"Астрономия"

Предмет астрономии. Основные разделы астрономии.

 
В начале изучения темы вспомним  определения понятий:
 
Вселенная - это весь мир вокруг нас. Вселенная никогда не возникала и никогда не исчезнет, она всегда существовала и будет существовать. Вселенная не имеет границ; она бесконечна в пространстве и вечна во времени. Вселенная непрерывно изменяется: отдельные ее объекты - галактики, звезды, планеты - появляются, проходят свой путь развития и исчезают, а на смену им возникают новые, более сложные и разнообразные миры.
 
Единицей для измерения космических расстояний является световой год. 1 световой год (св. год) - это расстояние, которое луч света со скоростью 300 000 км/с пролетает за 1 год. 1 световой год равен 9 миллионам миллионов километров!
 
Часть Вселенной, в которой мы живем, называется Метагалактикой. Метагалактика – это сверхгигантская система огромного, может быть даже бесчисленного, числа разных галактик.
 
Галактики– это системы космических тел, состоящие из десятков и сотен миллиардов звезд, туманностей, планет и других космических объектов.
 
Наша Галактика имеет размеры около 100000 св. лет, обладает спиральной формой и состоит из 200 миллиардов звезд. Солнечная система находится на окраине Галактики в 27000 св. годах от ее центра.
 
Звезда- это огромный раскаленный газовый шар.
Солнце - самая близкая из звезд, другие звезды находятся так далеко от Земли - в миллионы и миллиарды раз дальше Солнца - что кажутся нам яркими разноцветными точками на ночном небе. Солнце больше Земли по размерам в 109 раз и в 333000 раз больше Земли по массе. От Солнца до ближайшей из звезд - Проксимы Центавра - свет "летит" 4 года. Чем горячее и больше звезда, тем ярче она светит. Звезды различаются по размерам и по массе. Есть звезды больше Солнца и есть звезды меньше Солнца, но все они в десятки, сотни и тысячи раз больше Земли. Высокая температура поверхности звезд обусловлена атомными реакциями, протекающими в центре звезд при температуре свыше 10 миллионов градусов. Чем больше масса звезды, тем сильнее идут атомные реакции. В зависимости от массы и размеров звезды подразделяют на "нормальные" звезды - такие, как Солнце, звезды-гиганты и звезды-карлики.
 
Планетные системы состоят из одинокой звезды, вокруг которой вращаются разные планеты. Солнце и все вращающиеся вокруг него космические тела: 9 больших планет и их спутники, астероиды, кометы и метеорные частицы образуют Солнечную систему.
 
Планета- это шарообразное тело, которое светит отраженным светом. Одни планеты больше Земли по размерам и по массе, другие - меньше. Большие планеты называют планетами-гигантами, а похожие по размерам и массе на Землю - землеподобными. Вокруг Солнца вращается 9 планет. Они называются: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Масса планет в тысячи раз меньше массы Солнца. Самая большая планета - Юпитер - в 11 раз больше Земли по размерам и в 318 раз больше Земли по массе. Самая маленькая, далекая и холодная планета - Плутон Солнце освещает и согревает Землю и другие планеты и их спутники. Мы можем видеть Луну и планеты лишь потому, что они освещаются Солнцем. Все планеты вращаются вокруг своей оси, одни - быстрее, другие - медленнее. Чем ближе к Солнцу планета, тем быстрее она вращается вокруг него. Спутники планет вращаются вокруг них, как Луна вращается вокруг Земли. Спутники похожи на планеты, но значительно меньше их по массе и по размерам.
 
Астероиды или "малые планеты" - сотни тысяч каменных скал размерами от нескольких метров до сотен километров, вращающихся вокруг Солнца между Марсом и Юпитером.
 
Кометы- вращающиеся вокруг Солнца на окраинах Солнечной системы громадные глыбы грязного льда, в который вмерзли пылинки и камушки. У подлетающих к Солнцу комет ледяные ядра тают, испаряются и у комет образуются очень длинные красивые хвосты из газа и пыли.
 
Метеориты- множество вращающихся вокруг Солнца мелких камушков и льдинок - осколков астероидов и комет и космических пылинок.
 
Расстояния внутри Солнечной системы измеряются в миллионах километров или в астрономических единицах. 1 астрономическая единица (а.е.) равна среднему расстоянию от Солнца до Земли - 150 миллионам километров. От Солнца до Меркурия - 1/3 а.е.; до Юпитера – 5а.е.; до Плутона – 40 а.е.
 
Предмет астрономии
 
Астрономия - наука о Вселенной.
 
Астрономия изучает космические объекты, космические явления и космические процессы.
 
Астрономия изучает основные физические характеристики, происхождение, строение, состав, движение и эволюцию космических объектов. Космические объекты - это космические тела и обладающие определенной организацией системы космических тел. Под космическими телами мы будем понимать все рассматриваемые астрономией физические тела - структурные элементы Вселенной. В число основных типов космических объектов входят планетные тела (планеты и их спутники, астероиды, кометы, метеорные тела), звезды, туманности, космическая среда.
 
