Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Спутники для наблюдения Земли часто запускаются на орбиту, проходящую на высоте нескольких сотен километров над Северным и Южным полюсами. Земля поворачивается вокруг своей оси под этой орбитой, так что каждый раз, как спутник облетает Землю, он делает съемки повой полосы, идущей с севера на юг. Через некоторое время на пленке оказывается запечатленной поверхность всего земного тара.
Еще один распространенный прием запустить спутник па круговую орбиту над экватором па высоте 36 000 км. По такой траектории спутник облетает Землю ровно за одни сутки, так что он всегда стоит над одним и тем же местом поверхности нашей планеты ведь он летит с той же скоростью, с какой вращается Земля. Такие орбиты называются геостационарными, или геосипхроп-пыми. Их использую] для телевизионной трансляции и для связи. На борту ТВ-спутников находятся небольшие ракетные двигатели, которые держат спутник точно в нужном месте над Землей.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
У Солнца есть семейство, состоящее из девяти больших
планет и множества более мелких тел, таких, как
астероиды и кометы. Силы тяготения удерживают это
семейство вместе, причем каждая планета движется по
эллиптической орбите вокруг Солнца. Исследование
планет при помощи космических летательных
аппаратов — одно из главных научных достижений XX в.
Представления древнегреческих астрономов о том, что собой представляет Солнечная система, были чрезвычайно сложными для понимания. Причина заключается в том, что Земля, по их мнению, находится в центре системы, а орбиты небесных тел являются правильными кругами. Несмотря на это, греки преуспели в методах предсказания будущего положения планет па небе эти методы были весьма результативными. Николай Коперник совершенно правильно поместил в центр Солнечной системы Солнце, однако с
предсказаниями положения планет он испытывал большие затруднения, поскольку придерживался старых представлений об орбитах. Иоганн Кеплер сумел улучшить систему Коперника. Кеплер открыл следующие три правила для объяснения планетного движения:
1. Каждая планета движется по эллипсу, а не по кругу. Солнце находится не в центре этого эллипса, а сдвинуто в сторону, в точку, называемую (|кжусом. Чем более сплющенным является эллипс, тем дальше от центра расположен
<}к>кус. Отсюда следует, что во время путешествия планеты по орбите расстояние между ней и Солнцем все время меняется.
2. Быстрее вест движется планета там, где она ближе вест к Солнцу, а и наиболее удаленных от Солнца частях орбиты движение планеты самое медленное.
3. Полное время, за которое планета совершает весь свой путь вокруг Солнца, зависит от се расстояния до Солнца. Кеплер открыл математический закон, который связывает орбитальный период с расстоянием до Солнца.
Кеплер полагал, что какая-то сила, исходящая от Солнца, по-видимому, заставляет планеты двигаться вокруг него. Какова бы эта сила пи была, она должна становиться слабее при удалении планет от Солнца. Используя законы Кеплера о планетарном движении, астрономы стали предугадывать положение планет в 10 раз точнее, чем до этого. Кеплер, однако, не мог с уверенностью сказать, какая именно сила удерживает планеты па орбите.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Хотя Лупа проходит по всей своей орбите вокруг Земли раз в месяц, затмения не могут происходить ежемесячно из-за того, что плоскость орбиты Луны наклонена относительно плоскости орбиты Земли вокруг Солнца. Самос большее, за год может произойти семь затмений, из которых два или три должны быть лунными.
Солнечные затмения происходят только в новолуние, когда Лупа находится в точности между Землей и Солнцем. Лунные же затмения всегда бывают в полнолуние, когда Земля находится между Лупой и Солнцем.
За всю свою жизнь ты можешь надеяться увидеть 40 лунных затмений (при условии, что небо будет ясным). Наблюдать же солнечные затмения — дело гораздо более трудное из-за узости полосы затмений Солнца. Большинству людей так никогда и не удается увидеть полное солнечное затмение, если только они не готовятся заранее поехать туда, где будет проходить полоса будущего затмения.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
В древности затмения Солнца и Лупы чрезвычайно интересовали людей. Философы Древней Греции были убеждены, что Земля является шаром, поскольку они заметили, что тень Земли, падающая па Луну, всегда имеет форму круга. Более того, они подсчитали, что Земля примерно втрое больше Лупы, просто исходя из продолжительности затмений. (Точная величина этого коэффициента равна 3,66.)
Данные археологии позволяют предположить, что многие древние цивилизации пытались предсказывать затмения. Результаты наблюдений в Стоуп-хепдж, в Южной Англии, могли давать возможность людям позднего каменного века, 4000 лет назад, предсказывать некоторые затмения. Они, безусловно, умели вычислять время прихода лет-пего и зимнего солнцестояний.
