (Marso stebėjimų istorija skirta išsamiai.)
Tačiau 2003 m. akistata tampa ne tik puikiu, bet ir didžiausiu įvykiu , kurios panašaus nebuvo jau kelis tūkstančius metų!

Pažiūrėkime atidžiau, kas vyksta akistatos metu.

Pagal apibrėžimą opozicija yra tokia konfigūracija ( tarpusavio susitarimas) Saulės, Žemės ir planetos, kai planetos ekliptinė platuma nuo Saulės platumos skiriasi 180o. Akivaizdu, kad tokia situacija įmanoma tik išorinėms planetoms.
Išorinės planetos – Jupiterio grupės planetos, Saulės sistemos planetos, cirkuliuojančios už Marso orbitos ribų (Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas, Plutonas); turi daug panašių fizinių savybių. Sąvoka „B. P." kartais tapatinamas su terminu „viršutinės planetos“.
Jei projektuojame planetą į ekliptikos plokštumą (o Žemė ir Saulė visada yra šioje plokštumoje), tai opozicijos momentu visų trijų kūnų centrai bus toje pačioje tiesėje (Žemė tarp Saulės ir Saulės). planeta). Opozicijos momentu pasiekiama maksimali Marso fazė, įsijungia „pilnas Marsas“ (šis dirbtinis terminas buvo įvestas pagal analogiją su pilnatimi). Skirtumas tarp Marso fazės ir vienybės atsiranda tik dėl to, kad ji nejuda ekliptikos plokštumoje.
Kadangi Marso ir Žemės orbitos nėra apskritimo formos, o jų plokštumos nesutampa, opozicijos momentas yra artimas, bet nesutampa su maksimalaus planetų artėjimo momentu. Tariamas kampinis Marso dydis yra vienareikšmiškai susijęs su atstumu tarp planetų, kuris maksimumą pasiekia artimiausiu metu.
Marso ryškumas (tariamasis dydis) priklauso ir nuo atstumo nuo Žemės, ir nuo jo fazės. Taigi šis momentas taip pat bus artimas opozicijai, tačiau apskritai nesutaps nei su ja, nei su maksimalaus planetų artėjimo momentu.
Dar du svarbūs įvykiai yra Marso perėjimas per jo orbitos perihelį ir Žemės praėjimas per tašką, esantį arčiausiai Marso orbitos perihelio. Žemė kerta tašką, esantį arčiausiai Marso orbitos perihelio, visada tuo pačiu metų laiku – maždaug rugpjūčio 28 d. Žodis apie čia atsirado dėl to, kad žemės metai nėra dienų kartotiniai, todėl šio taško praėjimo data kiekvienais metais skiriasi per dieną. 2003 metais Marsas praeis savo perihelį rugpjūčio 30 d. Kuo arčiau Marso orbitos perihelio yra priešingos planetos, tuo arčiau jos susilieja ir tuo didesnė bus opozicija. Žemiau esantis paveikslas yra iliustracija.

Marso opozicijos nuo 1997 m. iki 2010 m. Išilgai Žemės orbitos (vidinio rato) nurodomi jo praėjimo per šią sritį mėnesiai. Marso orbitoje (išoriniame apskritime) nurodyti perihelio (P) ir afelio (A) taškai. Linijose, jungiančiose planetas opozicijos metu, nurodyti metai ir minimalus atstumas iki Marso astronominiais vienetais. (Paveikslėlis paimtas iš V.G. Surdino straipsnio.) Vaizdas iš saulės.

planetinis judėjimas

Matomas iš Žemės, Marso judėjimas jos orbitoje. Kad būtų pradiniame taške, Marsas turi padaryti 7 apskritimus – 7 orbitas, tada jis užims beveik pradinę padėtį.

Septynkampė žvaigždė gali būti tik su abipusiu Žemės ir Marso judėjimu.

Taip atrodo ir tariamas Marso judėjimas iš Žemės. Žemė yra paveikslo centre.
Skaičiai rodo Marso konjunkcijos ir opozicijos taškus, centre Žemė pavaizduota mėlyna spalva.

Marso takelis.

Tariamas Marso kelias Žemės atžvilgiu, nubrėžtas naudojant Ptolemėjo epiciklus ir deferentus. Mažas punktyrinis ratas yra pagrindinis epiciklas, didelis - deferentas.
Tikrasis Marso judėjimas Žemės atžvilgiu, darant prielaidą, kad Žemė nejuda.

Palyginus šią kreivę su gretimame paveiksle matoma kreive, matyti, kaip gerai Ptolemėjo sistema atspindi mūsų stebėtų planetų judėjimą. Skirtumas tarp šių kreivių daugiausia slypi tame, kad realius santykius atitinkančioje kreivėje antroji kilpa yra mažesnė už pirmąją, tuo tarpu, pasak Ptolemėjo, visos kilpos būtinai turi būti vienodo dydžio.

Pasak Koperniko, sudėtingo matomo „viršutinės“ (išorinės) planetos judėjimo paaiškinimas. Kai Žemė užima padėtį T1, o planeta – P1, planeta turėtų pasirodyti danguje taške P "1. Planeta juda lėčiau nei Žemė; Žemei judant iš padėties T1 į T2, planeta pajudės iš taškas P1 į P2 ir jį matysime kryptimi T2-P2 dangaus taške P "2, t.y. planeta judės tarp žvaigždžių iš dešinės į kairę, rodyklės Nr. I kryptimi. Kai Žemė užima padėtį T3, tada dangaus taške P" 2 matysime planetą T3-P3 kryptimi, taigi planeta dangaus taške P "2 tarsi sustojo ir nuėjo. atgal, iš kairės į dešinę, išilgai rodyklės Nr. 2. Taigi planetos stovėjimas ir judėjimas atgal yra akivaizdūs reiškiniai, atsirandantys dėl Žemės judėjimo orbitoje.

Tariamas Marso judėjimas, trukmė 15 metų.

