18 окт. 2009 г.

Основы астрономии: Введение


Астрономия - одна из самых загадочных и интересных наук. Несмотря на то, что в школах сейчас на астрономию в лучшем случае уделяется несколько уроков, интерес у людей к ней есть. Поэтому начиная с этого сообщения, я начну цикл постов об основах этой науки и интересных вопросах, встречающихся при её изучении.

Краткая история астрономии

Поднимая голову и смотря наверх, в небо, древний человек, наверное, не раз задумывался о том, что за неподвижные "светлячки"  располагаются на небе. Наблюдая за ними, люди связали некоторые природные явления (например, смену сезонов года) с явлениями небесными, и приписали последним волшебные свойства. Например, в Древнем Египте разлив Нила совпадал по времени с появлением на небе ярчайшей звезды Сириус (или Сотис, как его называли египтяне). В связи с этим они изобрели календарь - "сотический" год - это промежуток между двумя восхождениями (появлениями на небе) Сириуса.  Год разделили для удобства на 12 месяцев, по 30 дней в каждом. Оставшиеся 5 дней (в году 365 дней, соответственно, 12 месяцев по 30 дней - это 360, остаётся 5 "лишних" дней) объявляли праздниками.

Существенного прогресса в астрономии (и астрологии) добились вавилоняне. Их математика пользовалась 60-ричной системой счисления (вместо нашей десятичной, как будто у древних вавилонян было 60 пальцев), откуда и пришло сущее наказание для астрономов - 60-ричное представление времени и угловых единиц. В 1 часе - 60 минут (а не 100!!!), в 1 градусе - 60 минут, вся сфера - 360 градусов (не 1000!). Помимо этого именно вавилоняне выделили на небесной сфере зодиак:

Небесная сфера - воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как правило, принимают глаз наблюдателя. Для находящегося на поверхности Земли наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе.

Вавилоняне знали 7 "планет" - Солнце, Луну, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и  Сатурн. Вероятно, именно они ввели семидневную неделю - каждый день такой недели был посвящён определённому небесному светилу. Также вавилоняне научились предсказывать затмения, чем замечательно пользовались жрецы, увеличивая веру простого люда в свои якобы сверхестественные способности.

Что есть на небе?

Прежде всего, давайте определим наш "Вселенский адрес" (действует для россиян):

  • государство: Россия
  • планета: Земля
  • система: Солнечная
  • галактика: Млечный путь
  • группа: Местная группа
  • скопление: сверхскопление Девы
  • Метагалатика
  • Наша Вселенная
Что означают все эти красивые слова?

Солнечная система

Мы с вами живём на одной из восьми больших планет, вращающихся вокруг Солнца. Солнце - это звезда, то есть, достаточно большое небесное тело, в котором идут термоядерные реакции (где получается оооочень много энергии).


Планета - это небесное тело сферической формы (достаточно массивное, чтобы под действием силы тяжести принимать такую форму), на котором этих самых реакций не происходит. Больших планет всего восемь:

  1. Меркурий
  2. Венера
  3. Земля
  4. Марс
  5. Юпитер
  6. Сатурн
  7. Уран
  8. Нептун
У некоторых планет (точнее, у всех, кроме Меркурия и Венеры) есть спутники - маленькие "планетки", двигающиеся вокруг большой планеты. У Земли таким спутником является Луна, чья красивая поверхность изображена на первом рисунке.

Ещё в Солнечной системе есть карликовые планеты - небольшое тело практически сферической формы, не являющееся спутником большой планеты и не умеющее "расчищать" свой путь в Солнечной Системе (из-за недостатка массы). На данный момент известно 5 карликовых планет, одна из которых, Плутон, более 70 лет считалась большой планетой:

  1. Плутон
  2. Церера
  3. Хаумеа
  4. Макемаке
  5. Эрида

Также в Солнечной системе есть совсем небольшие небесные тела, по составу похожие на планеты, - астероиды. Главным образом они распределены в главном поясе астероидов, между Марсом и Юпитером.

И, конечно, есть кометы - "хвостатые звёзды", предвестники неудачи, как считали древние. Они состоят, в основном, изо льда и имеют большой и красивый хвост. Одна из таких комет, комета Хейла-Боппа (в честь Хейла и Боппа названная), которую многие жители Земли могли наблюдать в 1997 году на небе.

Млечный путь

Но наша Солнечная система - одна из многих других планетных систем в галактике Млечный Путь (или Milky Way). Галактика - это большое число звёзд и других тел, вращающихся вокруг общего центра масс под действием гравитации (компьютерная модель Галактики представлена на рисунке слева). Размер галактики по сравнению с нашей Солнечной Системой поистине огромен - порядка 100 000 световых лет. То есть, обычному свету, двигающемуся с самой большой скоростью во Вселенной, понадобится сто тысяч (!!!) лет, чтобы пролететь с одного края Галактики на другой. Это зачаровывает - смотря на небо, на звёзды, мы смотрим глубоко в прошлое - ведь доходящий сейчас до нас свет зародился задолго до появления человечества, а от ряда звёзд - и задолго до появления Земли.

Сам Млечный Путь напоминает спираль с "тарелкой" по центру. Роль "рукавов" спирали выполняют скопления звёзд. Всего в Галактике от 200 до 400 миллиардов (!) звёзд. Естественно, наша Галактика также не одинока во Вселенной. Она входит в состав так называемой Местной группы, но об этом - в следующий раз!

Полезные задачи по астрономии

  1. Оцените, чего больше - звёзд в Галактике или комаров на Земле?
  2. Оцените, сколько звёзд в Галактике приходится на одного человека?
  3. Почему ночью темно?

Материалы