Скорость движения солнечной системы в космосе. Как движется наша солнечная система

Вселенная – это весь окружающий нас мир, неограниченный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный в формах, которые принимает вечно движущаяся материя. Бесконечность Вселенной отчасти можно представить в ясную ночь с миллиардами различных размеров светящихся мерцающих точек в небе, представляющих далекие миры. Лучи света со скоростью 300 000 км / с из самых отдаленных уголков Вселенной достигают Земли примерно за 10 миллиардов лет.

По мнению ученых, Вселенная образовалась в результате Большого взрыва 17 миллиардов лет назад.

Она состоит из скоплений звезд, планет, космической пыли и других космических тел. Эти тела образуют системы: планеты со спутниками (например, солнечная система), галактики, Метагалактики (скопление галактик).

Галактика (позднегреческий галактикос-молочный, молочный, от греческого gala-молоко) – обширная звездная система, состоящая из множества звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей, а также отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвездном пространстве.

Во Вселенной существует множество галактик различных размеров и форм

Все звезды, видимые с Земли, являются частью галактики Млечный Путь. Свое название она получила из – за того, что большинство звезд можно увидеть в ясную ночь в виде Млечного Пути-белесой размытой полосы.

Всего в галактике Млечный Путь содержится около 100 миллиардов звезд.

Наша галактика находится в постоянном вращении. Ее скорость во Вселенной составляет 1,5 млн км / ч. Если смотреть на нашу галактику со стороны ее Северного полюса, то вращение происходит по часовой стрелке. Солнце и ближайшие к нему звезды совершают полный оборот вокруг центра галактики в течение 200 миллионов лет. Этот период считается галактическим годом.

По размерам и форме она похожа на галактику Млечный Путь, галактику Андромеды или Туманность Андромеды, которая находится примерно в 2 миллионах световых лет от нашей галактики. Световой год-расстояние, пройденное светом за год, приблизительно равное 10 13 км (скорость света – 300 000 км / с).

Для иллюстрации изучения движения и расположения звезд, планет и других небесных тел используется понятие небесной сферы.

Основные линии небесной сферы

Небесная сфера-это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель. Звезды, Солнце, Луна и планеты проецируются на небесную сферу.

Наиболее важными линиями в небесной сфере являются: вертикальная линия, Зенит, Надир, небесный экватор, эклиптика, небесный меридиан и т. д.

Отвес – это прямая линия, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя на поверхности Земли вертикальная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.

Вертикальная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках – зените, над головой наблюдателя, и Надире – диаметрально противоположной точке.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна вертикальной линии, называется математическим горизонтом. Он делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с пиком в Зените, и невидимую, с пиком в надире.

Диаметр, вокруг которого происходит вращение небесной сферы, является осью мира. Она пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках-на Северном полюсе мира и на Южном полюсе мира. Северный полюс-это тот, с чьей стороны происходит вращение небесной сферы по часовой стрелке, если смотреть на сферу снаружи.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, называется небесным экватором. Она делит поверхность небесной сферы на два полушария: Северное, с вершиной на Северном полюсе мира, и Южное, с вершиной на Южном полюсе мира.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через вертикальную линию и ось мира, есть небесный меридиан. Она делит поверхность небесной сферы на два полушария – Восточное и западное.

Линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта – это полуденная линия.

Эклиптика (от греч.ekieipsis-затмение) – это большой круг небесной сферы, вдоль которого происходит видимое годовое движение Солнца, точнее – его центра.

Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23 ° 26 “21”.

Чтобы легче было запомнить расположение звезд на небе, людям еще в древности пришла в голову идея объединить самые яркие из них в созвездия.

В настоящее время известно 88 созвездий, которые носят имена мифических персонажей (Геркулес, Пегас и др.), знаки зодиака (Телец, Рыбы, Рак и др.), объекты (Весы, Лира и др.).

Скорость движения солнечной системы в космосе.

Рис. 2. Летне-осенние созвездия

Происхождение галактик. Солнечная система и ее отдельные планеты до сих пор остаются неразгаданной тайной природы. Есть несколько гипотез. В настоящее время считается, что наша галактика образовалась из газового облака, состоящего из водорода. На начальном этапе эволюции галактики первые звезды образовались из межзвездной газопылевой среды, а солнечная система-4,6 миллиарда лет назад.

