Планеты вращаются вокруг солнца: Sasapost (Египет): шокирующая правда. Планеты Солнечной системы не вращаются вокруг Солнца! | Наука | ИноСМИ

Sasapost (Египет): шокирующая правда. Планеты Солнечной системы не вращаются вокруг Солнца! | Наука | ИноСМИ

Солнце, как известно, является центром Солнечной системы, вокруг которой вращаются восемь планет, карликовые планеты, астероиды, несколько метеоритов и парочка далеких комет. Это то, что мы знаем со школьной скамьи. Можно сказать, что это своего рода неопровержимая истина, поскольку ученые в свое время доказали, что Земля не является центром Вселенной, и что Земля, как и остальные планеты, вращается вокруг Солнца.

Кстати говоря, это чистая правда, но с некоторыми оговорками. На самом деле все в Солнечной системе вращается вокруг так называемого «центра масс Солнечной системы», включая само Солнце. Недавно ученые рассказали об этом в серии видеороликов. Какие секреты они раскрыли?

Вращение вокруг центра масс

Центр масс или барицентр, вокруг которого вращаются различные планеты и небесные тела в нашей Солнечной системе, является точкой, в которой объект идеально сбалансирован, причем вся его масса равномерно распределена по всем сторонам.

Кстати говоря, иногда центр масс находится непосредственно в середине объекта.

Например, вы можете легко найти центр масс линейки. Попробуйте положить линейку на палец и выровнять ее так, чтобы она спокойно лежала на пальце и не падала. Таким образом вы найдете место на линейке, благодаря которому сможете удерживать ее всего на одном пальце. Это и есть центр масс или, как его еще называют, центр тяжести.

Forbes

06.04.2020

Печат

29.03.2020

Illustrerad Vetenskap

01.03.2020

CNN

16.01.2020В нашей Солнечной системе центр масс редко совпадает с центром Солнца. Это означает, что все тела в Солнечной системе не вращаются вокруг центра Солнца. Конечно, планеты вращаются вокруг Солнца, но здесь мы расскажем о точном положении и истинном центре, вокруг которого вращаются все объекты в Солнечной системе.

Чтобы доказать данный факт, планетолог Японского космического агентства JAXA Джеймс О’Донохью создал анимацию, которая показывает, как Солнце, Сатурн и Юпитер играют в «перетягивание каната» вокруг барицентра, в результате чего Солнце начинает двигаться по петлевым мини-орбитам.

В свободное время планетолог создает анимации, которые наглядно демонстрируют, как работают планеты, звезды и скорость света с точки зрения физики. По его словам, естественно думать, что мы вращаемся вокруг центра Солнца, но это очень редко случается, поскольку центр масс Солнечной системы редко совпадает с центром Солнца, а само Солнце вращается на миллионы километров вокруг барицентра, иногда проходя над ним, иногда отклоняясь от него.

Центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца

Вопрос следующий: почему центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца, хотя абсолютное большинство массы Солнечной системы принадлежит Солнцу? По логике, центр Солнца должен совпадать с барицентром Солнечной системы, потому что подавляющая часть массы Солнечной системы приходится именно на него — 99,8%.

На самом деле во всем виноват Юпитер и его гравитация. Как мы уже ранее говорили, Солнце составляет 99,8% массы Солнечной системы, но Юпитер содержит большую часть оставшихся 0,2%. Эта масса вызывает гравитационное притяжение, мягко оттягивающее Солнце от барицентра Солнечной системы, который как раз должен совпадать с центром Солнца.

Можно сказать, что Солнце немного вращается вокруг Юпитера. Другими словами, утверждение о том, что планеты вращаются вокруг звезд не является непреложной истиной, поскольку планеты и звезды вращаются вокруг их собственного барицентра.

Что такое центр масс?

В астрономии центр масс или барицентр — это центр масс двух или более тел, которые вращаются вокруг друг друга, то есть точка, вокруг которой вращаются эти объекты. Оно является важным понятием в таких областях, как астрономия и астрофизика.

Если одно орбитальное тело больше другого, а их тела расположены относительно близко друг к другу, то барицентр обычно будет находиться в пределах более крупного объекта.

The New York Times

03.08.2020

Fox News

31.05.2020

Futura

23.05.2020

Atlas Obscura

18.03.2020В этом случае вместо двух тел, вращающихся вокруг некой точки между ними, менее массивный объект будет вращаться вокруг более массивного. В то же время можно заметить, что более тяжелое тело будет слегка покачиваться. Также обстоит дело с системой Земля-Луна, поскольку центр масс находится на расстоянии в 4691 км от центра Земли, что составляет всего 75% от радиуса Земли (6378 км).

Земля и Луна исполняют более простой танец, при этом барицентр остается внутри Земли. Кстати говоря, он не соответствуют реальному центру Земли из-за гравитации Луны, которая слегка притягивает Землю.

Когда два тела имеют одинаковую массу, то барицентр, как правило, будет находиться между ними, а оба тела вращаться вокруг него. Так обстоит дело с Плутоном и его спутником Хироном, а также со многими двойными астероидами и звездами. В пределах Солнечной системы подобное явление можно наблюдать среди многих планет и их спутников.

Кстати говоря, Плутон исполняет особый танец со своим спутником Хироном, но есть одно различие, которое состоит в том, что барицентр всегда находится за пределами Плутона.

Когда менее массивный объект находится на большом расстоянии, то барицентр может находиться за пределами более крупного объекта. Так обстоят дела с Юпитером и Солнцем. Несмотря на то, что Солнце в тысячу раз больше Юпитера, барицентр расположен за пределами Солнца из-за относительно большого расстояния между ними.

В конечном итоге каждая планетарная система вращается вокруг невидимой точки, которая находится в центре.

Важность центра масс для ученых

Барицентр иногда помогает астрономам находить скрытые планеты, вращающиеся вокруг других звезд, поскольку очень трудно сразу определить местоположение экзопланет. Как правило, они скрыты ярким светом звезд, вращающихся вокруг центра масс.

Кстати говоря, благодаря колебанию звезд ученые могут установить существование планеты. А изучая барицентры и используя множество других методов, астрономы уже смогли обнаружить множество планет, вращающихся вокруг других звезд.

В астрономии существуют так называемые «барицентрические координаты», то есть координаты точки относительно системы координат, начало которой находится в центре тяжести системы. Международная небесная система координат (ICRS) пользуется системой барицентрических координат, которая фокусируется на центре Солнечной системы, определяя местоположение ее объектов.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Вращение планет вокруг Солнца общие сведения

Наверняка любой человек, будучи ребенком, игрался с мячиком, который был привязан к веревочке, и с помощью затрачиваемой небольшой силы заставлял этот мячик вращаться. В этот момент мяч начинает натягивать эту веревочку. И так продолжается на протяжении того времени, пока мяч вращается, то есть веревочка все время будет натянута.

Если говорить о космических объектах, то процесс вращения аналогичный, но вместо веревочки используется сила земного притяжения, благодаря которой и происходит вращение планет.

Вращение планет вокруг Солнца

Все планеты имеют способность вращаться вокруг Солнца, и они входят в состав Солнечной системы. Солнце обладает важной особенностью притягивать космические объекты, а эта сила позволяет удерживаться этим объектам, таким образом, как шарик на веревочке.

Дело в том, что наше светило по своему возрасту намного старше всех сформированных объектов, которые его окружают. Эти объекты родились благодаря облаку космической пыли. Через эту пыль пролетало Солнце и притянуло к себе это облако, которое стало вращаться вокруг него и со временем из него образовались планеты. В момент притяжения облака к Солнцу большая его часть осталась позади, а меньшая часть оказалась перед ним. Поэтому Солнце практически находится в середине этих планет, что позволяет им вращаться, то есть меняться местами.

Немного об истории

Один из известных польских ученых Николай Коперник был первооткрывателем того, что орбиты планет создают около Солнца определенные окружности, плоскости которых имеют легкий наклон к плоскости орбиты Земли. И только две планеты из всех обладают большим наклоном к эклиптике. Это планеты Плутон и Меркурий.

Известный ученый Галилео Галилей считает эту гипотезу верной и даже благодаря своим наблюдениям он произвел ее доказательство.

А вот Иоганн Кеплер с помощью своих расчетов сделал вывод, что орбиты планет имеют не круглую форму, а овальную, то есть эллиптическую. При этом Солнце находится как раз в одном из основных фокусов эллипса. Благодаря данным расчетам, Кеплер установил определенные законы, которые доказывают, что происходит данное вращение. Спустя время им дали название «Законы Кеплера».

Неравнодушным ко всем этим явлениям были и Исаак Ньютон, известный как английский физик. Он являлся основателем закона о всемирном тяготении. С помощью этого закона, Ньютон сумел объяснить каким образом вся Солнечная система способна сохранять свою постоянную форму.

Гравитация

Дело в том, что планеты состоят из определенных веществ, и самые малейшие их части имеют способность притягивать другие. Такое явление имеет научное название – гравитация.

Именно благодаря гравитации любая из имеющихся планет Солнечной системы может вращаться вокруг Солнца по своей орбите, и при этом не может оторваться, как шарик от веревочки, что тем самым позволяет оставаться ей на своем месте, а не улететь в космическое пространство.

Что касается орбит, то у них как раз форма походит на эллипс. Это позволяет планетам, как приближаться к Солнцу, так и отдаляться от него.

Сами планеты не имеют способности излучать свет. Именно Солнце дает и свет, и тепло, и жизнь на планетах.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 9182

Запись опубликована: 20. 09.2013
Автор: Максим Заболоцкий

Внутри Солнечной системы

Из чего состоит Солнечная система? Кто сделал первое открытие и что произошло во время поиска девятой планеты? Об этом в нашем материале.

Изучение Солнечной системы началось еще в XVII веке. Но до сих пор ученые продолжают открывать новые космические объекты и расширять наши представления о могуществе космоса. Из чего состоит Солнечная система? Кто сделал первое открытие и что произошло во время поиска девятой планеты? Об этом в нашем материале.

Как все устроено? 

Солнечная система возникла из-за гравитационного сжатия газопылевого облака около 4,57 млрд лет назад.  Она состоит из естественных космических объектов, которые вращаются вокруг центра, Солнца. Это звезда главной последовательности спектрального класса G2V, жёлтый карлик. 

Масса системы составляет примерно 1,0014 M☉. При этом тяжелее всех – Солнце.

Благодаря тому, что в нем сосредоточена подавляющая часть массы системы (около 99,866 %), оно выполняет важную роль. Своим тяготением звезда удерживает планеты и прочие тела. 

Планеты земной группы

Планеты и большинство других космических объектов вращаются вокруг Солнца в одном направлении с ним. Если смотреть со стороны Северного полюса Солнца, то можно считать, что движение происходит против часовой стрелки.  Исключением считается комета Галлея. 

Есть еще исключения — Венера и Уран. Последний вращается практически «лёжа на боку». Наклон его оси составляет около 90°. 

Самая «скоростная» планета – Меркурий. Всего за 88 суток он совершает полный оборот вокруг Солнца. Для сравнения — Нептун делает это за 165 земных лет.

Вращение планет происходит по определенному правилу. Орбиты объектов вокруг Солнца описываются законами Кеплера. Они гласят, что каждый объект обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. У объектов, которые ближе всех к Солнцу, угловая скорость вращения выше, поэтому и короче период обращения (год). 

