Planete su podijeljene prema njihovom prividnom kretanju na dnu grupe: donje (Merkur, Venera) i gornje (sve ostale osim Zemlje).

Kretanja u sazvežđima donjih i gornjih planeta su različita. Merkur i Venera su uvek na nebu, bilo u istom sazvežđu kao i Sunce, bilo u susednom sazvežđu. Istovremeno, mogu se nalaziti i istočno i zapadno od Sunca, ali ne dalje od 18-28 ° (Merkur) i 45-48 ° (Venera). Najveća ugaona udaljenost planete od Sunca prema istoku naziva se njegova najveća istočna elongacija, prema zapadu - najveća zapadna elongacija. Na istočnoj elongaciji, planeta je vidljiva na zapadu, u zracima večernje zore, ubrzo nakon zalaska sunca, a zalazi neko vrijeme nakon njega.

Zatim, krećući se unazad (tj. od istoka ka zapadu, prvo polako, a zatim brže, planeta počinje da se približava Suncu, skriva se u njegovim zracima i prestaje da se pili. U ovom trenutku dolazi do donje veze planete sa Suncem nastaje; planeta prolazi izmedju Zemlje i Sunca.Eklipticke duzine Sunca i planete su jednake.Neko vrijeme nakon inferiorne konjunkcije, planeta postaje ponovo vidljiva, ali sada na istoku, u zracima zore, Nedugo prije izlaska sunca. U ovom trenutku, nastavlja se kretati unazad, postepeno se udaljavajući od Sunca "Usporivši stopu retrogresije i dosegnuvši najveće zapadno elongiranje, planeta se zaustavlja i mijenja smjer kretanja u direktan. Sada kreće se od zapada prema istoku, prvo polako, a zatim brže.Udaljenost od Sunca se smanjuje, a na kraju se skriva u jutarnjim zrakama Sunce U ovom trenutku planeta prolazi iza Sunca, ekliptičke dužine oba svjetiljka su opet jednake - dolazi sa vrha Ovo je konjunkcija planete sa Suncem, nakon čega je, nakon nekog vremena, ponovo vidljiva na zapadu u zracima večernje zore. Nastavljajući da se kreće pravolinijski, postepeno usporava svoju brzinu.

Dostigavši ​​maksimalnu istočnu udaljenost, planeta se zaustavlja, mijenja smjer kretanja u obrnutom smjeru i sve se ponavlja iz početka. Dakle, niže planete prave, takoreći, "oscilacije" oko Sunca, poput klatna oko njegovog srednjeg položaja.

Gore opisani položaji planeta u odnosu na Sunce nazivaju se planetarne konfiguracije.

7.2. Objašnjenje konfiguracija i prividnih kretanja planeta

Tokom svog kretanja po orbitama, planete mogu zauzeti različite položaje u odnosu na Sunce i Zemlju. Pretpostavimo da u nekom trenutku (slika 24) Zemlja T zauzima određeni položaj u svojoj orbiti u odnosu na Sunce C. Donja ili gornja planeta može biti u ovom trenutku u bilo kojoj tački svoje orbite.

Ako se donja planeta V nalazi u jednoj od četiri tačke V 1, V 2, V 3 ili V 4 naznačene na crtežu, onda je vidljiva sa Zemlje u donjoj (V 1) ili gornjoj (V 3) konjunkciji sa Suncem, u najvećem zapadnom (V 2) ili na najvećem istočnom (V 4) elongaciji. Ako se gornja planeta M nalazi u tačkama M 1, M 2, M 3 ili M 4 svoje orbite, tada je vidljiva sa Zemlje u opoziciji (M 1), u konjunkciji (M 3), u zapadnoj (M 2) ili istočne (M 4) kvadrature.

Suština objašnjavanja kretanja planeta naprijed i nazad je u poređenju orbitalnih linearnih brzina planete i Zemlje.

Kada je gornja planeta (Sl. 25) blizu konjunkcije (M 3), tada je njena brzina usmjerena u smjeru suprotnom od Zemljine (T 3). Sa Zemlje će izgledati da se planeta kreće u direktnom kretanju, tj. u pravcu njegovog stvarnog kretanja, s desna na lijevo. U ovom slučaju, njegova brzina će se činiti povećanom. Kada je gornja planeta blizu opozicije (M 1), tada su njena brzina i brzina Zemlje usmjerene u istom smjeru. Ali linearna brzina Zemlje je veća od linearne brzine gornje planete, pa će stoga od Zemlje izgledati da se planeta kreće u suprotnom smjeru, tj. unazad, s lijeva na desno.

Slično razmišljanje objašnjava zašto se donje planete (Merkur i Venera) u blizini donje konjunkcije (V 1) kreću unazad među zvijezdama, a blizu gornje konjunkcije (V 3) - u direktnom kretanju (slika 26).

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru/

Uvod

Zvezdano nebo je zaokupljalo maštu ljudi u svakom trenutku. Zašto zvijezde svijetle? Koliko njih sija noću? Da li su daleko od nas? Ima li zvjezdani univerzum granice? Od davnina je čovjek razmišljao o ovim i mnogim drugim pitanjima, nastojao razumjeti i shvatiti strukturu toga veliki svijet u kojoj živimo.

Najranije ideje ljudi o njemu sačuvane su u bajkama i legendama. Prošli su vekovi i milenijumi pre nego što je nauka o svemiru nastala i dobila duboku potkrepljenje i razvoj, otkrivajući nam divnu prostatu, neverovatan poredak univerzuma. Nije uzalud čak iu staroj Grčkoj zvao se Kosmos, a ova riječ je izvorno značila "red" i "ljepota".

Sistemi svijeta su ideje o lokaciji u svemiru i kretanju Zemlje, Sunca, Mjeseca, planeta, zvijezda i drugih. nebeska tela.

1. Slika svijeta

U drevnoj indijskoj knjizi pod nazivom "Rig Veda", što znači "Knjiga himni", može se pronaći opis - jedan od prvih u istoriji čovečanstva - čitavog Univerzuma u celini. Prema Rigvedi, nije previše komplikovano. Sadrži, prije svega, Zemlju. Čini se kao bezgranična ravna površina - "ogromni prostor". Ova površina je odozgo prekrivena nebom. A nebo je plava kupola prošarana zvijezdama. Između neba i zemlje - "svetleći vazduh".

To je bilo veoma daleko od nauke. Ali ovdje je važno nešto drugo. Izvanredan i grandiozan je i sam hrabar cilj - zagrliti cijeli Univerzum mišlju. Odavde dolazi uvjerenje da je ljudski um sposoban shvatiti, razumjeti, razotkriti njegovu strukturu, stvoriti u svojoj mašti potpunu sliku svijeta.

2. Kretanje planeta

Prateći godišnje kretanje Sunca među zvijezdama, drevni su ljudi naučili unaprijed odrediti početak određenog godišnjeg doba. Podijelili su nebo duž ekliptike na 12 sazviježđa, u svakom od kojih se Sunce nalazi oko mjesec dana. Kao što je već napomenuto, ova sazviježđa su se zvala zodijakalna. Svi su, osim jednog, nazvani po životinjama.

Drevni ljudi su svoj poljoprivredni rad povezivali s jutarnjim izlaskom sunca jednog ili drugog sazviježđa, a to se odražava i u samim nazivima sazviježđa. Tako je pojava sazviježđa Vodolije na nebu ukazivala na očekivanu poplavu, pojavu Riba - na predstojeći potez ribe za mrijest. Jutarnjom pojavom sazviježđa Djevice počela je žetva kruha, koju su obavljale uglavnom žene. Mesec dana kasnije, na nebu se pojavilo susedno sazvežđe Vaga, u to vreme je vršeno vaganje i brojanje useva.