Trikampio centre, Žemėje ir Mėnulio, tai yra tas pats (viską matanti akis), tik jie nežiūri į mus, o priešingai, mes atliekame stebėjimus iš Žemės planetos.

Stebėtojui iš Žemės Saulės judėjimas atrodo taip.

Kad Venera užimtų pradinę padėtį, ji turi atlikti apsisukimus – 5 orbitas. Veneros judėjimas Žemės atžvilgiu. Pentaedro viduje esantis apskritimas yra Saulės ekliptika, žvaigždė ir penkiakampis gaunami abipusiu Žemės ir Veneros sukimu vienas kito atžvilgiu. Veneros judėjimo Žemės atžvilgiu grafikas.

Taip pat matomas Veneros judėjimas, tik ji turi 5 žiedlapius, 5 orbitas, 5 spindulius, kitos planetos šito nenubrėžs, panašus raštas gaunamas dėl abipusio Saulės-Žemės ir Veneros judėjimo. Dėl skirtingų atstumų ir judėjimo greičių, taip pat dėl ​​planetos padėties Žemės atžvilgiu (grafika turi didelį skirtumą).

Diagrama, rodanti Veneros artėjimą ir nukrypimą nuo Žemės.

Cheopso, Khafre ir Mykerin piramidžių, jų mažųjų palydovų ir Sfinkso ryšys su Saulės sistema. Sfinksas simbolizuoja Saulę Liūto žvaigždyne. . Cheopso piramidė atitinka Veneros planetą, Khafre piramidę – Žemės planetą, Menkaure piramidę – Marso planetą, o mažuosius piramidžių palydovus – planetų palydovus.
Meksika
Taigi piramidė yra dangaus objektų stebėjimo instrumentas, piramidės viršus rodo į patį viršutinis taškas, stebimas objektas, virš horizonto, Veneros atveju tai yra viršutinė jungtis, ji įvyks rugpjūčio 15 d. Ir, pavyzdžiui, su Saule tai yra dienos zenitas vasaros saulėgrįža, Meksikoje yra saulės piramidė, tokie instrumentai yra išdėstyti visame pasaulyje.

Veneros planetos vaizdas iš Žemės. Kreditas: Carol Lakomiak

Veneros planetos stebėjimas iš Žemės.

Kadangi Venera yra arčiau Saulės nei Žemė, ji niekada neatrodo per toli nuo jos: didžiausias kampas tarp jos ir Saulės yra 47,8°. Dėl tokių padėties Žemės danguje ypatumų Venera pasiekia maksimalų ryškumą prieš pat saulėtekį arba šiek tiek laiko po saulėlydžio. Per 585 dienas pakaitomis keičiasi jos vakarinio ir rytinio matomumo periodai: periodo pradžioje Venera matoma tik rytais, vėliau - po 263 dienų priartėja prie Saulės labai arti, o jos ryškumas neleidžia matyti. planeta 50 dienų; tada ateina Veneros vakarinio matomumo laikotarpis, trunkantis 263 dienas, kol planeta vėl išnyks 8 dienoms, būdama tarp Žemės ir Saulės. Po to matomumo kaitaliojimas kartojamas ta pačia tvarka.
Atpažinti Veneros planetą nesunku, nes naktiniame danguje tai ryškiausias šviesulys po Saulės ir Mėnulio, pasiekiantis maksimumą –4,4 balo. Išskirtinis planetos bruožas – tolygi balta spalva.
Stebint Venerą net ir mažu teleskopu galima pamatyti, kaip laikui bėgant kinta jos disko apšvietimas, t.y. įvyksta fazės pokytis, kurį pirmą kartą pastebėjo Galilėjus Galilėjus 1610 m. Arčiausiai mūsų planetos tik nedidelė Veneros dalis lieka pašventinta ir ji įgauna plono pjautuvo formą. Veneros orbita šiuo metu yra 3,4° kampu Žemės orbitos atžvilgiu, todėl dažniausiai ji eina tiesiai virš arba žemiau Saulės iki aštuoniolikos saulės skersmenų atstumu.
Tačiau kartais būna situacija, kai Veneros planeta yra maždaug toje pačioje linijoje tarp Saulės ir Žemės, o tada galima pamatyti itin retą astronominį reiškinį – Veneros perėjimą per Saulės diską, kuriame planeta įgauna mažos tamsios „dėmės“ formą, kurios skersmuo yra 1/30 saulės.

Šis reiškinys per 243 metus pasitaiko maždaug 4 kartus: pirmiausia stebimi 2 žiemos praėjimai, kurių dažnis yra 8 metai, tada trunka 121,5 metų intervalas, ir dar 2, šį kartą vasaros, perėjimai vyksta tokiu pat dažniu – 8 metai. Tada Veneros žiemos tranzitus galima stebėti tik po 105,8 metų.
Pažymėtina, kad jei 243 metų ciklo trukmė yra santykinai pastovi reikšmė, tai periodiškumas tarp žiemos ir vasaros perėjimų jame keičiasi dėl nedidelių planetų grįžimo į jų jungties taškus laikotarpių neatitikimų. orbitomis.
Taigi iki 1518 metų vidinė Veneros perėjimų seka atrodė „8-113,5-121,5“, o iki 546 metų buvo 8 perėjimai, kurių intervalai buvo lygūs 121,5 metų. Dabartinė seka tęsis iki 2846, po to ji bus pakeista kita: "105,5-129,5-8".
Paskutinis Veneros planetos tranzitas, trukęs 6 valandas, buvo pastebėtas 2004 metų birželio 8 dieną, kitas – 2012 metų birželio 6 dieną. Tada bus pertrauka, kurios pabaiga bus tik 2117 m. gruodžio mėn.

Saulės ir planetų judėjimas dangaus sferoje.