На эллиптической орбите расстояние объекта от Солнца изменяется в течение года. Ближайшая к Солнцу точка орбиты объекта – перигелий, а наиболее удалённая — афелий. Объекты движутся быстрее в своём перигелии, а в афелии медленнее всего.  Орбиты планет по форме близки к кругам, но не все. Так, кометы, астероиды и объекты пояса Койпера имеют сильно вытянутые эллиптические орбиты.

Будучи частью огромной Солнечной системы, у большей части планет есть свои подчинённые системы. Многие окружены спутниками, некоторые из них по размеру даже больше Меркурия. 

 

Астрономическая хронология

Изучение Солнечной системы происходило поэтапно. Шаг за шагом на космической карте появлялись новые планеты. А началась все в 1610 году. В это время Галилео Галилей открыл в свой телескоп 4 крупнейших спутника Юпитера. Открытие стало доказательством правильности гелиоцентрической системы. 

Галилео Галилей

https://fishki.net/3013670-v-jetot-deny-v-1633-godu-galileo-galilej-otreksja-ot-svoih-otkrytij.html

Позже, в 1655 году Христиан Гюйгенс открыл самый крупный спутник Сатурна – Титан. А до конца XVII века Кассини были открыты ещё 4 спутника этой планеты.

XVIII век славится важным астрономическим событием — открытие Урана с использованием телескопа. Первооткрывателем стал Дж. Гершель, который после этого открыл еще 2 спутника Урана и 2 спутника Сатурна.

Начало XIX века связано с обнаружением первого звездоподобного объекта  — астероида Церера. Спустя почти сто лет, в 2006 году, его перевели в ранг карликовой планеты. В середине девятнадцатого столетия, в 1846 году, на карте Солнечной системы появляется восьмая планета — Нептун. Сначала он был предсказан теоретически, а потом обнаружен в телескоп, причём независимо друг от друга в Англии и во Франции.

В 1930 году американский ученый Клайд Томбо открыл Плутон, ставший девятой планетой. Свое название он получил от древнеримского бога. В 2006 году Плутон «стал» планетой карликовой.

Дальнейшее «рассекречивание» Солнечной системы происходило с открытиями спутников. Во второй половине XX века астрономы обнаружили множество крупных и совсем мелких спутников Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона. 

На рубеже XX—XXI веков ученые открыли ряд малых тел. В их числе карликовые планеты, плутино, а также спутники некоторых из них и спутники планет-гигантов.

 

Все продолжается

По мнению ученых, есть вероятность, что на окраинах Солнечной системы есть сотни мелких небесных тел. Возможно, даже замерзшие планеты, размер которых близок к Земле. По версии специалистов, наше представление о количестве планет Солнечной системы может быть подвергнуто сомнению. По соседству могут располагаться сотни и тысячи космических объектов, которые сейчас находятся в замерзшем состоянии.  

Так, в прошлом году стало известно о новых планетах. Как сообщил журнал The Astrophysical Journal Supplement Series, они были обнаружены на окраинах Солнечной системы случайно – во время поиска гипотетически существующей девятой планеты от Солнца.  

С применением нового метода исследований астрономы зафиксировали 316 транснептуновых объектов (ТНО). И 139 из них были открыты впервые. Предполагается, что это малые планеты. Большая часть небесных тех расположены дальше Плутона в несколько раз, а семь из них и вовсе расположены на экстремальной периферии. Скорее всего, это самые отдаленные объекты Солнечной системы.

Транснептуновые объекты объединены в каталог и опубликованы в The Astrophysical Journal SupplementSeries. Астрономы считают, что впереди открытие еще 500 транснептуновых объектов, находящихся «на задворках» Солнечной системы. Возможно, среди них окажется загадочная девятая планета. Официального названия у нее нет, как и подтверждения существования. Из-за того, что диаметр объекта в два-четыре раза больше, чем у Земли, ученые называют ее Fatty («Толстушка»), «Джордж» и «Иосафат». 

Космос – велик и загадочен. Впереди новые проекты, большие открытия и прорывные астрономические события. Кстати, одно из них произойдет уже совсем скоро. Российский проект «Луна-25» вот-вот начнет свою миссию. 

Фото на главной странице: prima platonika, Depositphotos_325250.jpg

Фото на странице: Топ10a.ru,  https://top10a.ru/interesnye-fakty-o-solnce-i-solnechnoj-sisteme.html

В какую сторону вращаются планеты Солнечной системы вокруг Солнца и своей оси?

Планеты участвуют сразу в двух вращательных движениях. С одной стороны, они вращаются вокруг Солнца, с другой стороны, у них также есть и собственная ось вращения. В какую же сторону крутятся планеты Солнечной системы?

Направление вращения зависит от того, с какой стороны смотреть на Солнечную систему. Обычно принято рассматривать вращение с северного направления, то есть так, как будто наблюдатель располагается в районе Полярной звезды. В этом случае все планеты Солнечной системы, само Солнце, а также почти все остальные тела будут вращаться против часовой стрелки. Причиной этого совпадения является то, что когда-то всё вещество Солнечной системы являлось единым газопылевым облаком, которое уже вращалось в этом же направлении. Есть и исключения, например, комета Галлея, вращающаяся по часовой стрелке.

Анимированная модель вращения планет вокруг Солнца / Изображение: Javier Miranda Nieto

Сложнее обстоит дело с вращением планет вокруг собственных осей. Если смотреть всё с тоже же северного направления, то окажется, что 6 планет крутятся против часовой стрелки (при этом надо понимать, что оси планет не строго перпендикулярны плоскостям их орбит, а имеют некоторый наклон), но две планеты нарушают этот порядок.

Первым исключением является Венера, которая крутится в противоположном направлении. Также примечателен Уран – его ось почти лежит в плоскости эклиптики, поэтому нельзя сказать, по или против часовой стрелки он совершает обороты, он скорее просто катится по своей орбите. Астрономы до сих пор не могут объяснить причины подобных аномалий.

Интересно, что и скорости вращений у планет могут отличаться кардинально. Так, Венера тратит на оборот вокруг собственной оси больше времени, чем на оборот вокруг звезды (243 против 224 дней). Другими словами, сутки на Венере длятся больше года! А вот на Нептуне на один год приходится более 90 тыс. суток.

Список использованных источников

• https://o-kosmose.ru/solnechnaya-sistema/kakaya-planeta-vrashhaetsya-v-obratnom-napravlenii#i-2
• https://cosmosplanet.ru/solnechnayasistema/kakaya-planeta-vrashhaetsya-v-obratnom-napravlenii.html

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

Солнечная система вращается вокруг невидимого центра, и это не Солнце, – ученые

Исследователи показали, как планеты вращаются вокруг так называемого центра масс, который не совпадает с расположением Солнца.

Принято считать, что Солнце является центром Солнечной системы. Вокруг звезды вращаются планеты, пояс астероидов, метеоритов и горстка дальних комет. Но астрономы утверждают, что такое утверждение не совсем правильно. Об этом сообщает Business Insider.

ФОКУС в Google Новостях.

Подпишись — и всегда будь в курсе событий.

«Все в Солнечной системе вращается вокруг центра масс» – пишет планетолог из японского космического агентства JAXA Джеймс О’Донохью.

Этот центр масс, называемый барицентром, является средним арифметическим всех точек с учетом локальной плотности или удельного веса. В нашей солнечной системе эта точка редко совпадает с центром Солнца.

Важно

Между льдом и пламенем. Смогут ли люди жить на экзопланете без закатов и рассветов

Для того, чтобы это продемонстрировать, О’Донохью создал анимацию, которая показывает, как Солнце, Сатурн и Юпитер играют в перетягивание каната вокруг барицентра, отправляя нашу звезду по круговым мини-орбитам.

«Естественно полагать, что мы вращается непосредственно вокруг Солнца. Очень редко центр масс Солнечной системы выравнивается с центром Солнца», – отмечает ученый.

Движение Солнца на видео преувеличено, чтобы сделать его более заметным, но наша звезда действительно вращается в миллионах километров от барицентра – иногда проходя над ним, иногда отклоняясь от него.

Большая часть этого движения вызвана гравитацией Юпитера. Солнце составляет 99,8% массы Солнечной системы, но Юпитер содержит большую часть оставшихся 1,2%. Его масса очень мягко притягивает Солнце.

«Солнце фактически немного вращается вокруг Юпитера», – подчеркивает О’Донохью.

Он также добавляет, что планеты солнечной системы и их луны имеют собственный барицентр. Например, Земля и Луна вращаются проще, где барицентр остается внутри Земли. На соответствующем видео также показывается, как Земля и Луна будут двигаться в течение следующих трех лет.

Барицентры иногда помогают ученым находить скрытые планеты, вращающиеся вокруг других звезд, когда масса системы намного больше, чем можно увидеть.

Недавно астрономы нашли молодой аналог Солнечной системы с «новорожденной» звездой. Пока в планетарной системе имеется два газовых гиганта и подобная Солнцу звезда, которой всего 16,7 миллионов лет.

законы Кеплера

До Кеплера люди думали, что планеты движутся вокруг Земли по кругу. Но ученый всех переубедил.

Иоганн Кеплер был немецким математиком и астрономом, но не брезговал также составлением астрологических гороскопов и, как показывают недавние исследования, возможно, даже увлекался алхимией. Страсть к астрономии ему привила мать-трактирщица, которая подрабатывала гаданием и траволечением. В 1577 году она показала маленькому сыну большую яркую комету, а три года спустя — лунное затмение 1580 года. После этого Кеплер уже не мог забыть о тайных знамениях небес и, взрослея, стремился построить некую универсальную систему мироздания. Мистическая философия и строгая математика странным образом сочетались в его теории: мир он считал реализацией некоторой числовой гармонии, каковую оставалось лишь разгадать. Три закона, сформулированные им 400 лет назад, родились из интуиции и озарений, но в точности описали движения планет.

Тайна мироздания

Надо заметить, что астрономы конца XVI века еще не были уверены в том, как устроена Солнечная система, и разделялись на два лагеря: одни верили, что прав Птолемей и все планеты, Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг неподвижной Земли. Другие же соглашались с Коперником и полагали, что именно Солнце является центром Вселенной, вокруг которого вращаются остальные небесные тела Солнечной системы. Около 1580 года датский астроном Тихо Браге выдвинул компромиссную версию: мол, все планеты, кроме Земли, вращаются вокруг Солнца, но Земля находится на особом положении — она неподвижно покоится в центре мира, заставляя крутиться вокруг себя Солнце и Луну. Так, геоцентрическая и гелиоцентрическая система мира объединились в гибридную геогелиоцентрическую. Но вопросы остались: как именно планеты вращаются, по какой траектории, с какой скоростью — этого точно никто не знал.

Как раз этими темами занялся Иоганн Кеплер. В 25 лет он написал книгу «Тайна мироздания» о шести известных тогда планетах — в ней он сопоставлял орбиты и «платоновы тела» и искал скрытую математическую гармонию Вселенной. Кеплер был настолько уверен в своей мистической теории, что тут же послал ее крупнейшим астрономам конца XVI века Галилео Галилею и Тихо Браге, и они хотя и отвергли фантазии юноши, но отметили его оригинальность и ум, а Галилей поддержал приверженность молодого ученого гелиоцентрической системе мира. После этого Кеплер вошел в научное сообщество и, осмелев, стал фонтанировать идеями. Одна из них совершенно не понравилась Галилею: молодой коллега утверждал, что Марс движется не по кругу, а по эллипсу. Известие о том, что все орбиты небесных тел — эллипсы, которое нам кажется аксиомой, не сразу было принято астрономами. Неравномерное движение Солнца, Луны и планет тогда объяснялось сложно: считалось, что планета равномерно движется по малому кругу, называемому эпициклом, центр которого, в свою очередь, движется по большому кругу, который называется деферентом.