Состав Солнечной системы

Совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца как центрального тела, образует Солнечную систему. Он расположен почти на окраине галактики Млечный Путь. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра галактики. Скорость движения составляет около 220 км / с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя.

Состав Солнечной системы можно представить в виде упрощенной диаграммы, представленной на рис. 3.

Более 99,9% массы вещества в Солнечной системе приходится на солнце и только 0,1% на все остальные его элементы.

Гипотеза И. Канта (1775 г.) — П.Лапласа (1796 г.) Гипотеза Д. Джинса (начало XX в.) Гипотеза академика О. П. Шмидта (40-е гг. XX в.) Ги потеза а кале мика В. Г. Фесенкова (30-е гг. XX в.)
Планеты образовались из газово-пылевой материи (в виде раскаленной туманности). Охлаждение сопровождаюсь сжатием и увеличением скорости вращения какой-то оси. На экваторе туманности возникали кольца. Вещество колец собиралось в раскаленные тела и постепенно остывало Мимо Солнца когда-то прошла более крупная звезда, сс притяжение вырвало из Солнца струю раскаленного вещества (протуберанец). Образовались сгущения, из которых потом — планеты Газопылевое облако, вращающееся вокруг Солнца, должно было принимать непрерывную форму в результате столкновения частиц и их движения. Частицы объединились в сгущение. Предполагалось, что притяжение более мелких частиц путем сгущения способствует росту окружающего вещества. Орбиты конденсации должны были стать почти круглыми и лежать почти в одной плоскости. Конденсаты были зародышами планет, поглощая почти все вещество из промежутков между их орбитами. Из вращающегося облака возникло само Солнце, а планеты — из вторичных сгущений в этом облаке. Далее Солнце сильно уменьшилось и охладилось до современного состояния

Скорость движения солнечной системы в космосе

Рис. 3. Состав Солнечной систем

Солнце

Солнце-это звезда, гигантский горячий шар. Его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли, его масса в 330 000 раз больше массы Земли, но средняя плотность невелика – всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей галактики и вращается вокруг него, совершая один оборот примерно за 225-250 миллионов лет. Орбитальная скорость Солнца составляет 217 км / с – таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет.

Химический состав Солнца

Давление на Солнце в 200 миллиардов раз выше, чем на поверхности Земли. Плотность солнечной материи и давление быстро возрастают внутри; увеличение давления объясняется весом всех вышележащих слоев. Температура на поверхности Солнца составляет 6000 К, а внутри 13 500 000 К. характерное время жизни такой звезды, как Солнце, составляет 10 миллиардов лет.

Таблица 1. Общая информация о Солнце

Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд: около 75% – водород, 25% – гелий и менее 1% – все остальные химические элементы (углерод, кислород, азот и т. д.).) (Инжир. Четыре )

Центральная часть Солнца с радиусом около 150 000 км называется солнечным ядром. Это зона ядерных реакций. Плотность вещества здесь примерно в 150 раз выше плотности воды. Температура превышает 10 млн К (по шкале Кельвина, в пересчете на градусы Цельсия 1 ° С = К-273,1) (рис. 5).

Над ядром, на расстоянии около 0,2-0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона переноса лучистой энергии. Передача энергии здесь осуществляется путем поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц (см. 5).

Скорость движения солнечной системы в космосе.

Рис. 5. Строение Солнца

Фотон (от греческого phos-свет), элементарная частица, которая может существовать только при движении со скоростью света.

Ближе к поверхности Солнца происходит вихревое перемешивание плазмы, и энергия передается на поверхность.

Этот способ передачи энергии называется конвекцией, а слой Солнца, где она происходит, называется зоной конвекции. Толщина этого слоя составляет около 200 000 км.

Над конвективной зоной находится солнечная атмосфера, которая постоянно колеблется. Здесь распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны длиной в несколько тысяч километров. Колебания происходят с периодом около пяти минут.

Внутренний слой атмосферы Солнца называется фотосферой. Он состоит из легких пузырьков. Это гранулы. Их размеры невелики-1000-2000 км, а расстояние между ними составляет 300-600 км. На солнце одновременно можно наблюдать около миллиона гранул, каждая из которых существует в течение нескольких минут. Гранулы окружены темными промежутками. Если вещество поднимается в гранулах, то оно падает вокруг них. Гранулы создают общий фон, на котором выделяются такие крупномасштабные образования, как факелы, солнечные пятна, протуберанцы и т. д. можно наблюдать.