Već 2000. godine prije Krista. e. Drevni posmatrači su među zodijačkim sazvežđima primetili pet posebnih svetlila, koja se, neprestano menjajući svoj položaj na nebu, kreću iz jednog zodijačkog sazvežđa u drugo. Kasnije su grčki astronomi ove svjetiljke nazvali planetama, odnosno "lutajućim". To su Merkur, Venera, Mars, Jupiter i Saturn, koji su do danas u svojim imenima zadržali imena starorimskih bogova. Mesec i Sunce su takođe ubrajani u lutajuća svetila.

Vjerovatno je prošlo mnogo stoljeća prije nego što su drevni astronomi uspjeli da uspostave određene obrasce kretanja planeta i prije svega da uspostave vremenske intervale nakon kojih se ponavlja položaj planete na nebu u odnosu na Sunce. Ovaj vremenski period kasnije je nazvan sinodijskim periodom revolucije planete. Nakon toga, bilo je moguće napraviti sljedeći korak - izgraditi opći model svijeta, u kojem bi se svakoj od planeta dodijelilo određeno mjesto i pomoću kojeg bi se unaprijed mogao predvidjeti položaj planete. za nekoliko mjeseci ili godina unaprijed.

Prema prirodi njihovog kretanja nebeska sfera u odnosu na Sunce, planete (po našem shvatanju) su podeljene u dve grupe. Merkur i Venera se nazivaju unutrašnjim ili inferiornim, ostali su spoljašnji ili superiorni.

Ugaona brzina Sunca je veća od brzine direktnog kretanja gornje planete. Stoga Sunce postepeno prestiže planetu. Što se tiče unutrašnjih planeta, u trenutku kada se pravac prema planeti i prema Suncu poklope, dolazi do konjunkcije planete sa Suncem. Nakon što Sunce pretekne planetu, postaje vidljivo prije izlaska sunca, u drugoj polovini noći. Trenutak kada je ugao između smjera prema Suncu i smjera prema planeti 180 stepeni naziva se opozicija planete. U ovom trenutku se nalazi u sredini luka svog kretanja unazad. Udaljavanje planete od Sunca za 90 stepeni prema istoku naziva se istočna kvadratura, a 90 stepeni prema zapadu naziva se zapadna kvadratura. Svi ovdje navedeni položaji planeta u odnosu na Sunce (sa stanovišta zemaljskog posmatrača) nazivaju se konfiguracijama.

Tokom iskopavanja drevnih gradova i hramova Babilonije, pronađeno je na desetine hiljada glinenih ploča sa astronomskim tekstovima. Njihovo dekodiranje je pokazalo da su drevni babilonski astronomi pomno pratili položaj planeta na nebu; bili su u stanju da odrede svoje sinodične periode cirkulacije i da koriste ove podatke u svojim proračunima.

3. Prvi modeli svijeta

Uprkos visoki nivo astronomske informacije naroda drevni Istok, njihovi pogledi na strukturu svijeta bili su ograničeni na direktne vizualne senzacije. Stoga su u Babilonu postojali stavovi prema kojima Zemlja izgleda kao konveksno ostrvo okruženo okeanom. Kao da postoji unutar Zemlje" carstvo mrtvih". Nebo je čvrsta kupola na kojoj počiva zemljine površine i razdvajanje "donjih voda" (okean koji teče oko zemaljskog ostrva) od "gornjih" (kišnih) voda. Za ovu kupolu su pričvršćena nebeska tijela, kao da bogovi žive iznad neba. Sunce ujutro izlazi kroz istočna vrata i zalazi kroz zapadnu kapiju, a noću se kreće ispod zemlje.

Prema idejama starih Egipćana, Univerzum izgleda kao velika dolina, izdužena od sjevera prema jugu, u čijem središtu je Egipat. Nebo je bilo upoređeno sa velikim gvozdenim krovom, koji je oslonjen na stubove, na kojima su okačene zvezde u obliku lampi.

AT Ancient China postojala je ideja prema kojoj Zemlja ima oblik ravnog pravougaonika, iznad kojeg je na stubovima oslonjeno okruglo, konveksno nebo. Pobesneli zmaj kao da je savio središnji stub, usled čega se Zemlja nagnula prema istoku. Stoga sve rijeke u Kini teku na istok. Nebo je nagnuto prema zapadu, tako da se sva nebeska tijela kreću od istoka prema zapadu.

I tek u grčkim kolonijama na zapadnim obalama Male Azije (Jonije), u južnoj Italiji i na Siciliji u četvrtom veku pre nove ere, započeo je brzi razvoj nauke, posebno filozofije, kao nauke o prirodi. Ovdje se jednostavno promišljanje prirodnih pojava i njihovo naivno tumačenje zamjenjuju pokušajima da se te pojave naučno objasne, da se razotkriju njihovi pravi uzroci.

Jedan od istaknutih antičkih grčkih mislilaca bio je Heraklit iz Efeza (oko 530. - 470. pne.). Njemu pripadaju riječi: „Svijet, jedan od svega, nije stvorio nijedan od bogova i bilo koji od ljudi, već je bio, jeste i biće vječno živa vatra, koja se prirodno rasplamsava i prirodno gasi. ...” Tada je Pitagora sa Samosa (oko 580 - 500 pne) izrazio ideju da Zemlja, kao i druga nebeska tela, ima oblik lopte. Univerzum je Pitagori predstavljen u obliku koncentričnih prozirnih kristalnih sfera ugrađenih jedna u drugu, za koje su planete navodno bile vezane. U ovom modelu, Zemlja je bila smještena u centar svijeta, oko nje su se okretale sfere Mjeseca, Merkura, Venere, Sunca, Marsa, Jupitera i Saturna. Dalje je bila sfera fiksne zvijezde.

Prvu teoriju o strukturi svijeta, koja objašnjava direktno i nazadno kretanje planeta, stvorio je grčki filozof Eudoxus iz Knida (oko 408. - 355. pne.). On je sugerirao da svaka planeta nema jednu već nekoliko sfera povezanih jedna s drugom. Jedan od njih napravi jednu revoluciju dnevno oko ose nebeske sfere u pravcu od istoka prema zapadu. Pretpostavljalo se da je vrijeme revolucije drugog (u suprotnom smjeru) jednako periodu okretanja planete. Ovo je objasnilo kretanje planete duž ekliptike. Pretpostavljalo se da je osa druge sfere nagnuta prema osi prve pod određenim uglom. Kombinacija još dvije sfere sa ovim sferama omogućila je da se objasni kretanje unazad u odnosu na ekliptiku. Sve karakteristike kretanja Sunca i Mjeseca objašnjene su pomoću tri sfere. Eudoxus je postavio zvijezde na jednu sferu u kojoj su bile sve ostale. Tako je sve vidljivo kretanje nebeskih tijela Eudoxus svedeno na rotaciju 27 sfera.

Prikladno je podsjetiti da je ideju o ujednačenom, kružnom, savršeno pravilnom kretanju nebeskih tijela izrazio filozof Platon. Takođe je sugerisao da je Zemlja u centru sveta, da se oko nje okreću Mesec, Sunce, zatim jutarnja zvezda Venera, zvezda Hermesa, zvezde Aresa, Zevsa i Kronosa. Platon je prvi pronašao imena planeta po imenima bogova, koja se potpuno poklapaju s vavilonskim. Platon je prvi formulisao zadatak matematičarima: da pronađu uz pomoć kojih jednoličnih i pravilnih kružnih kretanja neko može "spasiti fenomene predstavljene planetama". Drugim riječima, Platon je postavio zadatak da izgradi geometrijski model svijeta, u čijem je središtu, naravno, trebala biti Zemlja.