Космические тела, входящие в состав космических систем, обычно имеют общее происхождение, взаимосвязаны гравитационными и магнитными полями и перемещаются в пространстве как единое целое. В число основных типов космических систем входят планетные системы, звездные системы (двойные звезды, звездные скопления), галактики, Метагалактика и вся Вселенная. Системы космических тел обладают новыми качествами, не присущими каждому из отдельно взятых элементов этой системы: новые звезды образуются только внутри гигантских космических систем - галактик; жизнь может существовать лишь на поверхности тел, входящих в планетные системы отдельных звезд и т. д.
 
Космическими явлениями называются физические явления, возникающие при взаимодействии космических тел и протекании космических процессов. Примерами космических явлений можно назвать существование спутников у массивных космических тел, движение планет, солнечную активность и т.д.
 
Космические процессы представляют собой совокупность физических процессов, лежащих в основе возникновения, существования и развития космических объектов, основные этапы их эволюции. Они обусловливают главные физические характеристики космических объектов и их систем, а также возникновение и протекание космических явлений. Примерами космических процессов можно назвать образование, существование и эволюцию звезд, планет, галактик и всей Вселенной.
 
Основные разделы астрономии
 
Классическая астрономия объединяет в себе ряд разделов астрономии, основы которых были разработаны задолго до начала ХХ века, но не потеряли своей теоретической и практической значимости до настоящего времени:
 
Астрометрия включает в себя сферическую астрономию, практическую астрономию и фундаментальную астрометрию.
 
Сферическая астрономия изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт, теоретическими основами счета времени.
 
Фундаментальная астрометрия ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов.
 
Практическая астрономия занимается определением времени и географических координат, обеспечивает Службу Времени, вычисление и составление календарей, географических и топографических карт; астрономические методы ориентации широко применяются в мореплавании, авиации и космонавтике.
 
Небесная механика исследует движение космических тел под действием сил тяготения. Исследование движения небесных объектов предусматривает установление общих закономерностей движения и определение для произвольного момента времени положения и скорости изучаемого объекта по отношению к избранной системе координат. Опираясь на данные астрометрии, законы классической механики и математические методы исследования, небесная механика определяет траектории и характеристики движения космических тел и их систем, служит теоретической основой космонавтики.
b_200_150_16777215_0___images_stories_astronomy.mainsections.gif
 
Современная астрономия включает в себя разделы: астрофизику, звездную статистику, космогонию и космологию.
 
Астрофизика изучает основные физические характеристики и свойства космических объектов (движение, строение, состав и т.д.), космических процессов и космических явлений, подразделяясь на многочисленные разделы: теоретическая астрофизика; практическая астрофизика; физика планет и их спутников (планетология и планетографии); физика Солнца; физика звезд; внегалактическая астрофизика и т. д.
 
Космогония изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем.
 
Космология исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии.
 
Астрономия возникла и развивалась на основе практических потребностей человека (применение астрономических знаний людьми раскрывается на примерах из разных эпох) и составляет существенную неотъемлемую часть мировой культуры.
 
 

 Этапы развития астрономии 

 
Основные достижения современной астрономии
 
Значение астрономии определяется важностью ее вклада в создание научной картины мира, так как астрономические знания лежат в основе системы представлений о наиболее общих законах строения и развития Вселенной. Уровень развития астрономии определяет основы мировосприятия широких масс населения в данную эпоху, формирует базовые идеи науки и особенности мировоззрения ученых.
 
Более 3,5 тысяч астрономия не выделялась в особую область познания. Мифологический характер осмысления окружающего мира обусловливался космической взаимосвязью всего сущего. "Земное" и "космическое" было нераздельно-слиянным.
 
Насущная практическая потребность в астрономических знаниях для определения времени и ориентации на местности, составления географических карт и календарей стимулировала развитие математики, особенно вычислительной, геометрии и тригонометрии. Изобретение угломерных приборов и создание собственного математического аппарата привело к выделению астрономии из общей суммы человеческих знаний об окружающем мире в отдельную, первую из естественных наук.
 
С эпохи образования государств Древнего мира до позднего Средневековья объекты астрономии предельно идеализируются и обособляются, противопоставлялось объектам земного мира, их характеристики и поведение не рассматриваются в рамках зарождающихся "земных" наук - физики, химии, географии. Астрономия вносит огромный вклад в их развитие (особенно географии), но сами естественные науки оказывают ничтожно малое влияние на развитие астрономии лишь через технологию создания астрономических инструментов.
 
Первая революция в астрономии произошла в различных регионах мира в разное время в промежутке между 1,5 тыс. лет до н.э. и II век н.э. и была обусловлена прогрессом математических знаний. Главными ее достижениями стало создание сферической астрономии и астрометрии, универсальных точных календарей и геоцентрической теории, ставшей итогом развития астрономии античного мира и способствовавшей формированию формально-логического мышления и схоластического мировоззрения.
 