Солнечные пятна-это темные участки на солнце, температура которых понижена по сравнению с окружающим пространством.

Солнечными факелами называют яркие поля, окружающие солнечные пятна.

Протуберанцы (от лат.протуберо-набухание) – плотные конденсации относительно холодных (по сравнению с температурой окружающей среды) веществ, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. Магнитное поле Солнца может быть вызвано тем, что различные слои Солнца вращаются с разной скоростью: внутренние части вращаются быстрее; ядро вращается особенно быстро.

Протуберанцы, солнечные пятна – не единственные примеры солнечной активности. Она также включает в себя магнитные бури и взрывы, которые называются вспышками.

Над фотосферой находится хромосфера-внешняя оболочка Солнца. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с ее красноватым цветом. Мощность хромосферы составляет 10-15 тысяч километров, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая десятков тысяч градусов в ее верхних слоях. На краю хромосферы наблюдаются спикулы, представляющие собой вытянутые столбы уплотненного светящегося газа. Температура этих струй выше, чем температура фотосферы. Спикулы сначала поднимаются из нижней хромосферы на 5000-10000 км, а затем падают обратно, где они исчезают. Все это происходит со скоростью около 20 000 м / с. сон Кула длится 5-10 минут. Число Спикул, одновременно существующих на Солнце, составляет около миллиона (рис. 6).

Строение внешних слоев Солнца

Рис. 6. Строение внешних слоев Солнца

Солнечная корона, внешний слой атмосферы Солнца, окружает хромосферу.

Общее количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет 3,86. 1026 Вт, и только одна двухмиллиардная часть этой энергии принимается Землей.

Солнечное излучение включает в себя корпускулярное и электромагнитное излучение. Корпускулярное первичное излучение представляет собой плазменный поток, состоящий из протонов и нейтронов, или по – другому-солнечный ветер, который достигает околоземного пространства и обтекает всю магнитосферу Земли. Электромагнитное излучение-это лучистая энергия Солнца. Она в виде прямого и рассеянного излучения достигает поверхности земли и обеспечивает тепловой режим на НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ.

В середине XIX в. Швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) (рис. 7) вычисляется количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Обработав материалы наблюдений солнечных пятен, накопленные к середине прошлого века, Вольф смог установить средний I-летний цикл солнечной активности. На самом деле, временные интервалы между годами максимальной или минимальной волчьей численности колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним циклом продолжается светский, точнее 80-90-летний, цикл солнечной активности. Непоследовательно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, происходящие в географической оболочке Земли.

Еще в 1936 году А. Л. Чижевский (1897-1964) (рис. 8) указал на тесную связь многих земных явлений с солнечной активностью (рис. 8), который писал, что подавляющее большинство физико-химических процессов на Земле являются результатом действия космических сил. Он был также одним из основателей такой науки, как гелиобиология (от греческого helios – Солнце), которая изучает влияние Солнца на живую материю географической оболочки Земли.

В зависимости от солнечной активности на Земле происходят такие физические явления, как: магнитные бури, частота полярных сияний, количество ультрафиолетового излучения, интенсивность грозовой активности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки, уровень озер, рек, грунтовых вод, соленость и продуктивность морей и другие.

Жизнь растений и животных связана с периодической активностью Солнца (существует корреляция между солнечной цикличностью и продолжительностью вегетационного периода у растений, размножением и миграцией птиц, грызунов и др.), а также человека (болезни).

В настоящее время связь между солнечными и земными процессами продолжает изучаться с помощью искусственных спутников Земли.

Планеты земной группы

Помимо Солнца в составе Солнечной системы выделяют планеты (рис. 9).

По размерам, географическим показателям и химическому составу планеты подразделяются на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К планетам земной группы относятся , и . О них и пойдет речь в этом подразделе.

Планеты Солнечной системы

Рис. 9. Планеты Солнечной системы

Земля-третья планета от Солнца. Этому будет посвящен отдельный подраздел.

Давайте подведем итоги. Плотность вещества планеты зависит от расположения планеты в Солнечной системе, а с учетом ее размеров-от массы. Чем

чем ближе планета к Солнцу, тем выше ее средняя плотность вещества. Например, у Меркурия она составляет 5,42 г / см, у Венеры – 5,25, у Земли – 5,25, у Марса – 3,97 г / см3.