Platonov učenik Aristotel (384. - 322. p.n.e.) bavio se unapređenjem sistema Eudoksovog sveta. Budući da su stavovi ovog izvanrednog filozofa - enciklopediste vladali u fizici i astronomiji skoro dvije hiljade godina, na njima ću se detaljnije zadržati.

Aristotel je, slijedeći filozofa Empedokla (oko 490 - 430 pne), sugerirao postojanje četiri "elementa": zemlje, vode, zraka i vatre, od čijeg miješanja su navodno nastala sva tijela pronađena na Zemlji. Prema Aristotelu, elementi voda i zemlja prirodno teže da se kreću ka centru sveta („dole“), dok se vatra i vazduh kreću „gore“ do periferije, a onda što brže, to su bliže svom „prirodnom“. "mesto. Dakle, u centru sveta je Zemlja, iznad nje su voda, vazduh i vatra. Prema Aristotelu, svemir je ograničen u prostoru, iako je njegovo kretanje vječno, nema ni kraja ni početka. To je moguće samo zato što, pored četiri spomenuta elementa, postoji i peta, neuništiva materija, koju je Aristotel nazvao eter. Kao da se sva nebeska tijela sastoje od etra, za koji je stalno kružno kretanje prirodno stanje. "Zona etra" počinje blizu mjeseca i proteže se prema gore, dok se ispod mjeseca nalazi svijet četiri elementa.

Ovako sam Aristotel opisuje svoje shvatanje univerzuma: „Sunce i planete kruže oko Zemlje, koja je nepomična u centru sveta. Naša vatra, u odnosu na svoju boju, nema nikakve sličnosti sa svjetlošću sunca, blistavom bjelinom. Sunce nije napravljeno od vatre; to je ogromna akumulacija etra; Toplina Sunca je uzrokovana njegovim djelovanjem na eter tokom njegove revolucije oko Zemlje. Komete su prolazne pojave koje se brzo rađaju u atmosferi i jednako brzo nestaju. Mlečni put nije ništa drugo do pare koje se pale brzom rotacijom zvezda oko Zemlje... Kretanja nebeskih tela, uopšteno govoreći, dešavaju se mnogo pravilnije od kretanja primećenih na Zemlji; jer, budući da su nebeska tijela savršenija od svih drugih tijela, njima priliči najpravilnije kretanje, a ujedno i najjednostavnije, a takvo kretanje može biti samo kružno, jer je u ovom slučaju kretanje ujedno i jednolično. Nebeska tijela se kreću slobodno poput bogova, kojima su bliža nego stanovnicima Zemlje; dakle, svjetiljkama nije potreban odmor za vrijeme njihovog kretanja, a uzrok njihovog kretanja sadržan je u njima samima. Viši dijelovi neba, savršeniji, koji sadrže fiksne zvijezde, stoga imaju najsavršenije kretanje - uvijek udesno. Što se tiče dijela neba koji je najbliži Zemlji, a samim tim i manje savršen, ovaj dio služi kao sjedište mnogo manje savršenih svjetiljki, kao što su planete. Ovi potonji se kreću ne samo udesno, već i ulijevo, i, osim toga, u orbitama nagnutim prema putanjama fiksnih zvijezda. Sva teška tijela teže centru Zemlje, a pošto svako tijelo teži centru Univerzuma, stoga i Zemlja mora biti nepomična u ovom centru.

Prilikom izgradnje svog sistema svijeta, Aristotel je koristio ideje Eudoxusa o koncentričnim sferama na kojima se nalaze planete i koje se okreću oko Zemlje. Prema Aristotelu, osnovni uzrok ovog kretanja je "prvi motor" - posebna rotirajuća sfera koja se nalazi iza sfere "fiksnih zvijezda", koja pokreće sve ostalo. Prema ovom modelu, samo jedna sfera na svakoj od planeta rotira od istoka prema zapadu, a ostale tri - u suprotnom smjeru. Aristotel je vjerovao da djelovanje ove tri sfere treba nadoknaditi dodatnim trima unutrašnjim sferama koje pripadaju istoj planeti. U tom slučaju na svaku narednu (prema Zemlji) planetu djeluje samo dnevna rotacija. Tako je u sistemu Aristotelovog svijeta kretanje nebeskih tijela opisano uz pomoć 55 tvrdih kristalnih sfernih školjki.

Kasnije je u ovom sistemu svijeta izdvojeno osam koncentričnih slojeva (nebesa), koji su prenosili svoje kretanje jedan na drugi (sl. 1). U svakom takvom sloju bilo je sedam sfera koje su pomicale ovu planetu.

U Aristotelovo vrijeme izraženi su i drugi pogledi na strukturu svijeta, posebno da se ne okreće Sunce oko Zemlje, već se Zemlja, zajedno sa drugim planetama, okreće oko Sunca. Protiv toga je Aristotel iznio ozbiljan argument: ako bi se Zemlja kretala u svemiru, onda bi to kretanje dovelo do pravilnog prividnog kretanja zvijezda na nebu. Kao što znamo, ovaj efekat (godišnje paralaktičko pomeranje zvezda) otkriven je tek sredinom 19. veka, 2150 godina posle Aristotela...

U opadajućim godinama, Aristotel je optužen za bezbožništvo i pobjegao je iz Atine. U stvari, u svom razumijevanju svijeta kolebao se između materijalizma i idealizma. Njegovi idealistički pogledi, a posebno ideja o Zemlji kao centru svemira, prilagođeni su zaštiti religije. Zato je sredinom drugog milenijuma naše ere borba protiv Aristotelovih stavova postala neophodan uslov za razvoj nauke...

4. Prvo heliocentrični sistem

Aristotelovi savremenici su već znali da je planeta Mars u opoziciji, kao i Venera tokom povratnog kretanja, mnogo svetlija nego u drugim vremenima. Prema teoriji sfera, one bi uvijek trebale ostati na istoj udaljenosti od Zemlje. Zato su tada postojale druge ideje o strukturi svijeta.

Dakle, Heraklit iz Ponta (388 - 315 pne) je pretpostavio da se Zemlja kreće "... rotaciono, oko svoje ose, poput točka, od zapada prema istoku oko sopstvenog centra." Takođe je izrazio ideju da su orbite Venere i Merkura kružnice, u čijem je centru Sunce. Zajedno sa Suncem, ove planete kao da se okreću oko Zemlje.

Još hrabriji stav imao je Aristarh sa Samosa (oko 310. - 230. pne.). Izvanredni starogrčki učenjak Arhimed (oko 287. - 212. pne), u svom djelu "Psamit" ("Proračun zrna pijeska"), pozivajući se na Gelona iz Sirakuze, pisao je o Aristarhovim stavovima na sljedeći način:

„Znate da, prema nekim astronomima, svijet ima oblik kugle, čiji se centar poklapa sa centrom Zemlje, a poluprečnik jednaka dužini prava linija koja povezuje centre Zemlje i Sunca. Ali Aristarh sa Samosa, u svojim "Predlozima" napisanim protiv astronoma, odbacujući ovu ideju, dolazi do zaključka da je svijet mnogo veći nego što je upravo naznačeno. On smatra da nepokretne zvijezde i Sunce ne mijenjaju svoje mjesto u svemiru, da se Zemlja kreće u krug oko Sunca, koje je u njegovom središtu, te da se centar sfere nepokretnih zvijezda poklapa sa centrom Sunce, a veličina ove sfere je takva da je krug opisan njegovom pretpostavkom, Zemlja, u odnosu na rastojanje nepokretnih zvijezda u istom odnosu kao što je centar lopte prema njegovoj površini.

5. Ptolomejev sistem

Formiranje astronomije kao egzaktne nauke počelo je zahvaljujući radu izuzetnog grčkog naučnika Hiparha. On je bio prvi koji je počeo sistematski astronomska posmatranja i njihovom sveobuhvatnom matematičkom analizom, postavili su temelje sferne astronomije i trigonometrije, razvili teoriju kretanja Sunca i Mjeseca i na njenoj osnovi metode za predviđanje pomračenja.

