Jaké je místo Země ve vesmíru. Místo Země v galaxii a naši nejbližší hvězdní sousedé. Umístění sluneční soustavy v Mléčné dráze

Starověkým lidem se Země zdála obrovská. Nikomu se to ostatně nepodařilo obejít pěšky a ani se projet na koni. Proto starověcí filozofové, kteří přemýšleli o struktuře vesmíru, umístili Zemi do jeho středu. Všechna nebeská tělesa, jak věřili, se točí kolem Země.

V moderní svět, když je tu letectví a vesmírné lodě, tak se nikomu nezdá být pobuřující představa, že naše planeta vůbec není středem vesmíru.
Tato myšlenka však byla poprvé vyslovena ve 3. století před naším letopočtem. Aristarchos ze Samosu. Bohužel téměř všechna díla tohoto starověkého řeckého vědce se ztratila a známe je pouze v převyprávění jeho současníka Archiméda. Domněnka, že Země obíhá kolem Slunce (a ne Slunce kolem Země), je proto obvykle spojována se jménem polského astronoma Mikuláše Koperníka, který žil v 15.–16. Koperník uspořádal jemu známé planety Sluneční Soustava asi takto: Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter a Saturn se točí kolem Slunce a Měsíc se točí kolem Země. Ale dále za Saturn umístil Koperník „kouli stálic“ – jakousi zeď obklopující vesmír. Ale Copernicus nemohl tušit, co za tím bylo - neměl k tomu dostatek dat. Koperníka bychom neměli obviňovat z krátkozrakosti, protože dalekohled, který nám přiblížil vzdálený vesmír, poprvé použil Galileo až o sto let později.

Starověký řecký vědec Ptolemaios vyvinul model vesmíru, ve kterém byla Země středem vesmíru a zbytek nebeských těles se otáčel kolem ní.

Moderní věda ví, že naše Slunce je jednou z nesčetných hvězd ve vesmíru, není největší, není nejjasnější, není nejžhavější, navíc se Slunce nachází daleko od středu naší Galaxie - obří kupy hvězd, která zahrnuje Slunce. A v tomhle máme štěstí. Vždyť jinak by na Zemi dopadaly takové proudy kosmického záření, že by na ní sotva vznikal život. Kolem Slunce obíhá 9 velkých planet, malé planetky - asteroidy, komety a velmi malé "oblázky" - meteoroidy. To vše dohromady tvoří sluneční soustavu.

Podle moderní nápady, 9 velkých planet obíhá kolem Slunce. 4 nejblíže Slunci jsou malé a pevné. Dále leží pás malých planet (asteroidů) a za ním jsou obří planety, sestávající převážně z kapalin a plynů. Nejvzdálenější známá planeta ve sluneční soustavě, Pluto, je také nejmenší a nejchladnější.

Země je jednou z 9 planet. Ne největší, ale ne nejmenší, ne nejblíže Slunci, ale ani nejvzdálenější. Největší planetou je Jupiter. Jeho hmotnost je 318krát větší než hmotnost Země. Ale Jupiter nemá žádný pevný povrch, po kterém by se dalo chodit. Nejvzdálenější planeta od Slunce, Pluto, je téměř 40krát dále od Slunce než Země. Jeho povrch je tvrdý, dalo by se po něm snadno chodit – Pluto je menší než Měsíc a slabě k sobě přitahuje. Je tam prostě zima: teplota je 200-240°C pod bodem mrazu vody. Za takových podmínek ztuhne nejen voda, ale i většina plynů. Ale na Venuši, našem nejbližším sousedovi, je teplota nad +450°C. Ukazuje se, že Země je zatím jedinou planetou ve Vesmíru vhodnou pro život.

Od Země ke Slunci je asi 150 milionů km. Je to hodně nebo málo? Porovnejme tuto vzdálenost s velikostmi Slunce a Země. Průměr Slunce je asi 100krát menší a průměr Země je 10 000krát menší. To znamená, že pokud Slunce znázorníme jako kruh o průměru 1 cm (velikost 1 rublové mince), budeme muset Zemi nakreslit ve vzdálenosti 1 m (na druhý konec velkého stolu ), a bude sotva znatelně přesný.

Rozsáhlá struktura vesmíru připomíná systém žil a vláken oddělených dutinami

Velkoškálová struktura vesmíru je kosmologický termín označující strukturu rozložení hmoty ve vesmíru v jeho největší velikosti.

Příklad nejjednodušší struktury v vesmír je planetární družicový systém. Kromě dvou planet nejblíže Slunci (Merkur a Venuše) mají všechny ostatní svůj vlastní satelit a ve většině případů ani jeden. Pokud Zemi doprovází pouze Měsíc, pak se kolem Jupiteru točí celé planety, i když některé z nich jsou docela malé. Planety sluneční soustavy však spolu se svými satelity obíhají kolem Slunce a tvoří tzv. planetární systém.

V důsledku pozorování astronomové zjistili, že většina ostatních hvězd je také součástí planetárních systémů. Zároveň samotná svítidla také často tvoří systémy a shluky, které se nazývají hvězdné. Podle dostupných údajů je převažující část hvězd , nebo s násobkem počtu svítidel. V tomto ohledu je naše Slunce považováno za atypické, protože nemá pár

Uvážíme-li cirkumsolární prostor ve větším měřítku, je zřejmé, že všechny hvězdokupy spolu se svými planetárními systémy tvoří hvězdný ostrov, tzv.

Historie studia struktury vesmíru

Myšlenku rozsáhlé struktury vesmíru poprvé napadl vynikající astronom William Herschel. Byl to on, kdo učinil takové objevy, jako je objev planety Uran a jejích dvou satelitů, dvou satelitů Saturnu, objev infračerveného záření a myšlenka sluneční soustavy ve vesmíru. Poté, co nezávisle zkonstruoval dalekohled a provedl pozorování, provedl objemové výpočty svítidel různé jasnosti v určitých oblastech oblohy a dospěl k závěru, že ve vesmíru existuje velké množství hvězdných ostrovů.

Později, na začátku dvacátého století, byl americký kosmolog Edwin Hubble schopen prokázat, že některé mlhoviny patří do jiných struktur než do Mléčné dráhy. To znamená, že bylo spolehlivě známo, že různé hvězdokupy existují i mimo naši galaxii. Výzkum v tomto směru brzy značně rozšířil naše chápání vesmíru. Ukázalo se, že kromě Mléčné dráhy jsou ve vesmíru desítky tisíc dalších galaxií. Ve snaze vytvořit nějakou zjednodušenou mapu viditelný vesmír Vědci narazili na pozoruhodný fakt, že galaxie ve vesmíru tvoří další struktury nepředstavitelných velikostí.

Postupem času vědci zjistili, že osamělé galaxie jsou ve vesmíru poměrně vzácným jevem. Naprostá většina galaxií tvoří velké kupy, které mohou mít různé tvary a zahrnují dvě galaxie nebo jich několik, až několik tisíc. Kromě obrovských hvězdných ostrovů tyto masivní hvězdné struktury zahrnují také nahromadění plynu zahřátého na vysoké teploty. Navzdory velmi nízké hustotě (tisíckrát menší než ve sluneční atmosféře) může hmotnost tohoto plynu výrazně převyšovat celkovou hmotnost všech hvězd v některých populacích galaxií.

Výsledky pozorování a výpočtů přivedly vědce k myšlence, že kupy galaxií mohou tvořit i jiné větší struktury. V návaznosti na to vyvstaly dvě zajímavé otázky: pokud je samotná galaxie, složitá struktura, součástí nějaké větší struktury, mohla by být tato struktura součástí něčeho ještě většího? A existuje nakonec nějaká hranice pro takovou hierarchickou strukturu, když je každý systém součástí jiného?

Kladnou odpověď na první otázku potvrzuje přítomnost superkup galaxií, které zase přerůstají galaktická vlákna, nebo jak se jim jinak říká „stěny“. Jejich tloušťka je v průměru asi 10 milionů světla. let a délka je 160 - 260 milionů světelných let. Při zodpovězení druhé otázky je však třeba poznamenat, že nadkupy galaxií nejsou nějakou izolovanou strukturou, ale pouze hustšími úseky galaktických stěn. Proto jsou dnes vědci přesvědčeni, že jsou to galaktická vlákna (stěny), největší kosmické struktury, kombinované s dutinami (prázdným prostorem bez hvězdokup), které tvoří vláknitou nebo buněčnou strukturu vesmíru.

Poloha Země ve vesmíru

Poněkud odbočíme od tématu a naznačme polohu naší planety v tak složité struktuře:

Planetární soustava: Sluneční
Místní mezihvězdný mrak
Galaktické rameno Orionu
Galaxie: Mléčná dráha
Shluk galaxií:
Nadkupa galaxií: Místní nadkupa (Panna)
Nadkupa galaxií: Laniakea
Stěna: Pisces-Cetus Supercluster Complex

Moderní výsledky výzkumu tvrdí, že vesmír se skládá z nejméně 200 miliard galaxií. Galaktické stěny jsou ze své podstaty relativně ploché a tvoří stěny „buněk“ Vesmíru a místa jejich průsečíků tvoří nadkupy galaxií. Ve středu těchto buněk jsou dutiny (anglicky void - prázdnota).

Analýza vytvořená vědci trojrozměrný model Rozložení galaxií naznačuje, že buněčná struktura je pozorována ve vzdálenostech více než miliarda světelných let v jakémkoli směru. Tyto informace naznačují, že v měřítku několika stovek milionů světelných let bude mít jakýkoli fragment vesmíru téměř stejné množství hmoty. A to dokazuje, že na naznačených měřítcích je vesmír homogenní.

Důvody pro vznik rozsáhlé struktury Vesmíru

Navzdory přítomnosti tak rozsáhlých struktur, jako jsou galaktické stěny a vlákna, jsou kupy galaxií stále považovány za největší stabilní struktury. Faktem je, že známá expanze Vesmíru postupně natahuje strukturu jakýchkoli objektů a s touto silou může bojovat pouze gravitace. V důsledku pozorování kup a superkup byl objeven takový ohromující efekt jako „ “. To znamená, že paprsky procházející mezihvězdným prostorem jsou ohnuty, což naznačuje přítomnost obrovské neviditelné skryté hmoty v něm. Může patřit k různým nepozorovatelným vesmírným tělesům, ale v takovém měřítku s největší pravděpodobností patří

Einsteinův kříž - gravitační čočkový Quasar

Na základě téměř homogenního jsou vědci přesvědčeni, že hmota ve Vesmíru by měla být distribuována rovnoměrně. Ale zvláštností gravitace je, že má tendenci vtahovat jakékoli fyzické částice do hustých struktur, čímž narušuje homogenitu. Nějakou dobu po Velkém třesku se tak drobné nehomogenity v rozložení hmoty ve vesmíru začaly stále více koncentrovat do určitých struktur. Jejich rostoucí gravitace (v důsledku nárůstu hmotnosti na objem) postupně zpomalovala expanzi, až ji zcela zastavila. Navíc v některých částech expanze přešla v kompresi, což se stalo důvodem vzniku galaxií a kup galaxií.

Tento model byl testován pomocí počítačových výpočtů. Vezmeme-li v úvahu velmi nevýznamné fluktuace (oscilace, odchylky) v homogenitě záření kosmického mikrovlnného pozadí, počítač vypočítal, že stejné malé fluktuace po Velkém třesku s pomocí gravitace mohly dobře vést ke vzniku kup galaxií a buněčného rozsáhlá struktura vesmíru.