К общим характеристикам планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) относятся прежде всего: 1) относительно небольшие размеры; 2) высокие температуры на поверхности; и 3) высокая плотность вещества планет. Эти планеты вращаются относительно медленно вокруг своей оси и имеют мало или вообще не имеют спутников. В строении планет земной группы выделяются четыре основные оболочки: 1) плотное ядро; 2) мантия, покрывающая его; 3) кора; 4) легкая газо-водяная оболочка (исключая ртуть). На поверхности этих планет были обнаружены следы тектонической активности.

Планета-гигант

Теперь мы познакомимся с планетами-гигантами, которые также входят в нашу Солнечную систему. Оно,.

Планеты-гиганты имеют следующие общие характеристики: 1) Большие размеры и массу; 2) быстро вращаются вокруг оси; 3) имеют кольца, множество спутников; 4) атмосфера состоит в основном из водорода и гелия; 5) в центре имеют горячее ядро из металлов и силикатов.

Их также отличают: 1) низкие температуры поверхности; 2) Низкая плотность вещества планет.

Даже сидя на стуле перед экраном компьютера и щелкая по ссылкам, мы физически участвуем во многих движениях. Куда мы едем? Где же “верх” движения, его вершина?

Во-первых, мы участвуем во вращении Земли вокруг своей оси. Это ежедневное движение направлено к восточной точке на горизонте. Скорость зависит от широты; она равна 465 * cos (φ) м / с. Таким образом, если вы находитесь на Северном или южном полюсе Земли, то вы не участвуете в этом движении. И допустим, в Москве суточная линейная скорость составляет около 260 м / с. угловую скорость вершины суточного движения относительно звезд легко вычислить: 360 ° / 24 часа = 15 ° / час.

Скорость движения земли

Во-вторых, земля, и мы вместе с ней движемся вокруг Солнца. (Мы пренебрегаем небольшим месячным колебанием вокруг центра масс системы Земля-Луна.) Средняя годовая скорость на орбите составляет 30 км / с. в перигелии в начале января она несколько выше, в афелии в начале июля несколько ниже, но так как орбита Земли представляет собой почти точный круг, то разница скоростей составляет всего 1 км / с. Вершина орбитального движения естественным образом смещается и совершает полный круг за год. Его эклиптическая широта равна 0 градусам, а долгота равна долготе солнца плюс около 90 градусов – λ = λ ☉ + 90 °, β = 0. Другими словами, вершина лежит на эклиптике, на 90 градусов впереди солнца. Соответственно, угловая скорость вершины равна угловой скорости Солнца: 360 ° / год, чуть меньше градуса в сутки.

Мы совершаем более масштабные движения вместе с нашим Солнцем как частью Солнечной системы.

Солнце движется относительно ближайших звезд

Во-первых, Солнце движется относительно ближайших звезд (так называемый локальный стандарт покоя). Скорость движения составляет около 20 км / с (чуть больше 4 АС / год). Обратите внимание: это даже меньше, чем скорость Земли на орбите. Движение направлено в сторону созвездия Геркулеса, а экваториальные координаты вершины равны α = 270 °, δ = 30 °. Однако если мы измерим скорость относительно всех ярких звезд, видимых невооруженным глазом, то получим стандартное движение Солнца, оно немного отличается, ниже по скорости на 15 км / с ~ 3 А.Е. / год). Это тоже созвездие Геркулеса, хотя вершина немного смещена (α = 265 °, δ = 21 °). Но по отношению к межзвездному газу Солнечная система движется несколько быстрее (22-25 км / С), но вершина значительно смещена и попадает в созвездие Змееносца (α = 258°, δ = -17°). Это смещение вершины примерно на 50 ° связано с так называемым “межзвездным ветром”, “дующим с юга” Галактики.

Все три описанных движения являются, так сказать, локальными движениями “прогулки во дворе. Но Солнце вместе с ближайшими и вообще видимыми звездами (ведь мы практически не видим слишком далеких звезд), вместе с облаками межзвездного газа, вращаются вокруг центра Галактики-и это совершенно разные скорости!