Hiparh je otkrio da je prividno kretanje Sunca i Meseca na nebu neravnomerno. Stoga je zauzeo tačku gledišta da se ove svjetiljke kreću jednoliko po kružnim orbitama, ali je centar kruga pomjeren u odnosu na centar Zemlje. Takve orbite su se zvale ekscentri. Hiparh je sastavio tabele pomoću kojih je bilo moguće odrediti položaj sunca i mjeseca na nebu u bilo koji dan u godini. Što se tiče planeta, prema Ptolomeju, on „nije činio druge pokušaje da objasni kretanje planeta, već se zadovoljio time da dovede u red zapažanja koja su bila pred njim, dodajući im mnogo veći broj svojih. Ograničio se na to da svojim savremenicima ukaže na nezadovoljavajuće sve hipoteze kojima su neki astronomi mislili da objasne kretanje nebeskih tela.

Zahvaljujući Hiparhovom radu, astronomi su napustili zamišljene kristalne sfere koje je predložio Eudoks i prešli na složenije konstrukcije pomoću epicikla i deferenta, koje je još pre Hiparha predložio Apolon iz Perge. Klasični oblik teorije epicikličkih kretanja dao je Klaudije Ptolomej.

Glavno Ptolomejevo djelo "Matematička sintaksa u 13 knjiga" ili, kako su ga Arapi kasnije nazvali, "Almagest" ("Najveći") postalo je poznato u srednjovjekovne Evrope tek u 12. veku. 1515. štampan je na Latinski preveo s arapskog, a 1528. preveo s grčkog. Tri puta je objavljen "Almagest". grčki 1912. godine objavljena je na njemačkom jeziku.

"Almagest" je prava enciklopedija drevne astronomije. U ovoj knjizi, Ptolomej je učinio ono što nijedan od njegovih prethodnika nije mogao. On je razvio metodu pomoću koje je bilo moguće izračunati položaj određene planete u bilo kojem unaprijed određenom trenutku. Ovo mu nije bilo lako, a na jednom mestu je primetio:

“Čini se da je lakše pomicati same planete nego shvatiti njihovo složeno kretanje...”

"Postavljajući" Zemlju u centar svijeta, Ptolomej je predstavio prividno složeno i neravnomjerno kretanje svake planete kao zbir nekoliko jednostavnih, ujednačenih kružnih kretanja.

Prema Ptolomeju, svaka planeta se ravnomjerno kreće u malom krugu - epiciklu. Središte epicikla, zauzvrat, jednoliko klizi po obodu velikog kruga koji se naziva deferent. Za bolju saglasnost između teorije i opservacijskih podataka, bilo je potrebno pretpostaviti da je centar deferenta pomjeren u odnosu na centar Zemlje. Ali to nije bilo dovoljno. Ptolomej je bio prisiljen pretpostaviti da je kretanje centra epicikla duž deferenta jednolično (tj. njegova ugaona brzina kretanja je konstantna), ako ovo kretanje uzmemo u obzir ne iz centra deferentnog O i ne iz centra Zemlja T, ali iz neke "tačke nivelacije" E, kasnije nazvane ekvant.

Kombinujući zapažanja sa proračunima, Ptolomej je uzastopnim aproksimacijama dobio da su omjeri radijusa epiciklusa i poluprečnika deferenta za Merkur, Veneru, Mars, Jupiter i Saturn 0,376, 0,720, 0,658, 0,192 odnosno 0,103 Zanimljivo je da za predviđanje položaja planete na nebu nije bilo potrebno znati udaljenosti do planete, već samo spomenuti odnos poluprečnika epicikla i deferenta.

Prilikom konstruiranja svog geometrijskog modela svijeta, Ptolomej je uzeo u obzir činjenicu da u procesu svog kretanja planete donekle odstupaju od ekliptike. Stoga je za Mars, Jupiter i Saturn "nagnuo" ravni deferenta prema ekliptici, a ravni epicikla prema ravnima deferenta. Za Merkur i Veneru uveo je oscilacije gore i dole koristeći male vertikalne krugove. Općenito, da bi objasnio sve karakteristike uočene u to vrijeme u kretanju planeta, Ptolomej je uveo 40 epicikla. Sistem Ptolomejevog svijeta, u čijem je središtu Zemlja, naziva se geocentrični.

Pored omjera polumjera epicikla i deferenta, da bi se teorija uporedila sa zapažanjima, bilo je potrebno postaviti periode okretanja duž ovih krugova. Prema Ptolomeju, sve gornje planete naprave potpunu revoluciju oko obima epiciklusa u istom vremenskom periodu kao i Sunce duž ekliptike, odnosno za godinu dana. Stoga su poluprečnici epiciklusa ovih planeta, usmjereni prema planetama, uvijek paralelni smjeru od Zemlje prema Suncu. Na nižim planetama - Merkuru i Veneri - period okretanja duž epiciklusa jednak je vremenskom periodu, a tokom kojeg se planeta vraća na svoju početnu tačku na nebu. Za periode okretanja centra epiciklusa duž oboda deferenta, slika je obrnuta. Na Merkuru i Veneri oni su jednaki godini. Stoga centri njihovih epiciklusa uvijek leže na pravoj liniji koja spaja Sunce i Zemlju. Za vanjske planete, one su određene vremenom tokom kojeg je planeta opisala puni krug na nebu, vraća se istim zvezdama.

Prateći Aristotela, Ptolomej je pokušao da opovrgne ideju o mogućem kretanju Zemlje. napisao je:

“Ima ljudi koji tvrde da nas ništa ne sprječava da pretpostavimo da je nebo nepomično, a da se zemlja okreće oko svoje ose od zapada prema istoku i da svaki dan pravi takvu revoluciju. Istina, kada govorimo o svjetiljkama, ništa ne sprječava, radi veće jednostavnosti, da se to pretpostavi, ako se uzmu u obzir samo vidljiva kretanja. Ali ti ljudi ne shvaćaju u kojoj mjeri je takvo mišljenje smiješno, ako dobro pogledate sve što se dešava oko nas i u zraku. Ako se složimo s njima – što zapravo nije slučaj – da se najlakša tijela uopće ne kreću, ili se kreću na isti način kao teška tijela, dok se, očigledno, zračna tijela kreću većom brzinom od zemaljskih; kada bismo se složili s njima da najgušći i najteži objekti imaju svoje kretanje, brzo i konstantno, a zapravo se teško kreću od udara koji su im zadati, svejedno, ovi ljudi bi morali priznati da je Zemlja zbog njegove rotacije bi se kretalo mnogo brže od svih koji se dešavaju oko njega, jer bi napravio tako veliki krug u tako malom vremenskom periodu. Tako bi se činilo da se tijela koja bi poduprla Zemlju uvijek kretala u suprotnom smjeru od nje, i činilo se da nijedan oblak, ništa leteće ili bačeno nikada ne ide na istok, jer bi Zemlja nadmašila svako kretanje u ovom smjeru.

Sa moderne tačke gledišta, možemo reći da je Ptolomej previše precijenio ulogu centrifugalne sile. Takođe se pridržavao Aristotelove pogrešne tvrdnje da tela u gravitacionom polju padaju brzinama proporcionalnim njihovoj masi...

Općenito, kao što je primijetio A. Pannekoek, Ptolemejevo "Matematičko djelo" "bilo je karnevalska povorka geometrije, proslava najdublje kreacije ljudskog uma u prikazu Univerzuma... Ptolomejevo djelo se pojavljuje pred nama kao veliki spomenik drevne nauke...