Saulės ir planetų judėjimas dangaus sferoje atspindi tik jų matomus, tai yra judesius, kurie atrodo žemiškajam stebėtojui. Be to, bet koks šviestuvų judėjimas dangaus sferoje nėra susijęs su kasdieniu Žemės sukimu, nes pastarąjį atkuria pačios dangaus sferos sukimasis.
Saulė juda beveik tolygiai (beveik - dėl Žemės orbitos ekscentriškumo) dideliu dangaus sferos ratu, vadinamu ekliptika, iš vakarų į rytus (ty priešinga dangaus sferos sukimuisi kryptimi) , padaręs visišką revoliuciją per vienerius atogrąžų metus.

Saulės pusiaujo koordinačių keitimas

Kai Saulė yra pavasario lygiadienyje, jos dešinysis kilimas ir deklinacija yra nulis. Kiekvieną dieną teisingas Saulės kilimas ir deklinacija didėja, o vasaros saulėgrįžos taške dešinysis kilimas tampa lygus 90 ° (6 val.), o deklinacija pasiekia maksimalią vertę +23 ° 26 ". Toliau dešinėje pakilimas ir toliau didėja, o deklinacija mažėja ir rudens lygiadienio taške įgauna atitinkamai 180° (12h) ir 0° reikšmes. Po to dešinysis kilimas vis dar didėja ir žiemos saulėgrįžos metu jis tampa lygus 270° (18h), o deklinacija pasiekia minimalią reikšmę –23°26", po to vėl pradeda augti.

Aukštutinės ir apatinės planetos

Priklausomai nuo judėjimo dangaus sferoje pobūdžio, planetos skirstomos į dvi grupes: apatines (Merkurijus, Venera) ir viršutines (visos kitos planetos, išskyrus Žemę). Tai istoriškai išlikęs padalijimas; vartojami ir modernesni terminai – vidinės ir išorinės (Žemės orbitos atžvilgiu) planetos.
Aptariamo žemutinių planetų judėjimo metu jų fazė pasikeičia, kaip ir mėnulis. Viršutinėms planetoms judant matomai, jų fazės nesikeičia, jos apšviesta puse visada atsuktos į žemiškąjį stebėtoją. Jei stebėtojas, pavyzdžiui, AMS, yra, tarkime, ne Žemėje, o už Saturno orbitos, tada, be fazių pokyčio Merkurijuje ir Veneroje, jis galės stebėti fazės pokytį Žemėje, Marsas, Jupiteris ir Saturnas.

Žemutinių planetų judėjimas

Judėdami dangaus sferoje, Merkurijus ir Venera niekada nenutolsta nuo Saulės (Merkurijus - ne toliau kaip 18 ° - 28 °; Venera - ne toliau kaip 45 ° - 48 °) ir gali būti į rytus arba į vakarus nuo jos. Didžiausio kampinio planetos pašalinimo į rytus nuo Saulės momentas vadinamas rytiniu arba vakariniu pailgėjimu; į vakarus – vakariniu arba rytiniu pailgėjimu.
Esant rytiniam pailgėjimui, planeta matoma vakaruose netrukus po saulėlydžio. Judant iš rytų į vakarus, tai yra judėjimas atgal, planeta iš pradžių lėtai, o paskui greičiau artėja prie Saulės, kol pasislepia jos spinduliuose. Šis momentas vadinamas žemesniąja konjunkcija (planeta eina tarp Žemės ir Saulės). Po kurio laiko jis tampa matomas rytuose prieš pat saulėtekį. Tęsdamas judėjimą atgal, jis pasiekia vakarinį pailgėjimą, sustoja ir pradeda judėti iš vakarų į rytus, tai yra tiesioginiu judėjimu, pasivijo Saulę. Pasivijusi jį, ji vėl tampa nematoma - atsiranda viršutinė jungtis (šiuo metu Saulė yra tarp Žemės ir planetos). Tęsdama tiesioginį judėjimą, planeta vėl pasiekia rytinį pailgėjimą, sustoja ir pradeda judėti atgal – ciklas kartojasi.

Viršutinių planetų judėjimas

Viršutinės planetos taip pat pakaitomis juda pirmyn ir atgal. Kai viršutinė planeta matoma vakaruose netrukus po saulėlydžio, ji dangaus sferoje juda tiesioginiu judesiu, tai yra ta pačia kryptimi kaip ir Saulė. Tačiau viršutinės planetos greitis dangaus sferoje visada mažesnis nei Saulės, todėl ateina momentas, kai ji pasiveja planetą – planeta susijungia su Saule (pastaroji yra tarp Žemės ir planeta). Saulei aplenkus planetą, ji tampa matoma rytuose, prieš saulėtekį. Tiesioginio judėjimo greitis palaipsniui mažėja, planeta sustoja ir pradeda judėti tarp žvaigždžių iš rytų į vakarus, tai yra judėjimas atgal. Savo judėjimo atgal lanko viduryje planeta yra dangaus sferos taške, priešingame taške, kur tuo momentu yra Saulė. Ši padėtis vadinama opozicija (Žemė yra tarp Saulės ir planetos). Po kurio laiko planeta vėl sustoja ir pakeičia judėjimo kryptį į tiesią – ir ciklas kartojasi.

Planetos vieta 90° į rytus nuo Saulės vadinama rytine kvadratūra, o 90° į vakarus – vakarine kvadratūra.

(1) – vasaros saulėgrįža birželio 21 d., (2) – rugpjūčio 16 d., (3) – lygiadienis rugsėjo 23 d., (4) – žiemos saulėgrįža gruodžio 21 d.