«Я всегда ценил ум Кеплера — острый и свободный, пожалуй, даже слишком свободный, но способы мышления у нас совсем разные», — отзывался о Кеплере Галилей. А Тихо Браге пригласил молодого астронома к себе, и они десять лет плодотворно работали вместе. Следствием этого сотрудничества как раз и стали знаменитые три закона Кеплера.

Первый закон Кеплера

Многолетние наблюдения Браге показали: Марс движется по орбите, но это не окружность. Пытаясь найти объяснения этому загадочному факту, Иоганн Кеплер пришел к первому своему закону: «Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце».

Тут стоит пояснить, что такое фокусы. Эллипс, как вы можете представить, это замкнутая прямая на плоскости. Он симметричен и содержит внутри две оси, проходящие через центр: большую и малую. Оси можно разделить на полуоси, исходящие из центра (это будет радиус орбиты). Если нарисовать на больших полуосях две точки на одинаковом расстоянии от центра, это и будут фокусы. При этом сумма расстояний отрезков от фокусов до любой точки эллипса является постоянной величиной.

Второй закон Кеплера

Второй закон Кеплера определил, как меняется скорость планеты при удалении или приближении к Солнцу. Оказалось, что чем дальше планета находится от Солнца, тем медленнее она движется. А по мере приближения к светилу скорость планеты увеличивается.

Закон сформулирован так: радиус-вектор, соединяющий планету и Солнце, в равное время описывает равные площади. Радиус-вектор — это линия, соединяющая Солнце и планету, движущуюся по орбите. Проще понять этот закон с помощью наглядной схемы: закрашенные площади равны и проходятся за одинаковое время.

Третий закон Кеплера

Третий закон Кеплера позволяет рассчитать скорость планеты и период ее обращения вокруг Солнца. Он гласит: квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей орбит планет.

T₁ и T₂ — периоды обращения двух планет вокруг Солнца, a₁ и a₂ — длины больших полуосей их орбит.

Гармония мира

Математическая красота Вселенной, о которой мечтал ученый, нашла неожиданное подтверждение: выяснилось, что соотношение большого и малого радиуса планет у всех планет Солнечной системы одинаково и совпадает с числом золотого сечения, погрешность составляет доли процента.

«Я выяснил, что все небесные движения, как в их целом, так и во всех отдельных случаях, проникнуты общей гармонией, правда, не той, которой я предполагал, но еще более совершенной», — писал о своих озарениях Кеплер. После его открытий представление о Земле как о центре Вселенной окончательно ушло из астрономии.

Несмотря на столь мощный вклад Иоганна Кеплера в развитие науки, его мать чуть было не сожгли на костре: в 1615 году она была обвинена в колдовстве, посажена на железную цепь в городских воротах и пять лет ожидала казни. Кеплеру пришлось лично защищать ее в суде, забросив астрономию, чтобы опровергнуть полсотни обвинений, в том числе связи с дьяволом, богохульство, порчу, некромантию и т. д. Мать удалось оправдать, но через полгода она умерла — в 1621 году. Кеплер прожил еще девять лет, успев выпустить свою завершающую книгу — «Гармония мира».

Вклад Кеплера в науку высоко оценил Альберт Эйнштейн. «Он жил в эпоху, когда еще не было уверенности в существовании некоторой общей закономерности для всех явлений природы, — писал автор теории относительности. — Какой глубокой была у него вера в такую закономерность, если, работая в одиночестве, никем не поддерживаемый и не понятый, он на протяжении многих десятков лет черпал в ней силы для трудного и кропотливого эмпирического исследования движения планет и математических законов этого движения! Сейчас, когда эти законы уже установлены, трудно себе представить, сколько изобретательности, воображения и неустанного, упорного труда потребовалось, чтобы установить эти законы и со столь огромной точностью выразить их».

Математический секрет красоты

Теория струн, или Теория всего

Упавшее яблоко или плагиат: как Ньютон открыл закон всемирного тяготения

Как Земля движется в космосе? Теперь мы знаем это во всех масштабах

В наибольших масштабах движутся не только Земля и Солнце, но и вся Галактика и Местная группа галактик [далее – Местная группа], так как невидимые силы притяжения в межгалактическом пространстве должны складываться.

Спросите у учёного наш космический адрес, и вы получите довольно полный ответ. Мы находимся на планете Земля, которая вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Солнце вращается по траектории эллипса вокруг центра Млечного Пути, который внутри нашей Местной группы тянется в сторону Андромеды; Местная группа, в свою очередь, движется внутри нашего космического Сверхскопления Ланиакея, галактическими группами, кластерами и космическими пустотами, а они лежат  в войде KBC, посреди структуры Вселенной в широком масштабе. После десятилетий исследований наука наконец-то собрала полную картину этого движения и может точно определить скорость нашего движения в космосе в любом масштабе.

---

В пределах Солнечной системы вращение Земли играет важную роль в формировании экваториального утолщения, в смене дня и ночи, а также помогает питать защищающее нас от космических лучей и солнечного ветра магнитное поле.

Скорее всего, читая это, вы воспринимаете себя неподвижными. Тем не менее мы знаем, что в космическом масштабе мы движемся. Во-первых, Земля вращается вокруг своей оси и несёт нас сквозь космос со скоростью почти 1700 км/ч относительно кого-то на экваторе. Это число может показаться большим, но по сравнению с другими скоростями нашего движения во Вселенной эта скорость едва заметна. На самом деле в километрах в секунду это не так быстро. Вращаясь вокруг своей оси, Земля сообщает нам скорость всего 0,5 км/с, или менее 0,001 % скорости света. Но есть другие перемещения, и они [в смысле скорости] важнее.

Скорость, с которой планеты вращаются вокруг Солнца, намного превышает скорость вращения любой из них вокруг своей оси, это касается даже самых быстрых планет — Юпитера и Сатурна.

Как и все планеты нашей Солнечной системы, Земля движется по орбите Солнца гораздо быстрее скорости вращения вокруг своей оси. Чтобы удержаться на стабильной орбите, мы должны двигаться вправо и со скоростью около 30 км/с. Внутренние планеты — Меркурий и Венера — движутся быстрее, а внешние (вроде Марса и планет за ним) — медленнее. Вращаясь в плоскости Солнечной системы, планеты непрерывно меняют направление своего движения, и Земля возвращается в свою исходную точку через 365 дней. Ну хорошо, почти в исходную точку.

Точная модель движения планет по орбите Солнца, которое движется по Галактике в другом направлении.

Даже Солнце само по себе не статично. Млечный Путь огромен, массивен, и, самое важное, он движется. Все звёзды, планеты, газовые облака, крупицы пыли, чёрные дыры, тёмная материя и многое движутся внутри Млечного Пути и вносят свой вклад в гравитационную сеть. С нашей точки зрения, а мы находимся в около 25 000 световых лет от центра Галактики, Солнце вращается по эллипсу и совершает полный оборот каждые 220–250 миллионов лет или около того. 

Предполагается, что скорость нашего Солнца на этой траектории составляет 200–220 км/с, это довольно много по сравнению как со скоростью вращения Земли, так и со скоростью вращения нашей планеты вокруг Солнца, тогда как оба вращения наклонены относительно плоскости движения нашей звезды вокруг Галактики.

Хотя орбиты Солнца в плоскости Млечного Пути находятся на расстоянии около 25000–27000 световых лет от центра, орбитальные направления планет нашей Солнечной системы совсем не выровнены относительно Галактики.

Но сама Галактика не стационарна, она движется из-за гравитационного притяжения всех сгустков сверхплотной материи и, в равной степени, из-за отсутствия гравитационного притяжения от областей с плотностью ниже средней. Внутри нашей Местной группы мы можем измерить нашу скорость в направлении к самой большой, массивной галактики на нашем космическом заднем дворе: Андромеде. Похоже, что оно движется к нашему Солнцу со скоростью 301 км/с, а это означает (учитывая движение Солнца по Млечному Пути), что две самые массивные галактики Местной группы, Андромеда и Млечный Путь, движутся навстречу друг другу со скоростью примерно 109 км/с.

Самая большая галактика в Местной группе, Андромеда, кажется маленькой и незначительной рядом с Млечным Путём, но это из-за её расстояния, составляющего около двух с половиной миллионов световых лет. В настоящий момент она движется к нашему Солнцу со скоростью около 300 км/с.

Местная группа, как бы массивна она ни была, изолирована не полностью. Другие галактики и скопления галактик поблизости притягивают нас, и даже более отдалённые сгустки материи оказывают гравитационное воздействие на Землю. Основываясь на том, что мы можем увидеть, измерить и вычислить, эти структуры, по-видимому, – причина дополнительной скорости примерно в 300 км/с, но в несколько ином направлении, чем другие скорости, вместе взятые. И это объясняет часть движения во Вселенной в крупном масштабе, но не всё движение. Кроме того, существует ещё один важный эффект, который был количественно рассчитан только недавно, — гравитационное отталкивание космических пустот.

Различные галактики Сверхскопления Девы, кластеризованные и сгруппированные вместе. В самых больших масштабах Вселенная однородна, но если вы посмотрите на неё в масштабе галактик или скоплений, то окажется, что преобладают сверхплотные области и области с плотностью ниже средней.

Для каждого атома или частицы материи во Вселенной, которые собираются в сверхплотной области, существует область некогда средней плотности, потерявшая соответствующее количество массы. Точно так же, как область плотнее средней притягивает, область, плотность которой ниже средней, будет притягивать с силой ниже средней. 

Если взять большую область пространства с меньшим, чем в среднем, количеством материи, на практике её сила будет отталкивать, а плотность выше средней, напротив, — притягивать. В нашей Вселенной в направлении, противоположном от ближайшей области сверхплотности, пролегает огромная пустота с плотностью ниже средней. Мы находимся между этими двумя областями, поэтому силы притяжения и отталкивания складываются, причём каждая из них вносит в скорость примерно 300 км/с, то есть общая скорость приближается к 600 км/с.

Гравитационное притяжение (синим цветом) сверхплотных областей и относительное отталкивание (красным цветом) областей с плотностью ниже средней, когда они действуют на Млечный Путь.

Сложив все эти движения вместе: вращение Земли вокруг своей оси, её вращение вокруг Солнца, движение Солнца по Галактике, которая направляется к Туманности Андромеды, движение Местной группы, притягиваемой к области сверхплотности и отталкиваемой от областей с плотностью ниже средней, мы получим число, указывающее, как быстро на самом деле мы движемся во Вселенной, в любой момент времени. 

Мы обнаружили, что Земля движется со скоростью 360 км/с в каком-то определённом направлении плюс-минус около 30 км/ч в зависимости от времени года и направления. Выводы о скорости Земли подтверждены реликтовым излучением, которое в направлении движения планеты проявляется лучше, а в противоположном направлении — ослабевает.