Nakon visokog procvata antičke kulture na evropskom kontinentu, počeo je period stagnacije i nazadovanja. Ovaj tmurni period koji traje više od hiljadu godina nazvan je srednjim vijekom.

Prethodila je transformacija kršćanstva u dominantnu religiju, u kojoj nije bilo mjesta za visoko razvijenu nauku antičke antike. U to vrijeme došlo je do povratka najprimitivnijim idejama o ravnoj Zemlji.

I to tek od XI veka. pod uticajem rasta trgovačkih odnosa, uz nastojanje u gradovima nove klase - buržoazije. Duhovni život u Evropi počeo se buditi. Sredinom XIII veka. Aristotelova filozofija je prilagođena kršćanskoj teologiji, odluke crkvenih sabora koje su zabranjivale prirodne filozofske ideje velikog starogrčkog filozofa su poništene. Aristotelovi pogledi na strukturu svijeta ubrzo su postali sastavni elementi kršćanske vjere. Sada se više nije moglo sumnjati da Zemlja ima oblik lopte, postavljene u centar svijeta, i da se sva nebeska tijela okreću oko nje. Ptolomejev sistem postao je, takoreći, dodatak Aristotelu, pomažući u izvođenju specifičnih proračuna položaja planeta.

Ptolomej je u najvećoj meri vešto i sa velikom preciznošću odredio glavne parametre svog modela sveta. Vremenom su, međutim, astronomi počeli da se ubeđuju da postoje neslaganja između pravog položaja planete na nebu i izračunatog. Dakle, početkom 12. vijeka planeta Mars je bila dva stepena udaljena od mjesta gdje je trebala biti prema Ptolomejevim tablicama.

Da bi se objasnile sve karakteristike kretanja planeta na nebu, bilo je potrebno za svaki od njih uvesti do deset ili više epicikla sa sve manjim poluprečnikom tako da se centar manjeg epicikla okreće oko kruga većeg. jedan. Do 16. veka kretanje Sunca, Meseca i pet planeta objašnjeno je pomoću preko 80 krugova! Pa ipak, posmatranja odvojena velikim vremenskim intervalima bilo je teško „uklopiti“ u ovu šemu. Bilo je potrebno uvesti nove epicikle, malo promijeniti njihove polumjere i pomjeriti centre deferenta u odnosu na centar Zemlje. Na kraju se geocentrični Ptolomejev sistem, preopterećen epiciklima i ekvantama, srušio od sopstvene težine...

6. Kopernikov svijet

Kopernikova knjiga, objavljena u godini njegove smrti, 1543. godine, imala je skroman naslov: "O rotaciji nebeskih sfera". Ali to je bilo potpuno rušenje Aristotelovog pogleda na svijet. Složena masa šupljih prozirnih kristalnih sfera stvar je prošlosti. Od tog vremena je počela nova era u našem razumijevanju Univerzuma. To traje do danas.

Zahvaljujući Koperniku, saznali smo da Sunce zauzima odgovarajuću poziciju u centru planetarnog sistema. Zemlja nije centar svijeta, već jedna od običnih planeta koja se okreće oko Sunca. Tako je sve došlo na svoje mjesto. Struktura Solarni sistem konačno je shvaćeno.

Dalja otkrića astronoma dodala su porodicu velikih planeta. Ima ih devet: Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Ovim redom oni zauzimaju svoje orbite oko Sunca. Otkrivena su mnoga mala tijela Sunčevog sistema - asteroidi i komete. Ali to nije promijenilo novu kopernikansku sliku svijeta. Naprotiv, sva ta otkrića to samo potvrđuju i usavršavaju.

Sada shvatamo da živimo na maloj planeti koja izgleda kao lopta. Zemlja se okreće oko Sunca po orbiti koja se ne razlikuje previše od kruga. Radijus ovog kruga je blizu 150 miliona kilometara.

Udaljenost od Sunca do Saturna - najudaljenije planete poznate u vrijeme Kopernika - je otprilike deset puta veća od polumjera Zemljine orbite. Ovu udaljenost je Kopernik sasvim ispravno odredio. Veličina Sunčevog sistema - udaljenost od Sunca do orbite devete planete, Plutona, i dalje je skoro četiri puta veća i iznosi približno 6 milijardi kilometara.

Ovo je slika svemira u našem neposrednom okruženju. Ovo je svijet po Koperniku.

Ali Sunčev sistem nije ceo univerzum. Možemo reći da je ovo samo naš mali svijet. Šta je sa udaljenim zvijezdama? O njima se Kopernik nije usudio da iznese neko određeno mišljenje. Jednostavno ih je ostavio na istom mjestu, a ne u dalekoj sferi gdje ih je Aristotel imao, i samo je rekao, i to sasvim ispravno, da je udaljenost do zvijezda višestruko više veličina planetarne orbite. Poput drevnih naučnika, on je predstavljao Univerzum kao zatvoreni prostor, ograničen ovom sferom.

7. Sunce i zvijezde

U vedroj noći bez mjeseca, kada ništa ne ometa posmatranje, osoba oštrog vida neće vidjeti više od dvije do tri hiljade svjetlucavih tačaka na nebu. Lista, koju je u 2. veku pre nove ere sastavio poznati starogrčki astronom Hiparh, a kasnije dopunio Ptolomej, sadrži 1022 zvezde. Hevelius, posljednji astronom koji je napravio takve proračune bez pomoći teleskopa, doveo je njihov broj do 1533.

Ali već u antici, postojanje veliki broj zvijezde nevidljive oku. Demokrit, veliki naučnik antike, rekao je da je beličasta traka koja se proteže preko celog neba, koju nazivamo mliječni put, je u stvarnosti kombinacija svjetlosti mnoštva pojedinačno nevidljivih zvijezda. Strukturalna kontroverza mliječni put nastavljeno vekovima. Odluka - u korist Demokritove pretpostavke - došla je 1610. godine, kada je Galileo teleskopom prijavio prva otkrića na nebu. Sa razumljivim uzbuđenjem i ponosom napisao je da je sada uspeo da „oku učini dostupnim zvezde koje nikada ranije nisu bile vidljive i čiji je broj bio najmanje deset puta više broja zvijezde poznate od davnina.

Ali ovo veliko otkriće je ipak ostavilo tajanstvenim svijet zvijezda. Da li su svi oni, vidljivi i nevidljivi, zaista koncentrisani u tankom sfernom sloju oko Sunca?

Čak i prije otkrića Galilea, izražena je potpuno neočekivana, u to vrijeme izuzetno hrabra ideja. Pripada Giordanu Brunu, čija je tragična sudbina svima poznata. Bruno je iznio ideju da je naše Sunce jedna od zvijezda svemira. Samo jedan od mnogih, a ne centar čitavog univerzuma. Ali tada bi bilo koja druga zvijezda također mogla imati svoj planetarni sistem.

Ako je Kopernik naznačio mjesto Zemlje nikako u centru svijeta, onda su Bruno i Sunce lišeni ove privilegije.

Brunova ideja dovela je do mnogih upečatljivih posljedica. Iz njega je slijedila procjena udaljenosti do zvijezda. Zaista, Sunce je zvijezda poput ostalih, ali samo nama najbliža. Zato je tako velik i svetao. I koliko daleko treba pomaknuti svjetiljku da izgleda kao, na primjer, Sirius? Odgovor na ovo pitanje dao je holandski astronom Huygens (1629 - 1695). Uporedio je sjaj ova dva nebeska tela i pokazalo se sledeće: Sirijus je stotinama puta udaljeniji od nas od Sunca.