Скорость движения Солнечной системы вокруг центра галактики составляет 200 км / с (более 40 АС / год). Однако указанная величина неточна; трудно определить галактическую скорость Солнца; мы даже не видим, относительно чего измеряем движение: центр Галактики скрыт плотными межзвездными облаками пыли. Эта величина постоянно уточняется и склонна к снижению; не так давно она была принята на уровне 230 км / с (часто это значение часто можно найти), а недавние исследования дают результаты даже менее 200 км / с. Галактическое движение происходит перпендикулярно направлению к центру Галактики и поэтому вершина имеет галактические координаты l = 90 °, b = 0 ° или в более привычных экваториальных координатах-α = 318 °, δ = 48 °; эта точка расположена в Лебеде. Поскольку это циркуляционное движение, вершина смещается и делает полный круг в “галактическом году”, приблизительно 250 миллионов лет; ее угловая скорость составляет ~ 5 “/ 1000 лет, полтора градуса на миллион лет.

Дальнейшие движения включают в себя движение всей галактики. Измерить такое перемещение тоже непросто, расстояния слишком велики, а погрешность в цифрах все равно довольно велика.

Движение галактик

Итак, наша Галактика и галактика Андромеда, два массивных объекта локальной группы галактик, гравитационно притягиваются и движутся навстречу друг другу со скоростью около 100-150 км / С, причем основная составляющая скорости принадлежит нашей галактике. Поперечная составляющая движения точно не известна, и тревога по поводу столкновения преждевременна. Массивная галактика М33, расположенная примерно в том же направлении, что и галактика Андромеды, вносит дополнительный вклад в это движение. В целом скорость движения нашей галактики относительно барицентра локальной группы галактик составляет около 100 км / с в направлении Андромеда / ящерица (l = 100, b = -4, α = 333, δ = 52), но эти данные все же весьма приблизительны. Это очень скромная относительная скорость: галактика смещается на свой собственный диаметр за двести-триста миллионов лет или, очень приблизительно, за галактический год.

Если мы измерим скорость галактики относительно отдаленных скоплений галактик, то увидим другую картину: и наша Галактика, и остальные галактики в локальной группе вместе в целом движутся в направлении большого скопления Девы со скоростью около 400 км / с. Это движение также обусловлено гравитационными силами.

Движение галактик

Фоновое реликтовое излучение определяет некоторую выделенную систему отсчета, связанную со всей барионной материей в наблюдаемой части Вселенной. В некотором смысле движение относительно этого микроволнового фона есть движение относительно Вселенной в целом (не путайте это движение с рассеянием галактик!). Это движение можно определить, измеряя анизотропию температуры диполя и неравномерность излучения CMB в разных направлениях. Такие измерения показали неожиданную и важную вещь: все галактики в ближайшей части Вселенной, включая не только нашу локальную группу, но и скопление Девы и другие скопления, движутся относительно фонового реликтового излучения с неожиданно высокой скоростью. Для локальной группы галактик она составляет 600-650 км / с с вершиной в созвездии Гидры (α = 166, δ = -27). Похоже, что где-то в глубинах Вселенной до сих пор существует необнаруженное огромное скопление множества сверхскоплений, которое притягивает материю нашей части Вселенной. Этот гипотетический кластер был назван Великим Аттрактором.

Как определялась скорость локальной группы галактик? Конечно, астрономы действительно измерили скорость Солнца относительно микроволнового реликтового фона: она оказалась ~ 390 км / с с вершиной с координатами l = 265 °, b = 50 ° (α = 168, δ = -7) на границе созвездий Лев и чаша. Затем определите скорость движения Солнца относительно галактик локальной группы (300 км / с, созвездие ящерицы). Вычислить скорость движения Местной группы было уже нетрудно.

Куда мы движемся?

Суточное: наблюдатель относительно центра Земли 0-465 м/сек восток
Годовое: Земля относительно Солнца 30 км / сек перпендекулярно направлению на Солнце
Локальное: Солнце относительно ближайших звезд 20 км / сек Геркулес
Стандартное: Солнце относительно ярких звезд 15 км / сек Геркулес
Солнце относительно межзвездного газа 22-25 км / сек Змееносец
Солнце относительно центра Галактики ~ 200 км / сек Лебедь
Солнце относительно Местной группы галактик 300 км / сек Ящерица
Галактика относительно Местной группы галактик ~1 00 км / сек

С древних времен человечество интересовалось видимыми движениями небесных тел: Солнца, Луны и звезд. Трудно представить, что наша собственная Солнечная система кажется слишком большой, простирающейся более чем на 4 триллиона миль от солнца. Между тем Солнце находится всего лишь в одной сотой миллиарда от других звезд, составляющих галактику Млечный Путь.