Остаточное свечение от Большого взрыва на 3,36 милликельвина горячее средней температуры в одном направлении (красном) и на 3,36 милликельвина холоднее средней температуры в другом направлении (синем). Это происходит благодаря движению в пространстве в целом.

Если проигнорировать движение Земли, мы обнаружим, что Солнце относительно реликтового излучения движется со скоростью 368 ± 2 километра, затем, если пренебречь движением Местной группы, получится, что Млечный Путь, Андромеда, Галактика Треугольника и все остальные относительно реликтового излучения движутся со скоростью 622 ± 22 км. Эта большая неопределённость, кстати, в основном связана с неопределённостью в движении Солнца вокруг центра Галактики, это самый трудный в смысле измерения компонент.

Относительные притягивающие и отталкивающие эффекты сверхплотных и недостаточно плотных областей Млечного Пути, комбинация которых известна как Дипольный отталкиватель.

Возможно, не существует универсальной системы отсчёта, но есть система, измерения в которой полезны: полезен отсчёт от покоя реликтового излучения, также эта точка отсчёта совпадает с системой отсчёта удаления галактик друг от друга по закону Хаббла. У каждой видимой галактики есть то, что мы называем «пекулярной скоростью» (или скоростью, превышающей скорость, с которой галактики удаляются друг от друга согласно закону Хаббла), — от нескольких сотен до нескольких тысяч км/с, и то, что мы видим, в точности соответствует этому. Пекулярная скорость движения нашего Солнца — 368 км/с, а нашей Местной группы — 627 км/с — прекрасно согласуется с нашим пониманием того, как в пространстве движутся все галактики. Благодаря эффекту дипольного отталкивания теперь мы понимаем, как происходит это движение, во всех масштабах.

В постижении тайн космоса людям точно не обойтись без помощников и именно таким компаньоном может для нас стать искусственный интеллект. Если AI изначально создали для облегчения жизни на Земле, почему бы с его помощью не исследовать космос? Многие компании, включая NASA и Google, уже внедрили ИИ для поиска новых небесных тел и жизни на других планетах и всегда будут рады специалистам в области AI и нейронных сетей. Работать с которыми мы учим на курсах по Machine Learning и его расширенном варианте «Machine Learning и Deep Learning».

На Земле тоже много работы. Узнайте, как прокачаться в других крутых инженерных специальностях или освоить их с нуля:

Другие профессии и курсы

ПРОФЕССИИ

КУРСЫ

скоростных орбит

скоростных орбит

Скоростные орбиты

Кристен Харрис

22 февраля 2000 г.

Краткое описание:

Студенты узнают о различиях орбит планет. Они будут обнаруживают, что чем ближе планета к Солнцу, тем короче ее орбита, и чем дальше планета от Солнца, тем длиннее ее орбита. Студенты будут сравнить размеры планет по отношению друг к другу и по отношению к солнце.Они также заметят расстояние между планетами.

Уровень оценки и курс содержания обучения Стандарт:

Этот урок подходит для учеников четвертого класса. Он выполнит концепцию №8 в курсе обучения четвертого класса в Алабаме, в котором говорится, что «учащиеся будут развить начальные знания о звездах, планетах и ​​лунах во Вселенной ». Также будет рассмотрен № 10, в котором говорится, что «студенты будут знать, что наша Солнечная система — это система с центром в центре Солнца».

Справочная информация:

Девять планет нашей солнечной системы расположены в следующем порядке. от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Мневмоническое устройство, которое обычно используется для запоминания планет. заказ M y V ery E xcellent M other J ust S erved U s N ine P ickles.

Коперник открыл, что наша Солнечная система называется гелиоцентрической моделью, которая означает, что это модель, ориентированная на солнце. Это означает, что все девять планет вращаются вокруг солнца. Революция — это движение одного тела в пространстве вокруг другое тело. Путь, по которому следует тело, называется его орбитой. До начала 1600-х годов ученые считали, что планеты движутся по идеальным кругам вокруг Солнца. Затем Иоганн Кеплер обнаружил, что планеты на самом деле движутся по эллиптической системе. орбиты.Он также доказал, что Солнце находится не в точном центре этих орбит, но на самом деле это по одну сторону их пути.

Хотя ученые принимали теории Коперника и Кеплера, никто знал, почему планеты движутся таким образом. Исаак Ньютон был первым человек, чтобы вывести теорию. Он показал, что планеты вращаются вокруг Солнца. из-за его гравитационного притяжения. Это влечение существует из-за предметов. масса. Следовательно, чем больше масса, тем сильнее гравитационное притяжение.

Первый закон Ньютона гласит, что движущийся объект будет продолжать движение в прямая линия, если на нее не действует внешняя сила. Этот закон также относится к объекты в состоянии покоя; они останутся в покое, если на них не будет действовать внешняя сила. Следовательно, планета не изменит направление, если этого не заставят. Это объясняет инерция. Инерция планет — это то, что заставляет планеты двигаться. Комбинированная инерция с гравитацией Солнца это то, что заставляет планеты перемещаться вокруг Солнца.

Этот закон инерции применим ко всем объектам в космосе. Например, наша луна путешествует вокруг Земли из-за инерции Луны и гравитационного тянуть.

Каждой планете требуется разное количество времени, чтобы облететь Солнце. Это называется периодом вращения планеты. Чем ближе планета к солнцу, тем короче период его революции. Чем дальше планета от солнца, тем дольше период его революции.

Планета	Период революции
Меркурий	88 дней
Венера	224,7 суток
Земля	365 дней
Марс	687 дней
Юпитер	11,9 года
Сатурн	29,5 года
Уран	84 года
Нептун	164.8 лет
Плутон	247,7 года

Орбита Плутона пересекает орбиту Нептуна. Поэтому в течение нескольких лет Плутон является восьмая планета, а Нептун — девятая планета.

Меркурий — первая планета от Солнца и вторая по величине планета в Наша Солнечная система. Он назван в честь римского бога торговли и воровства. Он имеет каменистую поверхность с множеством кратеров. Температура на Меркурии либо очень жарко или очень холодно.Если бы человек находился на стороне планеты, обращенной к солнцу, он растает. Его атмосфера очень разреженная, которая должна часто восполняться потому что так жарко.

Венера, вторая планета от Солнца, названа в честь богини любовь и красота. Поверхность очень каменистая, с множеством вулканов. Поверхность покрыты облаками, состоящими из серной кислоты. Эти облака вызывают ужасный воздух давление, которое могло раздавить человека. Температура очень высокая, и в среднем около 900 градусов по Фаренгейту.

Земля — ​​третья планета и единственная планета с известной жизнью. Его имя происходит от английских и немецких корней. Погода на Земле бывает разной. Холодно на обоих полюсах и становится теплее по мере приближения к экватору. В атмосфера удерживает тепло, которое позволяет жизни выжить.

Четвертая планета — Марс, названная в честь римского бога войны. Имеет два луны, которые на самом деле были астероидами, захваченными гравитационной ловушкой Марса. тянуть.Марс имеет каменистую пыльную поверхность и часто имеет огромные пыльные бури, которые могут покрыть всю планету. Атмосфера очень разреженная, а температура очень низкий.

Юпитер, пятая планета от Солнца, был назван в честь римского верховный бог. Юпитер — самая большая планета; он настолько велик, что 1300 Земель могли бы поместиться внутри него. Это газовая планета, состоящая в основном из водорода и гелий. В атмосфере Юпитера постоянные штормы.Самый известный Шторм — это Большое красное пятно, которое видно на фотографиях Юпитера.

Шестая планета, Сатурн, была названа в честь римского бога земледелия. Это также газовая планета, состоящая в основном из водорода и гелия. Оно имеет мощные штормы с ветрами до 1000 миль в час. Сатурн окружен эффектные кольца, которые на самом деле состоят из множества снежков. Сатурн имеет арендовать восемнадцать лун, которые расположены в кольцах Сатурна.

Уран, седьмая планета от Солнца, был назван в честь греческого бога. Небес. Он состоит в основном из горных пород и различных льдов. Его ось вращается параллельна его эллиптической орбите, поэтому его полюса теплее, чем его экватор. У Урана есть кольца, состоящие из крупных частиц и мелкой пыли.

Девятая планета — Плутон, названная в честь римского бога тьма. Это самая маленькая планета с одной луной. Его температура очень холодно, а его поверхность заморожена и темна, потому что он находится так далеко от солнце.

Концепции, рассматриваемые на уроке:

Все планеты вращаются вокруг Солнца. стр. 1 # 8 и # 10

Плутону требуется больше времени, чтобы обойти вокруг Солнца. стр. 1 # 8

У Меркурия самая маленькая орбита. стр. 1 # 8

Венера и Земля расположены близко друг к другу. стр. 1 # 8

Юпитер намного больше Марса. Стр. 1 # 8

Материалы:

23 струны с 1-дюймовой шайбой, прикрепленной к одному концу, и чашка для соуса Гатри

пристроен в центре

1 большой воздушный шар

1 баскетбол

футбольный мяч

2 бейсбольных мяча

2 теннисных мяча

1 1 дюйм шарики из пенополистирола

2 шарика из пенополистирола диаметром 1 дюйм

карты места на каждую планету

Процедура :

Расследование :

1.Перед уроком учитель установит зону исследования снаружи. Каждая планета будет отмечена на земле пропорционально планетам. расположение в космосе. Меркурий 0,4 шага; Венера 0,7 шага; Земля 1 шаг; Марс 1,5 шага; Юпитер 5,2 шага; Сатурн 9,5 шага; Уран 19,1 шага; Нептун 30,1 шага; Плутон 39,3 шага. Мяч, который пропорционален планете фактический размер, также будет размещен в каждой точке планеты. Меркурий-1 » шар из пенополистирола; Теннисный мяч Venus; Земля-теннисный мяч; Пенополистирол «Марс-1» мяч; Юпитер-баскетбол; Сатурн-футбольный мяч; Уран-бейсбол; Нептун-бейсбол; Пенополистирольный шар «Плутон-1».

2. Класс будет разделен на две группы. Каждая группа будет разделена на девять планет и солнце. Таким образом, класс будет состоять из двух солнечных системы.

3. Учитель объяснит задание, в котором они будут участвовать, и каждый роль человека. Они обсудят следующие правила: при участии в второе занятие, у каждого должно быть свое личное пространство. Каждый человек следует быть осторожным, чтобы никого не ударить своим орбитором, а выполнять только действия по указанию учителя.

4. Класс выйдет на улицу в обозначенное место. Учитель покажет учащиеся шарики и какую планету представляет каждый из них. Их спросят наблюдать разницу в размерах и проводить сравнения. Затем первый группа пойдет к своим планетным точкам. Они пойдут к солнцу и наблюдайте, какие планеты достигают Солнца первыми, а какие — дольше всех. достичь солнца. Они также будут наблюдать, какие планеты находятся ближе друг к другу. чем на других планетах.

5. После этого планеты вернутся на свои места. На этот раз они пройдут орбиты планет. Студенты будут наблюдать, какие планеты завершены. их орбита была первой, а какие планеты завершили свою орбиту последней.

6. Группа 2 будет выполнять те же действия, что и группа 1.

7. Если позволяет время, будет выполнено следующее действие. Студенты найдут свои собственное личное пространство (около 3 футов круга). Орбитальные струны будут розданы.Каждый ученик будет держать чашку в одной руке, а лишнюю веревку — в другой. рука. Он будет качать струну, держа чашку. Когда он качается, он будет потяните лишнюю тетиву к земле. Он будет наблюдать за происходящим.

