З найдавніших часів людство цікавили видимі рухи небесних тіл: Сонця, Місяця і зірок. Важко уявити собі розміри Всесвіту. Наша власна Сонячна система здається занадто великою, простягнувшись більш ніж на 4 трильйони миль від Сонця. А між тим Сонце - це лише одна сота мільярда від інших зірок, які складають галактику Чумацький Шлях.
Чумацький Шлях
Сама галактика являє собою величезне колесо, яке обертається, з газу, пилу і понад 200 мільярдів зірок. Між ними простягаються трильйони миль порожнього простору. Сонце закріпилося на околиці галактики, що за формою нагадує спіраль: зверху Чумацький Шлях виглядає як величезний обертовий ураган із зірок. У порівнянні з розмірами галактики Сонячна система надзвичайно мала. Якщо уявити, що Чумацький Шлях величиною з Європу, то Сонячна система буде не більше за розмірами, ніж грецький горіх.
Сонячна система
Сонце і його 9 планет - супутників розкидані в одному напрямку від центру галактики. Як планети здійснюють оберти навколо своїх зірок, так само і зірки поводяться навколо галактик.
Сонцю знадобиться близько 200 мільйонів років при швидкості 588000 миль на годину для того, щоб зробити повний оборот навколо цієї галактичної каруселі. Нічим особливим наше Сонце не відрізняється від інших зірок, крім того, що у нього є супутник, планета під назвою Земля, населена життям. Навколо Сонця по своїх орбітах обертаються планети і небесні тіла поменше, які називаються астероїдами.
Перші спостереження світил
Людина спостерігає видимі рухи небесних тіл і космічні явища вже як мінімум 10000 років. Вперше записи в літописах про небесні тіла з'явилися в стародавньому Єгипті і Шумері. Єгиптяни вміли розрізняти на небі три типи тіл: зірки, планети і "зірки з хвостами" ". Тоді ж були виявлені небесні тіла: Сатурн, Юпітер, Марс, Венера, Меркурій і, звичайно, Сонце, і Місяць. Видимі рухи небесних тіл - це споглядання з Землі пересування цих об'єктів щодо системи координат, незалежно від добового обертання. Справжній рух космічних тіл - рух їх у космічному просторі, що визначається діючими на ці тіла силами.
Видимі галактики
Дивлячись у нічне небо, можна побачити нашу найближчу сусідку - галактику Андромеду - у вигляді спіралі. Чумацький шлях, незважаючи на його розміри, лише одна зі 100 мільярдів галактик у космосі. Без використання телескопа можна побачити три галактики і частину нашої. Дві з них мають назви Велика і Мала Магелланова хмара. Вперше вони були побачені в південних водах 1519 року експедицією португальського дослідника Магеллана. Ці невеликі галактики роблять оберти навколо Чумацького шляху, тому є нашими найближчими космічними сусідами.
Третя видима з Землі галактика, Андромеда, віддалена від нас приблизно 2 мільйонами світлових років. Це означає, що зоряне світло Андромеди проходить мільйони років, щоб наблизитися до нашої Землі. Таким чином, ми споглядаємо цю галактику такою, якою вона була 2 мільйони років тому.
Крім цих трьох галактик вночі можна побачити частину Чумацького шляху, представленого безліччю зірок. На думку стародавніх греків, ця група зірок - молоко з грудей богині Гери, звідси і походить назва.
Видимі планети з Землі
Планети - це небесні тіла, що звертаються навколо Сонця. Коли ми спостерігаємо Венеру, що світиться в небі, то це відбувається від того, що вона освітлюється Сонцем і відбиває частину сонячного світла. Венера - це Вечірня зірка або Ранкова зірка. Люди називають її по-різному, тому що ввечері і вранці вона знаходиться в різних місцях.
Як планета Венера обертається навколо Сонця і змінює своє місцезнаходження. Протягом доби відбувається видимий рух небесних тел. Система небесних координат не тільки допомагає розібратися в розташуванні світил, але і дозволяє складати зоряні карти, орієнтуватися в нічному небі по сузір'ях і вивчати поведінку небесних об'єктів.
Закони руху планет
З "єднуючи воєдино спостереження і теорії про рух небесних тіл, люди вивели закономірності нашої галактики. Відкриття вчених допомогли розшифрувати видимі рухи небесних тел. Закони руху планет, відкриті Йоганном Кеплером, були одними з перших астрономічних законів.
Німецький математик і астроном став першовідкривачем цієї теми. Кеплер, вивчивши роботи Коперника, вирахував для орбіт найкращу форму, що роз'яснює видимі рухи небесних тіл - еліпс, і довів закономірності пересування планет, відомі в науковому світі як закони Кеплера. Два з них характеризують пересування планети по орбіті. Вони говорять:
- Будь-яка планета обертається по еліпсу. В одному з фокусів його присутнє Сонце.
- Кожна з них пересувається в площині, що проходить крізь середину Сонця, при цьому за однакові періоди радіус-вектор між Сонцем і планетою, окреслює рівновеликі площі.
Третій закон з'єднує орбітальні дані планет у межах системи.
Нижні та верхні планети
Вивчаючи видимі рухи небесних тіл, фізика підрозділяє їх на дві групи: нижні, куди належать Венера, Меркурій, і верхні - Сатурн, Марс, Юпітер, Нептун, Уран і Плутон. Пересування цих небесних тіл у сфері відбувається по-різному. У процесі спостережуваного переміщення нижніх планет у них відзначається зміна фаз як біля Місяця. При переміщенні верхніх планет можна помітити, що зміна фаз у них не відбувається, вони постійно звернені до людей своєю світлою стороною.
Земля, нарівні з Меркурієм, Венерою і Марсом, належить до групи так званих внутрішніх планет. Вони здійснюють оберти навколо Сонця внутрішніми орбітами, на відміну від великих планет, які обертаються зовнішніми орбітами. Наприклад, Меркурій, який у 20 разів менше Землі, обертається навколо Сонця по крайній внутрішній орбіті.
Комети і метеорити
Навколо Сонця вертяться, крім планет, ще мільярди крижаних брил, що складаються із замерзлого твердого газу, дрібного каменю і пилу, - комети, якими заповнена Сонячна система. Видимі рухи небесних тіл, представлені кометами, можна побачити тільки тоді, коли вони наближаються до Сонця. Тоді їх хвіст починає горіти і світиться в небі.
Найвідоміша з них - комета Галлея. Кожні 76 років вона сходить зі своєї орбіти і наближається до Сонця. У цей час її можна спостерігати з Землі. Ще в нічному небі можна споглядати метеорити у вигляді літаючих зірок - це згустки матерії, які рухаються по Всесвіту з величезною швидкістю. Коли вони потрапляють у поле тяжіння Землі, майже завжди згорають. Через надзвичайну швидкість і тертя з повітряною оболонкою Землі метеорити розколюються і розпадаються на дрібні частинки. Процес їх згоряння можна спостерігати в нічному небі у вигляді стрічки, що світиться.
Навчальна програма з астрономії описує видимі рухи небесних тел. 11 клас вже ознайомлений із закономірностями, за якими відбувається складний рух планет, зміною місячних фаз і законами затемнень.