Млечный Путь

Сама галактика – это огромное колесо, которое вращается из газа, пыли и более чем 200 миллиардов звезд. Между ними простираются триллионы миль пустого пространства. Солнце закрепилось на окраине галактики, в форме, напоминающей спираль: сверху Млечный Путь выглядит как огромный вращающийся ураган звезд. По сравнению с размерами галактики, Солнечная система чрезвычайно мала. Если мы представим себе, что Млечный Путь размером с Европу, то Солнечная система будет не больше грецкого ореха.

Солнечная система

Солнце и его 9 планет-спутников рассеяны в одном направлении от центра галактики. Как планеты вращаются вокруг своих звезд, так и звезды вокруг галактик.

Солнцу потребуется около 200 миллионов лет на скорости 588 000 миль в час, чтобы совершить полный оборот вокруг этой галактической карусели. Наше Солнце ничем не отличается от других звезд, за исключением того, что у него есть спутник, планета под названием Земля, населенная жизнью. Вокруг Солнца вращаются планеты и более мелкие небесные тела, называемые астероидами.

Первые наблюдения за звездами

Первые наблюдения за звездами

Человек наблюдает за видимыми движениями небесных тел и космическими явлениями по меньшей мере 10 000 лет. Впервые записи в летописях небесных тел появились в Древнем Египте и Шумере. Египтяне умели различать на небе три типа тел: звезды, планеты и “звезды с хвостами”. Затем были открыты небесные тела: Сатурн, Юпитер, Марс, Венера, Меркурий и, конечно же, солнце и Луна. Видимое движение небесных тел – это движение этих объектов, созерцаемых с Земли относительно системы координат, независимо от суточного вращения. Реальное движение – это их движение в космическом пространстве, определяемое силами, действующими на эти тела.

Видимые галактики

Глядя в ночное небо, можно увидеть нашего ближайшего соседа-в виде спирали. Млечный Путь, несмотря на свои размеры, является лишь одной из 100 миллиардов галактик в космосе. Без телескопа можно увидеть три галактики и часть нашей. Два из них называются большим и Малым Магеллановым Облаком. Впервые они были замечены в южных водах в 1519 году экспедицией португальского исследователя Магеллана. Эти маленькие галактики вращаются вокруг Млечного Пути, следовательно, являются нашими ближайшими космическими соседями.

Третья видимая с Земли галактика, Андромеда, находится примерно в 2 миллионах световых лет от нас. Это означает, что звездный свет Андромеды проходит миллионы лет, чтобы приблизиться к нашей земле. Таким образом, мы рассматриваем эту галактику такой, какой она была 2 миллиона лет назад.

Кроме этих трех галактик ночью можно увидеть часть Млечного Пути, представленную множеством звезд. Согласно древним грекам, эта группа звезд является молоком из груди богини Геры, отсюда и происходит название.

Видимые планеты с Земли

Планеты-это небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца. Когда мы наблюдаем Венеру, светящуюся в небе, это происходит из-за того, что она освещена Солнцем и отталкивает часть солнечного света. Венера-это вечерняя или Утренняя звезда. Люди называют ее по-разному, потому что вечером и утром она находится в разных местах.

Как планета Венера вращается вокруг Солнца и меняет свое местоположение. В течение дня наблюдается видимое движение небесных тел. Система небесных координат не только помогает понять расположение звезд, но и позволяет составлять звездные карты, ориентироваться в ночном небе по созвездиям и изучать поведение небесных объектов.

Законы движения планет

Объединив наблюдения и теории о движении небесных тел, люди вывели законы нашей галактики. Открытия ученых помогли расшифровать видимые движения небесных тел. открытые были одним из первых астрономических законов.

Скорость движения солнечной системы в космосе

Пионером этой темы стал немецкий математик и астроном. Кеплер, изучив работы Коперника, вычислил для орбит наилучший вид, объясняющий видимые движения небесных тел-эллипс, и вывел законы движения планет, известные в научном мире как законы Кеплера. Два из них характеризуют движение планеты по орбите. Они читают:

Любая планета вращается по эллипсу. Солнце присутствует в одном из его трюков.

Каждый из них движется в плоскости, проходящей через середину Солнца, при этом за равные промежутки времени радиус-вектор между Солнцем и планетой очерчивает равные площади.

Третий закон связывает орбитальные данные планет внутри системы.