Коллоквиум :

1. Класс вернется в комнату. Учитель спросит учеников, что они наблюдали во время первой активности. Учитель задаст вопросы, касающиеся к размерам планет, их орбитальным путям и положению относительно друг друга. Учитель будет искать такие ответы, как: Юпитер намного больше, чем Плутон; Меркурию требуется наименьшее количество времени для обращения вокруг Солнца; Венера и Земля намного ближе, чем Юпитер и Уран.

2. Учитель спросит класс, что они наблюдали, когда вращали орбиту. струны. Учитель будет искать такие ответы, как: чем ближе чашка, тем струна будет качаться быстрее.

3. После того, как класс обсудит эти концепции, учитель покажет классу. диаграмму длины вращения планет, и каждый студент будет пытаться сопоставить каждая орбита к правильной планете.Они будут записывать свои ответы в виде диаграммы который будет сдан. После того, как документы будут собраны, учитель нарисуйте диаграмму на доске. Студенты будут выбраны для написания правильных планеты и их обращения, начиная с Меркурия и заканчивая Плутоном.

Оценка :

Студенты будут оцениваться, наблюдая за их участием во время уроки расследования и коллоквиума. Ответы студентов на орбитальной диаграмме также будет наблюдаться для понимания.

Ресурсы :

Проект Звезда . Президент и научные сотрудники Гарвардского колледжа, 1993 г.

Science Insights: Exploring Earth and Space , Addison-Wesley Publishing Co. 1996

Science Is , Сьюзен В. Босак. 1991.

Научный мини-блок: Наша Солнечная система , Долорис Пеббл и Нэнси Кристен

www.dustbunny.com.afk.planets

www.nasa.gov/kids.html — этот сайт полезен как для учителей, так и для студентов. Это

позволяет зрителям узнать о Солнечной системе и имеет множество красочных

картинок. Он также содержит ссылки на сайты учителей, которые также спонсируются НАСА.

www.seds.org/billa/tnp.planets

Технологические навыки:

подведение итогов

наблюдение

общение

выводы чертежей

Солнце — НАСА Исследование Солнечной системы

Наша Солнечная система

Факты о Солнце

• Солнце — самый большой объект в нашей солнечной системе, состоящий из 99 объектов. 8% от массы системы.
• Солнце находится в центре нашей солнечной системы, а Земля вращается на расстоянии 93 миллионов миль от него.
• Несмотря на массивность, Солнце все же не такое большое, как звезды других типов. Классифицируется как желтый карлик.
• Магнитное поле Солнца распространяется по всей Солнечной системе через солнечный ветер.

Быстрый взятие

Quick Take

Солнце — сердце нашей солнечной системы — представляет собой желтый карлик, горячий шар светящихся газов.

Его гравитация скрепляет всю Солнечную систему, удерживая на своей орбите все, от самых больших планет до мельчайших частиц мусора. Электрические токи на Солнце создают магнитное поле, которое переносится через солнечную систему солнечным ветром — поток электрически заряженного газа, вырывающийся от Солнца во всех направлениях.

Связь и взаимодействие между Солнцем и Землей определяют времена года, океанские течения, погоду, климат, радиационные пояса и полярные сияния.Хотя это особенное для нас, есть миллиарды звезд, подобных нашему Солнцу, разбросанных по галактике Млечный Путь.

Дальше. Исследуйте Солнце в глубине ›

Десять фактов о Солнце

10 фактов о Солнце, которые нужно знать

1

Самый большой

Если бы Солнце было таким же высоким, как обычная входная дверь, Земля была бы размером с никель.

2

Самый массовый

Солнце — центр нашей солнечной системы, его число составляет 99.8 процентов массы всей солнечной системы.

3

Разные спины

На экваторе Солнце вращается примерно раз в 25 дней, но на своих полюсах Солнце совершает один оборот вокруг своей оси каждые 35 земных дней.

Солнце светит в высокоэнергетических рентгеновских лучах

4

Не могу стоять на этом

Как звезда, Солнце представляет собой шар из газа (92,1% водорода и 7,8% гелия), удерживаемых вместе собственной гравитацией.

5

Без кольца

У Солнца нет колец.

6

В стадии изучения

Многие космические аппараты постоянно наблюдают за Солнцем, помогая нам следить за космической погодой, которая может повлиять на спутники и космонавтов.

7

Энергия для жизни

Без интенсивной энергии Солнца на Земле не было бы жизни.

8

Термоядерная реакция

Ядро Солнца имеет температуру около 27 миллионов градусов по Фаренгейту (15 миллионов градусов по Цельсию).

9

Безлунный

Но вращается вокруг восьми планет, по крайней мере, пяти карликовых планет, десятков тысяч астероидов и до трех триллионов комет и ледяных тел.

10

Что мы видим

На видимой поверхности Солнца иногда видны темные пятна — области с интенсивной магнитной активностью, которая может привести к солнечным взрывам.

Две длинные нити

Поп культура

Поп-культура

Солнце послужило источником вдохновения для мифологических историй в культурах по всему миру, включая древних египтян, ацтеков Мексики, индейских племен Северной и Южной Америки, китайцев и многих других.

В последнее время солнце украшает все, от обложек альбомов, таких как культовый дебют Sublime в 1992 году, до пакетов с изюмом, а также влияет на истории в комиксах, театральных фильмах и все, что между ними.

Если вы Супермен (или другой криптонианец), ваши силы усиливаются желтым сиянием нашего Солнца, и вы даже можете утилизировать опасные материалы, как когда-то это делал Супербой, бросая их на Солнце. А в фильме 2007 года « Sunshine » Солнце умирает, оставляя Землю в состоянии глубокого замерзания.Чтобы спасти человечество, космический корабль с экипажем готовится снова зажечь Солнце бомбой, хотя все идет не так, как планировалось.

Подходит для детей Sun

Подходит для детей Sun

Солнце — звезда. Звезд очень много, но Солнце ближе всего к Земле. Это центр нашей солнечной системы.

Солнце — раскаленный шар светящихся газов. Это сохраняет нашу планету достаточно теплой, чтобы живые существа могли процветать. Он дает нам свет, чтобы мы могли видеть.

Восемь планет движутся вокруг Солнца.Мы называем это орбитой. Планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Многие миры меньшего размера вращаются вокруг Солнца. Плутон — карликовая планета за Нептуном. Есть много астероидов и комет, которые вращаются вокруг Солнца.

Посетите NASA Space Place, чтобы узнать больше о детях.

NASA Space Place: все о Солнце › Ресурсы

ресурсов

Сколько длится год на других планетах?

Краткий ответ:

Вот сколько времени требуется каждой из планет в нашей солнечной системе, чтобы вращаться вокруг Солнца (в земных днях):

Меркурий : 88 дней

Венера : 225 дней

Земля : 365 дней

Марс : 687 дней

Юпитер : 4333 дня

Сатурн : 10 759 дней

Уран : 30 687 дней

Нептун : 60 190 дней

Год на Земле составляет примерно 365 дней.Почему это считается годом? Что ж, 365 дней — это примерно то, за сколько времени Земля совершит полный оборот вокруг Солнца за один раз.

Год измеряется тем, как долго планета обращается вокруг своей звезды. Земля обращается вокруг Солнца примерно за 365 дней. Предоставлено: НАСА / Терри Виртс

.

Но все не так просто. На самом деле земной год составляет около 365 дней плюс примерно 6 часов. Подробнее об этом читайте здесь.

Все другие планеты нашей солнечной системы также вращаются вокруг Солнца.Итак, как долго длится год на этих планетах? Ну, это зависит от того, где они вращаются!

Планеты, вращающиеся по орбите ближе к Солнцу, чем Земля, имеют годы короче, чем Земля. Планеты, которые вращаются по орбите дальше от Солнца, чем Земля, имеют больше лет, чем Земля.

У планеты, вращающейся близко к своей звезде, год короче, чем у планеты, вращающейся дальше от своей звезды. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

Это происходит по двум основным причинам.

1. Если планета находится близко к Солнцу, расстояние, на которое она вращается вокруг Солнца, довольно короткое.Это расстояние называется орбитальной траекторией .


2. Чем ближе планета приближается к Солнцу, тем сильнее гравитация Солнца воздействует на нее. Чем сильнее притяжение Солнца, тем быстрее вращается планета.

Посмотрите, сколько длится год на каждой планете ниже!

Почему НАСА заботится о годах на других планетах?

НАСА необходимо знать, как другие планеты вращаются вокруг Солнца, потому что это помогает нам путешествовать к этим планетам! Например, если мы хотим, чтобы космический корабль благополучно переместился на другую планету, мы должны убедиться, что знаем, где эта планета находится на своей орбите.И мы также должны быть уверены, что по пути не столкнемся с другими вращающимися объектами, такими как планеты или астероиды.

Ученым, изучающим Марс, также необходимо вести марсианский календарь, чтобы определять, что и когда будут делать марсоходы и посадочные аппараты.

Марс и Земля всегда в движении. Итак, если мы хотим высадить робота-исследователя на Марс, мы должны понять, как Земля и Марс вращаются вокруг Солнца. Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о марсианском году.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

* Продолжительность года на других планетах рассчитана на основе данных на сайте NASA Solar System Dynamics.

Спросите Astro: Почему планеты вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки?

Вопрос: Солнце вращается вокруг центра нашей галактики по часовой стрелке, а планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Почему это?

Рич Зайкоски

Хэмпстед, Мэриленд

A: Планеты нашей солнечной системы вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки (если смотреть сверху на северный полюс Солнца) из-за того, как образовалась наша солнечная система.Наше Солнце родилось из облака пыли и газа, остатки которого, названные солнечной туманностью, стали планетами. Когда это облако рухнуло на Солнце, оно тоже начало вращаться. Случайно, что он закрутился против часовой стрелки, если смотреть сверху вниз.

Итак, наша Солнечная система могла легко образоваться из облака газа и пыли, которое вращалось по часовой стрелке, если смотреть сверху. На основании наблюдений астрономов нет предпочтительного направления вращения для схлопывающегося материала.Кроме того, не существует предпочтительной ориентации оси вращения звезды; однажды сформировавшись, он может вращаться в той же плоскости, что и вращение Млечного Пути, перпендикулярно ему или в любой промежуточной ориентации. Другими словами, оси вращения (полюса) звезд по всей галактике, кажется, указывают в случайных направлениях.

Но давайте ненадолго отступим. Когда мы говорим, что Солнце образовалось из облака пыли и газа, это «облако» на самом деле было очень маленькой подобластью гораздо большего, так называемого гигантского молекулярного облака.Гигантские молекулярные облака образуют не одну звезду, а множество — сотни или тысячи. И, в целом, угловой момент и ось вращения этих гигантских молекулярных облаков имеют тенденцию быть ориентированными либо в направлении (прямом), либо против (ретроградном) вращении Млечного Пути. Однако в этих больших облаках все по-другому. Такие факторы, как турбулентность, вызванная ударными волнами сверхновой, и магнитные эффекты, возникающие, когда части облака начинают коллапсировать в звезды, влияют на конечный угловой момент и ориентацию вращения новорожденных звезд.Эти взаимодействия могут быть довольно сложными, поэтому, вероятно, звезды не вращаются в какой-либо одной предпочтительной ориентации или направлении. Хотя планеты звезды, скорее всего, будут вращаться вокруг нее либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, на результат в большей степени влияют местные условия во время рождения звезды, чем вращение Млечного Пути или даже большего облака, из которого образовалась звезда.

