Астрономические инструменты Птолемея

АСТРОНОМИЯ

ПО ТЕМЕ:

«ЗВЕЗДНОЕ НЕБО»

Исполнитель: Старкова В.А.

Группа 19-СД-3

Руководитель: Долгих Р.А.

Оренбург
2020 год.

Содержание:

1.Астрономия.

2.Движение планет.

3.Система Птолемея.

4.Мир Коперника.

5.Солнце и звезды.

6.Галактики.

7.Вселенная.

Астрономия.

Поднимая глаза к звездному небу в теплую летную ночь, каждый из нас задумывается – а что там, как все это устроено и кто мы в этой Вселенной? Так чем же занимается наука астрономия? И зачем она нужна?

Астрономия – это наука, которая занимается изучением строения Вселенной. Она изучает расположение, движение, физическую природу, происхождение и эволюцию небесных тел и систем. Фундаментальные свойства окружающей нас Вселенной также являются предметом изучения астрономии. Если более конкретно, то астрономия изучает Солнце и другие звезды, планеты и их спутники, черные дыры, галактики и туманности, квазары, астероиды и многое другое. Астрономия – это такая наука, которая призвана объяснить непонятные явления, происходящие во Вселенной и объясняющие нашу жизнь.

Астрономия как наука о Вселенной включает в настоящее время несколько разделов:

Астрометрия. Она изучает движение и расположение космических объектов.
Небесная механика. Этот раздел определяет массу и форму звезд, занимается изучением законов их передвижения под воздействием сил тяготения.
Теоретическая астрономия. Ученые, занимающие теорией, разрабатывают компьютерные и аналитические модели небесных тел и явлений.
Астрофизика. Она изучает физические и химические свойства космических объектов.
Археоастрономия. Этот раздел изучает астрономическую историю и выясняет, какие существовали космические знания в древние времена.

Кроме того, существует разделы, которые изучают закономерности пространственного расположения звезд и планет, рассматривают эволюцию небесных тел.

2.Движение планет.

Ученые пошли определили, что и Солнце не является центром и, в свою очередь, вращается вокруг центра галактики Млечный Путь. Но это оказалось не совсем точным. Околоземные орбитальные телескопы показали, что наша Галактика не единственная. В космосе существуют миллиарды галактик и скоплений звезд, облаков космической пыли, и галактика Млечный Путь также двигается относительно них.

Светило Солнце является главной движущей силой движения Солнечной системы в Галактике. Оно движется по эллиптической, почти идеально круглой окружности, и тянет за собой планеты и астероиды, которые входят в состав системы. Солнце вращается не только вокруг центра галактики Млечный Путь, но и вокруг собственной оси. Его ось смещена в сторону на 67,5 градусов. Так как оно (при таком наклоне) практически лежит на боку, со стороны кажется, что планеты, входящие в состав Солнечной системы, вращаются в вертикальной, а не в наклонной плоскости. Солнце вращается против часовой стрелки вокруг центра Галактики.

Также оно двигается в вертикальном направлении, периодически (раз в 30 миллионов лет) то опускаясь, то поднимаясь относительно центральной точки. Возможно, такая траектория движения Солнечной системы в Галактике обусловлена тем, что ядро галактики Млечный Путь вращается вокруг собственной оси как волчок - периодически наклоняясь то в одну, то в другую сторону. Солнце только повторяет эти движения, так как по законам физики оно должно двигаться строго по линии экватора центрального тела Галактики, в которой, по предположению ученых, находится гигантская черная дыра. Но вполне возможно, что такая траектория - следствие влияния других крупных объектов.

Скорость движения Солнечной системы в Галактике равна скорости Солнца – около 250 км/с. Полный оборот вокруг центра она делает за 13,5 млн лет. За всю историю существования галактики Млечный Путь Солнце сделало три полных оборота.

Законы движения.

При определении скорости движения Солнечной системы вокруг центра Галактики и планет, входящих в состав этой системы, следует учитывать тот факт, что внутри Солнечной системы действуют законы Ньютона, в частности закон притяжения или гравитации. Но при определении траектории и скорости движения планет вокруг центра Галактики действует еще и закон относительности Эйнштейна. Поэтому скорость Солнечной системы равна скорости обращения Солнца, так как около 98 % от всей массы системы находится в нем.