Нижние и верхние планеты

Изучая видимые движения небесных тел, физика делит их на две группы: нижние, к которым относятся Венера, Меркурий, и верхние, Сатурн, Марс, Юпитер, Нептун, Уран и Плутон. Движение этих небесных тел в сфере происходит по-разному. В процессе наблюдаемого движения низших планет у них происходит фазовое изменение, подобное лунному. При перемещении верхних планет можно заметить, что фазового перехода у них не происходит, они постоянно обращены к людям своей светлой стороной.

Скорость движения солнечной системы в космосе

Земля, наряду с Меркурием, Венерой и Марсом, относится к группе так называемых внутренних планет. Они вращаются вокруг Солнца по своим внутренним орбитам, в отличие от больших планет, которые вращаются по своим внешним орбитам. Например, Меркурий, который на внешней орбите в 20 раз меньше.

Кометы и метеориты

Вокруг Солнца, помимо планет, существуют миллиарды ледяных глыб, состоящих из замерзшего твердого газа, мелкого камня и пыли, комет, которые заполняют Солнечную систему. Видимые движения небесных тел, представленных кометами, можно увидеть только тогда, когда они приближаются к Солнцу. Затем их хвост начинает гореть и светится в небе.

Скорость движения солнечной системы в космосе

Самая известная из них – комета Галлея. Каждые 76 лет он покидает свою орбиту и приближается к Солнцу. В это время его можно наблюдать с Земли. Даже в ночном небе можно наблюдать метеориты в виде летящих звезд – это сгустки материи, которые движутся по вселенной с огромной скоростью. Попадая в гравитационное поле Земли, они почти всегда выгорают. Из-за чрезвычайной скорости и трения с воздушной оболочкой Земли метеориты нагреваются и распадаются на мелкие частицы. Процесс их горения можно наблюдать в ночном небе в виде светящейся ленты.

Учебная программа по астрономии описывает видимые движения небесных тел. 11 класс уже знаком с законами, по которым происходит сложное движение планет, изменение фаз Луны и законы затмений.

Вы сидите, стоите или лежите, читая эту статью, и не чувствуете, что Земля вращается вокруг своей оси с бешеной скоростью – около 1700 км / ч на экваторе. Однако скорость вращения не кажется такой уж быстрой, если перевести ее в км / с. получится 0,5 км / с – едва заметная вспышка на радаре, по сравнению с другими скоростями вокруг нас.

Как и другие планеты Солнечной системы, Земля вращается вокруг Солнца. А чтобы удержаться на своей орбите, он движется со скоростью 30 км / с. Венера и Меркурий, которые находятся ближе к Солнцу, движутся быстрее, Марс, орбита которого проходит за орбитой Земли, движется гораздо медленнее его.

Но даже солнце не стоит на одном месте. Наша галактика Млечный Путь огромна, массивна и к тому же мобильна! Все звезды, планеты, газовые облака, частицы пыли, черные дыры, темная материя – все это движется относительно общего центра масс.

По мнению ученых, Солнце расположено на расстоянии 25 000 световых лет от центра нашей галактики и движется по эллиптической орбите, совершая полный оборот каждые 220-250 миллионов лет. Получается, что скорость Солнца составляет около 200-220 км / с, что в сотни раз превышает скорость Земли вокруг своей оси и в десятки раз превышает скорость ее движения вокруг Солнца. Вот как выглядит движение нашей Солнечной системы.

Является ли галактика неподвижной? Только не снова. Гигантские космические объекты обладают большой массой и поэтому создают сильные гравитационные поля. Дайте Вселенной немного времени (а у нас оно было – около 13,8 миллиарда лет), и все начнет двигаться в направлении наибольшего притяжения. Вот почему Вселенная не однородна, а представляет собой галактики и группы галактик.

Что это значит для нас?

Это означает, что Млечный Путь притягивается к себе другими галактиками и группами галактик, расположенными поблизости. Это означает, что в этом процессе доминируют массивные объекты. А это значит, что не только наша галактика, но и все вокруг нас находятся под влиянием этих “тракторов”. Мы приближаемся к пониманию того, что происходит с нами в космосе, но нам все еще не хватает фактов, например:

  • каковы были начальные условия, при которых родилась Вселенная;
  • как различные массы в галактике движутся и изменяются с течением времени;
  • как образовался Млечный Путь и окружающие его Галактики и скопления;
  • и как это происходит сейчас.