Země jako planeta Místo Země ve Vesmíru Země je součástí Vesmíru, zažívá silný kosmický vliv. Vesmír je celý svět, neomezený v čase a prostoru, který se skládá z mnoha vesmírných těles tvořících systémy různé složitosti – od obřích galaxií, včetně miliard hvězd, až po planety se satelity. Sluneční soustava se nachází v jedné z mnoha miliard galaxií – naší Galaxii. Galaxie zahrnuje více než 100 miliard hvězd, mezihvězdnou hmotu a difúzní mlhoviny. Vlastní všechny hvězdy, které pozorujeme.

Naše Galaxie je silně zploštělá a na okraji by měla být viditelná ve tvaru bikonvexní čočky se spirálovitými větvemi vybíhajícími ze středu. V rovině největšího rozšíření a rotace* jsou galaxie přeplněné maximální částka hvězdy, které jsou díky své vzdálenosti jednotlivě nerozlišitelné a splývají na obloze do světelného pásu zvaného Mléčná dráha. Stáří Galaxie se odhaduje na přibližně 12 miliard let. Naše oko rozlišuje ostatní galaxie na hvězdné obloze v podobě světelných, mlžných skvrn – mlhovin. Kromě galaktických mlhovin jsou na hvězdné obloze vidět i další mlhoviny – nahromadění svítícího plynu nebo prachu. Prachové mlhoviny září z odraženého světla blízkých velkých hvězd. * Galaxie provede úplnou revoluci za ≈ 200 milionů let (galaktický rok)

Nejbližší obří spirální hvězdný systém je nám mlhovina Andromeda. Typově a strukturou je podobná naší Galaxii, ale je 1,5krát větší a skládá se z desítek miliard hvězd. Tuto galaxii lze pozorovat pouhým okem ve středních zeměpisných šířkách na severní polokouli. V souhvězdí Andromedy je viditelný jako malý oválný slabě svítící oblak. Vidíme mlhovinu Andromeda, jaká byla před více než dvěma miliony let: tak dlouho k nám přichází paprsek světla z tohoto nejbližšího hvězdného systému. Galaxie v souhvězdí Andromedy

Asi 98 % kosmické hmoty je obsaženo ve hvězdách. Hvězdy jsou rozžhavené svítící rotující plynové (plazmové) koule. Skládají se z vodíku a helia a liší se teplotou, velikostí, hmotností, hustotou, radiační silou, barvou, jasem, svítivostí atd. Světelné paprsky procházející atmosférou jsou oslabeny absorpcí, lámou se a mění barvu. Atmosféra není nikdy klidná, takže se nám nebeská tělesa jakoby míhají a na barevných fotografiích se ukazují jako různě barevné, které nezávisí na skutečném záření samotné hvězdy. Umístění hvězd ve vesmíru se mění extrémně pomalu, takže konfigurace souhvězdí je relativně stabilní. Po tisíce let nebyla relativní poloha hvězd téměř narušena a na obloze je lze snadno najít pomocí hvězdných map, které zobrazují 88 souhvězdí (rozhodnutím Valného shromáždění Mezinárodní astronomické unie konaného v Římě v roce 1922 ).

Mapa hvězdné oblohy Uprostřed je severní pól světa. Na nebeské souřadnicové mřížce jsou nakresleny hlavní čáry: nebeský rovník, nebeské poledníky, denní rovnoběžky, ekliptika, podle kterých jsou určeny souřadnice svítidel - deklinace a rektascenze hvězd a Slunce

a(alfa) – rektascenzi svítidla: oblouk nebeského rovníku, který se měří od bodu jarní rovnodennosti (- gama) ke kružnici deklinace svítidla (RM) ve směru opačném k rotaci nebeské sféry; (delta) – deklinace svítidla: oblouk kruhu deklinace od rovníku k svítidlu

Orientačním bodem hvězdné oblohy severní polokoule je Polárka, nejbližší jasné svítidlo k severnímu pólu světa. Jeho průměr je 120krát větší než průměr Slunce. Je to dvojhvězda se společníkem o něco větším než Slunce. Pulsuje, mění svůj objem a lesk. Polárka v naší době je blízko severního pólu světa. Jeho deklinace je 89 17΄. V letectví, navigaci a kosmonautice se poloha a kurz letadla, lodi nebo kosmické lodi určuje pomocí tzv. navigačních hvězd. Jejich poloha na obloze byla určena mimořádně přesně a byly sestaveny tabulky jejich nadmořských výšek a azimutů. Z více než 6000 hvězd viditelných pouhým okem je takových hvězd pouze 26. Na severní polokouli jsou to Polar Star Arcturus, Vega, Capella atd., na jižní polokouli Canopus, Páv, Mimosa atd. V jižní polokouli, navigační souhvězdí je Jižní kříž. Jeho dlouhá příčka téměř přesně ukazuje na jižní pól světa - sotva viditelnou hvězdu Sigma (σ) v souhvězdí Oktant, jejíž deklinace je 89 34΄. Navigátoři, kteří dláždí cestu lodím, znají všechny navigační hvězdy nazpaměť.

V naší době je severní strana obzoru určena Polární hvězdou, stejně jako na severní polokouli zeměpisná šířka místa, která se přibližně rovná výšce nebeského pólu nad obzorem. Zvláštní role naváděcí Polárky je stále dočasná. Díky velmi pomalému kuželovitému pohybu zemské osy (úplná revoluce za ≈ 26 000 let) se severní pól světa neustále toulá mezi hvězdami. Asi před 3 tisíci lety byla hvězda nejblíže k pólu Kohab (z arabštiny - „Hvězda severu“) ve stejném souhvězdí Malé medvědice. Za 13 tisíc let bude místo Polárky nahrazeno hvězdou Vega v souhvězdí Lyry. Vzdálenost od Země k Polárce je taková, že paprsek světla, který ji opouští, dosáhne naší planety po 472 letech. To znamená, že vidíme Polárku tak, jak byla krátce poté obeplutí Magellan. Jestli se jí teď něco stane, dozvíme se to za 472 let. Možná už neexistuje, ale na našem nebi stále září.

Polárku lze na obloze snadno najít pomocí známého souhvězdí Velké medvědice. Přes dvě nejvzdálenější hvězdy v jeho kbelíku musíte nakreslit přímku vzhůru, na které musíte označit pětinásobek vzdálenosti mezi těmito hvězdami. Takto nalezneme naběračku Ursa Minor a ocitneme se na nejvzdálenější hvězdě rukojeti její malé naběračky. Tohle je Polárka.

Jednou z hvězd naší Galaxie je Slunce. Jedná se o hvězdu patřící do skupiny žlutých trpaslíků. Její průměr je 1 391 980 km, hmotnost 1,989 x 1030 kg (99,87 % celkové hmotnosti celé Sluneční soustavy), siderická (hvězdná) perioda osové rotace (sluneční den) na rovníku je 25,38 pozemských dnů, na pólech ≈ 20 dní, povrchová teplota – 5 807 K, stáří – asi 5 miliard let. Slunce osvětluje a ohřívá Zemi, poskytuje energii pro procesy probíhající na jejím povrchu a podporuje „neuhasitelný oheň“ života. Jednou z mnoha podmínek existence života na naší planetě je skutečnost, že Slunce je relativně klidná hvězda, její záření nezaznamenává prudké výkyvy, i když v průměru po 11 letech jsou pozorovány periody „aktivního“ Slunce, střídající se s obdobími „tichého“ Slunce.

Lidé si již dlouho všimli, že změny na Slunci (vznik tzv. slunečních skvrn) ovlivňují přírodu a pohodu. Brilantní sovětský přírodovědec A.L.Čiževskij (1897 -1964) zasvětil svůj život studiu slunečních a pozemských souvislostí, který položil základy heliobiologie - nauky o vlivu Slunce na živé organismy. Napsal: „Lidé a všechna pozemská stvoření jsou skutečně „dětmi Slunce.“ Na základě experimentů a pozorování napsal na toto téma velké množství prací. Nejznámější z nich je „Pozemská ozvěna slunečních bouří“, napsaná zajímavým a srozumitelným způsobem pro široké spektrum čtenářů a obsahující obrovské množství faktografického materiálu, zobecnění, teoretických závěrů a praktických doporučení. Čiževskij je nazýván „Leonardem dvacátého století“, vysoce oceňuje šíři jeho vědeckého myšlení a přínos světové vědě. Krátce před jeho smrtí k němu byla pronesena nádherná slova: „. . . Moderní dialektika učí, že jakýkoli jev lze pochopit pouze ve spojení s okolním světem. Ve věku vesmíru musí věda stále hlouběji chápat mechanismy spojení mezi Sluncem a živou přírodou.“

Slunce je evoluční, dynamické a fyzické centrum Sluneční soustavy. Díky obrovské hmotnosti a silné gravitaci řídí pohyb planet a dalších těles systému, s výjimkou satelitů planet. Otáčejí se kolem svých planet, protože jejich přitažlivost je díky jejich blízkosti silnější než ta sluneční. Sluneční soustava je „rodina“ nebeských těles spojených silami vzájemné přitažlivosti. Jeho středem je hvězda zvaná Slunce. Sluneční soustava také nepochybně zahrnuje 8 klasických planet (Merkur, Venuše, Země, Mars (planety pozemská skupina), Jupiter, Saturn, Uran, Neptun (obří planety), satelity planet (je jich více než 60), malé planetky - asteroidy (přes 5 tisíc), stovky komet a mnoho meteoroidů. Donedávna byla za hranici Sluneční soustavy považována oběžná dráha Pluta, „nejextrémnější“ v systému (5,9 miliardy km nebo 39,5 AU).

1. astronomická jednotka se rovná průměrné vzdálenosti Země od Slunce - 149,6 mil. km 2. světelný rok se rovná vzdálenosti, kterou urazí světlo ve vakuu, aniž by bylo ovlivněno gravitačními poli, za jeden juliánský rok 3. parsek - vzdálenost odpovídající převrácené hodnotě roční paralaxy (zdánlivý posun svítidel na nebeské sféře spojený s pohybem pozorovatele spolu se Zemí na oběžné dráze kolem Slunce); paralaxa 0,1 ״ odpovídá 10 parsekům (206265 AU nebo 30,857 x 10 000 000 km;

O statusu Pluta se však již delší dobu neustále debatuje: velikostí a vlastnostmi se více podobá satelitům planet, jeho dráha se tvarem i parametry liší od ostatních planet. Nedávno se Valné shromáždění divize III Mezinárodní astronomické unie (IAU) rozhodlo zbavit Pluto jeho statusu „plnohodnotné planety“ s odůvodněním, že jinak by muselo přidělit takový status několika dalším nebeským tělesům, která si to nezaslouží. méně než Pluto. To by rozvrátilo mnoho představ o sluneční soustavě. Je snazší snížit počet planet na objekt, než přidat několik nových. Podle toho se posouvá hranice sluneční soustavy.