Его движение в Галактике подчиняется второму закону Кеплера. Точно так же этому закону подчиняются планеты Солнечной системы. Согласно ему, все они двигаются в одной плоскости вокруг центра Солнца.

К центру или от него?

Помимо того, что все звезды и планеты двигаются вокруг центра Галактики, они также двигаются в других направлениях. Ученые давно определили, что галактика Млечный Путь расширяется, но происходит это медленнее, чем должно быть. Такое расхождение было выявлено путем компьютерного моделирования. Расхождение долгое время вызывало недоумение у астрономов, пока не было доказано существование черной материи, которая и не дает галактике Млечный Путь распасться. Но движение в сторону от центра продолжается. То есть Солнечная система движется не только по круговой орбите, но и смещается в противоположную сторону от центра.

Движение в бесконечном пространстве.

Наша Галактика также движется в пространстве. Ученые выяснили, что она движется в направлении туманности Андромеды и через несколько миллиардов лет столкнется с ней. Вместе с тем движение Солнечной системы в Галактике происходит в том же направлении, так как она является частью Млечного Пути, со скоростью 552 км/с. Причем ее скорость движения к туманности Андромеды значительно выше, чем скорость обращения вокруг центра Галактики.

Система Птолемея.

Геоцентрическая система мира Птолемея

В основе своей модели Птолемей использовал математические расчеты, сделанные Евдоксом Книдским, Гиппархом, Аполлонием Пергским и самим Птолемеем. Свои положения Птолемей подтверждал опытами. Других мнений и взглядов он не признавал.

Ключевые положения, на которых строится система Птолемея

Небосвод представляет собой вращающуюся сферу.
Земля является шаром, помещённым в центре мира.
Земля может считаться точкой по сравнению с расстоянием до сферы неподвижных звёзд.
Земля неподвижна.

Птолемей в своей работе отразил основные принципы движения светил, а также методы и расчеты, которыми пользовался для анализа процессов, происходящих в космосе (в границах, известных на то время).

Принцип движения светил

Каждая планета, согласно Птолемею, равномерно движется по кругу (эпициклу), центр которого движется по другому кругу (деференту). Это позволяет объяснить видимую неравномерность движения планет и в некоторой степени изменение их яркости.

Сама планета в системе Птолемея равномерно движется по эпициклу. С целью описать вновь открываемые неравномерности в движениях планет и Луны были введены новые дополнительные эпициклы — вторые, третьи и т.д. Планета располагалась на последнем. Теория Птолемея позволяла предвычислять сложные петлеобразные движения планет (их ускорения и замедления, стояния и попятные движения). На основе сформированных Птолемеем астрономических таблиц расположение планет можно было рассчитать с весьма высокой по тем временам точностью (имелась погрешность менее 10′).

Кроме того, в рамках геоцентризма было необъяснимо, почему базовый период обращения по первому эпициклу для верхних планет был в точности равен году и почему Меркурий и Венера никогда не отходят далеко от Солнца, вращаясь вокруг Земли синхронно с ним.

Движение планеты по деференту у Птолемея представлялось равномерным не по отношению к центру деферента, а по отношению к особой точке, симметричной с центром Земли относительно центра деферента.

Таким образом, из основных свойств планетных движений, концепция которых была определена Птолемеем, можно выделить несколько очень важных закономерностей:

1. Условия для передвижения верхних и нижних от Солнца планет значительно различаются.

2. Характерную роль для движения как тех, так и других планет представляет Солнце.

Звездный каталог

Птолемей дополнил звездный каталог Гиппарха; число звёзд в нем увеличено до 1022. Положения звёзд из каталога Гиппарха Птолемей, по-видимому, скорректировал, приняв для прецессии (прецессия — явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве под действием момента внешней силы) неточное значение 1˚ в столетие (правильное значение ~1˚ за 72 года).