К началу XVI века прогресс научно-технических знаний сократил разрыв в степени развития астрономии и других естественных наук. Уровень знаний об окружающем мире стал выше уровня знаний почти не развивавшейся с начала нашей эры астрономии и перестал вписываться в прежние космологические рамки. Потребность приведения в единую систему всей суммы накопленных знаний вместе с первым мощным влиянием физики на астрономию - изобретением телескопа – привела к краху схоластического мышления и торжеству гелиоцентрической теории.
астрономии (XVI-XVII вв.) была обусловлена прогрессом знаний о природе, в первую очередь физических, и сама стимулировала первую революцию естественных наук в XVII-XVIII веках. Для науки того времени характерна теснейшая связь между астрономией и физикой. Все великие физики того времени были астрономами, и наоборот; законы и теории физики выводились и проверялись на основе результатов астрономических наблюдений. Астрономические явления и свойства небесных объектов объяснялись на основе физических знаний. В астрономии стало исследоваться не только видимое расположение, размеры и перемещение небесных светил, но и некоторые физические характеристики: движение, размеры и масса небесных тел. Установление единства законов природы для всей Вселенной, создание классической механики Ньютона и теории Всемирного тяготения уничтожило противопоставление между "земным" и "небесным" и сделало астрономию одной из естественных наук.
 
Важнейшими достижениями астрономии Нового времени стали: создание, объяснение и подтверждение гелиоцентрической теории, законов движения планетных тел, теории Всемирного тяготения, небесной механики, изобретение оптических телескопов, открытие новых планет, спутников, пояса астероидов, комет, метеороидов, изучение основных характеристик Солнечной системы и входящих в ее состав космических тел, звездных систем и туманностей, создание первых научных космогонических и космологических гипотез.
 
Эволюция астрономических знаний привела к возникновению и развитию некоторых философских учений: вульгарного (механического) материализма и объективного идеализма Канта и Гегеля.
 
В дальнейшем бурное развитие и растущая дифференциация естественно-математических наук привели к обособлению физики от астрономии, сопровождающемуся "потребительским" отношением к физике со стороны астрономов и недооценкой физиками роли астрономии в создании общей системы физических знаний.
 
Создание новых методов астрономических наблюдений на основе новых физических открытий (спектроскопии, фотографии, фотометрии) и увеличение мощности астрономических инструментов привело к качественному скачку в знаниях о физической природе космических объектов и их систем, космических процессов и явлений и к возникновению нового, самого обширного и многообещающего раздела современной астрономии - астрофизике, а также космохимии. Исследования химического состава космических тел подтвердили материальное единство Вселенной. Был проведен ряд исследований и сделаны открытия, значительно расширившие знания о Вселенной: измерены межзвездные расстояния, открыта межзвездная среда, новые классы космических тел, установлены закономерности в физических характеристиках звезд, исследована структура Галактики. Однако астрономия оставалась в целом "статичной" наукой, изучавшей неизменную во времени Вселенную, отсутствовала генетическая связь между космическими объектами разного типа, верная интерпретация диаграммы Герцшпрунга-Рессела, теории важнейших космических процессов, ответы на вопросы космогонии и космологии. Астрономия была чисто "наблюдательной" и "оптической" наукой, исследовавшей космос лишь в узком диапазоне частот излучения видимого света. Астрономия довольно успешно применяла знания по классической физике, волновой оптике, термо- и электродинамике для объяснения новых открытий и создания инструментов, однако физики практически перестали использовать астрономические данные в своих работах. Возможно, это послужило одной из причин кризиса физики в конце XIX века и отразилось на развитии астрономии в начале ХХ века.
сновы новой революции в астрономии заложили создание общей теории относительности А. Эйнштейна и теория нестационарной Вселенной А.А. Фридмана. Возникновение и развитие радиофизики, электроники, кибернетики и космонавтики обеспечило ее практические (инструментальные) основы. Огромную роль сыграло создание новых методов исследования: теоретической и экспериментальной физики, современной математики и вычислительной техники (ЭВМ) и вовлечение в астрономию ученых других специализаций, в первую очередь физиков.
 
Третья революция в астрономии (50-70 гг. ХХ века) целиком обусловлена прогрессом физики и ее влиянием на технологию.
 
Астрономия стала всеволновой и всекорпускулярной: космические объекты наблюдаются во всем диапазоне электромагнитного излучения и испускания элементарных частиц.
 
Астрономия становится экспериментальной: средства космонавтики позволяют проводить прямое изучение космических тел, явлений и процессов.
 
Астрономия приобрела эволюционный характер: космические объекты исследуются на протяжении всей эволюции и во взаимосвязи между собой.
 
Основные достижения современной астрономии
 
1. Объяснение эволюции звезд, основанное на создании их моделей и подтверждающееся данными наблюдений.
2. Исследование общей динамики галактик, объяснение структуры спиральных галактик, открытие активности галактических ядер и квазаров.
3. Установление структуры Метагалактики; достаточно полные представления о процессах во Вселенной в интервале 7-10 миллиардов лет от настоящего времени.
4. Подтверждение теории формирования звезд и планетных систем из газопылевых комплексов и теории нестационарной Вселенной.
5. Значительное расширение сведений о природе и физических характеристиках планетных тел Солнечной системы и Солнца, полученных в результате космических исследований.
 
 

 Связь  астрономии с другими науками.