Velký planetografický objev z konce dvacátého století – objev vnějšího pásu asteroidů za oběžnou dráhou Neptunu – významně změnil chápání Sluneční soustavy. Vstal Nový vzhled na struktuře planetárního systému, který se do té doby nezdál zcela harmonický, protože měl „podivnou“ planetu - Pluto. . . Pluto by tedy bylo „vyvržencem“ sluneční soustavy, kdyby minulé roky(od roku 1992) by nenašel důstojnou společnost: zcela nový třetí typ planetárního tělesa – ledové planety. . „Šokové pětileté období“ bylo období od roku 1999 do roku 2003, během kterého bylo objeveno ≈ 800 dosud neznámých těles. V důsledku toho se Pluto stalo pouze jedním z objektů vnějšího pásu asteroidů, takzvaného Kuiperova pásu. Nyní je známo asi 1000 asteroidů z tohoto pásu, přičemž deset největších má průměr přesahující 1000 km. Zde jsou názvy některých z nich: 2003 UB 313 (průměr 2800 km), Pluto (2390 km), 2005 FY 9 (1600 km) atd. Nejvzdálenějším objektem byla Sedna (1500 km), která je 90x vzdálenější od Slunce, než Země. Největší planetoida zatím nedostala jméno. Skupina amerických astronomů vedená Michaelem Brownem navrhla pojmenovat „obra asteroidů“ Persephone, jméno Plutovy manželky v řecké mytologii. Georgy Burba. Ledové satelity Slunce. J. Cesta kolem světa, 2006 č. 12

Planety se pomalu pohybují na pozadí zodiakálních souhvězdí, jak se Země pohybuje po své oběžné dráze. Během roku putují z jednoho souhvězdí do druhého, takže je lze vizuálně odlišit od hvězd. Planeta samotná dostala své jméno právě kvůli této vlastnosti (přeloženo z řeckého αstër ρlanëtës – putující hvězda). Pohyb planet na jejich drahách nastává ze západu na východ, ale zdánlivý pohyb po obloze nastává z východu na západ v důsledku rychlé axiální rotace Země. V důsledku kombinace ročního pohybu Země a planet na jejich drahách opisují všechny planety na pozadí hvězdné oblohy smyčky, které provádějí pohyb buď dopředu, nebo dozadu. Tento jev si všiml a správně vysvětlil N. Koperník. Skutečnost, že se planety jednoduše nepohybují tam a zpět, ale popisují smyčky, nastává proto, že roviny jejich drah se neshodují s rovinou oběžné dráhy Země.

Planety a jejich satelity (pokud jsou samozřejmě viditelné ze Země) se nám zdají, stejně jako hvězdy, jako více či méně jasné body. Září světlem odraženým od Slunce. Satelit Země, Měsíc, je však 10 000krát jasnější než nejjasnější hvězda na obloze Sirius, protože je k Zemi nezměrně blíže. Vzhledem k tomu, že pozice planet na obloze se neustále mění, nejsou zobrazeny na hvězdné mapě. K určení, kterou planetu pozorujeme, je nutné mít speciální informace, které se někdy umisťují do kalendářů. Existuje další způsob, jak odlišit planetu od hvězdy na obloze: musíte se na hvězdu podívat dalekohledem. Planeta je viditelná jako malý disk, hvězda jako jasný blikající bod. Lidé s bystrým zrakem mohou dosáhnout stejného efektu, když se na světlo dívají úzkým otvorem, jako je například volně sevřená pěst. Za jasné, tmavé noci, na pozadí hvězd, které se pomalu pohybují po obloze, aniž by měnily svou vzájemnou polohu, můžete pouhým okem vidět jasné, poměrně rychle se pohybující body - to jsou umělé družice Země. Nejjasnějším umělým objektem na oběžné dráze Země byl Sovět automatická stanice"Svět". Za 13 let své existence provedl 75 000 otáček kolem Země. Její "spláchnutí" dovnitř Tichý oceán došlo 2. března 1999.

Země má 6 nebeských bratrů (Merkur, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun) a jednu sestru - Venuši (bohyni lásky a krásy). Mají mnoho společných rysů, které vznikly v procesu podobného formování a dalšího vývoje. Všechny planety sluneční soustavy mají kulovitý tvar. Všechny se točí kolem Slunce ve stejném směru – proti směru hodinových ručiček pro pozorovatele při pohledu ze severního pólu. Tento směr se obvykle nazývá přímý. Téměř všechny satelity planet se pohybují stejným směrem. Axiální rotace většiny planet probíhá ve stejném směru. Výjimkou jsou Venuše a Uran, který se rovněž otáčí jakoby „vleže“: jeho osa leží téměř v rovině oběžné dráhy. Dráhy planet jsou elipsy blízko kruhu, s výjimkou Merkuru. Planety se kvůli tomu k sobě nepřibližují a jejich gravitační interakce je malá. Dráhy všech planet jsou přibližně ve stejné rovině, blízko roviny slunečního rovníku. Mezery mezi oběžnými drahami planet se přirozeně zvětšují se vzdáleností od Slunce: každá další planeta je 2x dále od Slunce než předchozí (tzv. zákon planetárních vzdáleností). Všechny planety a jejich satelity mají skořápkovou strukturu, to znamená, že se skládají ze soustředných koulí, které se liší složením a strukturou hmoty. Všechny se pohybují na pozadí souhvězdí. Všechny planety se odrážejí sluneční světlo. Všechny planety jsou rozděleny do dvou skupin: malé jako Země a obři jako Jupiter. Tyto rozdíly jsou do značné míry způsobeny různými vzdálenostmi od Slunce, což ovlivnilo jak jejich fyzikálně-chemické vlastnosti, tak dynamické vlastnosti.

Každá planeta se může „chlubit“ nějakým druhem rekordu. Merkur je nejblíže Slunci, nejmenší a nejžhavější, téměř bez atmosféry, s nejvyšší oběžnou rychlostí (≈48 km/s) a nejkratším rokem 0,24 pozemského roku. Venuše se nejpomaleji otáčí kolem své osy (≈ 243 dní) ve směru opačném k jejímu pohybu kolem Slunce. Země je dvojitá planeta Země-Měsíc a pouze na ní je život. Mars má nejvyšší hory (kužel sopky Olymp je vyšší než 25 km), Jupiter je největší co do hmotnosti a objemu a nejrychleji rotuje (9 hodin 55 m) s největší družicí (Ganymede). Saturn je nejplošší s velkou polární kompresí (1/10), má nejvelkolepější prstence a největší počet satelitů (podle posledních údajů - 22). Uran - se pohybuje na oběžné dráze „ležící na boku“, i mírně „vzhůru nohama“ (sklon rotační osy je 98). Neptun - má nejdelší dobu otáčení kolem Slunce, má přerušené prstence ve formě oblouků (oblouků). Mnoho planet má satelity. Největší satelit Jupitera ve sluneční soustavě je Ganymede (jeden z jeho 16 „měsíců“). Jeho poloměr je 2631 km (větší než Merkur a Pluto) a jeho hmotnost je více než dvakrát větší než hmotnost Měsíce. Nachází se ve vzdálenosti 1,07 milionu km od Jupiteru a má smíšené silikátovo-ledové složení. Z výšky je povrch Ganymedu pokryt vrstvou kamenného ledového prachu o tloušťce několika metrů. Na povrchu je mnoho meteoritových kráterů. Mezi velké satelity patří také Saturnův Titan (poloměr ≈ 2580 km); Callisto (≈ 2350 km), Io (≈ 1815 km), Evropa (≈ 1569 km) Jupiteru. Poslední tři satelity a Ganymede objevil G. Galileo.

Takto si autoři sci-fi, bratři Strugatští (jeden z nich je astronom), představují pohled na oblohu na jednom z Jupiterových satelitů. Příběh se odehrává ve vzdálené budoucnosti na vědecké stanici umístěné na jednom ze satelitů Jupiteru.“ . . Amalthea, pátý a nejbližší satelit Jupiteru, dokončí revoluci na své ose přibližně za třicet pět hodin. Navíc za dvanáct hodin udělá úplnou revoluci kolem Jupiteru. Proto se Jupiter každých třináct a půl hodiny plíží zpoza blízkého horizontu. Vycházející Jupiter je velmi krásný. Stačí vyjet výtahem předem do nejvyššího patra pod průhledným spektrolitovým uzávěrem. Obloha je černá a je na ní mnoho jasných, nemrkajících hvězd. Od záře hvězd leží na pláni nejasné odlesky a skalnatý hřeben se jeví jako hluboký černý stín na hvězdné obloze. Když se podíváte pozorně, můžete dokonce rozeznat obrysy jednotlivých zubatých vrcholů. Stává se, že tečkovaný srp Ganymeda nebo stříbrný kotouč Callisto, nebo obojí, visí nízko nad hřebenem, i když je to docela vzácné. Z vrcholků se pak po třpytivém ledu po celé pláni táhnou hladké šedé stíny. A když je Slunce kulatou skvrnou oslepujícího plamene nad obzorem, pláň zmodrá, stíny zčernají a je vidět každá trhlina v ledu. Uhelné skvrny na místě startu rakety vypadají jako obrovské, pokrytý ledem louže. To vyvolává hřejivé, polozapomenuté asociace a vy chcete běžet na pole a procházet se po tenké ledové krustě, abyste sledovali, jak to pod magnetickou botou křupe a po ní běží vrásky, podobné pěně v horkém mléce, jen tmavé. To vše je ale vidět nejen na Amalthea. Z nějakého důvodu se věří, že hnědá barva je ošklivá. To si myslí někdo, kdo nikdy neviděl hnědou záři přes půl oblohy a jasně červený kotouč na ní. Poté disk zmizí. Zůstal jen Jupiter, obrovský, hnědý, chundelatý, dlouho mu trvá, než se vynoří z obzoru, jako by se nafoukl a zabírá čtvrtinu oblohy. Šikmo ji křižují černé a zelené pruhy čpavkových mraků a občas se na ní objeví drobné bílé tečky a hned mizí – tak vypadají exosférické protuberance z Amalthea. . Režisér se naposledy podíval na hnědou, rozmazanou kopuli Jupiteru a řekl si, že by bylo hezké zachytit okamžik, kdy všechny čtyři velké satelity visí nad obzorem - načervenalé Io, Europa, Ganymede a Callisto a v prvním případě samotný Jupiter. čtvrtina je napůl oranžová, napůl hnědá. Pak si pomyslel, že nikdy neviděl západ slunce. To by mělo být také krásné: záře exosféry pomalu slábne a hvězdy jedna za druhou blikají na černajícím nebi jako diamantové jehly na sametu. Ale obvykle je čas vstupu výška pracovního dne.“ . . Arkady Strugatsky, Boris Strugatsky. Cesta do Amalthea.

Jediným přirozeným satelitem Země a dalším svítidlem na nebeské sféře je Měsíc (v řecké mytologii je bohyní Měsíce Selene). Nachází se pouhých 384 000 km od Země, jeho poloměr je pouze ≈ 4krát menší než zemský (1738 km) a jeho hmotnost je 81,5krát menší než hmotnost Země. Ve vztahu ke své planetě byl Měsíc donedávna považován za nejhmotnější satelit ve Sluneční soustavě, který má tedy nejvíce velký vliv na hlavní planetu. V roce 1978 byl objeven Plutův satelit Charon a nyní drží toto prvenství. Přestože je Pluto samo o sobě nyní považováno za trpasličí planetu, stále je to planeta s nejhmotnějším satelitem. Země a Měsíc jsou spojeny silnou vzájemnou přitažlivostí a rotují jako jeden celek kolem společného těžiště (barycentra) od západu na východ. Barycentrum se nachází uvnitř Země ve vzdálenosti 4750 km od jejího středu, což je 0,73 zemského poloměru. Země se často nazývá dvojitá planeta. Systém Země-Měsíc dokončí úplnou revoluci za 27,3 dne. Jedná se o tzv. siderický (z latinského sidus, gender sideris, tedy hvězdný) měsíc. Je to barycentrum, které se pohybuje po oběžné dráze kolem Slunce. Zemi a Měsíc lze nazvat dvojplanetou i z jiné pozice. Ze všech hypotéz o vzniku Měsíce považuje v současnosti mnoho selenologů za nejpřijatelnější model navržený ruským badatelem E. L. Ruskolem. Z oblaku předplanetárních těles obklopujících Slunce vyvinula teorii společného vzniku Země a Měsíce jako dvojplanety.