Астрономические инструменты Птолемея

Здесь же описаны астрономические инструменты, которыми пользовался Птолемей:

армиллярная сфера (астролабон) — инструмент для определения эклиптических координат небесных тел;
трикветрум для измерения угловых расстояний на небе;
диоптр для измерения угловых диаметров Солнца и Луны;
квадрант и меридианный круг для измерения высоты светил над горизонтом, и равноденственное кольцо для наблюдения времени равноденствий.

Основными событиями, приведшими к отказу от геоцентрической системы, были создание гелиоцентрической теории планетных движений Коперником создание классической механики и открытие закона всемирного тяготения Ньютоном.

Мир Коперника.

Гелиоцентрическая система мира — идея о том, что Солнце является центром мироздания и точкой, вокруг которой вращаются все планеты, в том числе и Земля. Данная система предполагает, что наша планета выполняет два вида движения: поступательное вокруг Солнца и вращательное вокруг своей оси. Положение самого же Солнца относительно других звезд считается неизменным.

Термин «гелиоцентризм» происходит от греческого слова «гелиос» (в переводе «Солнце»).

Cчитается, что впервые гелиоцентрическая система мира была изложена в III веке до н. э. Аристархом Самосским. Однако его идеи не приобрели широкого распространения в античности, где господствовала геоцентрическая теория.

В средние века гелиоцентризм почти не упоминался в научных трудах, кроме некоторых его идей, например, вращение Земли вокруг своей оси.

Научная революция Николая Коперника

Окончательно гелиоцентрическая система мира возродилась только в XVI веке, когда польский астроном Николай Коперник разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании принципа Пифагора о равномерных круговых движениях. Результаты своих трудов он обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер», изданной в 1543 году.

Согласно его концепции смена дня и ночи, а также движение Солнца по небу объясняются вращением Земли вокруг своей оси. Точно также, при помощи движения Земли вокруг Солнца, объясняется движение нашего светила по небосводу в течение всего года.

Коперник объяснил следующие феномены:

В результате перемещения Земли, которая поочередно, то приближается, то отдаляется от любой из планет нашей системы, эти планеты совершают т.н. попятное движение. То есть спустя какой-то отрезок времени они начинают перемещаться в обратную сторону от направления движения Солнца.
Предварение равноденствий. На протяжении 18-ти веков ученые искали причины такого эффекта как предварение равноденствий, согласно которому с каждым годом весеннее равноденствие наступает несколько раньше. В своих трудах Николай Коперник смог описать данный эффект как следствие периодического смещения земной оси.
Гелиоцентрическая система могла объяснить изменение блеска и размеров планет Солнечной системы, а также дать более точную оценку размеров планет и расстояний до них.

Гелиоцентрическая система Коперника может быть сформулирована в следующих утверждениях:

орбиты и небесные сферы не имеют общего центра;
центр Земли — не центр Вселенной, но только центр масс и орбиты Луны;
все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира;
расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами;
суточное движение Солнца — воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе;
Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) — не более чем эффект движения Земли;
это движение Земли и других планет объясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.

Эти утверждения полностью противоречили господствовавшей на тот момент геоцентрической системе.

Солнце и Звезды.

На первый взгляд диск Солнца кажется однородным. Однако, если приглядеться, на нём обнаруживается много крупных и мелких деталей. Даже при не очень хорошем качестве изображения видно, что вся фотосфера состоит из светлых зёрнышек (называемых гранулами) и тёмных промежутков между ними. Размеры гранул невелики по солнечным масштабам - до 1000-2000 км в поперечнике; межгранульные дорожки более узкие, примерно 300-600 км в ширину. Картина грануляции не является застывшей: одни гранулы исчезают, другие появляются. Каждая из них живёт не более 10 мин. Грануляция создаёт общий фон, на котором можно наблюдать гораздо более контрастные и крупные объекты - солнечные пятна и факелы.