 
 
Космические объекты, явления и процессы обусловливают или оказывают влияние на протекание процессов на поверхности Земли, на ее биосферу и человечество. Жизнь является закономерным этапом развития материи и фактором космического порядка. Законы классических наук - физики, химии, географии являются частными (предельными) случаями, следствиями действия законов более высокого порядка, действующими во Вселенной.
 
В настоящее время взаимоотношения между физикой и астрономией нормализовались. Обе науки вместе вышли на единый рубеж исследований. Появление новых методов исследований и инструментов (создание системы радиоинтерферометров космического масштаба, космических оптических телескопов, нейтринной астрономии, исследования Солнечной системы средствами космонавтики) определяется уровнем развития технологии и сопровождается резким удорожанием и возрастающей сложностью их проведения, требует координации усилий, сотрудничества ученых всего мира.
 
Астрономия использует физические знания для объяснения космических явлений и процессов, установления природы и основных характеристик и свойств космических объектов и их систем. Уровень современных физических знаний достаточен для объяснения большинства явлений и процессов в макро- и микромире, основанных на взаимодействиях атомных ядер, электронных оболочек атомов и квантов электромагнитного излучения (возникновение, состав, строение, энергетика, движение и эволюция, взаимодействие звезд, туманностей, планетных тел и их систем).
 
Физика использует данные астрономических наблюдений для корректировки известных физических законов и теорий; открытия новых физических явлений, процессов и закономерностей; экспериментального подтверждения законов и теорий; исследований принципиально невоспроизводимых или трудновоспроизводимых в земных лабораториях физических явлений, процессов и объектов (термоядерные реакции, поведение горячей плазмы в магнитном поле, эффекты релятивистской теории и т. д.).
 
Быстро развивается процесс интеграции физики и астрономии, объединенных в астрофизику. Предметами изучения в современной астрофизике и физике элементарных частиц стала область субъядерных взаимодействий, некоторые аспекты взрывов звезд, активности галактических ядер и квазаров, нейтронные звезды и черные дыры, проблема "скрытой массы", сингулярности и осцилляций Вселенной. Создается единый понятийный аппарат: астрофизические понятия, являясь понятиями астрономическими, в то же время могут рассматриваться как физические, отнесенные к космическим объектам, явлениям и процессам. Физика высоких энергий и космология совместно разрабатывают теорию Великого объединения, сводящую виды физических взаимодействий к единому началу и объясняющей антропный принцип и перспективы развития материального мира в целом.
 
Взаимодействие этих наук привело к коренному изменению многих прежних способов применения астрономических знаний. Необходимость в точном определении моментов и промежутков времени стимулировала развитие астрономии и физики: вплоть до середины ХХ века астрономические способы измерения, хранения времени и эталоны времени лежали в основе мировой Службы Времени. В настоящее время развитие физики привело к созданию более точных способов определения и эталонов времени, которые стали использоваться астрономами для исследования явлений, лежавших в основе прежних способов измерения времени.
 
До середины ХХ века основными способами определения географических координат местности, морской и сухопутной навигации были астрономические наблюдения. С появлением радиофизики и космонавтики, широким применением радиосвязи и навигационных спутников в астрономических методах отпала нужда, и сейчас вышеупомянутые разделы физики и технологии позволяют астрономам и географам уточнять фигуру и некоторые другие характеристики Земли.
 
Взаимодействие астрономии и физики продолжает оказывать влияние на развитие других наук, технологии, энергетики и различных отраслей народного хозяйства. Хрестоматийным примером стало создание и развитие космонавтики. Разрабатываются способы удержания плазмы в ограниченном объеме, концепция "бесстолкновительной" плазмы, МГД-генераторы, квантовые усилители излучения (мазеры) и т. д.
 
Астрономию и химию связывают вопросы исследования происхождения и распространенности химических элементов и их изотопов в космосе, химическая эволюция Вселенной. Возникшая на стыке астрономии, физики и химии наука космохимия тесно связана с астрофизикой, космогонией и космологией, изучает химический состав и дифференцированное внутреннее строение космических тел, влияние космических явлений и процессов на протекание химических реакций, законы распространенности и распределения химических элементов во Вселенной, сочетание и миграцию атомов при образовании вещества в космосе, эволюцию изотопного состава элементов. Большой интерес для химиков представляют исследования химических процессов, которые из-за их масштабов или сложности трудно или совсем невоспроизводимых в земных лабораториях (вещество в недрах планет, синтез сложных химических соединений в темных туманностях и т. д.).
 
Астрономию, географию и геофизику связывает изучение Земли как одной из планет Солнечной системы, ее основных физических характеристик (фигуры, вращения, размеров, массы и т. д.) и влияния космических факторов на географию Земли: строение и состав земных недр и поверхности, рельеф и климат, периодические, сезонные и долговременные, местные и глобальные изменения в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли - магнитные бури, приливы, смена времен года, дрейф магнитных полей, потепления и ледниковые периоды и т. д., возникающие в результате воздействия космических явлений и процессов (солнечной активности, вращения Луны вокруг Земли, вращения Земли вокруг Солнца и др.); а также не потерявшие своего значения астрономические методы ориентации в пространстве и определения координат местности. Одной из новых наук стало космическое землеведение - совокупность инструментальных исследований Земли из космоса в целях научной и практической деятельности. 
 