Měsíc dokončí úplnou revoluci kolem Země za 27,3 dne vzhledem ke hvězdám (jedná se o hvězdný, tj. hvězdný měsíc) s úhlovou rychlostí 13,2 za den. Za stejnou dobu provede jednu otáčku kolem své pomyslné osy se stejnou úhlovou rychlostí. Proto je Měsíc vždy obrácen k Zemi stejnou polokoulí. Ale nebylo tomu tak vždy. Před miliardami let byl Měsíc blíže Zemi a otáčel se kolem své osy rychleji, než obíhal kolem Země. Postupně se vlivem zemské gravitace rotace Měsíce zpomalovala, až se oba pohyby staly synchronními. Nyní však vidíme ≈59 % povrchu našeho satelitu v důsledku takzvané librace (zjevného kolísání) z řady důvodů. Za prvé, Měsíc se podle druhého Keplerova zákona po své eliptické dráze pohybuje nerovnoměrně – v blízkosti apogea (vzdálený bod) pomaleji než v blízkosti perigea (blízký bod) a „kouká“ do středu elipsy a Země je v jedno z jeho ohnisek. Proto se díváme za strany měsíčního disku, někdy ze západu, někdy z východu (optická librace podél zeměpisné délky). Za druhé, vzhledem k tomu, že oběžné roviny Země a Měsíce se neshodují (úhel mezi nimi je > 5) a osa rotace Měsíce je skloněna k rovině jeho oběžné dráhy o ≈ 83, dochází periodicky obrací se k nám buď jižní nebo severní stranou. V tomto případě se cirkumpolární oblasti mírně otevírají (optická librace v zeměpisné šířce). Díky letům k naší družici sovětských automatických meziplanetárních stanic „Luna“ se lidé ze Země mohli podívat na odvrácenou stranu Měsíce. Stanice Luna-9 (1966) vysílala na Zemi kruhové panorama měsíční krajiny a po úspěšném měkkém přistání na povrchu Měsíce potvrdila předpoklady o jeho poměrně pevné půdě a nepřítomnosti prachu. důležitá a spolehlivá okolnost v budoucnosti pro sovětské lunární vozítka a americké astronauty.

Pozoruhodným rysem povrchu nejen Měsíce, ale i všech terestrických planet jsou prstencové struktury. Takové struktury na Měsíci - krátery, jasně viditelné ze Země, mají různé velikosti: od malých (průměr menší než metr) po velké (průměr více než 200 km). Většina z nich má víceméně ploché dno a vyvýšené okraje a někdy je uprostřed vidět vyvýšenina podobná kopci. Krátery často tvoří dlouhé řetězce táhnoucí se stovky kilometrů. Lunární krátery mají dva původy. Některé z velkých kráterů jsou zjevně vulkanické, vzniklé v minulosti, když byly aktivní tektonické procesy na Měsíci. Je třeba vzít v úvahu, že vnitřní síly na Měsíci působily s větším účinkem než na Zemi díky tamní nižší (6násobné) gravitaci. Nyní je Měsíc tektonicky bez života, měsíční otřesy jsou vzácné a slabé. Většina kráterů je podle obecně přijímaného názoru selenologů (Selena je Měsíc) meteoritového původu, to znamená, že vznikly pádem velkých meteoritů, asteroidů a jader komet. Při absenci atmosféry zpomalující jejich pád mají velkou rázovou výbušnou sílu, v důsledku čehož vznikají hlavní velké krátery a vedlejší menší v jejich blízkosti by mohly vzniknout pádem kamenů rozptýlených po dopadu. .

Nedotčený reliéf Měsíce je jakoby „zakonzervován“, není zničen v důsledku absence atmosféry a hydrosféry, ani v důsledku působení „slunečního větru“ - korpuskulárních toků ( elementární částice, letící ze Slunce), které způsobují spékání povrchové vrstvy a její přeměnu v poměrně silnou houbovitou kůru (rigolit). To také inhibuje procesy svahových sesuvů. Na Zemi je primární kráterový reliéf značně zničen všemi svahovými a dalšími reliéfními procesy, a proto je zahalen, i když jej lze vysledovat jak v pohřbené formě, tak na povrchu planety. Na viditelné straně Měsíce je přibližně 300 000 kráterů o průměru větším než kilometr. Některé z nich mají jména: Koperník, Kepler, Tycho atd. Kromě kráterů na Měsíci existují rozlehlé tmavé, ploché oblasti - takzvaná „moře“, ale bez vody (Ocean of Storms, Sea of Deště atd.) a lehké horské oblasti - tzv. "kontinenty". Mnohá moře lemují dlouhá horská pásma pojmenovaná podle zemských hor – Alpy, Kavkaz, Pyreneje atd.

Asteroidy jsou malá tělesa Sluneční soustavy. Hlavní pás asteroidů leží mezi drahami Marsu a Jupiteru. Podle zákona planetárních vzdáleností astronomové v 18. stol. doufal, že zde najdeme planetu zemský typ a otevřel se začátek XIX PROTI. řada malých planet: Ceres (průměr 1003 km), Pallas, Juno atd. Nyní je známo asi 6000 asteroidů. Téměř všechny se pohybují v dopředném směru kolem Slunce rychlostí ≈ 20 km/s po eliptických drahách, přičemž většina jejich drah leží v rovině ekliptiky. Některé z nich protínají oběžnou dráhu Země. Asteroidy se liší velikostí. Asi 30 má průměr >200 km. Tvar je nepravidelný, mnohostranný, hranatý a vyhlazený četnými krátery. Složení je jiné. Přicházejí z kamene a kovu. Hlavním zdrojem meteoritů jsou asteroidy. V roce 1989 proletěl ve vzdálenosti ≈ 650 tisíc km od Země asteroid o velikosti ≈ 300 m. Začátkem června 2006 proletěl asteroid o délce až 900 m v nejbližší možné vzdálenosti od Země, o něco dále než Měsíc. Setkání s takovým „oblázkem“ by okamžitě změnilo klima a obecně veškerý život na Zemi. Pokud by spadla do oceánu, vznikly by desítky metrů vysoké vlny, které by spláchly mnohé přímořské země. Do atmosféry by se uvolnily miliardy tun vodní páry. . . Pokud by spadl na pevninu, do vzduchu by se dostalo obrovské množství prachu a kouře z výsledných požárů, což by způsobilo globální klimatickou aerosolovou katastrofu: rychlý, prudký a dlouhodobý pokles teploty na záporné hodnoty. Existuje předpoklad, že v oblasti spadne velký asteroid Mexický záliv Před ≈ 65 miliony let způsobilo smrt ≈ 95 % všech živých organismů na planetě, včetně dinosaurů. Poslední „zabijácký asteroid“ (2006) minul, nebezpečí na chvíli pominulo, ale očekává se návštěva dalšího „vesmírného teroristy“, takže astronomové pečlivě sledují trajektorie asteroidů. Ve stejnou dobu, Vědecký výzkum a vyvíjejí se metody ke zničení nebezpečných „návštěvníků“ na nejbližších místech k Zemi.

Komety (z řeckého κοmëtës – dlouhovlasý) jsou malá tělesa Sluneční soustavy s ještě menší hmotností než asteroidy. Jde o chladná tělesa, která začnou zářit až při přiblížení se ke Slunci. Dráhy komet jsou vysoce protáhlé elipsy nebo dokonce paraboly. Období revoluce kolem Slunce se velmi liší: od několika let po tisíce a dokonce miliony let. Pokud se kometa pohybuje v parabole, do sluneční soustavy se vůbec nevrací. Pohyb na oběžné dráze může být buď dopředu, nebo dozadu. Orbitální roviny leží ve velmi odlišných úhlech a tvoří skutečnou zamotanou kouli. Kometa má výraznou hlavu a ocas. Hlava se skládá z pevného jádra a plynného prostředí – kómatu. Jádro je ledový konglomerát sestávající z 80 % vody smíchané s různými plyny: oxid uhličitý, metan, čpavek, vodík a také kamenné a železné částice. V těchto vesmírných ledovcích s teplotou 250 -260 C se mohly stejně jako v lednici uchovat organické látky, snad první cihly, ze kterých se formoval život na Zemi.

Jádra komet jsou malá: od několika set metrů do několika kilometrů (například velikost slavné Halleyovy komety v roce 1986 byla 16 km x 8 km). Při přiblížení ke Slunci vlivem tepla led sublimuje a vzniká plynné prostředí – kóma. V důsledku odpudivého účinku lehkého tlaku a slunečního větru se z řídkých plynů a nejjemnějšího prachu („neviditelné nic“) objeví světelný ohon komety (někdy i více než jeden), který se řítí od komety ve směru naproti Slunci rychlostí 500 -1000 km/s. Ohony dosahují délky miliard kilometrů a září studeným luminiscenčním světlem. Jádro může každou sekundu ztratit 30-40 tun hmoty! Každé přiblížení komety ke Slunci je doprovázeno nenapravitelnou ztrátou hmoty. Proto je nakonec zásoba plynů a pevných částic vyčerpána, jádro je zničeno, částečně se rozpadá a tvoří „vesmírný odpad“, který může sloužit jako zdroj proudu meteorů a dokonce i meteorického roje. V lidské paměti se Země nesrazila s jádry komet (pouze s jejich fragmenty), ale opakovaně upadla do ohonů komet (v roce 1910 prošla ohonem Halleyovy komety). Pro lidi to nepředstavuje žádné nebezpečí: ocas sice obsahuje jedovaté plyny (metan, kyanogen), ale jsou velmi vzácné a jejich příměs v atmosféře je nepostřehnutelná.

Existuje předpoklad, že výbuch v roce 1908 v tajze v podkamennajské Tunguzské pánvi, kterému říkáme pád tunguzského meteoritu (nebyl tam žádný meteorit), byl ve skutečnosti výsledkem srážky Země s jádrem malá kometa Encke o průměru asi 30 m. Při pádu jádra se téměř vše vypařilo vlivem zahřívání v hustých vrstvách atmosféry a ve výšce 5-10 km došlo vlivem obrovského tlaku vzduchu k explozi. Bylo zaznamenáno silné zemětřesení, staletá tajga byla kosou kosou posekána na obrovské ploše (40 km x 50 km). V okruhu ≈ 30 km od centra exploze byly pokáceny stromy s vrcholky směřujícími ven. Jas, viditelný ze vzdálenosti 500 km, převyšoval záři Slunce a tisíce kilometrů od místa havárie bylo slyšet hromy. V okamžiku, kdy kometa vstoupila do zemské atmosféry (to se stalo ráno, když bylo Slunce ve východní polovině oblohy), západně od oblasti exploze po celou dobu Západní Sibiř a Evropy k Atlantiku byla na noční obloze zaznamenána neobvyklá záře. Možná to byl ohon komety. V následujících dnech byl v zemské atmosféře zaznamenán zvýšený obsah prachu. Zajímavá je historie komety Biela, pojmenované podle Čecha Biela (Bely), který ji objevil v roce 1826. Doba oběhu této komety byla ≈ 7 let. Byl pozorován dvakrát a potřetí (v roce 1846) se před očima astronomů rozdělil na dvě části. V roce 1852 se objevily obě dceřiné komety, ale vzdálenost mezi nimi se zvětšila. Další časové podmínky pro pozorování se objevily až v roce 1872, ale kometu se nepodařilo detekovat. Ale 27. listopadu 1872, v noci, kdy Země překročila oběžnou dráhu Biela, hojný meteorický déšť s radiantem ze souhvězdí Andromedy, kde se podle výpočtů měla kometa nacházet. A dokonce i nyní, každý rok, kdy Země protíná oběžnou dráhu Biely, je pozorován zvýšený počet meteorů. Meteorický materiál komety byl zřejmě víceméně rovnoměrně rozložen po celé její oběžné dráze. To naznačuje, že komety jsou nebeská tělesa s krátkou životností.

Ve vesmíru je jich hodně pevné látky různých velikostí od zrnek prachu po bloky dlouhé desítky a stovky metrů. Zrnka prachu padají na Zemi každou hodinu a bloky - jednou za stovky nebo tisíce let. Meteory jsou drobné pevné částice o hmotnosti gramů a zlomků gramu, které napadají zemskou atmosféru rychlostí desítek kilometrů za sekundu. V důsledku tření se vzduchem ve výšce 80-100 km se zahřejí na několik tisíc stupňů Celsia, přičemž 1-2 sekundy žhnou, ztrácejí hmotu nebo se rozstřikují a mizí, než dosáhnou zemského povrchu. Meteory za sebou zanechávají ionizované plyny – meteorickou stopu, často viditelnou pouhým okem. Meteory se objevují jako "padající hvězdy" proti tmavé noční obloze. Meteory mohou být izolované, sporadické nebo mohou tvořit meteorické roje. Zvláště hojné z nich se nazývají meteorické roje. Všechny částice meteorických rojů se pohybují vzájemně paralelně, ale podle zákonů perspektivy se zdá, že odlétají z jednoho bodu na obloze, který se nazývá radiant. Meteorické roje jsou pojmenovány podle souhvězdí, ve kterých se nacházejí jejich radianty. Známých toků je 8. Jedním z nejhojnějších jsou „Peršané“ (podle souhvězdí Persea). Trvá od 5. do 18. srpna s vrcholem kolem 10. srpna. Na konci prvních deseti říjnových dnů jsou to „drakonidy“, ve třetích deseti dnech října jsou to „Orioni“. Každých 33 a čtvrt roku v polovině listopadu se na Zemi vrací mocný proud – Leonidy. Takže v noci na 17. listopadu 1966 bylo na obloze nad Arizonou napočítáno až 2300 meteorů za minutu. Meteorické přeháňky nastávají, když se meteorický roj střetne se Zemí – shluk meteorických těles, která jsou produkty rozpadu komet, drcení asteroidů atd. Většina velkých meteorických těles se pohybuje jako komety po protáhlých eliptických drahách. Dráhy proudů jsou pečlivě studovány, protože mohou být pro kosmické lodě nebezpečné.

V průběhu historie vědy mezi zájmy geovědy patřily rozvíjení představ o světě kolem lidí – planetě Zemi, sluneční soustavě, vesmíru. Prvním matematicky podloženým modelem vesmíru byl geocentrický systém C. Ptolemaia (165-87 př. n. l.), který správně na tu dobu odrážel část světa dostupnou přímému pozorování. O pouhých 1500 let později vznikl heliocentrický model sluneční soustavy N. Koperníka (1473-1543).

Pokroky ve fyzikální teorii a astronomii na konci 19. století. a příchod prvních optických dalekohledů vedl k vytvoření představ o neměnném vesmíru. Rozvojem teorie relativity a její aplikací na řešení kosmologických paradoxů (gravitačních, fotometrických) vznikla relativistická teorie Vesmíru, kterou zpočátku A. Einstein prezentoval jako statický model. V letech 1922-1924 gt. A.A. Friedman získal řešení rovnic obecné teorie relativity pro hmotu rovnoměrně vyplňující celý prostor (model homogenního izotropního Vesmíru), která ukazovala nestacionární povahu Vesmíru – musí se rozpínat nebo smršťovat. V roce 1929 E. Hubble objevil expanzi vesmíru, čímž vyvrátil myšlenku jeho nedotknutelnosti. Teoretické výsledky A.A. Friedman a E. Hubble umožnili zavést pojem „počátek“ do vývoje vesmíru a vysvětlit jeho strukturu.

V letech 1946-1948. G. Gamow vyvinul teorii „horkého“ vesmíru, podle níž měla hmota vesmíru na počátku evoluce experimentálně nedosažitelnou teplotu a hustotu. V roce 1965 bylo objeveno reliktní mikrovlnné záření na pozadí, které mělo zpočátku velmi vysokou teplotu, což experimentálně potvrdilo teorii G. Gamowa.

Takto se rozšířily naše představy o světě v prostorovém a časovém smyslu. Jestliže byl vesmír dlouhou dobu považován za prostředí, které zahrnovalo nebeská tělesa různých úrovní, pak podle moderních představ je vesmír uspořádaným systémem vyvíjejícím se jednosměrně. Spolu s tím vyvstal předpoklad, že Vesmír nutně nevyčerpává pojem hmotného světa a možná existují i jiné Vesmíry, kde známé vesmírné zákony nemusí nutně platit.

Vesmír

Vesmír- to je hmotný svět kolem nás, neomezený v čase a prostoru. Hranice Vesmíru se s největší pravděpodobností rozšíří, až se objeví nové možnosti přímého pozorování, tzn. jsou relativní pro každý okamžik v čase.

Vesmír je jedním z konkrétních vědeckých objektů experimentální výzkum. Předpokládá se, že základní zákony přírodní vědy platí v celém vesmíru.

Stav vesmíru. Vesmír je nestacionární objekt, jehož stav závisí na čase. Podle převládající teorie se vesmír v současné době rozpíná: většina galaxií (s výjimkou těch nejbližších) se od nás a vůči sobě vzdaluje. Čím dále se galaxie – zdroj záření – nachází, tím větší je rychlost ústupu (rozptylování). Tato závislost je popsána Hubbleovou rovnicí:

Kde proti- rychlost odstraňování, km/s; R- vzdálenost ke galaxii, St. rok; N - koeficient úměrnosti neboli Hubbleova konstanta, H = 15×10 -6 km/(s×sa. rok). Bylo zjištěno, že se zvyšuje rychlost zrychlení.

Jedním z důkazů expanze vesmíru je „červený posun spektrálních čar“ (Dopplerův jev): spektrální absorpční čáry v objektech vzdalujících se od pozorovatele jsou vždy posunuty směrem k dlouhým (červeným) vlnám spektra a přibližujícím se - směrem ke krátkému (modrému).

Spektrální absorpční čáry ze všech galaxií jsou přirozeně rudé posunuté, což znamená, že dochází k expanzi.

Hustota hmoty ve vesmíru. Rozložení hustoty hmoty v jednotlivých částech Vesmíru se liší o více než 30 řádů. Nejvyšší hustota, pokud neberete v úvahu mikrokosmos (například atomové jádro), je vlastní neutronové hvězdy(asi 10 14 g/cm 3), nejnižší (10 -24 g/cm 3) - pro Galaxii jako celek. Normální hustota mezihvězdné hmoty z hlediska atomů vodíku je podle F.Yu.Siegela jedna molekula (2 atomy) na 10 cm 3, v hustých oblacích - mlhovinách dosahuje několik tisíc molekul. Pokud koncentrace překročí 20 atomů vodíku na 1 cm 3, pak začíná proces konvergence, který přechází v akreci (slepování).

Materiálové složení. Z celkové hmotnosti hmoty ve Vesmíru je viditelná (svítící) jen asi 1/10, zbývajících 9/10 je hmota neviditelná (nesvítící). Viditelná hmota, jejíž složení lze s jistotou posoudit podle povahy emisního spektra, je zastoupena především vodíkem (80-70 %) a heliem (20-30 %). Ostatní chemické prvky v svítící hmotě je tak málo látky, že je lze zanedbat. Ve vesmíru se nenachází žádné významné množství antihmoty, s výjimkou malého zlomku antiprotonů v kosmickém záření.

Vesmír je naplněn elektromagnetickým zářením, které je tzv relikvie, těch. zbyly z raných fází vývoje vesmíru.

Homogenita, izotropie a struktura. V globálním měřítku se uvažuje o Vesmíru izotropní A homogenní. Znak izotropie, tzn. Nezávislost vlastností objektů na směru v prostoru je rovnoměrnost rozložení reliktního záření. Nejpřesnější moderní měření nezjistila odchylky intenzity tohoto záření v různých směrech a v závislosti na denní době, což zároveň ukazuje na velkou homogenitu Vesmíru.

Dalším rysem Vesmíru je heterogenita A struktura(diskrétnost) v malém měřítku. V globálním měřítku stovek megaparseků lze hmotu Vesmíru považovat za homogenní souvislé médium, jehož částicemi jsou galaxie a dokonce i kupy galaxií. Podrobnější zkoumání odhalí strukturovanou povahu Vesmíru. Konstrukční prvky Vesmír se skládá z kosmických těles, především hvězd, tvořících hvězdné systémy různých úrovní: galaxie- kupa galaxií- metagalaxie, Vyznačují se lokalizací v prostoru, pohybem kolem společného středu, určitou morfologií a hierarchií.

Galaxii Mléčná dráha tvoří 10 11 hvězd a mezihvězdné médium. Patří ke spirálním systémům, které mají rovinu symetrie (rovinu disku) a osu symetrie (osu rotace). Zploštělost disku Galaxie, pozorovaná vizuálně, ukazuje na značnou rychlost jeho rotace kolem své osy. Absolutní lineární rychlost jeho objektů je konstantní a rovná se 220-250 km/s (je možné, že se zvyšuje u objektů velmi vzdálených od středu). Doba rotace Slunce kolem středu Galaxie je 160-200 milionů let (v průměru 180 milionů let) a je tzv. galaktický rok.

Evoluce vesmíru. V souladu s modelem rozpínajícího se vesmíru, který vyvinul A.A. Friedman na základě obecné teorie relativity A. Einsteina, bylo zjištěno, že:

1) na počátku evoluce prožíval vesmír stav kosmologické singularity, kdy hustota jeho hmoty byla rovna nekonečnu a teplota přesahovala 10 28 K (při hustotě přes 10 93 g/cm 3 je hmota neprozkoumaná kvantové vlastnosti časoprostoru a gravitace);

2) látka v singulárním stavu prošla náhlou expanzí, kterou lze přirovnat k explozi („Velký třesk“);

3) za podmínek nestacionárnosti rozpínajícího se Vesmíru hustota a teplota hmoty s časem klesají, tzn. v procesu evoluce;

4) při teplotě řádově 10 9 K probíhala nukleosyntéza, v jejímž důsledku došlo k chemické diferenciaci hmoty a vznikla chemická struktura Vesmíru;

5) na základě toho by Vesmír nemohl existovat věčně a jeho stáří je určeno od 13 do 18 miliard let.

Sluneční Soustava

Sluneční Soustava - toto je Slunce a soubor nebeských těles: 9 planet a jejich satelitů (od roku 2002 byl jejich počet 100), mnoho asteroidů, komet a meteorů, které obíhají kolem Slunce nebo vstupují (jako komety) do Sluneční soustavy. Základní informace o objektech Sluneční soustavy obsahuje Obr. 3.1 a tabulka. 3.1.