Пятна

Солнечные пятна - это тёмные образования на диске Солнца. По величине пятна бывают очень разными: от малых, диаметром примерно 1000-2000 км, до гигантских, значительно превосходящих размеры нашей планеты. Установлено, что пятна - это места выхода в солнечную атмосферу сильных магнитных полей. Магнитные поля уменьшают поток энергии, идущий от недр светила к фотосфере, поэтому в месте их выхода на поверхность температура падает. Пятна холоднее окружающего их вещества примерно на 1500 К, а следовательно, и менее ярки. Вот почему на общем фоне они выглядят тёмными. Солнечные пятна часто образуют группы из нескольких больших и малых пятен. Живут группы пятен долго, иногда на протяжении двух или трёх оборотов Солнца (период вращения Солнца составляет 27 суток).

Факелы

Практически все пятна окружены яркими полями, которые называют факелами. Факелы горячее окружающей атмосферы на 2000 К и имеют сложную ячеистую структуру. Величина каждой ячейки - около 30 тыс. км. Факелы живут ещё дольше, чем пятна, иногда 3-4 месяца. По-видимому, факелы тоже являются местами выхода магнитных полей в наружные слои Солнца, но эти поля слабее, чем в пятнах.
Количество пятен и факелов характеризует солнечную активность, максимумы которой повторяются через каждые 11 лет.

Внутреннее строение Солнца

Наше Солнце - это огромный светящийся газовый шар, внутри которого протекают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия. Внутренний объём Солнца можно разделить на несколько областей. Познакомимся с ними, начиная с самого центра. В центральной части Солнца находится источник его энергии. Эта область называется ядром. Под тяжестью внешних слоёв вещество внутри Солнца сжато, причём, чем глубже, тем сильнее. Плотность его увеличивается к центру вместе с ростом давления и температуры. В ядре, где температура достигает 15 млн К, происходит выделение энергии. Эта энергия выделяется в результате слияния атомов лёгких химических элементов в атомы более тяжёлых. В недрах Солнца из четырёх атомов водорода образуется один атом гелия. Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца. Однако в его объёме сосредоточена половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца. Но энергия горячего ядра должна как-то выходить наружу, к поверхности Солнца. Существуют различные способы передачи энергии в зависимости от физических условий среды, а именно: лучистый перенос, конвекция и теплопроводность. Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии, где она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света - квантов. Плотность, температура и давление уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идёт поток энергии. В целом процесс этот крайне медленный. Так что если бы "печка" внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя. На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает такую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией. Что такое конвекция? Когда жидкость кипит, она перемешивается. Так же может вести себя и газ. То же самое происходит и на Солнце в области конвекции. Огромные потоки горячего газа поднимаются вверх, где отдают своё тепло окружающей среде, а охлаждённый солнечный газ опускается вниз. Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0.7 радиуса от центра и простирается практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), где перенос основного потока энергии вновь становится лучистым. Однако по инерции сюда всё же проникают горячие потоки из более глубоких, конвективных слоёв. Хорошо известная наблюдателям картина грануляции на поверхности Солнца является видимым проявлением конвекции.

Фотосфера

Атмосфера Солнца начинается на 200-300 км глубже видимого края солнечного диска. Эти самые глубокие слои атмосферы называют фотосферой. Плотность газа в фотосфере примерно такая же, как в земной стратосфере, и в сотни раз меньше, чем у поверхности Земли. Температура фотосферы уменьшается от 8000 К на глубине 300 км до 4000 К в самых верхних слоях. Конвекция во внешних слоях Солнца играет огромную роль, определяя общую структуру атмосферы. В конечном счёте, именно конвекция в результате сложного взаимодействия с солнечными магнитными полями является причиной всех многообразных проявлений солнечной активности. Фотосфера постепенно переходит в более разреженные внешние слои солнечной атмосферы - хромосферу и корону.