Однако есть один трюк, который поможет нам разобраться в этом.

Вселенная наполнена реликтовым излучением с температурой 2,725 К, которое сохранилось со времен Большого Взрыва. В некоторых местах наблюдаются незначительные отклонения-около 100 МКК, но общий температурный фон постоянен.

Это потому, что Вселенная образовалась в результате Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад и до сих пор расширяется и охлаждается.

История вселенной

Через 380 000 лет после Большого Взрыва Вселенная остыла до такой температуры, что стало возможным образование атомов водорода. До этого фотоны постоянно взаимодействовали с другими частицами плазмы: сталкивались с ними и обменивались энергией. Когда Вселенная остывает, заряженные частицы становятся меньше, а пространство между ними-больше. Фотоны смогли свободно перемещаться в пространстве. Реликтовое излучение – это фотоны, которые были испущены плазмой в направлении будущего местоположения Земли, но избежали рассеяния, так как рекомбинация уже началась. Они достигают Земли через пространство Вселенной, которое продолжает расширяться.

Движение галактик

Вы сами можете “увидеть” это излучение. Помехи, возникающие на пустом телевизионном канале, Если вы используете простую антенну, похожую на заячьи уши, на 1% вызваны реликтовым излучением.

Тем не менее, температура реликтового фона не одинакова во всех направлениях. Согласно результатам исследований миссии планка, температура немного отличается в противоположных полушариях небесной сферы: она немного выше в небе к югу от эклиптики-около 2,728 К, а ниже в другой половине-около 2,722 К.

Карта микроволнового фона, сделанная при помощи телескопа Planck.

Карта микроволнового фона, сделанная при помощи телескопа Planck.

Эта разница почти в 100 раз больше, чем другие наблюдаемые колебания температуры реликтового фона, и это вводит в заблуждение. Почему это происходит? Ответ очевиден – эта разница не обусловлена флуктуациями в излучении ЦМВ, она возникает потому, что есть движение!

 колебания температуры реликтового фона

Когда вы приближаетесь к источнику света или он приближается к вам, спектральные линии в спектре источника смещаются в сторону коротких волн (фиолетовый сдвиг), когда вы удаляетесь от него или он от вас – спектральные линии смещаются в сторону длинных волн (красный сдвиг).

Реликтовое излучение не может быть более или менее энергичным, а это значит, что мы движемся в пространстве. Эффект Доплера помогает определить, что наша Солнечная система движется относительно реликтового излучения со скоростью 368 ± 2 км / с, а местная группа галактик, включая Млечный Путь, галактику Андромеды и галактику треугольника, движется со скоростью 627 ± 22 км / с относительно реликтового излучения. Это так называемые особые скорости галактик, которые составляют несколько сотен км/с. Кроме них, существуют также космологические скорости, обусловленные расширением Вселенной и рассчитанные по закону Хаббла.

Благодаря остаточному излучению от Большого Взрыва мы можем наблюдать, что во Вселенной все постоянно движется и изменяется. И наша галактика-лишь часть этого процесса.

Вы сидите, стоите или лежите, читая эту статью, и не чувствуете, что Земля вращается вокруг своей оси с бешеной скоростью – около 1700 км / ч на экваторе. Однако скорость вращения не кажется такой уж быстрой, если перевести ее в км / с. получится 0,5 км / с – едва заметная вспышка на радаре, по сравнению с другими скоростями вокруг нас.

Как и другие планеты Солнечной системы, Земля вращается вокруг Солнца. А чтобы удержаться на своей орбите, он движется со скоростью 30 км / с. Венера и Меркурий, которые находятся ближе к Солнцу, движутся быстрее, Марс, орбита которого проходит за орбитой Земли, движется гораздо медленнее его.

Но даже солнце не стоит на одном месте. Наша галактика Млечный Путь огромна, массивна и к тому же мобильна! Все звезды, планеты, газовые облака, частицы пыли, черные дыры, темная материя – все это движется относительно общего центра масс.

По мнению ученых, Солнце расположено на расстоянии 25 000 световых лет от центра нашей галактики и движется по эллиптической орбите, совершая полный оборот каждые 220-250 миллионов лет. Получается, что скорость Солнца составляет около 200-220 км / с, что в сотни раз превышает скорость вращения Земли вокруг своей оси и в десятки раз превышает скорость ее движения вокруг Солнца. Вот как выглядит движение нашей Солнечной системы.

Читайте также: