Zostań słońcem, Ziemią lub księżycem!
(1)
Miejsce Ziemi we Wszechświecie już od zarania ludzkości zajmowało umysły ludzkie. Początkowo przypisywano naszej planecie centralne położenie i szczególną rolę wynikającą chociażby z istnienia na niej cywilizacji. W II wieku naszej ery Klaudiusz Ptolemeusz z Aleksandrii uporządkował dostępną wiedzę astronomiczną i opracował podstawowe założenia systemu geocentrycznego, który praktycznie w niezmienionej formie obowiązywał przez następne półtora tysiąca lat. W centrum układu umieści Ziemię, wokół której krążyły po kołowych orbitach Księżyc, Merkury, Wenus, Słońce, Mars, Jowisz i Saturn. W średniowieczu nadal obowiązywała teoria geocentryczna, ale coraz precyzyjniejsze obserwacje ruchów planet i pozornych przemieszczeń gwiazd nie dawały się ująć w ramy tej koncepcji. Dostrzegł to między innymi Kopernik i wytłumaczenia tej niezgodności szukał w innym układzie ciał niebieskich. Doszedł on do wniosku, że Ziemia oraz inne planety muszą obiegać Słońce po kołowych orbitach. Obserwowane ruchy planet i Słońca pozwoliły mu także wysnuć wniosek, że Ziemia musi się obracać wokół własnej osi. Teoria heliocentryczna była sprzeczna z nauką Kościoła, co długo powstrzymywało Kopernika przed ogłoszeniem swoich odkryć.
WSZECHŚWIAT obejmuje wszystko co istnieje, czyli ciała niebieskie, przestrzeń pomiędzy nimi, wszystkie formy energii oraz istoty zamieszkujące zarówno Ziemię, jak i -być może- inne rejony kosmosu. Od około 15-20 mld lat Wszechświat rozszerza się. W świetle przyjmowanych dziś teorii, proces rozszerzania został zapoczątkowany przez tzw. Wielki wybuch. Skutkiem jest ciągły wzrost rozmiarów Wszechświata i jednoczesny spadek jego gęstości i temperatury. W skład Wszechświata wchodzą miliony galaktyk, czyli rozległych grup gwiazd. Niektóre z nich oddalone są od nas nawet o 10 mld lat świetlnych. Może raczej powinniśmy twierdzić, że były one oddalone w momencie, kiedy wyemitowały światło lub inny rodzaj promieniowania, który w tej chwili dociera do Ziemi.
GALAKTYKĘ, w której znajduje się Słońce wraz z planetami nazywamy naszą Galaktyką lub potocznie Drogą Mleczną. Nasza galaktyka ma kształt płaskiej i rozciągniętej spirali z dwoma ramionami, a jej ogólny zarys zbliżony jest do dysku. Słońce położone jest w jednym z tych ramion, w strefie peryferyjnej Galaktyki, odległości około 30 tysięcy lat świetlnych od centrum. Średnica spirali wynosi około 100 tysięcy lat świetlnych. Galaktyka wraz z Układem Słonecznym wiruje wokół swojego środka.
UKŁAD SŁONECZNY stanowi zespół ciał niebieskich złożony z gwiazdy(Słońce) i związanych z nią siłami grawitacji: planet, księżyców, planetoid, komet, meteoroidów oraz materii międzyplanetarnej. Planety obiegają po eliptycznych(prawie kolistych) drogach, zwanych orbitami, centralnie położone Słońce i świecą jego odbitym światłem. Orbity większości planet, ich księżyców oraz planetoid leżą prawie w jednej płaszczyźnie. Planety znacznie różnią się wielkością, budową wewnętrzną, składem chemicznym, prędkością i charakterem ruchu, temperaturą, liczbą księżyców. Cechy te pozwalają wyróżnić dwie grupy planet, tj. planety grupy ziemskiej(Merkury, Wenus, Ziemia, Mars) i planety olbrzymy (Jowisz, Saturn, Uran, Neptun).
SŁOŃCE
Wiadomości ogólne
Jest niewielką gwiazdą, czyli ciałem niebieskim , świecącym własnym światłem. Energia, zapewniająca wysoką temperaturę i emisję promieniowania przez gwiazdy, powstaje dzięki procesom termojądrowym, zachodzącym w ich wnętrzu. Ziemia znajduje się najbliżej Słońca 2 stycznia (peryhelium) a najdalej 3 lipca (aphelium).