Связь астрономии и биологии определяется их эволюционным характером. Астрономия изучает эволюцию космических объектов и их систем на всех уровнях организации неживой материи аналогично тому, как биология изучает эволюцию живой материи. Все космические объекты и их системы, подобно биологическим, эволюционируют с характерными для них шкалами времени. Эволюция неживой и живой материи идет "от простого к сложному", существование и развитие объектов обусловлено внутренними динамическими процессами; движущими факторами эволюции являются расширение Метагалактики (Вселенной) и гравитационная неустойчивость.
 
Все остальные естественные науки не являются эволюционными: действие фундаментальных законов физики извечно и не зависит от времени, необратимые процессы исследуются лишь в некоторых разделах физики (термодинамике); законы химии также обратимы и могут рассматриваться как описание физических взаимодействий электронных оболочек атомов; география и геология, в самом широком смысле, являются разделами астрономических наук планетологии и планетографии.
 
Эволюционный характер астрономии обеспечивает возможность классификации космических объектов и их систем по принципам науки типологии и исследование их в рамках системного подхода, с выявлением общего в объектах и явлениях, ограничения числа возможных вариантов структур и поведения систем, как одно из проявлений действия методологического принципа симметрии.
 
Взаимосвязь астрономии и биологии обусловлена взаимным влиянием эволюций неживой и живой природы. Астрономию и биологию связывают проблемы возникновения и существования жизни и разума на Земле и во Вселенной, проблемы земной и космической экологии и воздействия космических процессов и явлений на биосферу Земли:
 
1. Возникновение жизни на Земле подготовлено ходом эволюции неживой материи во Вселенной.
2. Существование жизни на Земле определяется постоянством действия космических факторов: мощностью и спектральным составом солнечного излучения, неизменностью основных характеристик орбиты Земли и ее осевого вращения, наличием магнитного поля и атмосферы планеты.
3. Развитие жизни на Земле во много обусловлено плавными незначительными изменениями в действии космических факторов, сильные изменения ведут к катастрофическим последствиям.
4. На определенном этапе своего развития жизнь становится фактором космического масштаба, оказывающим влияние на физико-химические характеристики планеты: состав и температуру атмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы.
5. В настоящее время деятельность человечества становится фактором космического масштаба, оказывающим воздействие на атмосферу, гидросферу и литосферу Земли и околоземное космическое пространство, а в перспективе - на всю Солнечную систему. Экологические проблемы начинают играть особую роль в существовании человечества; экология становится космической.
6. Разумная деятельность Сверхцивилизаций может оказывать влияние на эволюцию неживой и живой материи в масштабах Галактики и даже Метагалактики. 
 
Вопросами, объяснение которых требует совместных усилий астрономов и биологов, являются:
1. Возникновение и существование жизни во Вселенной (экзобиология: происхождение, распространенность, условия существования и развития, пути эволюции).
2. Процессы, лежащие в основе космическо-земных связей.
3. Практические вопросы космонавтики (космическая биология и медицина), изучающих жизнедеятельность земных организмов в условиях космического пространства, влияние космических полетов на здоровье и работоспособность людей, разработку систем жизнеобеспечения управляемых космических аппаратов и т.д.
4. Космическая экология.
5. Возникновение и существование, пути развития внеземных цивилизаций (ВЦ), проблемы связи и контакта с внеземными цивилизациями.
6. Роль человека и человечества во Вселенной (возможность зависимости космической эволюции от биологической и социальной).
 
Растущая взаимосвязь астрономии с естественно-математическими науками обусловлена современными тенденциями в развитии познания окружающего мира: разрастанию и укреплению "межнаучных" связей и ликвидации монополизма на исключительно "свои" объекты науки. 
 
Все остальные естественные науки не являются эволюционными: действие фундаментальных законов физики извечно и не зависит от времени, необратимые процессы исследуются лишь в некоторых разделах физики (термодинамике); законы химии также обратимы и могут рассматриваться как описание физических взаимодействий электронных оболочек атомов; география и геология, в самом широком смысле, являются разделами астрономических наук планетологии и планетографии.
 
Эволюционный характер астрономии обеспечивает возможность классификации космических объектов и их систем по принципам науки типологии и исследование их в рамках системного подхода, с выявлением общего в объектах и явлениях, ограничения числа возможных вариантов структур и поведения систем, 
Растущая взаимосвязь астрономии с естественно-математическими науками обусловлена современными тенденциями в развитии познания окружающего мира: разрастанию и укреплению "межнаучных" связей и ликвидации монополизма на исключительно "свои" объекты науки с использование собственных специфических методов исследования. По мере развития науки происходит углубление и расширение процесса познания.
 
В настоящее время наука стремится к всестороннему изучению всех своих объектов и установлению всеобщей связи процессов и явлений в единстве с окружающим миром.
 
Астрономия имеет связь с общественными и гуманитарными науками.
 
Связь астрономии с эволюционными науками историей и обществоведением, изучающим развитие материального мира на качественно более высоким уровне организации материи, обусловлена вышеописанным влиянием астрономических знаний на мировоззрение людей и развитие науки, техники, сельского хозяйства, экономики и культуры; вопрос о влиянии космических процессов на социальное развитие человечества остается открытым.
 