Da bismo bolje zamislili kolika je udaljenost do zvijezde, recimo da je snopu svjetlosti koji leti 300.000 kilometara u jednoj sekundi potrebno nekoliko godina da putuje od Sirijusa do nas. Astronomi u ovom slučaju govore o udaljenosti od nekoliko svjetlosnih godina. Prema modernim ažuriranim podacima, udaljenost do Sirijusa je 8,7 svjetlosnih godina. A udaljenost od nas do sunca je samo 8 svjetlosnih minuta.

Naravno, različite zvijezde se razlikuju jedna od druge (ovo se uzima u obzir u modernoj procjeni udaljenosti do Sirijusa). Stoga određivanje udaljenosti do njih i sada često ostaje vrlo težak, a ponekad i jednostavno nerješiv zadatak za astronome, iako su od vremena Huygensa za to izmišljene mnoge nove metode.

Zaključak

Znamo strukturu svemira u ogromnom volumenu prostora, koji svjetlosti treba milijarde godina da pređe. Ali radoznala ljudska misao nastoji da prodre dalje. Šta se nalazi izvan vidljivog područja svijeta? Da li je svemir beskonačan po zapremini? I njeno širenje – zašto je počelo i hoće li se nastaviti u budućnosti? A šta je porijeklo "skrivene" mase? I konačno, kako je inteligentni život nastao u svemiru?

Postoji li još bilo gdje osim naše planete? Još nema definitivnih i potpunih odgovora na ova pitanja.

Univerzum je neiscrpan. Žeđ za znanjem je također neumorna, tjera ljude da postavljaju sve više novih pitanja o svijetu i uporno traže odgovore na njih.

sunce mjesec planeta zvijezda

Bibliografija

1. Prostor: Zbirka. „Popularna literatura“ (sastavili Yu. I. Koptev i S. A. Nikitin; uvodni viši akademik Yu. A. Osipyan; dizajn i izgled V. Italiantsev; crteži E. Azanov, N. Kotlyarovsky, V. Tsikoty. - L .: Det.lit., 1987. - 223 str., ilustr.)

2. I. A. Klimishin. "Astronomija naših dana" - M .: "Nauka", 1976. - 453 str.

3. A. N. Tomilin. “Nebo Zemlja. Eseji o istoriji astronomije ”(Naučni urednik i autor predgovora, doktor fizičko-matematičkih nauka K. F. Ogorodnikov. Crteži T. Obolenskaya i B. Starodubtsev. L., “Det. Lit.”, 1974. - 334 str. ., bolestan. .)

4. "Enciklopedijski rečnik mladog astronoma" (Sastavio N. P. Erpylev. - 2. izd., prerađeno i dopunjeno. - M.: Pedagogija, 1986. - 336 str., ilustr.

Istaknuto na Allbest.ur

Slični dokumenti

Slika svijeta. Kretanje planeta. Prvi modeli svijeta i heliocentrični sistem. Sistem svijeta su ideje o položaju u svemiru i kretanju Zemlje, Sunca, Mjeseca, planeta i zvijezda. Sistem Ptolomeja i Kopernika. Galaxy. zvezdani svetovi. Univerzum.

sažetak, dodan 02.07.2008


Sistemi svijeta su ideje o lokaciji u svemiru i kretanju Zemlje, Sunca, Mjeseca, planeta, zvijezda i drugih nebeskih tijela. Od antičke Grčke univerzum se naziva kosmosom, a ova riječ je izvorno značila "red" i "ljepota" svemira.

sažetak, dodan 13.06.2008


Analiza Kopernikovog djela "O revoluciji nebeskih sfera". Odredbe o sferičnosti svijeta i Zemlje, rotaciji planeta oko ose i njihovom kruženju oko Sunca. Proračun prividnih položaja zvijezda, planeta i Sunca na nebeskom svodu, stvarno kretanje planeta.

sažetak, dodan 11.11.2010


Putovanje u svemir na času astronomije. Priroda svemira, evolucija i kretanje nebeskih tijela. Otkriće i istraživanje planeta. Nikola Kopernik, Đordano Bruno, Galileo Galilej o strukturi Sunčevog sistema. Kretanje Sunca i planeta u nebeskoj sferi.

kreativni rad, dodano 26.05.2015


Slika svijeta, kretanje planeta. Prvi modeli svijeta, prvi heliocentrični sistem, sistemi Ptolomeja i Kopernika. Sunce i zvezde, Galaksija, zvezdani svetovi, Univerzum. Šta se nalazi izvan granica vidljivog regiona sveta, kako je nastao život u Univerzumu.

sažetak, dodan 11.03.2009


Slika svijeta. Kretanje planeta. Prvi svjetski modeli. Prvi heliocentrični sistem. Ptolomejev sistem. Kopernikov svet. Sunce i zvijezde. Galaxy. zvezdani svetovi. Univerzum. Ima li života igdje drugdje osim naše planete?

sažetak, dodan 03.06.2007


Nastanak teorije kretanja Sunca i planeta u Ancient Greece. Prvo naučna saznanja u oblasti astronomije. Heliocentrični sistem u verziji N. Kopernika, karakterističan za djelo "O rotacijama nebeskih sfera". Značaj heliocentrizma u istoriji nauke.

test, dodano 18.05.2009


Slika svijeta. Kretanje planeta. Prvi svjetski modeli. Prvi heliocentrični sistem. Ptolomejev sistem. Kopernikov svet. Sunce i zvezde. Galaxy. zvezdani svetovi. Univerzum.

sažetak, dodan 13.06.2007


Formiranje Sunčevog sistema. teorije prošlosti. Rođenje Sunca. Poreklo planeta. Otkriće drugih planetarnih sistema. Planete i njihovi sateliti. Struktura planeta. Planeta Zemlja. Oblik, veličina i kretanje Zemlje. Unutrašnja struktura.

sažetak, dodan 06.10.2006


Planiranje distribucije zvanično poznatih planeta. Određivanje tačne udaljenosti do Plutona i planeta izvan Plutona. Formula za izračunavanje brzine skupljanja Sunca. Poreklo planeta Sunčevog sistema: Zemlja, Mars, Venera, Merkur i Vulkan.

Za gravitaciono polje koje stvara masivno tijelo, može se formulirati teorema koja je slična Newtonovoj teoremi o polju sferno simetričnog tijela.

Ova teorema nosi ime Birkhoff. esencija Birkhoffove teoreme sastoji se od sljedećeg. Pretpostavimo da je gravitaciono polje stvoreno sistemom tela koja se kreću u ograničenom prostoru. Zatim, ako je raspodjela mase u takvom sistemu sferno simetrična, a sve brzine su usmjerene duž radijusa i također ne zavise od uglova, polje takvog sistema ne zavisi od vremena i poklapa se (izvan sistema) sa nulom materijalna tačka, koji ima masu jednaku masi sistema.

Posljedično, posmatrač ne može zaključiti ništa o raspodjeli masa i brzina unutar takvog sistema ako se ograniči samo na mjerenje sile gravitacije. Stoga, razmatrajući problem polja Sunca, možemo koristiti rješenje problema polja mase tačke. Uslovi teoreme se krše ako se izvor polja rotira. U tom slučaju sistem gubi sfernu simetriju i ostaje sa aksijalnom simetrijom. Za Sunce je ovaj efekat mali. Postoji projekat proučavanja interakcije polja rotirajuće Zemlje sa rotirajućim žiroskopom. Ovaj efekat je vrlo sličan interakciji dva magnetna momenta, od kojih svaki nastaje kretanjem električnih naboja. kako god eksperimentalne studije gravitaciona polja rotirajućih tela su veoma teška.

Ali vidjet ćemo da se u crnim rupama rotirajuća polja pokazuju prilično značajnim.

Prije svega, možemo procijeniti veličinu korekcija koje teorija gravitacije čini klasičnim zakonima kretanja planeta.