Tabulka 3.1. Některé fyzikální parametry planet sluneční soustavy

Objekt sluneční soustavy	Vzdálenost od Slunce	poloměr, km	počet zemských poloměrů	hmotnost, 10 23 kg	hmotnost vzhledem k Zemi	průměrná hustota, g/cm3	oběžná doba, počet pozemských dnů	perioda rotace kolem své osy	počet satelitů (měsíců)	albedo	gravitační zrychlení na rovníku, m/s 2	rychlost oddělení od gravitace planety, m/s	dostupnost a složení atmosféry, %	průměrná povrchová teplota, °C
milionů km	a.e.
slunce	-		695 400		1,989 × 10 7	332,80	1,41		25-36	9	-		618,0	Chybí
Rtuť	57,9	0,39		0,38	3,30	0,05	5,43		59 dní		0,11	3,70	4,4	Chybí
Venuše	108,2	0,72		0,95	48,68	0,89	5,25		243 dní		0,65	8,87	10,4	CO2, N2, H20
Země	149,6	1,0		1,0	59,74	1,0	5,52	365,26	23 h 56 min 4 s		0,37	9,78	11,2	N2, O2, C02, Ar, H20
Měsíc		1,0		0,27	0,74	0,0123	3,34	29,5	27 h 32 min	-	0,12	1,63	2,4	Velmi oblečený	-20
Mars	227,9	1,5		0,53	6,42	0,11	3,95		24 h 37 min 23 s		0,15	3,69	5,0	C02 (95,3), N2 (2,7), Ar (1,6), O2 (0,15), H20 (0,03)	-53
Jupiter	778,3	5,2			18986,0		1,33	11,86 let	9 h 30 min 30 s		0,52	23,12	59,5	N (77), ne (23)	-128
Saturn	1429,4	9,5			5684,6		0,69	29,46 let	10 hodin 14 minut		0,47	8,96	35,5	N, ne	-170
Uran	2871,0	19,2	25 362		868,3		1,29	84,07 let	11 h3		0,51	8,69	21,3	N (83), He (15), CH 4 (2)	-143
Neptune	4504,3	30,1	24 624		1024,3		1,64	164,8 let	16h		0,41	11,00	23,5	N, He, CH 4	-155
Pluto	5913,5	39,5		0,18	0,15	0,002	2,03	247,7	6,4 dne		0,30	0,66	1,3	N2, CO, NH4	-210

slunce je koule horkého plynu, ve které bylo nalezeno asi 60 chemických prvků (tab. 3.2). Slunce se otáčí kolem své osy v rovině skloněné pod úhlem 7°15" k rovině oběžné dráhy Země. Rychlost rotace povrchových vrstev Slunce je různá: na rovníku je doba oběhu 25,05 dne , v zeměpisné šířce 30° - 26,41 dne, v polárních oblastech - 36 dní Zdrojem sluneční energie je jaderné reakce, přeměňující vodík na helium. Množství vodíku zajistí zachování jeho svítivosti na desítky miliard let. Na Zemi se dostane pouze jedna dvoumiliardtina solární energie.

Slunce má skořepinovou strukturu (obr. 3.2). Uprostřed zvýrazňují jádro s poloměrem přibližně 1/3 Slunce, tlakem 250 miliard atm, teplotou více než 15 milionů K a hustotou 1,5 × 10 5 kg/m 3 (150násobek hustoty vody). Téměř veškerá sluneční energie je generována v jádře, která je přenášena skrz radiační zóna, kde je světlo opakovaně absorbováno látkou a znovu vyzařováno. Výše se nachází konvekční zóna(míchání), při kterém se látka začne pohybovat v důsledku nerovnoměrného přenosu tepla (proces podobný přenosu energie ve varném kotli). Viditelný povrch Slunce je tvořen jeho atmosféra. Jeho spodní část o tloušťce asi 300 km, vyzařující převážnou část záření, se nazývá fotosféra. Jedná se o „nejchladnější“ místo na Slunci s teplotami klesajícími z 6000 na 4500 K v horních vrstvách. Fotosféra je tvořena granulemi o průměru 1000-2000 km, jejichž vzdálenost je od 300 do 600 km. Granule vytvářejí obecné pozadí pro různé sluneční útvary - protuberance, faculae, skvrny. Nad fotosférou do výšky 14 tisíc km se nachází chromosféra. Během plného zatmění měsíce je vidět jako růžové halo obklopující tmavý disk. Teplota v chromosféře se zvyšuje a v horních vrstvách dosahuje několika desítek tisíc stupňů. Vnější a nejtenčí část sluneční atmosféra - sluneční koróna- se rozprostírá na vzdálenosti několika desítek slunečních poloměrů. Teplota zde přesahuje 1 milion stupňů.

Tabulka 3.2. Chemické složení Slunce a terestrických planet, % (podle A. A. Marakusheva, 1999)

Živel	slunce	Rtuť	Venuše	Země	Mars
Si	34,70	16,45	33,03	31,26	36,44
Fe	30,90	63,07	30,93	34,50	24,78
Mg	27,40	15,65	31,21	29,43	34,33
Na	2,19	-	-	-	-
Al	1,74	0,97	2,03	1,90	2,29
Ca	1,56	0,88	1,62	1,53	1,73
Ni	0,90	2,98	1,18	1,38	0,43

Rýže. 3.2. Struktura Slunce

Planety Sluneční soustava se dělí na dvě skupiny: vnitřní, nebo terestrické planety - Merkur, Venuše, Země, Mars a externí, nebo obří planety – Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Odhadované materiálové složení planet je znázorněno na Obr. 3.3.

Terestrické planety. Vnitřní planety mají relativně malé rozměry, vysokou hustotu a vnitřní diferenciaci hmoty. Vyznačují se zvýšenou koncentrací uhlíku, dusíku a kyslíku a nedostatkem vodíku a helia. Terestrické planety se vyznačují tektonickou asymetrií: struktura kůry severních polokoulí planet se liší od jižních.

Merkur - planeta nejblíže Slunci. Mezi planetami Sluneční soustavy se vyznačuje nejprotáhlejší eliptickou dráhou. Teplota na osvětlené straně je 325-437 °C, na noční straně -123 až -185 °C. Americká sonda Mariner 10 v roce 1974 objevila na Merkuru řídkou atmosféru (tlak 10 -11 atm), skládající se z helia a vodíku v poměru 50:1. Magnetické pole Merkuru je 100krát slabší než magnetické pole Země, což je z velké části způsobeno pomalou rotací planety kolem své osy. Povrch Merkuru má mnoho společného s povrchem Měsíce, ale převládá kontinentální topografie. Spolu s podobnými měsíční krátery Scarpy, které na Měsíci chybí, jsou označeny v různých velikostech – útesy, 2-3 km vysoké a stovky a tisíce kilometrů dlouhé.

Rýže. 3.3. Struktura a odhadované materiálové složení planet (podle G.V. Voitkeviche): A - zemská skupina: 1, 2, 3 - silikátové, kovové, kovové sulfidové látky, v tomto pořadí; b- obři: 1 - molekulární vodík; 2 - kovový vodík; 3 - vodní led; 4 - jádro složené z kamene nebo železnokamenného materiálu

Hmotnost Merkuru je 1/18 hmotnosti Země. Přes svou malou velikost má Merkur neobvykle vysokou hustotu (5,42 g/cm3), blízkou hustotě Země. Vysoká hustota ukazuje na horké a pravděpodobně roztavené kovové jádro, které tvoří asi 62 % hmotnosti planety. Jádro je obklopeno silikátovým pláštěm o tloušťce asi 600 km. Chemické složení povrchových hornin a podloží Merkuru lze posoudit pouze z nepřímých údajů. Odrazivost merkurského regolitu naznačuje, že se skládá ze stejných hornin, které tvoří měsíční půdu.

Venuše se otáčí kolem své osy ještě pomaleji (za 244 pozemských dnů) než Merkur a v opačném směru, takže Slunce na Venuši vychází na západě a zapadá na východě. Hmotnost Venuše je 81 % hmotnosti Země. Hmotnost objektů na Venuši je pouze o 10 % nižší než jejich hmotnost na Zemi. Předpokládá se, že kůra planety je tenká (15-20 km) a její hlavní část představují silikáty, které jsou v hloubce 3224 km nahrazeny železným jádrem. Topografie planety je členitá – pohoří vysoká až 8 km se střídají s krátery o průměru desítek kilometrů (maximálně až 160 km) a hloubce až 0,5 km. Rozlehlé zarovnané prostory jsou pokryty skalnatými úlomky úlomků s ostrými úhly. V blízkosti rovníku byla objevena obří lineární prohlubeň dlouhá až 1500 km a široká 150 km s hloubkou až 2 km. Venuše nemá dipólové magnetické pole, což se vysvětluje její vysokou teplotou. Na povrchu planety je teplota (468+7)°C a v hloubce samozřejmě 700-800°C.

Venuše má velmi hustou atmosféru. Na povrchu je atmosférický tlak minimálně 90-100 atm, což odpovídá tlaku zemských moří v hloubce 1000 m. Podle chemické složení atmosféru tvoří hlavně oxid uhličitý smíchaný s dusíkem, vodní pára, kyslík, kyselina sírová, chlorovodík a fluorovodík. Předpokládá se, že atmosféra Venuše je přibližně podobná atmosféře Země. raná stadia její vznik (před 3,8-3,3 miliardami let). Oblačná vrstva atmosféry sahá od výšky 35 km do 70 km. Spodní vrstva oblačnosti se skládá ze 75–80 % kyseliny sírové, navíc se zde nachází fluorovodíková a kyselina chlorovodíková. Venuše, která je o 50 milionů km blíže než Země Slunci, přijímá dvakrát více tepla než naše planeta – 3,6 cal/(cm 2 × min). Tato energie je akumulována v atmosféře oxidu uhličitého, což způsobuje obrovské Skleníkový efekt a vysoké teploty povrchu Venuše - horké a zdánlivě suché. Kosmické informace naznačují zvláštní záři Venuše, což je pravděpodobně vysvětleno vysokými teplotami povrchových hornin.

Venuše se vyznačuje složitou dynamikou oblaků. Ve výšce kolem 40 km jsou pravděpodobně silné polární víry a silný vítr. V blízkosti povrchu planety jsou větry slabší - asi 3 m/s (samozřejmě kvůli absenci výrazných rozdílů v povrchové teplotě), což potvrzuje nepřítomnost prachu v místech přistání sestupových modulů stanice Venus. Hustá atmosféra nám dlouho nedovolovala posoudit horniny povrchu Venuše. Analýza přirozené radioaktivity izotopů uranu, thoria a draslíku v půdách ukázala výsledky blízké výsledkům suchozemských bazaltů a částečně žuly. Povrchové horniny jsou zmagnetizovány.

Mars se nachází o 75 milionů km dále od Slunce než Země, takže den na Marsu je delší než na Zemi a množství sluneční energie, kterou přijímá, je 2,3krát menší ve srovnání se Zemí. Doba rotace kolem své osy je téměř stejná jako u Země. Sklon osy k orbitální rovině zajišťuje střídání ročních období a přítomnost „klimatických“ zón – horké rovníkové, dvou mírných a dvou polárních. Vzhledem k malému množství přicházející sluneční energie jsou kontrasty tepelných zón a ročních období méně výrazné než na Zemi.

Hustota atmosféry Marsu je 130krát menší než hustota Země a je pouze 0,01 atm. Atmosféra obsahuje oxid uhličitý, dusík, argon, kyslík a vodní páru. Denní teplotní výkyvy přesahují 100°C: na rovníku během dne - asi 10-20°C a na pólech - pod -100°C. Velké teplotní rozdíly jsou pozorovány mezi denní a noční stranou planety: od 10-30 do -120°C. Ve výšce asi 40 km je Mars obklopen ozónovou vrstvou. U Marsu bylo zaznamenáno slabé dipólové magnetické pole (na rovníku je 500krát slabší než na Zemi).

Povrch planety je posetý četnými krátery vulkanického a meteoritového původu. Průměrný výškový rozdíl je 12-14 km, ale obrovská kaldera olympijské sopky Nix (Snows of Olympus) stoupá až na 24 km. Průměr jeho základny je 500 km a průměr kráteru je 65 km. Některé sopky jsou aktivní. Zvláštností planety je přítomnost obrovských tektonických trhlin (například kaňon Marineris, 4000 km dlouhý a 2000 km široký s hloubkou až 6 km), připomínající pozemské drapáky a morfoskulptury odpovídající říčním údolím.