Элисон Клесман

Старший младший редактор

План урока STEM для дошкольников — Вращающиеся планеты

Обзор: На этом уроке учащиеся узнают о том, как планеты вращаются вокруг Солнца, и играют в игру, в которой учащиеся берут на себя роли разных планет, причем один учащийся является солнцем, а другие — планетами, вращающимися вокруг Солнца.

Классы: Дошкольное и K-3

Продолжительность урока: 30 — 45 минут.

Целей обучения:

После завершения этого урока учащиеся смогут:

• Опишите, что Земля вращается вокруг Солнца.
• Поймите, что все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца.
• Знайте, что все восемь планет вращаются вокруг Солнца.
• Объясните: чем ближе планета к Солнцу, тем быстрее она вращается вокруг Солнца.

Связанные цели от Space Racers

^TM Учебный план:

Основные факты о космосе и освоении космоса

планет:

• В нашей солнечной системе восемь планет.
• Названия планет. (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.)
• Планеты вращаются вокруг Солнца.
• Положения планет относительно друг друга.

Солнечная система:

• Солнечная система состоит из солнца и всего, что движется вокруг него (т.е., все планеты, луны, кометы, астероиды, пыль, газ и т. д.).

Материалы:

• Карты солнечной системы
• Схема солнечной системы
• шар или объект, представляющий солнце, и другой шар, глобус или другой объект, представляющий Землю. ( Совет: возьмите два шара. Прикрепите изображение «Солнца» с «Карт Солнечной системы» к одному шару, а изображение «Земли» — к другому.)
• малярная лента или тротуарный мел
Лента
• (для приклеивания бумажных знаков к одежде) — необязательно

Подготовка:

• Распечатайте по одной копии каждой карточки из раздаточного материала «Карты солнечной системы», чтобы каждое изображение было на отдельном листе бумаги.
• Необязательно: Распечатайте копию «Диаграммы Солнечной системы», чтобы указать порядок расположения планет во время урока.
• Если приклеивать карты «Солнце» и «Земля» к шарам, как это предлагается в подсказке в разделе «Материалы», распечатайте дополнительную копию карт «Солнце» и «Земля».
• Найдите в своем классе, школе или на улице открытое пространство, на котором ученики смогут воспроизвести вращение планет вокруг Солнца.
• На полу, используя малярный скотч или, если снаружи, тротуарным мелом нарисуйте один круг (солнце) с 8 концентрическими кругами, окружающими его.Обозначьте каждый круг следующим образом, начиная с ближайшего к Солнцу и двигаясь наружу: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. (См. Пример «Схема Солнечной системы».)

Задания на уроке:

Действие 1:

1. Скажите своим ученикам, что сегодня вы будете говорить о Солнце, Земле и других планетах Солнечной системы.
2. Спросите учащихся, думают ли они, что Земля всегда остается на одном и том же месте или она перемещается каждый день.Объясните, что он движется очень медленно каждый день.
3. Поднимите шары «Солнце» и «Земля».
4. Объясните: Земля вращается вокруг Солнца. Спросите студентов, сколько времени, по их мнению, может потребоваться Земле, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца. Объясните, что это занимает целый год (365 дней).
5. Покажите своим ученикам изображение «Солнечная система» в раздаточном материале «Карты Солнечной системы». Объясните: Солнечная система включает в себя Солнце и все, что движется вокруг него. Объясните: все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца и движутся в одном направлении.
6. Попросите учеников указать на Солнце и Землю.
7. Дайте одному ученику карту «Солнце», а другому — карту «Земля». Приклейте карточки к рубашкам студентов или попросите их держать их перед собой.
8. Попросите «солнце» встать на соответствующий круг на земле, а «Землю» встать на третий круг от солнца. Прикажите Земле обойти вокруг Солнца против часовой стрелки.
9. Необязательно: Укажите направление, в котором идут стрелки часов.Объясните, что направление называется «по часовой стрелке». Объясните: Земля вращается вокруг Солнца в противоположном направлении — против часовой стрелки (как стрелки часов, идущие назад).

Действие 2:

1. Раздайте карточку «Меркурий» еще одному ученику. Покажите студентам «Карту Солнечной системы». Спросите, находится ли Меркурий ближе к Солнцу, чем Земля, или дальше. ( Ближе.) Попросите студентов указать круг, на котором должен стоять Меркурий. (1 ^ул от Солнца.)
2. Попросите ученика с картой Меркурия встать на этот круг. Попросите обоих учеников ходить вокруг Солнца, при этом Меркурий движется быстрее Земли.
3. Дайте другому ученику карту Венеры и попросите этого ученика встать на круг Венеры. Теперь пусть все три планеты движутся вокруг Солнца, сначала Меркурий, затем Венера, а затем Земля.
4. Продолжайте раздавать карты — Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Покажите студентам карточку «Солнечная система» и попросите их встать на соответствующие круги.
5. Попросите планеты начать движение вокруг Солнца, и все они будут двигаться в одном направлении (против часовой стрелки).
6. Объясните: ближайшие к Солнцу планеты движутся быстрее, чем планеты, находящиеся дальше от Солнца. Скажите студентам, представляющим планеты, убедитесь, что они не движутся быстрее людей в кругах, которые ближе к солнцу, чем они. (Например, Венера должна двигаться медленнее Меркурия, Земля должна двигаться медленнее Венеры и т. Д.)

Деятельность 3

1. Объясните: когда Земля вращается вокруг Солнца, она также вращается вокруг своей оси.
2. Попросите одного из добровольцев медленно вращаться на месте против часовой стрелки (повернув налево и продолжая полный круг).
3. Спросите студентов, сколько времени, по их мнению, требуется Земле, чтобы совершить один оборот (один оборот). Объясните, что это займет один день.
4. Теперь попросите другого добровольца стать солнцем. Пусть «Земля» продолжает вращаться против часовой стрелки, пока идет вокруг Солнца.
5. Объясните: Солнце также вращается против часовой стрелки, но вращается намного медленнее, чем Земля.(Земля вращается один раз в сутки, в то время как Солнцу требуется больше месяца, чтобы совершить один полный оборот.)
6. Пусть Солнце медленно вращается вокруг своей оси, а Земля вращается вокруг своей оси, когда она ходит против часовой стрелки вокруг Солнца.

Факты, которыми стоит поделиться:

• Каждая планета вращается вокруг своей оси.
• Ось на воображаемой линии, проходящей через центр планеты сверху вниз.
• Когда планета вращается вокруг своей оси, это называется « вращается на .”
• Когда планеты вращаются вокруг Солнца или вращаются вокруг Солнца, это называется « вращается вокруг ».
• Ближайшие к Солнцу планеты гораздо ближе друг к другу, чем планеты, находящиеся дальше от Солнца. (Просмотрите Расстояния Солнечной системы, чтобы изучить относительные расстояния между планетами. Чтобы просмотреть относительные расстояния в реальном времени, перейдите в «Живую Солнечную систему» ​​и выберите «Показать изображения» и размер «1000».)

Activity 4 (необязательно)

1. Посмотреть серию Space Racers ^TM А вот и солнце.
2. Обсудите следующие факты, представленные в шоу:
   • Каждая из планет вращается вокруг Солнца.
   • Все планеты также вращаются (вращаются) вокруг своих собственных осей, когда они путешествуют вокруг Солнца.
   • Все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении (против часовой стрелки)
   • Все планеты, кроме Венеры и Урана, также вращаются в одном направлении (против часовой стрелки). Венера и Уран вращаются в обратном направлении (по часовой стрелке).

Заключение

1. Проведите обсуждение, чтобы подвести итог тому, что было рассмотрено в этом уроке.Попросите учащихся поделиться тем, что они узнали из урока. Возможные факты, которые нужно включить:
   • Земля движется вокруг Солнца.
   • Земле требуется целый год, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца.
   • Все остальные планеты Солнечной системы также вращаются вокруг Солнца
   • Ближайшие к Солнцу планеты перемещаются быстрее, а планеты, находящиеся дальше от Солнца, — медленнее.
   • Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении (против часовой стрелки).
   • Помимо движения (вращения) вокруг Солнца, планеты также вращаются (вращаются).
   • Солнце также вращается (вращается) при движении.

ГЛАВА 1: СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

ГЛАВА 1: СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

ГЛАВА 1: ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПЛАНЕТ И СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ СЕГОДНЯ

Солнечная система

1. Рисунок 1.3: Солнечная система состоит из Солнца, девяти планет, 61 луны и множества астероидов, комет и метеороидов.

2. Орбиты планет эллиптические вокруг Солнца

3. Планеты обычно вращаются в одном направлении вокруг Солнца и в плоскости эклиптики, за исключением Плутона, который наклонен под углом 17 ° к эклиптике.

4. Большинство лун вращаются вокруг планет в том же направлении, что и планеты вращаются вокруг Солнца.

5. Метеороиды, астероиды и кометы также движутся по орбитам вокруг Солнца.

6. Вращение планет, лун и других тел унаследовано от вращения древнего газового облака, из которого они образовались.

Планеты земного типа (скалистые)

1. Ближайший к Солнцу и состоит из Меркурия, Венеры, Земли и Марса.

2. Обычно представляют собой небольшие каменистые тела, которые имеют много общего и имеют много общего.

3. Плотность более 3 г / см3.

4. Состоит в основном из силикатов помимо Fe и Ni.

5. Вулканизм в основном базальтовый, черная порода, относительно богатая Mg, Si, O и Ca.

6.Различия, наблюдаемые между каменистыми планетами, отражают такие факторы, как размер и расстояние от Солнца, а не состав. Это говорит нам о том, что эти каменистые планеты сформировались более или менее из аналогичного материала в начале истории Солнечной системы.

Юпитерианские (газообразные) планеты

1. Возникают за орбитой Марса и состоят из Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона.

2. Обычно больше, чем планеты земной группы.

3. Плотность менее 3 г / см3.

4. Каждый (кроме Плутона) состоит из твердого ядра (вероятно, скалистого), окруженного плотной атмосферой, состоящей из метана, аммиака, водорода, гелия и других газов. У Плутона отсутствует толстая атмосфера, и вместо этого он состоит из твердого ядра с толстым внешним слоем льда.

5. Большинство планет-гигантов имеют несколько лун.

6. Большинство планет-гигантов имеют впечатляющую систему колец, состоящую из частиц размером от пыли до валуна, в основном изо льда.

Теории происхождения Солнечной системы

Hot Origins

1. В конце 1700-х годов Бюффон предполагал, что планеты образовались из Солнца. Он предположил, что гравитационное притяжение проходящих мимо комет вытягивало горячий газообразный материал из Солнца. Позже этот материал охладился и сконденсировался, образуя планеты. Таким образом, согласно Бюффону, Солнце было намного старше планет.

2.Другая ранняя теория призывала к конденсации (затвердеванию) планет из горячего газового облака, называемого солнечной туманностью , а не из самого Солнца.

3. В начале 20 века ученые обычно отвергали идею конденсации планет непосредственно из облака горячего газа и вместо этого поддерживали гипотезу о том, что планеты и другие тела солнечной системы образовались из холодных облаков пыли и газа. Согласно этой модели, планеты изначально сформировались в виде холодных сфер в результате медленного накопления пыли и газа.