Хромосфера

Хромосфера (греч. "сфера света") названа так за свою красновато-фиолетовую окраску. Она видна вовремя полных солнечных затмений как клочковатое яркое кольцо вокруг чёрного диска Луны, только что затмившего Солнце. Хромосфера весьма неоднородна и состоит в основном из продолговатых вытянутых язычков, придающих ей вид горящей травы. Температура этих хромосферных струй в 2-3 раза выше, чем в фотосфере, а плотность в сотни тысяч раз меньше. Общая протяжённость хромосферы - 10-15 тыс. км. Рост температуры в хромосфере объясняется распространением волн и магнитных полей, проникающих в неё из конвективной зоны. Скорости тепловых движений частиц возрастают, учащаются столкновения между ними, и атомы теряют свои внешние электроны: вещество становится горячей ионизованной плазмой. Часто во время затмений над поверхностью солнца можно наблюдать причудливой формы "фонтаны", "облака", "воронки", "кусты", "арки" и прочие ярко светящиеся образования из хромосферного вещества. Это самые грандиозные образования солнечной атмосферы - протуберанцы. Они имеют примерно ту же плотность и температуру, что и хромосфера. Но они находятся над ней и окружены более высокими, сильно разреженными верхними слоями солнечной атмосферы.

Корона

В отличие от хромосферы и фотосферы самая внешняя часть атмосферы Солнца - корона - обладает огромной протяжённостью: она простирается на миллионы километров, что соответствует нескольким солнечным радиусам. Плотность вещества в солнечной короне убывает с высотой значительно медленнее, чем плотность воздуха в земной атмосфере. Корону лучше всего наблюдать во время полной фазы солнечного затмения. Главной особенностью короны является лучистая структура. Корональные лучи имеют самую разнообразную форму: иногда они короткие, иногда длинные, бывают лучи прямые, а иногда они сильно изогнуты. Общий вид солнечной короны периодически меняется. Это связано с одиннадцатилетним циклом солнечной активности. Меняется как общая яркость, так и форма солнечной короны. В эпоху максимума солнечных пятен он имеет сравнительно округлую форму. Корона Солнца - самая внешняя часть его атмосферы, оказывается, она простирается далеко от Солнца в виде постоянно движущегося от него потока плазмы - солнечного ветра. Фактически мы живём окружённые солнечной короной, хотя и защищённые от её проникающей радиации надёжным барьером в виде земного магнитного поля.

Звезды

Звезды являются самым распространенным типом небесных тел во Вселенной. Звезд до 6-й звездной величины насчитывается около 6000, до 11-й звездной величины примерно миллион, а до 21-й звездной величины их на всем небе около 2 млрд.
Годичным параллаксом звезды называют угол, под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты (равную 1 а.е.), если она перпендикулярна лучу зрения.
Светимостью звезды называется мощность излучения световой энергии по сравнению с мощностью излучения света Солнцем.
Если две звезды имеют одинаковую светимость, то звезда, которая находится дальше от нас, имеет меньшую видимую яркость. Сравнивать звезды по светимости можно лишь в том случае, если рассчитать их видимую яркость (звездную величину) для одного и того же стандартного расстояния. Таким расстоянием в астрономии принято считать 10 пк (парсек). Парсек - расстояние, с которого большая полуось Земной орбиты, перпендикулярная лучу зрения, видна под углом в 1".
Видимая звездная величина, которую имела бы звезда, если бы находилась от нас на стандартном расстоянии D₀= 10 пк, получила название абсолютной звездной величины М.
Цвет нагреваемого тела, в том числе и звезды, зависит от его температуры. Это дает возможность определить температуру звезд по распределению энергии в их непрерывном спектре.
Цвет и спектр звезд связаны с их температурой. В сравнительно холодных звездах преобладает излучение в красной области спектра, отчего они и имеют красноватый цвет. Температура красных звезд низкая. Она растет последовательно при переходе от красных звезд к оранжевым, затем к желтым, желтоватым, белым и голубоватым. Спектры звезд крайне разнообразны. Они разделены на классы, обозначаемые латинскими буквами и цифрами. В спектрах холодных красных звезд класса М с температурой около 3000 К видны полосы поглощения простейших двухатомных молекул, чаще всего оксида титана. В спектрах других красных звезд преобладают оксиды углерода или циркония. Красная звезда первой величины класса М - Антарес.
В спектрах желтых звезд класса G, к которым относится и Солнце (с температурой 6000 К на поверхности), преобладают тонкие линии металлов: железа, кальция, натрия и др. Звездой типа Солнца по спектру, цвету и температуре является яркая Капелла в созвездии Возничего.
В спектрах белых звезд класса А, как Сириус, Вега и Денеб, наиболее сильны линии водорода. Есть много слабых линий ионизованных металлов. Температура таких звезд около 10000 К.
В спектрах наиболее горячих, голубоватых звезд с температурой около 30 000 К видны линии нейтрального и ионизованного гелия.
Температуры большинства звезд заключены в пределах от 3000 до 30 000 К. У немногих звезд встречается температура около 100000 К.