Pasėlių ratas

Svarbų vaidmenį formuojant idėjas apie Saulės sistemos sandarą taip pat suvaidino planetų judėjimo dėsniai, kuriuos atrado Johannesas Kepleris (1571-1630) ir tapo pirmaisiais gamtos mokslų dėsniais jų šiuolaikine prasme. Keplerio darbai suteikė galimybę apibendrinti žinias apie to laikmečio mechaniką dinamikos dėsnių ir dėsnių pavidalu. gravitacija vėliau suformulavo Izaokas Niutonas. Daugelis mokslininkų iki XVII amžiaus pradžios. tikėjo, kad dangaus kūnų judėjimas turi būti vienodas ir vykti palei „tobuliausią“ kreivės apskritimą. Tik Kepleriui pavyko įveikti šį išankstinį nusistatymą ir nustatyti tikrąją planetų orbitų formą, taip pat planetų greičio kitimo dėsningumą, kai jos skrieja aplink Saulę. Savo paieškoje Kepleris rėmėsi Pitagoro išsakytu įsitikinimu, kad „skaičiai valdo pasaulį“. Jis ieškojo ryšių tarp įvairių planetų judėjimą charakterizuojančių dydžių – orbitų dydžio, apsisukimo laikotarpio, greičio. Kepleris elgėsi praktiškai aklai, grynai empiriškai. Jis bandė palyginti planetų judėjimo charakteristikas su muzikinės skalės dėsniais, planetų orbitose aprašytų ir įrašytų daugiakampių kraštinių ilgiu ir kt. Kepleriui reikėjo sukurti planetų orbitas, pereiti nuo pusiaujo koordinačių sistemos, nurodančios planetos padėtį dangaus sferoje, į koordinačių sistemą, nurodant jos padėtį orbitos plokštumoje. Jis naudojo savo Marso planetos stebėjimus, taip pat ilgalaikius šios planetos koordinačių ir konfigūracijų nustatymus, kuriuos atliko jo mokytojas Tycho Brahe. Kepleris Žemės orbitą (pirmuoju aproksimavimu) laikė apskritimu, o tai neprieštaravo stebėjimams. Norėdamas sukurti Marso orbitą, jis naudojo metodą, parodytą paveikslėlyje žemiau.

Sužinokime kampinį Marso atstumą nuo pavasario lygiadienio per vieną iš planetos priešpriešų – jo dešinįjį kilimą „15, kuris išreiškiamas kampu g (gama) T1M1, kur T1 yra Žemės padėtis orbitoje šiuo momentu. momento, o M1 yra Marso padėtis. Akivaizdu, kad po 687 dienų (toks yra siderinis Marso revoliucijos periodas) planeta pasieks tą patį savo orbitos tašką.

Jei šią datą nustatysime teisingą Marso kilimą, tai, kaip matyti iš paveikslo, galime nurodyti planetos padėtį erdvėje, tiksliau, jos orbitos plokštumoje. Žemė šiuo metu yra taške T2, todėl kampas gT2M1 yra ne kas kita, kaip teisingas Marso kilimas - a2. Pakartojęs panašias operacijas su keliomis kitomis Marso opozicijomis, Kepleris gavo visą eilę taškų ir, nubrėžęs virš jų lygią kreivę, sukonstravo šios planetos orbitą. Ištyręs gautų taškų išsidėstymą, jis nustatė, kad planetos orbitos greitis kinta, tačiau planetos spindulio vektorius nusako vienodus plotus vienodais laiko intervalais. Vėliau šis modelis buvo vadinamas antruoju Keplerio dėsniu.

Šiuo atveju spindulio vektorius vadinamas segmentu, kintamu savo dydžiu, jungiančiu Saulę ir orbitos tašką, kuriame yra planeta. AA1, BB1 ir CC1 yra lankai, kuriuos planeta praeina vienodais laiko intervalais. Tamsuotų figūrų plotai yra lygūs vienas kitam. Pagal energijos tvermės dėsnį, suminė mechaninė energija uždaros sistemos kūnų, tarp kurių veikia gravitacinės jėgos, išlieka nepakitęs bet kokių šios sistemos kūnų judėjimo metu. Todėl planetos, kuri juda aplink Saulę, kinetinės ir potencialios energijos suma yra nepakitusi visuose orbitos taškuose ir yra lygi bendrajai energijai. Planetai artėjant prie Saulės, jos greitis didėja, kinetinė energija didėja, tačiau dėl atstumo iki Saulės mažėjimo potencinė energija mažėja. Nustatęs planetų greičio kitimo modelį, Kepleris nusprendė nustatyti kreivę, pagal kurią vyksta jų apsisukimas aplink Saulę. Jis susidūrė su būtinybe pasirinkti vieną iš dviejų galimų sprendimų: 1) manyti, kad Marso orbita yra apskritimas, ir manyti, kad kai kuriose orbitos dalyse apskaičiuotos planetos koordinatės skiriasi nuo stebėjimų (dėl stebėjimo paklaidos) 8"; 2 ) daryti prielaidą, kad stebėjimuose tokių klaidų nėra, o orbita nėra apskritimas. Būdamas įsitikinęs Tycho Brahe stebėjimų tikslumu, Kepleris pasirinko antrąjį sprendimą ir nustatė, kad geriausia padėtis Marsas orbitoje sutampa su kreive, vadinama elipsė, o Saulė nėra elipsės centre.Todėl buvo suformuluotas dėsnis, kuris vadinamas pirmuoju Keplerio dėsniu.Kiekviena planeta sukasi aplink Saulę elipsės forma. , kurio viename židinių yra Saulė.

Kaip žinote, elipsė yra kreivė, kurioje atstumų nuo bet kurio taško P iki jo židinių suma yra pastovi reikšmė. Paveikslėlyje nurodyta: O - elipsės centras; S ir S1 yra elipsės židiniai; AB yra jo pagrindinė ašis. Pusė šios vertės (a), kuri paprastai vadinama pusiau pagrindine ašimi, apibūdina planetos orbitos dydį. Arčiausiai Saulės esantis taškas A vadinamas periheliu, o toliausiai nuo jo esantis taškas B – afeliu. Skirtumas tarp elipsės ir apskritimo apibūdinamas jo ekscentriškumo reikšme: e = OS / OA. Tuo atveju, kai ekscentriškumas lygus 0, židinys ir centras susilieja į vieną tašką - elipsė virsta apskritimu.