4. Холодное происхождение планет было первоначально выдвинуто в планетезимальной гипотезе , разработанной в начале двадцатого века Чемберлином (геологом) и Моултоном (астрономом). Согласно этой модели, гравитационное притяжение от проходящей звезды предположительно извлекало солнечные газообразные вещества из Солнца. Затем эти газообразные вещества окружили Солнце и начали конденсировать небольшие твердые тела размером с астероиды (от десятков до сотен километров в диаметре), названные планетезимали .Эти планетезимали в конечном итоге объединились, чтобы сформировать ранние планеты, которые затем продолжили расти, притягивая еще больше частиц.

5. Рис. 1.6 : Когда холодные растущие планеты стали достаточно большими, гравитационное притяжение взяло верх. В конечном итоге планеты достигли массы, которая вызвала гравитационный коллапс, что привело к внутреннему нагреву и размягчению, за которым последовало разделение различных материалов на отдельные слои. Более плотный материал погрузился внутрь планеты, тогда как более легкий материал мигрировал или всплыл на поверхность.

Солнечная туманность

1. Рис. 1.2 : Другая идея, названная гипотезой туманности , была выдвинута в середине двадцатого века астрономами фон Вейцахером и Койпером. Согласно гипотезе туманностей, Солнце и планеты формируются одновременно. Согласно этой модели, наша Солнечная система началась как гигантское межзвездное облако из газов и пыли в форме диска около 5-6 миллиардов лет назад.

2. Предполагалось, что медленное вращение этого межзвездного облака постепенно приводит к тому, что большая часть его массы концентрируется около центра диска.Эта централизованная масса подверглась дальнейшему сжатию из-за гравитационного притяжения, пока в конечном итоге не достигла температуры в несколько миллионов градусов, что привело к началу термоядерных реакций. Эта централизованная термоядерная масса стала ранним солнцем.

3. Рисунок 1.2: Эмбриональное Солнце было окружено газо-пылевой оболочкой, называемой солнечной туманностью. Турбулентность внутри туманности сначала вызвала конденсацию планетезималей. Холодные планетезимали, в дополнение к пыли и газам, затем быстро столкнулись и собрались, чтобы сформировать 9 или 10 протопланет аналогичного состава.Луны могли образоваться подобным же образом вокруг своих планет-хозяев или, возможно, позже были захвачены из других мест гравитационным притяжением планеты. Остальные планетезимали развили очень эллиптические орбиты и в конечном итоге были выброшены из внутренней части Солнечной системы гравитацией Юпитера и стали кометами и .

4. Рис. 1.6: Холодный Модель однородной аккреции утверждает, что по мере роста протопланет их все более сильные гравитационные поля сметали еще больше материала из пылевого облака, пока они в конечном итоге не стали большими, однородными по составу планетными телами еще большей размером, чем есть в настоящее время, но гораздо меньшей плотности.Растущие гравитационные поля в конечном итоге заставили большие протопланеты сжиматься и становиться более плотными. Это сокращение привело к дифференциации , где большинство более тяжелых элементов мигрировало к центру протопланет, а более легкие элементы двигались к их поверхностям. Большая часть легких газов H и He была потеряна в космосе.

5. Четыре внутренних планет земной группы были относительно небольшими и имели более слабые гравитационные поля по сравнению с внешними газообразными планетами .Поэтому внутренние планеты земной группы потеряли гораздо больше своих легких элементов, чем их более крупные аналоги.

6. Солнечное излучение или солнечный ветер еще больше изменили состав планет, сдув все оставшиеся небулярные газы во внешнюю часть солнечной системы.

7. Недавно была исследована модель горячей гетерогенной аккреции . Согласно этой модели, внутренняя зональность планет развивалась во время, а не после аккреционного накопления.Считается, что аккреция началась с солнечной туманности в то время, когда газы были еще очень горячими (> 1000 C). (A) Когда туманность начала остывать, примитивные Fe и Ni сначала накапливались, чтобы сформировать металлическое ядро ​​планеты. (B) Силикаты образовались позже вокруг ранее сформированного ядра, поскольку температура продолжала падать. (C) Наконец, мантия дифференцировалась, чтобы сформировать кору.

Рассвет истории Земли

Ранняя эволюция

Рисунок 1.5: Краткое изложение предложенных этапов ранней эволюции Земли.

Химическая и термическая эволюция

1. Ранняя Земля примерно 4,5 миллиарда лет назад производила в пять раз больше радиоактивного тепла, чем сейчас.

Вследствие аккреции нагрев ранней Земли был вызван:

(a) Первоначальный нагрев из-за гравитационного сжатия, которое могло повысить температуру центра Земли на 1000 ° C.

(b) Производство радиоактивного тепла, в результате которого температура повысилась еще на 2000 ° C.

(c) Интенсивная бомбардировка метеоритами до 4 миллиардов лет назад.

2. Рис. 1.6b : Ранний нагрев Земли мог быть настолько интенсивным, что полностью растопил планету на короткое время.

3. Отчетливое ядро ​​и мантия были созданы примерно 4,5 миллиарда лет назад, когда поверхность Земли была покрыта огромным океаном расплавленной магмы.

4. Даже сегодня продолжающаяся активность вулканов и горячих источников указывает на то, что тепло все еще выделяется изнутри. Подсчитано, что из-за теплоизоляции, обеспечиваемой земной корой и мантией, внутреннее пространство сегодня находится лишь на полпути в своей истории остывания, хотя большая часть радиоактивных элементов уже давно распалась.

Происхождение коры

1. Рис. 1.6b: Данные свидетельствуют о том, что земная кора дифференцировалась (отделилась) от подстилающей мантии на основе химического состава.Во время дифференциации мантии относительно легкие элементы, такие как Si, O, Al, K, Na, Ca, C, N, H и He, поднялись на поверхность, чтобы сформировать кору, морскую воду и атмосферу (, рис. 1.8, ).

2. Изотопное датирование показывает, что континентальная кора не стала стабильной примерно до 3,9–4,1 миллиарда лет назад, почти через полмиллиарда лет после образования ядра и мантии.

Происхождение и эволюция атмосферы и морской воды

Существует несколько гипотез, объясняющих происхождение земной атмосферы.Все они работают в предположении, что:

(a) Рис. 1.8 : Значительное количество водорода и гелия улетучилось в космос во время ранней дифференциации Земли ( Рис. 1.6b ). Большая часть оставшегося водорода была заперта в воде.

(б) В ранней атмосфере практически не было молекулярного O2. Обильный кислород пришел намного позже в результате медленного накопления в течение геологического времени.

(c) Ранняя атмосфера Земли могла быть очень похожа на атмосферу сегодняшнего Юпитера и содержала газы, подобные тем, которые сегодня обнаруживаются в метеоритах.Эти первые газы состояли в основном из метана, аммиака и водяного пара.

Гипотеза выделения газа

1. Рисунок 1.8 : В 1951 году геолог по имени W.W. Руби поддерживал теорию о том, что большинство газов в ранней атмосфере Земли было получено из недр планеты в результате их переноса через вулканы и горячие источники. Этот процесс известен как дегазация .

2. Следы He и Ar, обнаруженные в нашей атмосфере, представляют собой дочерние продукты распада U и K соответственно.

3. Допуская образование атмосферы в результате непрерывной дегазации вулканов и горячих источников, мы можем разумно учесть весь N, He, Ar и водяной пар, присутствующие в атмосфере сегодня. Кислород имеет отдельное происхождение как продукт фотосинтеза в течение 2-3 миллиардов лет.

Гипотеза фотохимической диссоциации

1. Гипотезы фотохимической диссоциации предполагают, что атмосфера ранней Земли очень похожа на ту, что находится на сегодняшней планете Юпитер, в которой преобладают метан, аммиак и водяной пар.

2. Согласно этой модели, ранняя атмосфера Земли была лишена озонового слоя , который сегодня действует, чтобы отфильтровать поступающее ультрафиолетовое излучение. Без озонового слоя в ранней атмосфере ультрафиолетовый свет смог достичь поверхности Земли и вызвать несколько реакций в примитивной атмосфере.

Реакции ультрафиолетового света с атмосферой примитивной Земли:

(a) Распад водяного пара на водород и кислород, при этом большая часть водорода улетает в космос: 2h3O + УФ свет = 2h3 + O2

(b) Вновь образованный молекулярный кислород вступил в реакцию с метаном с образованием диоксида углерода и большего количества воды: Ch5 + 2O2 = CO2 + 2h3O

(c) Кислород также реагировал с аммиаком с образованием азота и воды: 4Nh4 + 3O2 = 2N2 + 6h3O

(d) После того, как все Ch5 и Nh4 были преобразованы в CO2 и N2, избыток O2 мог накапливаться по мере диссоциации большего количества водяного пара.Со временем, возможно, сформировалась наша нынешняя атмосфера, состоящая из N2, CO2 и O2.

Кислород от фотосинтеза

1. Ранняя Земля могла дополнительно содержать большое количество CO2 в примитивной атмосфере.

2. Появление фотосинтетических цианобактерий около 3,5 миллиарда лет назад спровоцировало процесс фотосинтеза, в котором эти ранние формы жизни извлекали CO2 из атмосферы и выделяли O2 в качестве побочного продукта. В течение сотен миллионов лет O2 начал медленно накапливаться в атмосфере.

Происхождение морской воды

1. Скорость накопления морской воды напрямую связана с атмосферным образованием водяного пара в результате химической дифференциации земли. Другими словами, гипотеза выделения газа также может объяснить накопление воды на поверхности земли.

2. Однако остается вопрос, накапливались ли атмосфера и океаны медленно с более или менее равномерной скоростью или они накапливались быстро на ранних этапах истории Земли?

3.Некоторые предполагают, что интенсивная ранняя бомбардировка Земли ледяными кометами, возможно, способствовала обеспечению планеты водой и газами, подразумевая, что атмосфера и морская вода сформировались рано и быстро.

4. С другой стороны, если морская вода накапливалась медленно, подобно накоплению O2 в результате фотосинтеза, то водоснабжение Земли могло быть довольно хорошо налажено примерно 2,5 миллиарда лет назад.

Луна и планеты

Луна

1.Луна представляет собой небольшой плотный скалистый объект, испещренный ударными кратерами и многочисленными базальтовыми потоками.

2. Сейсмические измерения сейсмометров, размещенных на Луне астронавтами, определили, что Луна слоистая. Толщина коры Луны составляет около 65 км. Луна покрыта тонким слоем реголита (смесь серых измельченных обломков горных пород и мелких частиц пыли), покрывающим 2-километровый слой раздробленной и раздробленной породы. Ниже зоны щебня находится около 23 км базальта, за которым следуют 40 км породы, богатой полевым шпатом.Состав мантии неизвестен, но, возможно, похож на мантию Земли. Толщина литосферы, возможно, достигает 1000 км, и любая астеносфера может располагаться на более глубоких уровнях.

3. Поверхность Луны включает светлые горные районы, называемые нагорьями , которые сильно изрезаны кратерами и в основном состоят из богатых плагиоклазом горных пород, называемых анортозитом, которые образовались в начале истории Луны (4,5 миллиарда лет назад).

4. Гладкие темные низинные ударные кратеры, называемые maria (сингулярное mare ), имеют почти круглую форму и заполнены потоками базальтовой лавы.