Красота звездного неба будила мысли о величии мироздания и вдохновлял писателей и поэтов. Астрономические наблюдения несут в себе мощный эмоциональный заряд, демонстрируют могущество человеческого разума и его способности познавать мир, воспитывают чувство прекрасного, способствуют развитию научного мышления.
 
Связь астрономии с "наукой наук" - философией - определяется тем, что астрономия как наука имеет не только специальный, но и общечеловеческий, гуманитарный аспект, вносит наибольший вклад в выяснение места человека и человечества во Вселенной, в изучение отношения "человек - Вселенная". Вселенская уникальность человечества приобретает в условиях развития технической цивилизации и острых социальных преобразований особое значение. В каждом космическом явлении и процессе видны проявления основных, фундаментальных законов природы. На основе астрономических исследований формируются принципы познания материи и Вселенной, важнейшие философские обобщения. Астрономия оказала влияние на развитие всех философских учений. Невозможно сформировать физическую картину мира в обход современных представлений о Вселенной - она неминуемо утратит свое мировоззренческое значение.
 
 

Астрономические наблюдения - метод астрономических  исследований. 

 
Основным методом астрономических исследований являются астрономические наблюдения. В результате наблюдений ученые получают свыше 90 % информации о космических процессах, явлениях и объектах.
 
Особенностью астрономических наблюдений до сих пор остается их пассивность по отношению к изучаемым объектам: до начала космической эры в астрономии отсутствовала возможность экспериментальных исследований. В настоящее время возможность проведения прямого изучения космических тел ограничена пределами Солнечной системы. Ученые практически лишены возможности активного влияния на космические явления и процессы.
 
Другой особенностью астрономических исследований является необходимость какого-либо объяснения новых открытий задолго до создания их полной теории.
 
До середины XIX века астрономия была исключительно оптической; все наблюдения проводились визуально. Астрономы изучали лишь видимый свет космических объектов; затем исследования распространились на их радиоволновое, инфракрасное (тепловое) и ультрафиолетовое излучение. Космонавтика позволила вести изучение космических объектов во всем диапазоне излучения.
 
В зависимости от характеристик исследуемого излучения астрономию стали подразделять на оптическую астрономию, радиоастрономию астрономию, ультрафиолетовую астрономию, рентгеновскую и га мма-астрономию, изучающие соответственно видимый свет, радиоволны, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи, испускаемые космическими объектами.
 
Главными инструментами астрономических исследований телескопы.
 
Телескоп - астрономический прибор, применяемый для наблюдения космических объектов. Назначение телескопа: сбор возможно большего количества излучения удаленных и слабых объектов и увеличение видимых угловых размеров космических тел. 
 
Тема:  Астрометрия. Практические применения астрометрических знаний. Методы и инструменты астрометрических исследований"
 
Астрометрия – исторически первый раздел классической астрономии, основы которого были разработаны уже к II веку н.э., но не потеряли значимости до настоящего времени.
 
Астрометрия объединяет в себе сферическую астрономию, практическую астрономию и фундаментальную астрометрию.
 
Сферическая астрономия изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт, теоретическими основами счета времени.
 
Фундаментальная астрометрия и практическая астрономия
 
Основными методами астрометрических исследований являются астрометрические наблюдения и измерения, выполняемые при помощи разнообразных угломерных приборов.
 
Необходимость измерения углов между небесными светилами и основными точками и линиями небесной сферы и точного определения моментов времени привела к созданию угломерных приборов астрометрии.
 
Гномон
 
Гномон в простейшем варианте представляет собой вертикальный стержень, отбрасывающий тень на горизонтальную плоскость. Зная длину гномона L и измерив длину отбрасываемой им тени l. можно найти угловую высоту Солнца над горизонтом h по формуле:  тангенс h  равен отношению Lк l. Астрономы использовали гномон для измерения полуденной высоты Солнца в различное время года, главным образом для ведения календаря: гномон позволяет зафиксировать дни летнего и зимнего солнцестояний, определять продолжительность солнечного года, географические координат местности и может использоваться в качестве простейших солнечных часов. Измерения будут тем точнее, чем выше гномон и, следовательно, длиннее отбрасываемая им тень. Самый высокий гномон имел высоту 90 м (Флоренция, XV век).
 
b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_gnomon.pngВысотомер служил для измерения высоты светила над горизонтом (зенитного расстояния) и для измерения угловых расстояний между ними. К данному типу угломерных инструментов относятся простейший угломерный прибор, скафис, звездный посох, квадрант, секстант, октант и модель небесной сферы (армиллярная сфера).
 
Простейший высотометр
 
Простейший высотомер состоит из деревянной линейки с визирами на концах к которым крепится транспортир и небольшой отвес. После наводки линейки на светило производится отсчет его высоты по шкале транспортира Последовательное уменьшение "работающей" части дуги транспортира до 1/4, 1/6 и 1/8 части окружности соответственно превращает прибор в квадрант, секстант, октант.
 