Двойные звезды

Двойные звезды называются визуально-двойными, если их двойственность может быть замечена при непосредственных наблюдениях в телескоп.
Ближайшая к нам звезда -Центавра является двойной. Период обращения ее составляющих (компонентов) 70 лет. Обе звезды в этой паре по массе и температуре сходны с Солнцем.
В общей сложности двойственность звезд очень распространенное явление. Статистика показывает, что до 30% всех звезд, вероятно, являются двойными.
Обычно звезды обладают массой меньше пяти масс Солнца.
Именно масса звезд обусловливает их существование и природу, как особого типа небесных тел, для которых характерна высокая температура недр (свыше 10⁷К). Происходящие при такой температуре ядерные реакции превращения водорода в гелий являются у большинства звезд источником излучаемой ими энергии. При меньшей массе температура внутри небесных тел не достигает тех значений, которые необходимы для протекания термоядерных реакций.

Новые звезды

Название "новые звезды" сохранилось с древних времен за звездами, которые считались действительно новыми. Накопленные коллекции фотографий показали, что на самом деле так называемая новая звезда, в действительности, существовала и раньше, но внезапно вспыхнула, вследствие чего ее яркость за короткое время увеличилась в десятки тысяч раз. Амплитуда изменения яркости новых звезд - от 7 до 14 звёздных величин, т. е. их светимость может изменяться до 400 000 раз. В максимуме они бывают от -6 до -9 абсолютных звездных величин. Возможно, что у новых звезд, вспышки повторяются с промежутками в тысячи лет. Яркие новые звезды, которые в максимуме достигали первой звездной величины, наблюдались редко, например в 1901, 1918, 1925 гг.
Вспышка новой звезды происходит обычно за несколько дней - катастрофически, а возврат к прежней светимости длится годами и сопровождается колебаниями яркости.

Сверхновые звезды

Некоторые особые звезды, невидимые ранее, неожиданно вспыхивают и угасают подобно новым звездам. Однако в максимуме светимости они бывают в тысячи раз ярче, чем новые звезды. Их называют сверхновыми звездами. Скорость выброса газов из них тоже во много раз больше, чем у обычных новых звезд, вследствие колоссальной светимости, в максимуме превосходящей в десятки тысяч раз светимость ярчайших из обычных звезд, мы видим сверхновые звезды на громадных расстояниях от нас, в других звездных системах. Измерение яркости сверхновых звезд используют для оценки, этих расстояний.
Вспышки сверхновых звезд крайне редки – в среднем одна вспышка за несколько десятилетий или столетий в системе, содержащей миллиарды звезд.

Галактики.

Что такое галактика?
Галактикой называют гравитационно-связанную систему из звезд, звездных скоплений, планет, темной материи, межзвездных газов и пыли. Всё, что есть в галактике, движется относительно её ядра – общего центра масс.

История открытия и изучения галактик.
Изучение галактик началось с нашего родного Млечного Пути. Само слово «галактика» переводится с греческого как «молочное кольцо» - такой красивой метафорой описывали древние казавшуюся им странной звездную арку, протянувшуюся через всё небо. Славяне называли её не менее поэтично – «Дорога богов», японцы – «Серебряной рекой», а народам, живущим в суровых условиях Севера и Сибири, Млечный Путь казался лыжней. Индейцы отождествляли таинственную звездную полосу с Великим змеем. Греческая культура оказала огромное влияние на различные отрасли науки и искусства и была одной из самых популярных, поэтому названию нашего родного звездного дома мы обязаны одному интересному греческому мифу о Геракле. Зевс пожелал одарить своего сына божественными силами, а сделать это можно было, если бы Гера напоила его своим молоком. Зевс поднёс младенца к груди спящей Геры, однако супруга верховного бога разгневалась на своего мужа и оттолкнула малыша, а часть молока расплескалась, оставив на небе белую полосу, отсюда и пошло название «Молочное кольцо (круг)».