5. Луна, вероятно, образовалась 4,6 миллиарда лет назад. Одна из теорий утверждает, что Луна образовалась на своей нынешней орбите в результате аккреции во время конденсации солнечной туманности. Вторая теория предполагает, что Луна была захвачена Землей.

6. Рис. 1.4 : Однако наиболее широко распространенная теория состоит в том, что Луна возникла как часть Земли, которая была выброшена во время столкновения с объектом размером с Марс около 4,5 миллиардов лет назад. Выброшенный материал конденсировался, образуя Луну.

7. Интенсивные удары метеорита, произошедшие около 3,9 — 4,0 млрд. Лет. назад образовалось большинство кратеров, наблюдаемых на Луне сегодня. С тех пор Луна оставалась мертвой планетой, лишенной какой-либо тектоники или вулканизма.

Меркурий

1. Его высокая плотность 5,4 г / см3 может быть связана с большим металлическим ядром диаметром около 3600 км.

2. Сильно испещрен древними ударными кратерами, многие из которых заполнены базальтовыми потоками.

3.Отсутствует атмосфера и отсутствуют свидетельства тектонической активности (нет свидетельств движения литосферных плит).

4. Магнитное поле Меркурия примерно в 100 раз меньше, чем у Земли. Планетарные магнитные поля обычно формируются движением жидкости в ядре, вызванным вращением планеты. Однако медленное вращение Меркурия (раз в 59 дней против 24 часов для Земли) и отсутствие движений тектонических плит создают проблемы с этой интерпретацией.

Венера

1.Венера примерно того же размера и массы, что и Земля.

2. Плотная атмосфера CO2 препятствует прямому визуальному наблюдению за поверхностью планеты и в значительной степени ответственна за температуру поверхности около 500o из-за парникового эффекта.

3. Несколько космических аппаратов приземлились на поверхность и передали по радио информацию, полученную с помощью радиолокационных измерений топографии поверхности. Космический аппарат Magellan недавно совершил оборот вокруг Венеры и отправил на Землю радиолокационные изображения.

4.Радиолокационные изображения показывают поверхность, состоящую из обломков скальных пород, преимущественно базальтового состава.

5. На поверхности преобладают обширные вулканические равнины и тысячи вулканов в форме широких куполов, подобных тем, которые встречаются сегодня на Гавайях. Несколько вулканов с более крутыми сторонами указывают на извержение лавы, более богатой кремнием.

6. На топографии также видны горные хребты и рифтовые долины.

Марс

1. Марс составляет всего 1/10 размера Земли и вращается каждые 24 раза.6 часов.

2. Марс имеет тонкую атмосферу, плотность которой составляет всего 1/100 от плотности Земли, и состоит в основном из CO2.

3. Марс имеет полярные ледяные шапки, состоящие в основном из CO2 и небольшого количества водяного льда. Ледяные шапки растут и уменьшаются в зависимости от времени года.

4. Состав Земли и Марса может быть похожим. Марс имеет красновато-коричневую поверхность, покрытую рыхлыми камнями и переносимым ветром песком. Два космических корабля «Викинг» приземлились на поверхность Марса в 1970-х годах и проанализировали состав почв.Химический анализ, проведенный космическим кораблем «Викинг», показал наличие глины и, возможно, гипса, минерала, который обычно выпадает в осадок при испарении воды.

5. Космический корабль «Викинг» также проводил мониторинг землетрясений, но землетрясений зарегистрировано не было. Редкость землетрясений предполагает, что любые прежние движения плит на Марсе теперь прекратились.

6. Недавно на Марс приземлился космический корабль Pathfinder и отправил свой микролиндер Sojourner для изучения горных пород на поверхности. Марсоход обнаружил осадочные и вулканические породы, очень похожие на те, что есть на Земле.

7. Марс, вероятно, имеет полностью твердое ядро, поскольку магнитное поле не проявляется.

8. Считается, что метеориты SNC имеют марсианское происхождение.

9. Недавно в одном из марсианских метеоритов были обнаружены ископаемые бактерии, что свидетельствует о существовании простых форм жизни в ранней марсианской коре.

10. Южное полушарие густо изрезано кратерами и напоминает поверхности Луны и Меркурия.

11.Кратеры в северном полушарии редки, а большие площади относительно гладкие, что указывает на более молодую поверхность. Огромные щитовые вулканы, такие как Олимп Монс, предполагают обширный вулканизм в прошлом. Самым молодым потокам на Олимпе Монс, вероятно, меньше 100 миллионов лет. Долгоживущие источники магмы все еще должны присутствовать в недрах Марса. Литосфера Марса также должна быть толстой и прочной, чтобы выдержать вес Olympus Mons.

12. Поверхность Марса также представляет собой систему огромных каньонов и ответвляющихся долин, подобных тем, которые пересекаются прерывистыми потоками пустыни на Земле.Эти особенности предполагают, что лед, в настоящее время замерзший под поверхностью, мог таять во время прошлых эпизодов потепления, создавая проливные наводнения, которые вырезали эти долины.

13. Дождь, озера и ручьи, возможно, существовали в начале марсианской истории во времена планетарной дифференциации и обширного вулканизма. В конце концов Марс приобрел замороженный реголит. Случайное таяние мерзлого грунта могло происходить в периоды магматической активности или внезапных изменений климата.

Юпитер

1.Юпитер примерно в два раза больше массы других планет, вместе взятых.

2. Юпитер необычен тем, что выделяет вдвое больше энергии, чем получает от Солнца, что позволяет предположить, что он все еще испытывает гравитационное сжатие.

3. Атмосфера Юпитера состоит в основном из h3, He, Nh4 и Ch5, окружающих скалистое ядро.

4. Поверхность может быть гигантским океаном жидкого водорода.

5. Цветные полосы атмосферы, вызванные сильным ветром.Гигантское красное пятно (шторм).

Спутники Юпитера

6. Ближайшая к Юпитеру луна — Ио, она окрашена в оттенки желтого и оранжевого, что позволяет предположить, что она покрыта серой и сернистыми соединениями. Ио вулканически активен. Вулканические продукты включают базальтовую лаву, а также потоки расплавленной серы и сернистые газы. Подобные гейзеру вулканические шлейфы SO2 наблюдались космическим кораблем Voyager . Тепловая энергия, которая движет вулканизмом Ио, может быть вызвана приливными напряжениями, создаваемыми гравитационным притяжением Юпитера.

7. Европа, Ганимед и Каллисто могут иметь небольшие металлические ядра, окруженные толстой мантией из льда и силикатных минералов. Над мантией — корки почти чистого льда толщиной более 100 км. Европа покрыта трещинами, что свидетельствует о том, что приливные напряжения от Юпитера проявляются на ледяной поверхности.

8. Ганимед (самый большой из спутников Юпитера) и Каллисто имеют ледяные поверхности, изрытые кратерами. На поверхности Ганимеда есть темные участки, покрытые пылью и обломками, что указывает на древние ледяные континенты.

Сатурн.

1. Сатурн известен своей огромной системой колец.

2. Кольцевая система имеет ширину 10 000 км и толщину немногим более 100 м.

3. Космический корабль «Вояджер» обнаружил, что главные кольца на самом деле состоят из сотен крошечных колец.

4. Каждое кольцо состоит из частиц размером от пыли до валуна, состоящих в основном из льда, некоторые из которых, возможно, окрашены оксидом железа. Цветовые различия указывают на небольшие различия в составе колец.

5. Сатурн имеет общий химический состав, подобный Юпитеру.

6. Титан — самый выдающийся из спутников Сатурна. Титан окружен непрозрачной атмосферой оранжевого цвета, состоящей в основном из азота с меньшими количествами этана, ацетилена, этилена и HCN. Титан может состоять на 45% из льда и на 55% из каменистой массы. Температура поверхности оценивается примерно в -180 ° C, и в этом случае Титан может состоять из ледяных континентов, окруженных океаном жидкого этана и метана.

Уран

1. Поворачивается на бок.

2. У Урана есть кольца, похожие на те, которые окружают Юпитер.

3. У Урана есть несколько спутников, некоторые с каньонами, а другие — гладкие.

Нептун

1. Нептун — голубоватая планета.

2. Скорость ветра превышает 1000 км / час.

3. На Нептуне видны белые облака замороженного метана.

4. У Нептуна восемь спутников, шесть из которых вращаются в направлении, противоположном двум другим.

5. Самый большой из спутников Нептуна — Тритан, поверхность которого покрыта твердым азотом и метаном.

Плутон

1. Плутон в пятую часть размера Земли и в 40 раз дальше от Солнца.

2. Плутон слишком мал, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом.

3. Плутон обращается вокруг Солнца за 248 лет.

4. Плутон движется по вытянутой орбите, иногда заставляя его перемещаться внутри орбиты Нептуна.

5. Плутон может быть скорее спутником Нептуна, чем планетой, как первоначально предполагалось.

6. Плутон описан как грязный ледяной шар из замороженных газов и каменистого материала.

7. У Плутона есть одна луна, Харон, диаметром 1300 км.

Астероиды

1. Астероиды — это, возможно, фрагменты разбитых планет.

2. Астероиды могут достигать 1000 км в диаметре, но большинство из них имеют диаметр не более 1 км.

3. Между орбитами Марса и Юпитера расположен обширный пояс астероидов.

4. Некоторые астероиды сталкивались с Землей в прошлом.

Кометы

1. Кометы можно охарактеризовать как грязные снежки замороженных газов в дополнение к каменным и металлическим материалам.

2. Некоторые кометы могут содержать органическое вещество.

3. Кометы образуют хвост из пыли и ионизированных газов при приближении к Солнцу из-за солнечного ветра.

4. Миллионы комет могут вращаться вокруг Солнца за пределами Плутона.

5. Кометы считаются реликтами ранней Солнечной туманности, которые были унесены солнечным ветром в дальние уголки Солнечной системы после образования планет.

Технически Земля не вращается вокруг Солнца

Открытие того, что Земля вращается вокруг Солнца, было революционным. Это коренным образом изменило наше восприятие космоса и самих себя.

Но Земля не вращается вокруг Солнца.По крайней мере, не , а именно . Пора стать педантичным.

«Технически происходит то, что Земля, Солнце и все планеты вращаются вокруг центра масс Солнечной системы», — пишет Кэти Джордан, сотрудник Корнельского университета Спросите астронома .

«Центр масс нашей солнечной системы очень близко к самому Солнцу, но не совсем в центре Солнца».

Каждый объект в солнечной системе, от гигантского солнца до мельчайшей точки, оказывает гравитационное притяжение на все остальное.Солнечная система — это, по сути, массовая игра в перетягивание каната, и все рывки уравновешиваются в определенной точке: в центре масс или «барицентре». Все в солнечной системе вращается вокруг этой точки. Иногда это почти удар по центру Солнца. Прямо сейчас барицентр находится за пределами поверхности Солнца. Но он постоянно меняется в зависимости от того, где планеты находятся на своих орбитальных путях.

Поскольку Солнце имеет 99,87% всей массы Солнечной системы, оно всегда будет побеждать в перетягивании каната.Даже если бы все планеты были идеально выстроены по одну сторону от Солнца, центр масс находился бы всего в 800 000 км от поверхности Солнца. Звучит много, но помните, наша солнечная система большая! Такой барицентр будет примерно в 70 раз ближе к Солнцу, чем ближайшая к нему планета, Меркурий.