Чем крупнее был угломерный инструмент, чем точнее была его градуировка и установка в вертикальной плоскости, тем более точные измерения можно было с ним проводить.
 
Изобретение телескопа позволило значительно повысить точность астрометрических наблюдений.
 
Современный угломерный инструмент состоит из вертикального и горизонтального кругов (лимбов) со шкалами измерений, соединенных с соответствующими осями вращения и служащих для отсчета углов, и небольшого телескопа ("астрономической трубы") в роли визира.
 
Универсальный инструмент предназначен для измерения горизонтальных координат светил с точностью до 5ќ -10ќ в любой точке земного шара и применяется для определения географических координат места наблюдения и азимутов наземных объектов. Для измерения горизонтальных и вертикальных углов в геодезии применяется разновидность универсального инструмента, называющаяся теодолитом. Менее точный, но портативный и простой в обращении секстант позволяет одновременно визировать объекты, между которыми измеряется угол при совмещении их изображения в поле зрения астрономической трубы.
 
Астрономические трубы меридианного круга и пассажного инструмента строго ориентированы и могут вращаться лишь в плоскости небесного меридиана. Данные инструменты служат для наблюдения светил вблизи кульминаций с целью определения их небесных координат с точностью до 0,1ќ - 1ќ и для определения точного времени по звездам.
 
Высокоточные приборы - зенит-телескоп (применяются для измерения малых разностей зенитного расстояния звезд вблизи зенита для определения точного значения географической широты обсерватории, изучения движения земных полюсов, определения времени с максимально возможной точностью и т.д.), призменная астролябия, фотографическая зенитная труба и т.д. - требуют стационарной установки на специализированных астрометрических обсерваториях.
 
Насущная практическая потребность в астрономических знаниях для определения времени и ориентации на местности, составления географических карт и календарей стимулировала развитие математики, особенно вычислительной, геометрии и тригонометрии. Изобретение угломерных приборов и создание собственного математического аппарата привело к выделению астрономии из общей суммы человеческих знаний об окружающем мире в отдельную, первую из естественных наук.
b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_transpartir.jpgI астрономическая революция произошла в различных регионах мира в разное время в промежутке между 1,5 тыс. лет до н.э. и II век н.э. Она была обусловлена прогрессом математических знаний. Главными достижениями ее стало создание сферической астрономии и практической астрометрии, универсальных точных календарей и геоцентрической теории, ставшей итогом развития астрономии античного мира.
 
 
 
 
 
К началу XVI века прогресс научно-технических знаний сократил разрыв в степени развития астрономии и других естественных наук. Уровень знаний об окружающем мире стал выше уровня знаний почти не развивавшейся с начала нашей эры астрономии и перестал вписываться в прежние космологические рамки. Потребность приведения в единую систему всей суммы накопленных знаний вместе с первым мощным влиянием физики на астрономию - изобретением телескопа – привела к II астрономической революции XVI-XVII вв. Важнейшими достижениями астрономии Нового времени стали создание, объяснение и подтверждение гелиоцентрической теории.
 

Космические и небесные явления.

Цель изучения раздела "Основы астрометрии" – формирование системы знаний о космических и небесных явлениях. Напомним определение понятия "космическое явление", сформулируем определение понятия "небесное явление" .
 
Космическими явлениями называются физические явления, возникающие при взаимодействии космических тел и протекании космических процессов.
 
Небесные явления - наблюдаемые с поверхности Земли космические явления, возникающие при взаимодействии космических тел или вследствие воздействия космических процессов и явлений на Землю.
 
Многие небесные явления - это видимые следствия космических явлений: вращения Земли вокруг своей оси, обращения Луны вокруг Земли и
Земли вокруг Солнца.
 
Небесные явления, возникающие вследствие вращения Земли вокруг оси
(отображения истинного вращения Земли вокруг своей оси):
1) восход и заход светил;
2) смена дня и ночи;
3) суточная аберрация светил;
4) суточный параллакс светил.
Физические явления:
1.отклонение падающих тел к востоку;
2.существование сил Кориолиса
 
Небесные явления, возникающие в следствии вращения Земли вокруг Солнца (отображения истинного вращения Земли вокруг Солнца):
1) годичное изменение вида звездного неба
2) годичное движение Солнца по небу;
3) изменение полуденной высоты Солнца над горизонтом в течение года;
4) изменение продолжительности светового времени суток в течение года;
5) смена времен года
6) годичная аберрация светил;
7) годичный параллакс светил
 
Упражнения по теме.:
1 Пользуясь подвижной картой звездного неба, установите:
 
а) Как будет выглядеть звездное небо сегодня в 22 часа.
б) Какие из перечисленных ниже созвездий можно увидеть сегодня в данное время: Волопас, Орион, Возничий; Лира, Лебедь, Орел, Пегас, Андромеда, Кассиопея.
 
2. Установите, какие из ниже перечисленных звезд: a Возничего; g Лебедя; a Малого Пса; aПегаса; a Большого Пса; a Змееносца; gАндромеды; a Льва; d Цефея можно увидеть:
 
а) 1 марта в 21 час; б) 10 июня в полночь; в) 20 октября в 3 часа ночи; г) 15 января в 6 часов.
 