Pastebėtina, kad knyga, kurioje 1609 m. Kepleris paskelbė pirmuosius du jo atrastus dėsnius, vadinosi „Naujoji astronomija arba dangaus fizika, išdėstyta tiriant Marso planetos judėjimą...“. Abu šie dėsniai, paskelbti 1609 m., atskleidžia kiekvienos planetos judėjimo pobūdį atskirai, o tai Keplerio netenkino. Jis toliau ieškojo „harmonijos“ visų planetų judėjime, o po 10 metų jam pavyko suformuluoti trečiąjį Keplerio dėsnį:

T1^2 / T2^2 = a1^3 / a2^3

Planetų šoninių periodų kvadratai yra susiję vienas su kitu kaip jų orbitų pusiau pagrindinių ašių kubai. Štai ką Kepleris parašė atradęs šį dėsnį: „Ko nusprendžiau ieškoti prieš 16 metų,<... >pagaliau rastas, o šis atradimas pranoko visus drąsiausius mano lūkesčius...“ Iš tiesų, trečiasis dėsnis nusipelno didžiausio pagyrimo. Juk tai leidžia apskaičiuoti santykinius planetų atstumus nuo Saulės, naudojant jau žinomus jų apsisukimo aplink Saulę laikotarpius. Nebūtina kiekvienos iš jų nustatyti atstumą nuo Saulės, užtenka išmatuoti bent vienos planetos atstumą nuo Saulės. Pusiau didžiosios Žemės orbitos ašies – astronominio vieneto (AU) – dydis tapo visų kitų Saulės sistemos atstumų skaičiavimo pagrindu. Netrukus buvo atrastas visuotinės gravitacijos dėsnis. Visi visatos kūnai traukia vienas kitą jėga, kuri yra tiesiogiai proporcinga jų masių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui:

F = G m1m2/r2

kur m1 ir m2 yra kūnų masės; r yra atstumas tarp jų; G – gravitacinė konstanta

Visuotinės gravitacijos dėsnio atradimą iš esmės palengvino Keplerio suformuluoti planetų judėjimo dėsniai ir kiti XVII amžiaus astronomijos pasiekimai. Taigi žinios apie atstumą iki Mėnulio leido Isaacui Newtonui (1643–1727) įrodyti jėgos, laikančios Mėnulį, kai jis juda aplink Žemę, ir jėgos, dėl kurios kūnai nukrenta į Žemę, tapatumą. Galų gale, jei gravitacijos jėga kinta atvirkščiai atstumo kvadratui, kaip išplaukia iš visuotinės gravitacijos dėsnio, tai Mėnulis, esantis maždaug 60 spindulių atstumu nuo Žemės, turėtų patirti 3600 kartų pagreitį. mažesnis už žemės traukos pagreitį Žemės paviršiuje, lygų 9,8 m/s. Todėl Mėnulio pagreitis turi būti 0,0027 m/s2.

Jėga, laikanti Mėnulį orbitoje, yra gravitacijos jėga, susilpninta 3600 kartų, palyginti su ta, kuri veikia Žemės paviršių. Taip pat galite įsitikinti, kad planetoms judant pagal trečiąjį Keplerio dėsnį, jų pagreitis ir jas veikiančios Saulės traukos jėga yra atvirkščiai proporcingi atstumo kvadratui, kaip išplaukia iš visuotinės gravitacijos dėsnio. Iš tiesų, pagal trečiąjį Keplerio dėsnį, orbitų d pusiau didžiųjų ašių kubelių ir apsisukimo T periodų kvadratų santykis yra pastovi reikšmė: Planetos pagreitis yra:

A=u2/d=(2pid/T)2/d=4pi2d/T2

Iš trečiojo Keplerio dėsnio išplaukia:

Todėl planetos pagreitis yra:

A = 4pi2 const/d2

Taigi planetų ir Saulės sąveikos jėga atitinka visuotinės gravitacijos dėsnį ir atsiranda Saulės sistemos kūnų judėjimo sutrikimų. Keplerio dėsnių griežtai laikomasi, jei atsižvelgiama į dviejų izoliuotų kūnų (Saulės ir planetos) judėjimą, veikiant jų tarpusavio traukai. Tačiau Saulės sistemoje yra daug planetų, visos jos sąveikauja ne tik su Saule, bet ir tarpusavyje. Todėl planetų ir kitų kūnų judėjimas tiksliai neatitinka Keplerio dėsnių. Kūnų nukrypimai nuo judėjimo elipsėmis vadinami perturbacijomis. Šie trikdžiai yra nedideli, nes Saulės masė yra daug didesnė už ne tik atskiros planetos, bet ir visų planetų masę. Didžiausius Saulės sistemos kūnų judėjimo trikdžius sukelia Jupiteris, kurio masė 300 kartų viršija Žemės masę.

Ypač pastebimi asteroidų ir kometų nukrypimai jiems slenkant šalia Jupiterio. Šiuo metu į perturbacijas atsižvelgiama skaičiuojant planetų, jų palydovų ir kitų Saulės sistemos kūnų padėtis bei jiems tirti paleistų erdvėlaivių trajektorijas. Tačiau dar XIX a. Perturbacijų skaičiavimas leido padaryti vieną žinomiausių mokslo atradimų „ant rašiklio galo“ – Neptūno planetos atradimą. Atlikdamas dar vieną dangaus tyrimą, ieškodamas nežinomų objektų, Williamas Herschelis 1781 m. atrado planetą, vėliau pavadintą Uranu. Maždaug po pusės amžiaus tapo akivaizdu, kad stebimas Urano judėjimas nesutampa su apskaičiuotuoju, net ir įvertinus visų žinomų planetų trikdžius. Remiantis kitos „transurano“ planetos buvimo prielaida, buvo atlikti jos orbitos ir padėties danguje skaičiavimai. Nepriklausomai vienas nuo kito šią problemą išsprendė John Adams Anglijoje ir Urbain Le Verrier Prancūzijoje. Remdamasis Le Verrier skaičiavimais, vokiečių astronomas Johanas Galle'as 1846 m. ​​rugsėjo 23 d. Vandenio žvaigždyne atrado anksčiau nežinomą planetą Neptūną. Šis atradimas buvo heliocentrinės sistemos triumfas, svarbiausias visuotinės gravitacijos dėsnio galiojimo patvirtinimas. Vėliau buvo pastebėti Urano ir Neptūno judėjimo sutrikimai, kurie tapo pagrindu darant prielaidą apie kitos Saulės sistemos planetos egzistavimą. Jos paieškas vainikavo sėkmė tik 1930 m., kai, peržiūrėjus daugybę žvaigždėto dangaus fotografijų, buvo aptiktas Plutonas.