В Центральной Америке 1000 лет па-зад астрономы майя могли предсказывать затмения, выстраивая длинный ряд наблюдений и отыскивая повторяющиеся сочетания факторов. Почти одинаковые затмения повторяются каждые 54 года 34 дня.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Земля отбрасывает в пространстве длинную тень, загораживая свет Солнца. Когда Лупа попадает в тень Земли, происходит лунное затмение. Если бы во время лунного затмения ты находился па Луне, то увидел бы, что Земля проходит перед Солнцем, закрывая его. Нередко при этом Луна остается слабо видимой, светясь тусклым красноватым светом. Хотя она и находится в тени, Луна освещается небольшим количеством красного солнечного света, который преломляется земной атмосферой в направлении Луны. Полное лунное затмение может продолжаться до 1 часа 44 минут. В отличие от солнечных, лунные затмения можно наблюдать с любого места па Земле, где Луна находится над горизонтом.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Солнце, Луна и Земля исполняют в космосе сложный
танец. Иногда все три небесных тела выстраиваются
почти по прямой линии. Вот тогда-то начинается игра
в прятки, и у тебя появляется возможность увидеть затмение.
Солнце в 400 раз больше Луны и приблизительно в 400 раз дальше от нас, чем Луна. Благодаря этому случайному совпадению, размеры Солнца и Луны, как мы видим их па небе, кажутся нам почти одинаковыми. Вследствие этого Лупа может полностью закрыть от пас Солнце, если, двигаясь но своей орбите, она окажется в точности между Солнцем и Землей. Когда Земля, Луна и Солнце оказываются точно на одной прямой, наступает полное солнечное затмение.
Каждый месяц, в новолуние, Лупа проходит и пространстве между Солнцем и Землей, но выстраивание точно па одной прямой, которое необходимо для солнечного затмения, происходи г не так часто. И даже когда ото случается, на поверхности Земли есть лишь длинная, узкая область, откуда можно наблюдать полное солнечное затмение. Полоса солнечного затмения никогда не бывает шире 264 км, по в длину может тянуться па тысячи километров. Полное солнечное затмение может наблюдаться в одном месте Земли не более восьми минут. Па самом же деле, как правило, оно длится еще меньше.
Полное солнечное затмение — зрелище настолько драматичное, что некоторые люди готовы пересечь половину земного шара специально, чтобы его увидеть. Начинается солнечное затмение с того, что передний край Лупы слегка накрывает солнечный диск. Выглядит ото так, словно от Солнца откусили кусочек. В ото время наблюдается лишь частичное затмение. Однако постепенно все большая и большая часть Солнца покрывается Лупой, пока наконец от Солнца не останется лишь узенький серп.
Кроме того района, где можно наблюдать полное солпечное затмение, па значительно большей территории люди могут увидеть частичное затмение Солнца' Иногда же бывает такое частичное солнечное затмение, которое ни с какого места Земли не выглядит как полное.
При некоторых солнечных затмениях сияющее кольцо Солнца остается видимым вокруг всего темного диска Луны. Дело в том, что расстояния между Землей и Солнцем и между Землей и Лупой, хотя и в небольших пределах, по все же меняются. Если Луна чуть дальше от Земли, чем в среднем, ее угловой размер становится меньше, а если Земля чуть ближе к Солнцу, чем в среднем, угловой ра.чмер Солнца немного увеличивается.
И если все это случается в то время, когда должно наблюдаться полное солнечное затмение, Луна оказывается недостаточно большой, чтобы целиком закрыть Солнце. В этом случае мы имеем кольцеобразное затмение. При кольцеобразном солнечном затмении небо остается светлым и солнечная корона не видна.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Наряду с Лупой и Солнце оказывает влияние па высоту приливов. Когда Солнце, Земля и Лупа выстраиваются в одну линию таким образом, что силы тяготения Солнца и Лупы действуют на Землю в одном направлении и усиливают друг друга, приливы бывают выше средних и называются сизигийными приливами. Это происходит во время новолуния и во время полнолуния. Когда же силы тяготения Солнца и Луны действуют па Землю под прямым углом, они частично гасят друг друга, и тогда приливы оказываются ниже средней величины. Такие приливы называются квадратурными; они бывают, когда Лупа находится в фазе первой четверти и последней четверти. В действительности приливы и отливы происходят немного позже, чем можно было бы ожидать, исходя из положения Лупы. Причина этой задержки в том, что продвижение воды по поверхности Земли занимает определенное время.
Под воздействием приливных сил Лупы даже твердая Земля немного вытягивается. Такое удлинение достигает 30 см. В свою очередь, и Земля силами притяжения деформирует Лупу, растягивая ее примерно на 40 см.
В принципе, энергию приливов можно использовать, если строить плотины поперек широких устьев рек, чтобы потоки морской воды вращали допасти электрических турбин. Чтобы дать некоторое представление о мощи океанских приливов, заметим, что шесть процентов всего электричества, кото-рос используется в Великобритании, можно было бы получить, построив дамбу и электростанцию в эстуарии реки Северн па юге Англии. Однако на практике существует множество более важных и пока не решенных .экологических и технических проблем, так что обуздание и использование оперши приливов пока откладывается.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Приливы и отливы знакомы каждому, кто живет или бывал па океанских или морских побережьях. Дважды в день уровень океанских вод поднимается и снижается, причем кое-где па весьма значительную величину. Каждый день прилив наступает на 50 минут позднее, чем в предыдущий. Что заставляет океанские воды подниматься па берег и уходить обратно? Во всем виновата Лупа.