Njutn nije znao da brzina ne može biti veća od brzine svetlosti. Hajde da vidimo kada brzina planete dostiže brzinu svetlosti, ako računamo prema formuli Njutnove mehanike. Keplerov treći zakon u Njutnovoj mehanici može se napisati na sledeći način:

ω 2 R 3 = γM c

gdje je ω frekvencija okretanja planete (2π/ω je period); R je prosječna udaljenost planete od Sunca; γ je gravitaciona konstanta, a M c je masa Sunca. Zamenivši ω za kružnu orbitu sa υ/R, gde je υ linearna brzina, dobijamo:

Brzina planete dostiže brzinu svjetlosti na udaljenosti od Sunca R ≈ γM c/s 2 . Ovo je procjena udaljenosti od Sunca na kojoj će efekti opšte relativnosti biti veoma veliki. U stvari, jednostavno smo izračunali radijus pri kojem će prva kosmička brzina (brzina u kružnoj orbiti) biti jednaka (prema Njutnovoj mehanici) brzini svjetlosti. Može se izjednačiti sa drugim svemirska brzina- tako je učinio Laplace 1796. godine - i dobio je R c = 2γM c: c 2 . Ova vrijednost igra važnu ulogu u teoriji relativnosti i ima poseban naziv - gravitacijski radijus Sunca. Označen je R gr s i udaljen je oko 3 km. Slična vrijednost za Zemlju je Rgrz ≈ 7 mm.

Laplas je svoju formulu izveo iz jednakosti potencijalna energija tijelo na zvijezdi, γmM/r, i njegova kinetička energija izračunata po uobičajenoj klasičnoj formuli mυ 2 /2. Ako ove dvije veličine izjednačimo, onda se one mogu smanjiti za m. Pošto je Laplas verovao da se svetlost sastoji od korpuskula, on je zamenio brzinu svetlosti u formulu i došao do zaključka, koji je 1798. naveo u drugom tomu svog dela „Izlaganje sistema sveta”: „Svetleća zvezda sa istom gustinom, da Zemlja, koja je dvjesto pedeset puta veća od prečnika sunca, neće dozvoliti da bilo koja njena zraka dopre do nas; moguće je da najveća svjetleća tijela iz tog razloga ostaju nevidljiva.

Laplaceov argument je, naravno, pogrešan, ali formula za gravitacijski radijus ostaje ista u općoj relativnosti.

Laplace je bio jedan od najvećih neverovatna predviđanja: shvatio je da "crne rupe" mogu postojati. Provjerimo ponovo Laplaceove brojeve. Iz formule za gravitacioni radijus se može vidjeti da R r p raste proporcionalno tjelesnoj masi. Laplace je smatrao zvijezdu čija je gustina jednaka Zemljinoj, a u ovom slučaju mase zvijezda su povezane kao kocke njihovih polumjera. Tada se radijus crne rupe R d može izraziti u terminima radijusa Zemlje:

gdje je R s polumjer Zemlje, a R gr s njen gravitacijski radijus.

koji premašuje radijus Sunca za oko 250 puta.

Za Sunce, udaljenosti reda njegovog gravitacionog radijusa leže blizu njegovog centra.

U našem planetarnom sistemu, orbita Merkura, planete najbliže Suncu, nalazi se na udaljenosti od oko 60 miliona km. Veličina korekcije kretanja Merkura treba da bude po redu veličine jednaka odnosu gravitacionog radijusa Sunca i udaljenosti do Merkura. Ova vrijednost je reda √5∙10 -6 .

Korekcije kretanja Merkura će biti dvije vrste - promjenom mase planete brzinom i promjenom zakona gravitacije.

Brzina Merkura, prema istom trećem Keplerovom zakonu, veća je od brzine Zemlje (30 km/s) prema korijenu omjera njihove udaljenosti, ~ 1,7, tj. iznosi oko 50 km/s, ili 1/6000 brzine svjetlosti. Korekcije se obično određuju kvadratom omjera υ 2 /c 2 i stoga imaju red 1/36∙10 -6. U zakonu gravitacije, osim uobičajenog člana 1/r 2 ; pojavljuje se termin 1/r 3; što dovodi do korekcije istog reda.

Najnovija astronomska mjerenja kretanja Merkura slažu se sa predviđanjima teorije sa greškom ne većom od 2%.

Prije nekog vremena poređenje teorije s iskustvom dovedeno je u pitanje kada je Dicks primijetio da bi zaključak mogao biti jako pogođen ako bi Sunce bilo čak i malo spljošteno. Dakle, ako je spljošteno samo za 10 -4 (1 + 10 -4 je odnos dužina osa elipsoida, ako je Sunce elipsoid). Ovo će promijeniti teoretski broj za 7″ za 100 godina. Očigledno, preciznija zapažanja će isključiti čak i tako malu sputanost.

U svakom slučaju, sada slika kretanja Merkura izgleda ovako:

Da nije bilo drugih planeta i da bi se kretanje odvijalo po Newtonovim zakonima, tada bi Merkur opisao elipsu. Efekti povezani s teorijom relativnosti doveli bi do pomaka perihela od 41″ za 100 godina. U stvari, ukupni pomak je 575″ na 100 godina zbog interakcije sa drugim planetama (Venera čini polovinu efekta). Ali Newtonova mehanika objašnjava samo 534″ - ostalo je prepušteno mehanici teorije relativnosti.

Podsjetimo da su promjene u kretanju Merkura relativno male zbog činjenice da je Merkur uvijek udaljen od Sunca. Na udaljenostima reda od jednog do tri gravitaciona radijusa (3 km za Sunce), korekcije zakona gravitacije bile bi toliko velike da bi kompenzacija centrifugalne sile silom privlačenja prema Suncu bila narušena i planeta bi pala u Sunce.

Za Sunce, čija je veličina mnogo puta veća od njegovog gravitacionog radijusa, takva regija jednostavno ne postoji. Međutim, za crne rupe sve ovo izgleda veoma ozbiljno. Ali više o tome kasnije.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Na pozadini fiksnih zvijezda može se pratiti stalno kretanje svjetiljki potpuno drugačije prirode - planeta koje se kreću oko Sunca. Na noćnom nebu jasno je vidljivo 7 nebeskih tijela koja stalno mijenjaju svoj položaj. To uključuje Sunce, Mjesec, Merkur, Veneru, Mars, Jupiter i Saturn. Metoda za određivanje položaja Sunca u odnosu na zvijezde razvijena je u antičko doba; za to je organizirano redovno proučavanje zvjezdanog neba u zoru ili odmah nakon zalaska sunca. Zahvaljujući bliskim posmatranjima, otkriveno je da Sunce svakodnevno mijenja svoj položaj na zvjezdanom nebu, pomjerajući se za 1 stepen prema istoku. Takav fenomen se posmatra 365 dana, nakon čega se vraća u prethodni položaj u odnosu na lokaciju zvijezda. Prema rezultatima ovakvih istraživanja utvrđena je putanja kretanja Sunca u odnosu na zvijezde.