Nuo seniausių laikų žmonės danguje stebėjo tokius reiškinius kaip akivaizdus žvaigždėto dangaus sukimasis, mėnulio fazių kaita, dangaus kūnų kilimas ir nusileidimas, regimas Saulės judėjimas dangumi dienos metu. , saulės užtemimai, Saulės aukščio pokytis virš horizonto per metus, Mėnulio užtemimai.

Buvo aišku, kad visi šie reiškiniai pirmiausia yra susiję su dangaus kūnų judėjimu, kurio prigimtį žmonės bandė apibūdinti paprastais vaizdiniais stebėjimais, kurių teisingas supratimas ir paaiškinimas formavosi bėgant amžiams. Po to, kai buvo pripažinta Koperniko pasaulio revoliucinė heliocentrinė sistema, Kepleris suformulavęs tris dangaus kūnų judėjimo dėsnius ir sunaikinęs šimtmečius senas naivias idėjas apie paprastus žiedinė sankryža planetų aplink Žemę, skaičiavimais ir stebėjimais įrodyta, kad dangaus kūnų judėjimo orbitos gali būti tik elipsės, galiausiai paaiškėjo, kad tariamąjį planetų judėjimą sudaro:

1) stebėtojo judėjimas Žemės paviršiuje;

2) Žemės sukimasis aplink Saulę;

3) tinkami dangaus kūnų judesiai.

Sudėtingas regimasis planetų judėjimas dangaus sferoje atsiranda dėl Saulės sistemos planetų apsisukimo aplink saulę. Pats žodis „planeta“ išvertus iš senovės graikų kalbos reiškia „klajojimas“ arba „valkata“.

Dangaus kūno trajektorija vadinama jos Orbita. Planetų greičiai jų orbitose mažėja, kai planetos nutolsta nuo Saulės. Planetos judėjimo pobūdis priklauso nuo to, kuriai grupei ji priklauso.

Todėl, atsižvelgiant į orbitą ir matomumo iš Žemės sąlygas, planetos skirstomos į vidinis(Merkurijus, Venera) ir išorės(Marsas, Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas, Plutonas), arba, atitinkamai, Žemės orbitos atžvilgiu – į apatinę ir viršutinę.

Išorinės planetos visada yra nukreiptos į Žemę saulės apšviesta puse. Vidinės planetos keičia savo fazes kaip mėnulis. Didžiausias planetos kampinis atstumas nuo Saulės vadinamas pailgėjimas . Didžiausias Merkurijaus pailgėjimas yra 28°, Veneros – 48°. Visų Saulės sistemos planetų (išskyrus Plutoną) orbitų plokštumos yra netoli ekliptikos plokštumos, nukrypdamos nuo jos: Merkurijus 7º, Venera 3,5º; kiti turi dar mažesnį nuolydį.

Rytiniame pailgėjime vidinė planeta matoma vakaruose, vakaro aušros spinduliuose, netrukus po saulėlydžio. Esant vakariniam pailgėjimui, vidinė planeta matoma rytuose, aušros spinduliuose, prieš pat saulėtekį. Išorinės planetos gali būti bet kokiu kampiniu atstumu nuo Saulės.

Merkurijaus ir Veneros fazių kampas svyruoja nuo 0° iki 180°, todėl Merkurijaus ir Veneros fazes keičia taip pat, kaip ir Mėnulis. Netoli prastesnės jungties abi planetos turi savo didžiausias kampiniai matmenys, bet jie atrodo kaip siauri pjautuvai. Faziniu kampu ψ = 90°, pusė planetų disko apšviesta, fazė Φ = 0,5. Esant aukštesnei konjunkcijai, žemutinės planetos yra visiškai apšviestos, tačiau prastai matomos iš Žemės, nes yra už Saulės.

Taigi, stebint iš Žemės, planetų judėjimas aplink Saulę taip pat yra susijęs su Žemės judėjimu jos orbitoje, planetos juda dangumi iš rytų į vakarus (tiesioginis judėjimas), tada iš vakarų į rytus ( atvirkštinis judėjimas). Krypties pasikeitimo momentas vadinamas stovint . Jei įtrauksite šį kelią į žemėlapį, gausite kilpa . Kilpos dydis yra mažesnis nei didesnis atstumas tarp planetos ir žemės. Planetos apibūdina kilpas, o ne tik juda pirmyn ir atgal viena linija, vien dėl to, kad jų orbitų plokštumos nesutampa su ekliptikos plokštuma. Toks sudėtingas į kilpą panašus personažas pirmą kartą buvo pastebėtas ir aprašytas tariamo Veneros judėjimo pavyzdžiu (1 pav.).

1 paveikslas – „Veneros kilpa“.

Žinomas faktas, kad tam tikrų planetų judėjimą iš Žemės galima stebėti tik griežtai nustatytu metų laiku, tai lemia jų padėtis laikui bėgant žvaigždėtame danguje.