Podstawowe parametry Słońca, określające jego miejsce pośród innych gwiazd (masa, promień i jasność), można wyznaczyć za pomocą bezpośrednich pomiarów a następnie wykorzystując III prawo Keplera (Drugie potęgi okresów obiegu planet wokół Słońca (T1, T2) są wprost proporcjonalne do trzecich potęg wielkich półosi (a1, a2) ich orbit: T12:a13 T22:a23.)
Masa i rozmiary Słońca
Prawie cała masa Układu Słonecznego(99.87%- to jest 1,99 *1030 kg) skupiona jest w centrum układu tj. w Słońcu. Słońce ma kształt kuli o średnicy 109 razy większej niż średnica Ziemi, o 1300000 razy większej objętości, wirującej wokół własnej osi.
Temperatura powierzchni Słońca i w jego środku(wyznaczane za pomocą specjalnych kalorymetrów).
Słońce rozgrzane jest na powierzchni( o d= 1,4 g/cm3) do temperatury około 6 tysięcy stopni C(K). We wnętrzu Słońca( o d = 150 g/ cm3 )panuje temperatura od kilku do kilkunastu milionów stopni C(K), pozwalająca na syntezę jąder helu z jąder wodoru. Przy obliczaniu tych wartości uczeni wykorzystali tzw. Stałą słoneczną ( s=1,36 * 103 J/m2*s). Za jej pomocą można obliczyć ilość energii emitowanej przez 1m2 powierzchni Słońca przyjmując że Słońce zachowuje się jak ciało doskonale czarne.
Nagromadzone zapasy wodoru w Słońcu wyczerpią się za około 5 mld lat. Wówczas Słońce zacznie się rozrastać i stopniowo przekształci się w kolejne stadium rozwoju gwiazd - czerwonego olbrzyma, który swoimi zewnętrznymi warstwami obejmie nie tylko Merkurego, sale także Wenus i Ziemię.
Budowa Słońca
Słońce jest olbrzymią kulą gazową składającą się w 70 % z wodoru, 28% z helu. Jest ono kulą gazu doskonałego. Emitowana energia i rozmiary Słońca pozostają stałe przez bardzo długi czas. Produkowana w jadrze (ok. 16mln K) Słońca energia jest przenoszona w postaci promieniowania ku jego powierzchni, ulegając w kolejnych warstwach Słońca absorpcji i ponownej emisji. W górnych warstwach wnętrza Słońca energia jest przenoszona w wyniku turbulentnych ruchów materii. Zewnętrzna warstwa Słońca -Atmosfera, składa się z fotosfery, będącej najgłębszą jej warstwą widoczną gołym okiem, chromosfery i warstwy przejściowej =korony słonecznej. Powierzchnia Słońca jest niespokojna i ziarnista, co nazywa się granulacją słoneczną
Zjawiska słoneczne.
W atmosferze Słońca obserwuje się szereg zjawisk o zmieniającym się okresowo (średniego z okresem ok 11,4lat) natężeniu. Całokształt tych zjawisk, na które składa się m.in. występowanie w fotosferze plam słonecznych i pochodni*, a w chromosferze rozbłysków i protuberancji*, oraz zmiany kształtu i wielkości korony, nosi nazwę słonecznej aktywności. Jej przyczyna są zmiany zachodzące w ogólnym polu magnetycznym Słońca. Aktywność słoneczna jest źródłem wielu zjawisk zachodzących w górnych warstwach Ziemi, jak zakłócenia pola geomagnetycznego, stanu jonosfery, występowanie zórz polarnych itp.; maja one wpływ na łączność radiowa na Ziemi.
Plamy słoneczne - obserwowane na tarczy Słońca obszary chłodniejsze i ciemniejsze w porównaniu z jasną fotosferą. Bardzo duże plamy można czasami zauważyć przy zachodzie Słońca. Plamy słoneczne są wynikiem stykania się prądów cyrkulacyjnych poruszających się w różnych kierunkach. Gdy zderzą się, co najmniej dwa prądy cyrkulacyjne poruszające się po powierzchni Słońca, powstaje zawirowanie, w którym zgodnie z prawami fizyki indukuje się pole magnetyczne i powstają w tym miejscu zaburzenia magnetyczne(plamę). Plamy Słoneczne to regiony chłodniejsze o 1000 - 2000 C od temperatury powierzchni Słońca (fotosfery), co powoduje, że w porównaniu z nią są ciemniejsze, przez co je zauważamy.