Тинторетто "Происхождение Млечного пути"

Древнегреческий философ Демокрит (460 – 370 гг. до н. э.) задумывался о том, что же собой представляет Млечный Путь и понял, что это огромное множество неярких звезд, но никто так и не обратил внимание на это верное предположение. Некоторые считали, что Млечный Путь – это отражение солнечного света, или же, что в этой области неба находятся какие-то светящиеся газы. И только в 1610 году Галилео Галилей подтвердил мысль Демокрита, когда взглянул на область Млечного Пути в телескоп. Позднее Иммануил Кант предположил, что Млечный Путь – это огромная дисковидная система.

Демокрит

Следующий важнейший шаг – создание Уильямом Гершелем в 18 веке более мощного телескопа, в который он увидел множество «туманных пятен» - далеких звездных систем, и что мы находимся в одной из таких. Гершель также пытался понять, как можно рассчитать расстояние до различных космических объектов, и именно он ввёл световой год как единицу измерения далеких расстояний в бездне космоса.

Уильям Гершель

В 19 веке Российский немецкий астроном Василий Яковлевич Струве понял, что в межзвездном пространстве есть пыль, которая поглощает свет далёких звезд. Ему удалось измерить расстояния до звезд, но самое главное – это его догадка о том, что не Солнце находится в центре нашей галактики, а что оно расположено на значительном расстоянии от центральной области Млечного Пути.

В. Я. Струве

В 20 веке было доказано, что все звезды, туманности и другие объекты, в том числе и наша Солнечная система вращаются вокруг центра Млечного Пути. Солнечная система движется по своей галактической орбите со скоростью 250 км/с, а один оборот её вокруг центра галактики равен 200 млн. лет. Сейчас нам известно, что от центра галактики до Солнечной системы расстояние = 30 тысяч св. лет.

Строение галактик

Галактики состоят из:

Центр галактики – это ядро, относительно небольшая область звездного скопления и звездообразования. Недавно ученые сообщили, что в центре Млечного Пути расположилась сверхмассивная чёрная дыра (более подробно об этом в другой статье).

Диск – тонкий слой, в котором находится большинство объектов галактики. Диск бывает двух видов: звездный и газопылевой.

Балдж – самая яркая часть внутреннего сфероидального компонента.

Гало – внешний сфероидальный компонент.

Спиральный рукав – уплотнение из межзвёздного газа и молодых звезд в виде спирали.

Перемычка (бар) – плотное вытянутое прямое образование из звёзд и межзвездного газа.

Сфероидальный компонент – сфероподобное распределение звезд.

Дам некоторые разъяснения. В утолщении диска галактики (балдже) находятся, звезды, звёздные скопления, туманности и планетарные системы. Сам балдж – это не вся галактика. Вокруг галактик тоже есть звёзды и звёздные скопления – эта область называется «гало». Галактики не имеют чётких границ – мы не можем точно сказать, где заканчивается галактика и начинается межгалактическое пространство. Ближе к своему краю галактика тускнеет, средняя плотность звезд падает и по идее, должна падать и скорость звёзд, но картины наблюдений противоречат этому. Объяснить такую высокую скорость движения звёзд у края галактики можно лишь тем, что на больших расстояниях от центра галактики основную роль играет масса, проявляющая себя лишь через гравитационное взаимодействие. Но масса всего звездного диска не соответствует массе всей галактики в целом, значит, там должно быть что-то ещё, возможно, размер темного гало намного больше, чем оптический диаметр галактики.

Основные виды галактик

Спиральная галактика напоминает по своей форме круглый диск с несколькими рукавами. К этому типу относится и наш Млечный Путь.

Спиральная галактика "Водоворот" находится на расстоянии 23 млн. св. лет от нас

Эллиптические галактики – круглые или овальные. Их главная особенность – отсутствие центрального яркого ядра.