Būdingi abipusiai planetų išsidėstymai Saulės ir Žemės atžvilgiu vadinami planetų konfigūracijomis. Vidinės ir išorinės planetų konfigūracijos skiriasi: apatinėms planetoms tai konjunkcijos ir pailgėjimai (didžiausias planetos orbitos kampinis nuokrypis nuo Saulės orbitos), viršutinėms planetoms tai kvadratūros, jungtys ir opozicijos.

Pakalbėkime konkrečiau apie kiekvieną iš konfigūracijų tipų: konfigūracijos, kuriose vidinė planeta, Žemė ir Saulė išsirikiuoja į vieną eilutę, vadinamos konjunkcijomis (2 pav.).

Ryžiai. 2. Planetos konfigūracijos:
Žemė aukščiausioje jungtyje su Merkurijumi
prastesnėje jungtyje su Venera ir opozicijoje Marsui

Jei A yra Žemė, B yra vidinė planeta, C yra Saulė, dangaus reiškinys vadinamas apatinė jungtis. „Idealioje“ žemesnėje jungtyje Merkurijus arba Venera pereina per Saulės diską.

Jei A yra Žemė, B yra Saulė, C yra Merkurijus arba Venera, reiškinys vadinamas viršutinė jungtis. „Idealiu“ atveju planetą dengia Saulė, kurios, žinoma, negalima stebėti dėl nepalyginamo šviestuvų ryškumo skirtumo.

Žemė-Mėnulis-Saulė sistemai jaunatis būna apatinėje konjunkcijoje, o pilnatis - viršutinėje konjunkcijoje.

Ribinis kampas tarp Žemės, Saulės ir vidinės planetos vadinamas didžiausias pašalinimas arba pailgėjimas ir yra lygus: Merkurijui - nuo 17њ30 "iki 27њ45"; Venerai - iki 48º. Vidines planetas galima stebėti tik šalia Saulės ir tik ryte arba vakare, prieš saulėtekį arba iškart po saulėlydžio. Merkurijaus matomumas neviršija valandos, Veneros – 4 valandos (3 pav.).

Ryžiai. 3. Planetų pailgėjimas

Konfigūracija, kurioje išsirikiuoja Saulė, Žemė ir išorinė planeta, vadinama (2 pav.):

1) jei A yra Saulė, B yra Žemė, C yra išorinė planeta – opozicija;

2) jei A yra Žemė, B yra Saulė, C yra išorinė planeta – pagal planetos jungtį su Saule.

Konfigūracija, kurioje Žemė, Saulė ir planeta (Mėnulis) sudaro stačiakampį trikampį erdvėje, vadinama kvadratine: rytinė, kai planeta yra 90º į rytus nuo Saulės ir vakarinė, kai planeta yra 90º į vakarus nuo Saulės.

Vidinių planetų judėjimas dangaus sferoje yra sumažintas iki jų periodinio atsiskyrimo nuo Saulės išilgai ekliptikos arba į rytus, arba į vakarus dėl kampinio pailgėjimo atstumo.

Išorinių planetų judėjimas dangaus sferoje yra sudėtingesnis, panašus į kilpą. Regimo planetos judėjimo greitis yra netolygus, nes jo vertę lemia Žemės ir išorinės planetos savų greičių vektorinė suma. Planetos kilpos forma ir dydis priklauso nuo planetos greičio Žemės atžvilgiu ir planetos orbitos polinkio į ekliptiką.

Dabar pristatome konkrečių fizinių dydžių, apibūdinančių planetų judėjimą, sampratą ir leidžiame atlikti kai kuriuos skaičiavimus: Planetos sideralinis (žvaigždinis) apsisukimo laikotarpis yra laiko intervalas T, per kurį planeta padaro vieną pilną apsisukimą aplink Saulė žvaigždžių atžvilgiu.

Sinodinis planetos apsisukimo periodas yra laiko intervalas S tarp dviejų nuoseklių to paties pavadinimo konfigūracijų.

Žemesnėms (vidinėms) planetoms:

Viršutinėms (išorinėms) planetoms:

Saulės sistemos planetų vidutinės saulės paros s trukmė priklauso nuo jų sukimosi aplink savo ašį t siderinio periodo, sukimosi krypties ir siderinio apsisukimo aplink Saulę periodo T.

Planetoms, kurios turi tiesioginę sukimosi kryptį aplink savo ašį (ta pati, kuria jos juda aplink Saulę):

Planetoms su priešinga sukimosi kryptimi (Venera, Uranas).

skaidrė 2

Saulės sistemos sudėtis

Planetos - 8 didelės planetos su palydovais ir žiedais: Merkurijus, Venera, Žemė (su Mėnuliu), Marsas (su Fobosu ir Deimosu), Jupiteris (su žiedu ir ne mažiau kaip 63 palydovais), Saturnas (su galingu žiedu ir mažiausiai 55 palydovai) – šios planetos matomos plika akimi; Uranas (atrastas 1781 m., su žiedu ir mažiausiai 29 palydovais), Neptūnas (atrastas 1846 m., su žiedu ir mažiausiai 13 palydovų). Nykštukinės planetos – Plutonas (atrastas 1930 m., jo palydovas Charonas – buvo planeta iki 2006 08 24), Cerera (pirmasis asteroidas, atrastas 1801 m.) ir Kuiperio juostos objektai: Eris (136199, atrastas 2003 m.) ir Sedna ( 90377, atrastas 2003 m.). Mažosios planetos – asteroidai = (pirmoji Cerera buvo atrasta 1801 m. – perkelta į nykštukinių planetų kategoriją), išsidėsčiusi daugiausia 4 juostose: pagrindinė – tarp Marso ir Jupiterio orbitų, Kuiperio juosta – už Neptūno orbitos. , Trojos arklys: Jupiterio ir Neptūno orbitoje. Matmenys mažesni nei 800 km. Žinoma beveik 300 000. Kometos – maži kūnai iki 100 km skersmens, dulkių ir ledo konglomeratas, judantys labai pailgomis orbitomis. Oorto debesis (kometų rezervuaras) Saulės sistemos pakraštyje (3000 - 160000 AU). Meteorų kūnai – maži kūnai nuo smėlio grūdelių iki kelių metrų skersmens akmenų (susidaro iš kometų ir asteroidų trupinimo). Maži, patekę į žemės atmosferą, sudega, o tie, kurie pasiekia Žemę, yra meteoritai. Tarpplanetinės dulkės – iš kometų ir gniuždančių asteroidų. Tarpplanetinės dujos – iš Saulės ir planetų, labai retos. Elektromagnetinė spinduliuotė ir gravitacinės bangos.