Protuberancje -Zdarza się, że plama wiruje dostatecznie szybko, że jej pole magnetyczne koncentrując się w osi wiru powoduje wystrzelenie zjonizowanej elektrostatycznie materii słonecznej (plazmy) daleko ponad powierzchnię Słońca - zjawisko zwane protuberancją słoneczną. Protuberancje powstają jedynie z plam lub innych zawirowań na oceanie słonecznym, w których kierunek (biegun pola magnetycznego) osiowego obrotu powoduje jej wypiętrzanie.
Rozbłyski -Innym zjawiskiem na oceanie słonecznym są widoczne wśród granuli jasne rozbłyski. Tworzą się one w podobny sposób jak protuberancje i często wybuchają z wnętrza plamy słonecznej. Rozbłyski powstają na skutek nieregularności pola magnetycznego, podczas takiego wybuchu uwalniana jest gigantyczna energia, wystrzelona jest z prędkością kilkuset kilometrów na sekundę w przestrzeń Układu Słonecznego.
Wiatr słoneczny – emitowane ze Słońca strumienie jonów tworzące wiatr słoneczny, stanowią swoiste przedłużenie atmosfery Słońca, sięgające być Mozę aż do krańców Układu Słonecznego.
Zorze polarne – tworzą się w jonosferze, która jest wynikiem wpływu aktywności Słońca na atmosferę Ziemi. Strumienie jonów promieniowania korpuskularnego w okolicach Ziemi oddziałują z ziemskim polem magnetycznym, dając efektowne zjawisko zórz polarnych
- Merkury, Wenus, Ziemia Mars - wewnętrzne planety Układu Słonecznego
- Jowisz, Saturn, Uran, Neptun – zewnętrzne planety Układu Słonecznego
Galaktyka – nazwa układu gwiazd i materii międzygwiazdowej, do którego należy Słońce wraz z Układem Słonecznym
Meteoryty – części materiałów spadające po przejściu przez atmosferę ziemską na powierzchnię Ziemi
Komety są to ciała niebieskie należące do Układu Słonecznego, poruszające się po wydłużonych elipsach.
Galaktyka jest zbiorem ponad 200 miliardów gwiazd – Droga mleczna
Planetoidy – skalne odłamki, które krążą wokół Słońca, pomiędzy orbitami Jowisza i Saturna
Orbita jest to droga po jakiej porusza się obiekt astronomiczny.
W przestrzeni kosmicznej odległość podajemy w latach świetlnych.
FAZY KSIĘŻYCA:
UKŁAD SŁONECZNY:
(2)
1.
2.
3.
4.
ZAĆMIENIE SŁOŃCA
ZAĆMIENIE KSIĘŻYCA
(3)
Wymiary promienia Ziemi:
Ziemia ma kształt elipsy a oto wymiary:
Średnica równikowa - 12 756 ,2 km
Średnica biegunowa - 12 713,6 km
Przecietna srednica - 12 742 km
Przeciętny obwód - 40 041,455 km
Powierzchnia - 510 072 000 km
Promień równikowy - 6 378 km
Wymiary promienia Księżyca:
Średnica 3 476 km
Powierzchnia 38 000 000 km2
Objętość 21,98 mld km2
Oblicz ile razy promień Ziemi jest większy od promienia Księżyca.
12 742 / 3 476 = 3,66
Promień Ziemi jest 3,66 razy więkrzy od promienia Księżyca.
Heliocentryczna teoria, heliocentryczny model układu planetarnego, wyobrażenie układu planetarnego, w którym Słońce zajmuje centralne miejsce, a planety wraz z Ziemią obiegają je po eliptycznych (w pierwotnym sformułowaniu - po kołowych) orbitach.
Model ten zastąpił wcześniejsze wyobrażenie (geocentryczny model układu planetarnego), w którym rolę centralnego ciała spełniała Ziemia. Koncepcja geocentryczna została sformułowana przez Eudoksosa z Knidosi udoskonalona przez K. Ptolemeusza. Pośredni model, w którym Ziemia jest ciałem centralnym, lecz nie jest nieruchoma, ponadto Wenus i Merkuryobiegają Słońce, opracował Herakleides z Pontu.
Pierwszy koncepcję heliocentryczną opracował Arystarch z Samos w III w. p.n.e., lecz została ona zapomniana. W czasach nowożytnych sformułował ją M. Kopernik (De revolutionibus orbium coelestium - O obrotach sfer niebieskich, opublikowano w 1543), a udoskonalił (wprowadzając orbity eliptyczne) J. Kepler.