Лупа удерживается па своей орбите вокруг Земли по той причине, что между двумя этими небесными телами существуют силы тяготения, нритягивающие их друг к другу. Земля все время стремится притянуть к себе Луну, а Луна притягивает к себе Землю.
Поскольку океаны представляют собой большие массы жидкости и могут течь, они легко деформируются под влиянием сил притяжения Луны, принимая форму лимона. Шар из твердых горных пород, которым является Земля, остается в середине. В результате на той стороне Земли, что обращена к Луне, возникает водяная выпуклость и другая такая же выпуклость — с противоположной стороны. Поскольку твердая Земля вращается вокруг своей оси, па берегах океана возникают приливы и отливы, ото происходит дважды в течение каждых 24 часов 50 ми-пут, когда берега океанов проходят через водяные бугры. На этот раз длина периода больше 24 часов из-за того, что и сама Лупа тоже движется по своей орбите. В зачивах и устьях рек приливы и отливы бывают значительнее, чем в других местах, так как в узких проходах морская вода собирается, как в воронках.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Каждый месяц Луна облетает Землю по своей
орбите, и ты можешь увидеть полный цикл лунных
фаз. Форма Луны меняется с каждым днем — от
серпа к полной Луне и снова до серпа. Под
воздействием Луны дважды в день происходят
океанские приливы и отливы, которые также
меняются в пределах месячного цикла.
Лупа является попутчицей Земли в космическом пространстве. Ежемесячно Лупа совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца, так что постоянно одна половина Лупы, обращенная к Солнцу, освещена, а другая погружена во мрак. Какая часть освещенной половины Лупы видна нам в данный момент, зависит от положения Лупы на ее орбите вокруг Земли. По мере движения Луны по орбите ее форма, как нам кажется, постепенно, но непрерывно меняется. Различные видимые формы Лупы называются ее с|>а-зами. Полный никл фаз закапчивается и начинает повторяться через каждые 29,53 суток.
Чтобы попять, почему мы видим фазы Лупы, начнем с новолуния. Новолуние имеет место тогда, когда Лупа находится между нами и Солнцем. В это время вся ее освещенная сторона обращена к Солнцу, а к Земле она повернута темной стороной, поэтому мы Лупы не видим совсем. Теперь представим себе полнолуние. Когда Земля находится точно между Лупой и Солнцем, мы видим целиком всю освещенную половину Лупы.
Случается, что, когда Лупа представляется нам в виде очень топкого серпа, остальная часть ее диска тоже видна, хотя и слабо. Тогда люди говорят, что «новая Jlvwa находится в руках старой».
На самом деле это происходит оттого, что солнечные лучи, отразившись от Земли, затем падают па Лупу, то есть слабо видная часть лунного диска светится отраженным от Земли светом, который и называется «земным», пли «пепельным» свечением.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Даже ближайшие звезды удалены от нас гораздо сильнее, чем Солнце, Лупа и планеты, поэтому фигуры, которые, как нам кажется, они образуют в небе, заметным образом не меняются но мере движения Земли вокруг Солнца. Звездное небо подобно отдаленному неизменному «пейзажу», окружающему Землю и всю Солнечную систему. Если бы тебе пришлось совершить путешествие в космос и улететь при этом на некоторое расстояние от Земли, ты увидел бы со всех сторон от себя звезды па фоне совершенно черного неба.
В тс времена, когда астрономы еще не установили, что звезды рассеяны по всей Галактике, причем на разных расстояниях от пас, многие древние ученые — например греки верили, что Земля является центром Вселенной. Им казалось, что звезды прикреплены к какой-то гигантской сфере, окружающей Солнечную систему, поскольку именно гак все это и выглядит. Такое представление оказалось настолько полезным, если говорить именно о положении звезд па небе, а не об их истинном местонахождении в пространстве, что астрономы и до сих пор пользуются понятием «небесной сферы».
Хотя небесная сфера окружает Землю со всех сторон, любой наблюдатель па поверхности Земли видит одновременно лишь одну половину небесной сферы, поскольку другую половину от пего загораживает земной шар. Только астронавтам в космическом пространстве удастся видеть звезды не только наверху, но и внизу, под собой.
Земля вращается вокруг своей оси, проходящей через Северный и Южный полюсы. Экватор — это воображаемая окружность, проведенная вокруг земного шара па полпути между полюсами. Небесная
сфера выглядит для пас так, словно она вращается вокруг оси, проходящей через ее Северный и Южный полюсы. Небесный экватор - это окружность, проведенная вокруг всего неба ровно па полпути между небесными полюсами. Небесные полюсы и небесный экватор находятся в точности над полюсами и экватором Земли.