Snímky Marsu ukazují oblasti, které mají světlou barvu („kontinentální“ oblasti, zjevně složené z žuly), žlutou barvu („mořské“ oblasti, zjevně složené z čediče) a sněhově bílé (ledovcové polární čepičky). Pozorování polárních oblastí planety prokázala variabilitu obrysů ledových masivů. Podle vědců jsou ledovcové polární čepičky složeny ze zmrzlého oxidu uhličitého a možná i vodního ledu. Načervenalá barva povrchu Marsu je pravděpodobně způsobena hematitizací a limonitizací (oxidací železa) hornin, které jsou možné za přítomnosti vody a kyslíku. Je zřejmé, že přicházejí zevnitř, když se povrch během dne zahřeje nebo s výdechy plynů, které roztaví permafrost.

Studie hornin ukázala následující poměr chemických prvků (%): oxid křemičitý - 13-15, oxidy železa - 12-16, vápník - 3-8, hliník - 2-7, hořčík - 5, síra - 3, také jako draslík, titan, fosfor, chrom, nikl, vanad. Složení půdy na Marsu je podobné některým pozemským vulkanickým horninám, ale je obohacena o sloučeniny železa a ochuzena o oxid křemičitý. Organické útvary nenalezen na povrchu. V připovrchových vrstvách planety (od hloubky 50 cm) jsou půdy vázány permafrostem, sahajícím až do hloubky 1 km. V hlubinách planety dosahuje teplota 800-1500°C. Předpokládá se, že v malých hloubkách by teplota měla být 15-25 ° C a voda může být v kapalném stavu. Za těchto podmínek mohou existovat nejjednodušší živé organismy, jejichž stopy životně důležité činnosti dosud nebyly nalezeny.

Mars má dva satelity – Phobos (27x21x19 km) a Deimos (15x12x11 km), což jsou evidentně úlomky asteroidů. Dráha prvního prochází 5 000 km od planety, druhá - 20 000 km.

V tabulce Obrázek 3.2 ukazuje chemické složení terestrických planet. Tabulka ukazuje, že Merkur se vyznačuje nejvyššími koncentracemi železa a niklu a nejnižšími křemíkem a hořčíkem.

Obří planety. Jupiter, Saturn, Uran a Neptun se výrazně liší od pozemských planet. V obřích planetách, zejména těch nejblíže Slunci, je soustředěn celkový moment hybnosti Sluneční soustavy (v jednotkách Země): Neptun - 95, Uran - 64, Saturn - 294, Jupiter - 725. Vzdálenost těchto planet od Slunce jim umožnilo zadržet značné množství primárního vodíku a hélia ztracené pozemskými planetami pod vlivem „slunečního větru“ a v důsledku nedostatečnosti jejich vlastních gravitačních sil. I když hustota hmoty vnější planety malé (0,7-1,8 g/cm 3), jejich objemy a hmotnosti jsou obrovské.

Největší planetou je Jupiter, který je 1300krát větší co do objemu a více než 318krát větší než Země. Následuje Saturn, jehož hmotnost je 95krát větší než hmotnost Země. Tyto planety obsahují 92,5 % hmotnosti všech planet ve Sluneční soustavě (71,2 % pro Jupiter a 21,3 % pro Saturn). Skupinu vnějších planet doplňují dvě dvojčata - Uran a Neptun. Důležitým znakem je přítomnost kamenných satelitů na těchto planetách, což pravděpodobně ukazuje na jejich vnější kosmický původ a není spojeno s diferenciací hmoty samotných planet, tvořené kondenzacemi primárně v plynném skupenství. Mnoho výzkumníků se domnívá, že centrální části těchto planet jsou kamenité.

Jupiter s charakteristickými skvrnami a pruhy na povrchu, které jsou rovnoběžné s rovníkem a mají proměnlivé obrysy, je to nejdostupnější planeta pro průzkum. Hmotnost Jupiteru je pouze o dva řády menší než hmotnost Slunce. Osa je téměř kolmá k orbitální rovině.

Jupiter má silnou atmosféru a silný magnetické pole(10krát silnější než Země), což určuje přítomnost silných radiačních pásů protonů a elektronů kolem planety zachycených magnetickým polem Jupiteru ze „slunečního větru“. Atmosféra Jupiteru kromě molekulárního vodíku a helia obsahuje různé nečistoty (metan, čpavek, oxid uhelnatý, vodní páru, molekuly fosfinu, kyanovodík atd.). Přítomnost těchto látek může být důsledkem asimilace heterogenního materiálu z vesmíru. Vrstvená vodíkovo-heliová hmota dosahuje tloušťky 4000 km a vlivem nerovnoměrného rozložení nečistot tvoří pruhy a skvrny.

Obrovská hmota Jupiteru naznačuje přítomnost mocného kapalného nebo polotekutého jádra astenosférického typu, které může být zdrojem vulkanismu. To druhé s největší pravděpodobností vysvětluje existenci Velké rudé skvrny, která byla pozorována od 17. století. Pokud je na planetě polotekuté nebo pevné jádro, musí tam být silný skleníkový efekt.

Podle některých vědců hraje Jupiter ve sluneční soustavě roli jakéhosi „vysavače“ – jeho silné magneticko-gravitační pole zachycuje komety, asteroidy a další tělesa putující vesmírem. Jasným příkladem bylo zachycení a pád komety Shoemaker-Levy 9 na Jupiter v roce 1994. Gravitační síla se ukázala být tak silná, že se kometa rozštěpila na samostatné fragmenty, které se zřítily do atmosféry Jupiteru rychlostí přes 200 tisíc km/h. Každá exploze dosáhla síly milionů megatun a pozorovatelé ze Země viděli explozivní skvrny a rozbíhající se vlny vzrušené atmosféry.

Na začátku roku 2003 dosáhl počet Jupiterových satelitů 48, z nichž třetina má vlastní jména. Mnohé z nich se vyznačují zpětnou rotací a malými rozměry - od 2 do 4 km. Čtyři největší satelity – Ganymede, Callisto, Io, Europa – se nazývají Galilejci. Satelity jsou složeny z tvrdého kamenného materiálu, zřejmě silikátového složení. Byly na nich nalezeny aktivní sopky, stopy ledu a možná i kapaliny včetně vody.

Saturn, Neméně zajímavá je „prstencová“ planeta. Jeho průměrná hustota, vypočtená ze zdánlivého poloměru, je velmi nízká – 0,69 g/cm 3 (bez atmosféry – asi 5,85 g/cm 3 ). Tloušťka vrstvy atmosféry se odhaduje na 37-40 tisíc km. Charakteristickým rysem Saturnu je jeho prstenec umístěný nad oblačnou vrstvou atmosféry. Jeho průměr je 274 tisíc km, což je téměř dvojnásobek průměru planety, a jeho tloušťka je asi 2 km. Podle pozorování z vesmírné stanice Bylo zjištěno, že prstenec se skládá z několika malých prstenců umístěných v různých vzdálenostech od sebe. Látku prstenců představují pevné úlomky, zřejmě silikátové skály a ledové bloky o velikosti od zrnka prachu po několik metrů. Atmosférický tlak na Saturnu je 1,5krát vyšší než na Zemi a průměrná povrchová teplota je asi -180°C. Magnetické pole planety je téměř o polovinu silnější než magnetické pole Země a jeho polarita je opačná než je polarita zemského pole.

V blízkosti Saturnu bylo objeveno 30 satelitů (stav 2002). Nejvzdálenější z nich, Phoebe (průměr asi km) se nachází 13 milionů km od planety a oběhne ji za 550 dní. Nejbližší je Mimas (průměr 195 km) na 185,4 tisíc km a plnou otáčku udělá za 2266 hodin. Záhadou je přítomnost uhlovodíků na satelitech Saturnu a možná i na planetě samotné.

Uran. Osa rotace Uranu se nachází téměř v rovině jeho oběžné dráhy. Planeta má magnetické pole, jehož polarita je opačná než na Zemi a intenzita je menší než u Země.

V husté atmosféře Uranu, jehož tloušťka je 8500 km, byly objeveny prstencové útvary, skvrny, víry a tryskové proudy, což svědčí o neklidné cirkulaci vzduchových hmot. Směry větru se obecně shodují s rotací planety, ale ve vysokých zeměpisných šířkách se jejich rychlost zvyšuje. Zelenomodrá barva studené atmosféry Uranu může být způsobena přítomností [OH - ] radikálů. Obsah helia v atmosféře dosahuje 15 %, ve spodních vrstvách byla nalezena oblaka metanu.

Kolem planety bylo objeveno 10 prstenců o šířce od několika set metrů do několika kilometrů, skládajících se z částic o průměru asi 1 m. Uvnitř prstenců se pohybují kamenné bloky nepravidelného tvaru a průměru 16-24 km, nazývané „pastýřské“ satelity (pravděpodobně asteroidy).

Mezi 20 satelity Uranu pět vyniká svými významnými rozměry (od 1580 do 470 km v průměru), zbytek je menší než 100 km. Všechny vypadají jako asteroidy zachycené gravitačním polem Uranu. Na kulovém povrchu některých z nich byly zaznamenány obří lineární pruhy - praskliny, možná stopy po letmých dopadech meteoritů.

Neptune- nejvzdálenější planeta od Slunce. Atmosférické mraky jsou tvořeny převážně metanem. V horních vrstvách atmosféry jsou větrné proudy řítící se nadzvukovou rychlostí. To znamená existenci teplotních a tlakových gradientů v atmosféře, zřejmě způsobených vnitřním zahříváním planety.

Neptun má 8 skalních satelitů, z nichž tři jsou významné velikosti: Triton (průměr 2700 km), Nerida (340 km) a Proteus (400 km), ostatní jsou menší - od 50 do 190 km.

Pluto- nejvzdálenější z planet, objevená v roce 1930, nepatří mezi obří planety. Jeho hmotnost je 10krát menší než hmotnost Země.

Pluto se rychle otáčí kolem své osy a má velmi protáhlou eliptickou dráhu, a proto bude od roku 1969 do roku 2009 blíže Slunci než Neptun. Tato skutečnost může být dalším důkazem jeho „neplanetární“ povahy. Je pravděpodobné, že Pluto patří k tělesům z Kuiperova pásu, objeveného v 90. letech 20. století, který je obdobou pásu asteroidů, ale za drahou Neptunu. V současné době bylo objeveno asi 40 takových těles o průměru 100 až 500 km, velmi slabých a téměř černých, s albedem 0,01 - 0,02 (albedo Měsíce je 0,05). Pluto může být jedním z nich. Povrch planety je zjevně ledový. Pluto má jediný satelit, Charon, o průměru 1190 km, s oběžnou dráhou procházející 19 tisíc km od něj a s oběžnou dobou 6,4 pozemského dne.

Na základě charakteru pohybu planety Pluto vědci navrhují přítomnost další extrémně vzdálené a malé (desáté) planety. Na konci roku 1996 bylo oznámeno, že astronomové z Havajské observatoře objevili nebeské těleso skládající se z ledových bloků, které rotuje po blízké sluneční dráze za Plutem. Tento vedlejší planeta zatím nemá jméno a je registrován pod číslem 1996TL66.