Эллиптическая галактика М 87 (53,5 млн св. лет) от Земли

Галактики с перемычкой (баром) – внешне похожи на спиральные, но их отличительная черта – ярко проходящая перемычка из звезд из межзвездного газа, ровно пересекающая галактику по центру, как прямая линия. Их рукава начинаются не от ядра, как у спиральных, а от краев перемычки.

Галактика с перемычкой NGC 1300 находится на расстоянии около 60 миллионов световых лет от Земли

Линзовидные галактики – по структуре такие же, как и спиральные, но не имеют четкого спирального узора. Само название нам подсказывает, на что они похожи.

Галактика "Веретено" на расстоянии 45 млн. св. лет от Земли

Неправильные галактики – имеют клочковатую структуру, похожую на сахарную вату.

NGC 4449 находится на расстоянии 12 млн. св. лет от Земли

На данный момент точное количество галактик не известно!

Вселенная.

Вселенная появилась миллиарды лет назад, и люди до сих пор не смогли доказать истинные причины ее образования. Она представляет собой все существующее пространство. Галактики, звезды, планеты – все это часть необъятной Вселенной.

Люди стараются изучать космос, но им предстоит проделать титаническую работу, прежде чем они смогут составить полное представление о его устройстве. Ежедневно астрономы из разных стран изучают новые области, но не могут добраться до границ мира. Причем исследования ведутся в разных направлениях: изучение Солнечной системы, соседних галактик, попытки установить общий размер Вселенной, подсчет космических объектов и т.д. Даже спустя десятки лет упорной работы 100%-е изучение внеземного пространства кажется недостижимой целью.

Вселенная постоянно меняется, что усложняет процесс ее исследования и составления описаний определенных ее частей. Но одно можно сказать точно: ее границы так так велики, что недоступны для изучения.

Строение вселенной

Пример расположения галактик относительно друг друга

Звезды, которые видит человек, являются частью галактики. Солнце тоже входит в ее состав и находится на большом расстоянии от других светил. Если взглянуть на Млечный Путь со стороны, то он будет напоминать гигантский диск с большим скоплением звезд в центральной части. И таких галактик во Вселенной большое множество.

Интересный факт: Млечный Путь состоит примерно из 10 миллиардов звезд. Свету, чтобы добраться из одного конца галактики в другой, требуется 100 тысяч лет.

Звезды распределены в галактиках неравномерно, в разных частях имеются плотные скопления, напоминающие шар. Также есть пространства, где на протяжении многих световых лет нет ни одного светила.

Вокруг большинства звезд находятся планеты, обладающие уникальным внешним видом, атмосферой и другими особенностями. Также вокруг некоторых имеются спутники – небольшие космические объекты, удерживаемые за счет притяжения.

Галактик во Вселенной огромное множество, и многие имеют спиралевидную форму, которую хорошо заметно благодаря расположению светил. Такой тип называется протогалактиками. Ученые предполагают, что во время своего образования они вращались по кругу с большой скоростью, и постепенно замедлились. Другие галактики из-за сильного сжатия водородного газа не начали движение вокруг центральной оси и остались в форме эллипса.
Современное представление о том, как выглядит вселенная.

Межгалактическое пространство помимо пустоты может содержать различные объекты: пояса астероидов, кометы, карликовые планеты и т.д.

Все вышеперечисленные объекты являются частью необъятной Вселенной. Причем регулярно рождаются новые звезды и планеты, из-за чего космос постоянно меняется.

Источники информации:

1. http://www.astrotime.ru/what_is.html

2. https://fb.ru/article/449883/dvijenie-solnechnoy-sistemyi-v-galaktike-osobennosti-napravleniya-traektoriya-i-skorost

3. https://asteropa.ru/sistema-mira-ptolemeya/

4. https://asteropa.ru/sistema-mira-kopernika/

5. https://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=231

6. https://zen.yandex.ru/media/id/5e136f2d3d008800afe2848c/galaktiki-vidy-i-klassifikaciia-5e1c86fe3d008800afe2d2a7

7. https://yandex.ru/turbo/s/kipmu.ru/vselennaya/

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 425; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!