Karakteristične karakteristike kretanja planeta u Sunčevom sistemu

Tokom svog stalnog kretanja, Sunce tokom jedne godine prolazi kroz 12 ozloglašenih sazvežđa: Ovan, Bik, Blizanci, Rak itd. Pojas duž ekliptike (širina je oko 16 stepeni), u kojem se nalaze ova sazvežđa, obično se naziva zodijakom. U danima ljetne i zimske ravnodnevnice, Sunce se pomiče na nebeski ekvator, nakon čega počinje polako da se udaljava od njega. Najveće odstupanje u 2 smjera je otprilike 23,5 stepeni, to su dani ljetnog i zimskog solsticija. Prema starim Grcima, utvrđeno je da je brzina Sunca duž ekliptike nešto veća zimi nego ljeti. Ostale planete također karakterizira svakodnevno kretanje prema zapadu i lagano kretanje prema istoku.
Što se tiče Mjeseca, on se kreće prema istoku malo brže od Sunca, njegova putanja se odlikuje blagom nasumičnošću. Njegovo kretanje duž jednog znaka zodijaka dešava se u roku od 27 i 1/3 dana (pomeranje se dešava od istoka prema zapadu). Siderički period okretanja obično se naziva vremenski period tokom kojeg mjesec prolazi duž jednog znaka zodijaka. Njegova greška može biti 7 sati. Mesečeva putanja određenom periodu vrijeme se potpuno poklapa sa ekliptikom, nakon čega se počinje udaljavati od nje. Ova situacija se nastavlja sve dok se ne postigne maksimalno odstupanje od 5 stepeni. Nakon toga, Mjesec se ponovo približava ekliptici i počinje odstupati od nje za sličan ugao, ali samo u suprotnom smjeru.

Periodi okretanja planeta i stepen njihove udaljenosti od Sunca

U zavisnosti od karakteristične karakteristike kretanja planeta u nebeskoj sferi, obično se dijele u 2 grupe: donje i gornje. Prva grupa uključuje Merkur i Veneru, a druga - sve ostale planete (osim Zemlje). Niže planete tokom svog kretanja karakterišu promjenom faze (kao Mjesec). Na gornjim planetama se ovaj fenomen ne primjećuje, oni se stalno okreću prema Zemlji osvijetljenom stranom. Tokom kretanja u nebeskoj sferi, niže planete ne karakteriše značajna udaljenost od Sunca (Merkur - ne više od 28 stepeni, a Venera - ne više od 48 stepeni). Položaj planete na najvećoj kutnoj udaljenosti istočno od Sunca naziva se istočna (večernja) elongacija, a na zapadu - zapadna (jutarnja) elongacija.
Tako velike planete kao što su Merkur, Venera, Mars, Jupiter i Saturn čak se mogu vidjeti golim okom na zvjezdanom nebu, izgledaju kao velike i svijetle tačke. Prosječni sideralni period okretanja za Merkur i Veneru je po 1 godinu, za Mars je 687 dana. Jupiter napravi potpunu revoluciju duž jednog horoskopskog znaka za 12 godina, a Saturn za 29,5 godina. Zapravo, vremenski interval okretanja ovih planeta može se neznatno razlikovati.

Navodimo prosječne vrijednosti lukova kretanja unazad:
- Merkur - 12 stepeni, Venera - 16 stepeni;
- Mars - 15 stepeni, Jupiter - 10 stepeni;
- Saturn - 7 stepeni, Uran - 4 stepena;
- Neptun - 3 stepena, Pluton - 2 stepena.

Položaj planeta 90 stepeni istočno od Sunca obično se naziva istočna kvadratura, odnosno 90 stepeni zapadno, zapadna kvadratura. Kretanje planeta od zapada prema istoku naziva se direktnim (pravilnim) kretanjem, čija se brzina stalno mijenja. Treba napomenuti da kretanje prema istoku povremeno prestaje, a oni se počinju kretati u suprotnom (zapadnom) smjeru. U tom slučaju, putanje mogu formirati petlje, nakon čega se nastavlja direktno kretanje. Utvrđeno je da se sjaj planeta povećava tokom kretanja.
Merkur se retrogradi svakih 116 dana, Mars svakih 780 dana, Jupiter svakih 399 dana, a Saturn svakih 378 dana. Merkur i Venera nemaju tendenciju da se udalje od Sunca na pristojnu ugaonu udaljenost, što se ne može reći za Mars, Jupiter i Saturn. U procesu proučavanja kretanja planeta, naučnicima je bilo prilično teško povezati se sa kretanjem zvijezda. Stoga se lista uspostavljenih odnosa može smatrati sukcesivnim pokušajima prevazilaženja uočenih neslaganja.

Konfiguracije planeta se nazivaju karakteristične međusobne aranžmane planete Zemlje i Sunca.

Sve planete u odnosu na Zemlju podijeljene su na interni(čije se orbite nalaze unutar zemljine orbite) i vanjski. To unutrašnje planete uključuju Veneru i Merkur, vanjski- ostalo. Unutrašnje planete karakteriše konfiguracija konjunkcije.

Konjunkcija je takav položaj planeta kada se unutrašnja planeta nalazi između Zemlje
i Sunce, ili iza Sunca. U takvim slučajevima je nevidljiv. Položaj planete između Zemlje i Sunca naziva se inferiorna konjunkcija; u njemu je planeta najbliža Zemlji. Prisustvo planete iza Sunca naziva se gornja konjunkcija i planeta
najdalje od zemlje.

Unutrašnje planete ne odstupaju od Sunca pod velikim uglovima (maksimalni ugao za Merkur je 28°, za Veneru - 48°). Najveća odstupanja planeta od Sunca prema zapadu nazivaju se najvećim zapadnim elongacijom, prema istoku - najvećim istočnim elongacijom.

Za vanjske planete je također moguće konfiguraciju veze(pozicija "iza sunca"). Istovremeno, oni su nevidljivi posmatraču sa Zemlje, jer se gube na sunčevim zracima. Položaj vanjskih planeta na liniji Zemlja-Sunce naziva se opozicija. Ovo je najpogodnija konfiguracija za posmatranje planete.

Periodi planeta

Sinodički period planete naziva vremenski interval između ponavljanja njegovih identičnih konfiguracija.

Brzina planeta je veća što su bliže Suncu. Dakle, nakon sukoba, Zemlja će prestići one planete koje su dalje od Sunca. Vremenom će se ponovo pojaviti opozicija jer Zemlja prestigne planetu za puni krug.

Možemo reći da je sinodički period vanjske planete vremenski period nakon kojeg Zemlja prestigne planetu za 360° u njihovom kretanju oko Sunca.

Siderički period je vrijeme nakon kojeg se, za posmatrača koji se nalazi na Suncu, planeta vraća na istu zvijezdu.

Između sinodijskih ( S, u danima) i sideralni ( T, u danima) mjesecima postoji omjer. Za planete između Sunca i Zemlje:

Keplerovi zakoni

Johannes Kepler (1571-1630) otkrio je svoje zakone proučavajući periodičnu revoluciju Marsa oko Sunca.

Keplerov prvi zakon: Svaka planeta se okreće u elipsi sa Suncem u jednom od njegovih žarišta. Tačka putanje koja je najbliža Suncu naziva se perihel, a najudaljenija tačka naziva se afel. Stepen izduženja elipse karakterizira njen ekscentricitet.

Keplerov drugi zakon (zakon površina): radijus vektor planete opisuje jednake površine u jednakim vremenskim periodima. Ako uzmemo u obzir kretanje planete, onda su lukovi koje planet opisuje za iste vremenske intervale na različitim mjestima orbite različiti, iako ograničavaju jednaka područja. Prema tome, linearna brzina planete nije ista u različite tačke njene orbite. Brzina planete kada se kreće u orbiti je veća što je bliža Suncu. U perihelu je brzina planete najveća.

Dakle, Keplerov drugi zakon kvantitativno određuje promjenu brzine planete koja se kreće duž elipse.

Keplerov treći zakon: kvadrati sideričnih perioda planeta povezani su kao kocke velikih poluose njihovih orbita. Ako se velika poluos orbite i zvezdani period okretanja jedne planete označavaju sa a 1, T1, a druga planeta - kroz a 2, T2, tada će formula trećeg zakona biti sljedeća:

Keplerov treći zakon povezuje dužine velikih poluose planetarnih orbita sa dužinom velike poluose Zemljine orbite. U astronomiji se ova dužina uzima kao osnovna jedinica za mjerenje udaljenosti – astronomska jedinica (AU).