Měsíc- družice Země, rotující od ní ve vzdálenosti 384 tisíc km, jejíž velikost a struktura ji přibližují k planetám. Doby osové a siderické rotace kolem Země jsou téměř stejné (viz tabulka 3.1), proto k nám Měsíc směřuje vždy jednou stranou. Vzhled Měsíce pro pozemského pozorovatele se neustále mění v souladu s jeho fázemi - novoluní, první čtvrť, úplněk, poslední čtvrť. Období úplné změny měsíčních fází se nazývá synodický měsíc, což se v průměru rovná 29,53 pozemským dnům. Neodpovídá to hvězdný(ke hvězdám) Měsíc představující 27,32 dne, během kterého Měsíc provede úplnou rotaci kolem Země a současně - rotaci kolem své osy ve vztahu ke Slunci. Během novoluní je Měsíc mezi Zemí a Sluncem a není ze Země viditelný. Během úplňku je Země mezi Měsícem a Sluncem a Měsíc je viditelný jako úplný disk. Souvisí s pozicemi Slunce, Země a Měsíce sluneční A zatmění měsíce- polohy svítidel, ve kterých dopadá stín vržený Měsícem na povrch Země (zatmění Slunce), nebo stín vržený Zemí dopadá na povrch Měsíce (zatmění Měsíce).

Lunární povrch je střídáním tmavých oblastí - „moří“, odpovídajících plochým pláním, a světlých oblastí – „kontinentů“, tvořených kopci. Převýšení dosahuje 12-13 km, nejvyšší vrcholy (až 8 km) se nacházejí na Jižní pól. Četné krátery o velikosti od několika metrů do stovek kilometrů jsou meteoritového nebo vulkanického původu (v kráteru Alphonse byla v roce 1958 objevena záře centrální hory a uvolňování uhlíku). Intenzivní vulkanické procesy charakteristické pro Měsíc v raných fázích vývoje jsou nyní oslabeny.

Vzorky horní vrstvy měsíční půdy - regolit, vzali Sověti kosmická loď a amerických astronautů, ukázaly, že na povrchu Měsíce vystupují vyvřelé horniny základního složení – čediče a anortozity. První jsou charakteristické pro „moře“, druhé pro „kontinenty“. Nízká hustota regolitu (0,8-1,5 g/cm3) se vysvětluje jeho vysokou porézností (až 50 %). Průměrná hustota tmavších „mořských“ čedičů je 3,9 g/cm 3 a lehčích „kontinentálních“ anortozitů 2,9 g/cm 3 , což je vyšší než průměrná hustota hornin. zemská kůra(2,67 g/cm3). Průměrná hustota měsíčních hornin (3,34 g/cm3) je nižší než průměrná hustota pozemských hornin (5,52 g/cm3). Předpokládají homogenní strukturu jeho vnitřku a zjevně absenci výrazného kovového jádra. Až do hloubky 60 km je měsíční kůra složena ze stejných hornin jako povrch. Měsíc nezjistil své vlastní dipólové magnetické pole.

Z hlediska chemického složení se měsíční horniny blíží těm na Zemi a vyznačují se následujícími ukazateli (%): SiO 2 - 49,1 - 46,1; MgO - 6,6-7,0; FeO - 12,1-2,5; A1203 - 14,7-22,3; CaO -12,9-18,3; Na20 - 0,6-0,7; TiO 2 - 3,5-0,1 (první čísla jsou pro půdu lunárních „moří“, druhá - pro kontinentální půdu). Blízká podobnost mezi horninami Země a Měsíce může naznačovat, že obojí nebeská těla vytvořené v relativně krátké vzdálenosti od sebe. Měsíc se zformoval v blízkozemském „družicovém roji“ přibližně před 4,66 miliardami let. Převážná část železa a tavitelných prvků v té době již byla Zemí zachycena, což pravděpodobně určilo nepřítomnost železného jádra na Měsíci.

Jeho malá hmotnost umožňuje Měsíci udržet si pouze velmi řídkou atmosféru skládající se z helia a argonu. Atmosférický tlak na Měsíci je 10 -7 atm ve dne a ~ 10 -9 atm v noci. Absence atmosféry určuje velké denní výkyvy povrchové teploty - od -130 do 180C.

Průzkum Měsíce začal 2. ledna 1959, kdy k Měsíci odstartovala první sovětská automatická stanice Luna-1. Prvními lidmi byli američtí astronauti Neil Armstrong a Edwin Aldrin, kteří 21. července 1969 přistáli na Měsíci. kosmická loď"Apollo 11".

Planeta Země, Sluneční Soustava a všechny hvězdy viditelné pouhým okem jsou v Galaxie Mléčná dráha, což je spirální galaxie s příčkou, která má dvě odlišná ramena začínající na koncích příčky.

To potvrdil v roce 2005 Lyman Spitzer Space Telescope, který ukázal, že centrální příčka naší galaxie je větší, než se dříve myslelo. Spirální galaxie s příčkou - spirální galaxie s příčkou („bar“) jasné hvězdy, vynořující se ze středu a protínající galaxii uprostřed.

Spirální ramena v takových galaxiích začínají na koncích příček, zatímco u běžných spirálních galaxií vycházejí přímo z jádra. Pozorování ukazují, že asi dvě třetiny všech spirálních galaxií jsou uzavřeny. Podle existujících hypotéz jsou mosty centry tvorby hvězd, které podporují zrod hvězd v jejich centrech. Předpokládá se, že prostřednictvím orbitální rezonance umožňují průchod plynu ze spirálních ramen. Tento mechanismus zajišťuje příliv stavební materiál pro zrození nových hvězd. Mléčná dráha spolu s galaxií Andromeda (M31), galaxií Triangulum (M33) a více než 40 menšími satelitními galaxiemi tvoří Místní skupinu galaxií, která je zase součástí Superkupy v Panně. "Pomocí infračerveného snímkování z NASA Spitzer Telescope vědci zjistili, že elegantní spirální struktura Mléčné dráhy má pouze dvě dominantní ramena od konců centrální příčky hvězd. Dříve se předpokládalo, že naše galaxie má čtyři hlavní ramena."

/s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png" target="_blank">http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png) 0 % 50 % bez opakování rgb(29, 41, 29);> Struktura galaxie
Podle vzhled, galaxie připomíná disk (protože většina hvězd je umístěna ve formě plochého disku) o průměru asi 30 000 parseků (100 000 světelných let, 1 kvintilion kilometrů) s odhadovanou průměrnou tloušťkou disku řádu 1000 světelných let, průměr vyboulení ve středu disku je 30 000 světelných let. Disk je ponořen do sférického halo a kolem něj je sférická koróna. Střed galaktického jádra se nachází v souhvězdí Střelce. Tloušťka galaktického disku v místě, kde se nachází Sluneční Soustava s planetou Zemí je 700 světelných let. Vzdálenost od Slunce do středu Galaxie je 8,5 kiloparseků (2,62,1017 km, neboli 27 700 světelných let). Sluneční Soustava umístěné na vnitřním okraji paže zvané Orion Arm. Ve středu Galaxie se zjevně nachází supermasiv Černá díra(Sagittarius A*) (asi 4,3 milionu hmotností Slunce), kolem kterého se předpokládá, že obíhá černá díra Průměrná hmotnost od 1000 do 10 000 hmotností Slunce a oběžná doba asi 100 let a několik tisíc relativně malých. Galaxie obsahuje podle nejnižšího odhadu asi 200 miliard hvězd (moderní odhady se pohybují od 200 do 400 miliard). V lednu 2009 se hmotnost Galaxie odhaduje na 3,1012 hmotností Slunce, tedy 6,1042 kg. Převážná část Galaxie není obsažena ve hvězdách a mezihvězdném plynu, ale v nesvítícím halo temné hmoty.

Ve srovnání se svatozářem se disk Galaxie otáčí znatelně rychleji. Rychlost jeho rotace není v různých vzdálenostech od středu stejná. Rychle se zvyšuje z nuly ve středu na 200-240 km/s ve vzdálenosti 2 tisíc světelných let od něj, pak poněkud klesá, opět se zvyšuje na přibližně stejnou hodnotu a poté zůstává téměř konstantní. Studium zvláštností rotace disku Galaxie umožnilo odhadnout jeho hmotnost, ukázalo se, že je 150 miliardkrát větší než hmotnost Slunce. Stáří Galaxie Mléčné dráhy rovná se13 200 milionů let staré, téměř stejně staré jako vesmír. Mléčná dráha je součástí Místní skupiny galaxií.

/s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png" target="_blank">http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png) 0 % 50 % bez opakování rgb(29, 41, 29);">Umístění sluneční soustavy Sluneční Soustava se nachází na vnitřním okraji ramene zvaného Orionské rameno, na okraji Místní superkupy, které se někdy také říká Superkupa Virgo. Tloušťka galaktického disku (v místě, kde se nachází) Sluneční Soustava s planetou Zemí) je 700 světelných let. Vzdálenost od Slunce do středu Galaxie je 8,5 kiloparseků (2,62,1017 km, neboli 27 700 světelných let). Slunce se nachází blíže k okraji disku než k jeho středu.

Spolu s dalšími hvězdami se Slunce otáčí kolem středu Galaxie rychlostí 220-240 km/s, přičemž jednu otáčku vykoná přibližně za 225-250 milionů let (což je jeden galaktický rok). Za celou dobu své existence tedy Země obletěla střed Galaxie nejvýše 30krát. Galaktický rok Galaxie je 50 milionů let, doba revoluce skokana je 15-18 milionů let. V blízkosti Slunce je možné vysledovat úseky dvou spirálních ramen, která jsou od nás vzdálena přibližně 3 tisíce světelných let. Na základě souhvězdí, kde jsou tyto oblasti pozorovány, dostaly název Sagittarius Arm a Perseus Arm. Slunce se nachází téměř uprostřed mezi těmito spirálovitými větvemi. Ale relativně blízko od nás (na galaktické poměry), v souhvězdí Orion, prochází další, nepříliš jasně definované rameno - Orionské rameno, které je považováno za větev jednoho z hlavních spirálních ramen Galaxie. Rychlost rotace Slunce kolem středu Galaxie se téměř shoduje s rychlostí zhutňovací vlny, která tvoří spirální rameno. Tato situace je pro Galaxii jako celek netypická: spirální ramena rotují konstantní úhlovou rychlostí jako paprsky v kole a pohyb hvězd probíhá podle jiného vzoru, takže téměř celá hvězdná populace disku buď padá uvnitř spirálních ramen nebo z nich vypadne. Jediným místem, kde se rychlosti hvězd a spirálních ramen shodují, je takzvaný korotační kruh a právě na něm se nachází Slunce. Pro Zemi je tato okolnost nesmírně důležitá, protože ve spirálních ramenech dochází k prudkým procesům, které generují silné záření, které je destruktivní pro všechny živé věci. A žádná atmosféra před tím nedokázala ochránit. Naše planeta ale existuje na relativně klidném místě v Galaxii a nebyla těmito kosmickými kataklyzmaty zasažena po stovky milionů (nebo dokonce miliard) let. Snad i proto se mohl na Zemi zrodit a uchovat život, jehož stáří se odhaduje na 4,6 miliardy let. Diagram umístění Země ve vesmíru v sérii osmi map, které ukazují zleva doprava, počínaje Zemí, pohybující se v Sluneční Soustava, do sousedních hvězdných soustav, do Mléčné dráhy, do místních galaktických skupin, domístní superclustery Panny, na naší místní superkupě a končí v pozorovatelném vesmíru.

Sluneční soustava: 0,001 světelných let

Sousedé v mezihvězdném prostoru

Mléčná dráha: 100 000 světelných let

Místní galaktické skupiny

Místní nadkupa Panny

Místní nad kupou galaxií

Pozorovatelný vesmír