skaidrė 3

Kilpinis planetų judėjimas

Daugiau nei 2000 metų prieš ŠV žmonės pastebėjo, kad kai kurios žvaigždės juda danguje – vėliau jas graikai vadino „klajojančiomis“ – planetomis. Dabartinis planetų pavadinimas pasiskolintas iš senovės romėnų. Paaiškėjo, kad planetos klaidžioja zodiako žvaigždynuose. Kadangi, stebint iš Žemės, planetų judėjimas aplink Saulę taip pat yra susijęs su Žemės judėjimu jos orbitoje, planetos juda žvaigždžių fone arba iš vakarų į rytus (tiesioginis judėjimas), arba iš iš rytų į vakarus (atvirkštinis judėjimas). Iki 1539 m. lenkų astronomas Nikolajus Kopernikas (1473-1543) sugebėjo paaiškinti šį judėjimą. Vidiniam, Venera Išoriniam, Marsui Planetos matomo judėjimo pobūdis priklauso nuo to, kuriai grupei ji priklauso.

skaidrė 4

Tariamas Marso judėjimas tarp žvaigždžių laikotarpiu nuo 2007-10-01 iki 2008-04-01 Venera ir Jupiteris vakaro aušros spinduliuose. Retas dangaus reiškinys: vakaro danguje susitinka penkios Saulės sistemos planetos (visa tai, ką galima pamatyti plika akimi!) Nuo 2002 m. gegužės 13 d. iki gegužės 16 d. šalia „klaidžiojančių šviesulių“ buvo jaunojo Mėnulio pusmėnulis.

skaidrė 5

Planetos konfigūracija

Apatinėje (vidinėje) jungtyje planeta yra tiesioginėje Saulės-Žemės pusėje. viršutinė yra planeta už Saulės (V2). apatinė – planeta priešais Saulę (V4). pailgėjimas yra kampinis planetos atstumas nuo saulės. aguonos: Merkurijus-28o, Venera-48o. rytai – planeta matoma rytuose prieš saulėtekį aušros spinduliuose (V1). vakarų - planeta matoma vakaruose vakaro aušros spinduliais po saulėlydžio (V3). Žemesniosios (vidinės) – planetos, kurių orbitos yra žemės orbitos viduje. Viršutinė (išorinė) – planetos, kurių orbitos yra už Žemės orbitos. Konfigūracija – būdinga santykinė planetos, Saulės ir Žemės padėtis. Viršutiniam (išoriniam) ryšiui planeta už Saulės, tiesėje Saulė-Žemė (M1). opozicija - planeta už Žemės nuo Saulės - geriausias laikas išorinių planetų stebėjimus, ją visiškai apšviečia Saulė (M3). kvadratūra – ketvirtadalis apskritimo vakarų – planeta stebima vakarinėje pusėje (M4). rytinė – stebima rytinėje pusėje (M2). Rūšys Išorinė planeta gali būti bet kokiu kampiniu atstumu nuo Saulės.

skaidrė 6

Vidinių planetų matomumo sąlygos Vidinės planetos geriausiai matomos didžiausiu atstumu nuo Saulės (pailgėjimu), kuris yra 28o Merkurijui ir 48o Venerai.

7 skaidrė

Planetų laikotarpiai

Kuriant heliocentrinę pasaulio sandaros sistemą, Nikolajus Kopernikas iki 1539 m. gavo formules (sinodinio laikotarpio lygtis) planetų apsisukimų laikotarpiams apskaičiuoti ir pirmą kartą jas apskaičiavo. Žemesnės (vidinės) planetos skrieja greičiau nei žemė, o viršutiniai (išoriniai) yra lėtesni. Sidereal (T – žvaigždžių) – laiko tarpas, per kurį planeta savo orbitoje žvaigždžių atžvilgiu visiškai apsisuka aplink Saulę Sinodinis (S) – laiko tarpas tarp dviejų iš eilės identiškų planetos konfigūracijų. vidiniam išoriniam

8 skaidrė

Zenite lūžis minimalus – didėja su polinkiu į horizontą iki 35" ir stipriai priklauso nuo atmosferos fizikinių savybių: sudėties, tankio, slėgio, temperatūros. Dėl lūžio tikrasis dangaus kūnų aukštis visada yra mažesnis nei tariamasis aukštis. Šviestuvų forma ir kampiniai matmenys yra iškraipyti: saulėtekio ir saulėlydžio metu, šalia horizonto, Saulės ir Mėnulio diskai „išsiploja“, nes apatinis disko kraštas pakyla lūžus stipriau nei viršutinė.Žvaigždžių šviesos spindulių lūžimas skirtingo tankio atmosferos sluoksniuose (srautuose) sukelia žvaigždžių mirksėjimą – netolygų jų ryškumo sustiprėjimą ir susilpnėjimą, lydimą spalvos pasikeitimų Astronominė lūžis – šviesos spindulių lūžio (kreivumo) reiškinys, kai einanti per atmosferą, kurią sukelia atmosferos optinis nehomogeniškumas.Lūžimas keičia šviestuvų zenitinį atstumą (aukštį), "iškeldamas" šviesuolių vaizdus aukščiau jų tikrosios padėties.

Peržiūrėkite visas skaidres