Задачи городской астрономической олимпиады, проводившейся в 2000 г. в г. Магнитогорске:
 
3. В какой месяц года в полночь Млечный путь пересекает звездное небо с севера на юг?
 
4. В корейской сказке "Недостойный друг" герою приснилось: "Молодой месяц светил в далеком небе. Но темно было и нежный Скорпион как бриллиантами горел вокруг месяца своими звездами и все глубже, казалось, проникал в синеву темного неба". В какое время года это происходило?
 

 Движение небесных светил. Условия наблюдения небесных светил и явлений.

b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-4s-1.gifКульминацией светила называется небесное явление прохождения светила через небесный меридиан. Ось мира делит небесный меридиан на 2 части - северную и южную. В северном полушарии в верхней кульминации светило пересекает северную часть небесного меридиана ближе к зениту; в нижней кульминации светило пересекает южную часть небесного меридиана ближе к надиру. Момент верхней кульминации Солнца называется истинным полуднем; момент нижней кульминации Солнца называется истинной полуночью.
 
 
На полюсах Земли суточные параллели светил (за исключением Луны и Солнца) параллельны математическому горизонту. Все светила (кроме Солнца и Луны) являются незаходящими или невосходящими. Небесный экватор параллелен (совпадает) с математическим горизонтом. Верхняя и нижняя кульминации совпадают
 
В средних широтах Земли небесный экватор пересекается с математическим горизонтом под углом: 90o-j .
 
На экваторе Земли суточные параллели небесных светил перпендикулярны математическому горизонту. Все светила являются восходяще-заходящими. Верхняя кульминация происходит вблизи зенита, нижняя - вблизи надира.b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-5.gif
 
Движение Солнца по эклиптике является отображением вращения Земли вокруг Солнца. Эклиптика пролегает через 13 созвездий, называемых зодиакальными (Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Змееносец), а их совокупность - Поясом Зодиака. В каждом зодиакальном созвездии Солнце находится около 1 месяца (кроме Змееносца и Скорпиона). По традиции с времен Древнего Вавилона Змееносец не считается зодиакальным созвездием, хотя и лежит на эклиптике.
 
b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-7.gifДвижение Солнца по эклиптике связано со сменой времен года на Земле и климатическими поясами. В Северном полушарии астрономическая весна наступает с пересечением Солнцем небесного экватора 20 (21) марта. Пути Солнца над и под горизонтом равны, поэтому равны и продолжительность дня и ночи. 22 июня Солнце дальше всего от экватора к северу - день летнего солнцестояния, начало астрономического лета. 22 декабря вдень зимнего солнцестояния Солнце отходит дальше всего к югу от экватора - день самый короткий, в полдень Солнце стоит низко над горизонтом, начало астрономической зимы.
 
Методы  ориентации на местности по солнцу.:
1) В истинный полдень солнце пересекает линию небесного меридиана, проекцией которого на плоскости математического горизонта является полуденная линия "север-юг". Ближайшая к Солнцу точкой горизонта является точка юга. 
2) Приближенная ориентация по Солнцу при помощи наручных часов: циферблат располагается горизонтально так, чтобы часовая стрелка указывала на точку горизонта под Солнцем. Направление север-юг показывает биссектриса угла между этой стрелкой и направлением из центра циферблата к 13 часам зимой и к 14 часам летом.b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-11.jpg
 
b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-6.gifМедленное конусообразное вращение земной оси с периодом 26000 лет под действием сил тяготения со стороны Луны и Солнца называется прецессией.
 
 
Прецессия меняет положение небесных полюсов. 2700 лет назад вблизи Северного полюса мира находилась звезда a Дракона, названная китайскими астрономами Царственной звездой. В настоящее время Полярной звездой является a Малой Медведицы. К 10000 году Северный полюс мира сблизится со звездой Денеб, a Лебедя. В 13600 году полярной звездой станет Вега, a Лиры.b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-12.gif
 
В результате прецессии точки весеннего и осеннего равноденствий, летнего и зимнего солнцестояний медленно перемещаются по созвездиям зодиакальным. 5000 лет назад точка весеннего равноденствия находилась в созвездии Тельца, затем переместилась в созвездие Овна, а сейчас находится в созвездии Рыб. Не знающие азов астрономии астрологи предлагают своим доверчивым читателям сведения, устаревшие на 2000 лет.
 
 

 Упражнения по теме "Сферическая астрономия".

 
1. Перечислите созвездия, через которые проходят: а) небесный экватор; б) Млечный Путь.
 
2. а) В какое время взойдет над горизонтом 12 апреля звезда a Лиры? б) В какое время зайдет 5 июля звезда a Волопаса? в) Определите момент верхней кульминации звезд b Близнецов, aБольшой Медведицы, a Скорпиона на 22 декабря. г) Определите момент нижней кульминации звезд a Кассиопеи, b Персея, o Кита на 21 марта.
 
3. Звезда Ригель находится в нижней кульминации. В какое время сегодня произойдет это явление? Какие созвездия и звезды в этот момент находятся в верхней кульминации?
 
4. Под каким углом небесный экватор пересекает горизонт для наблюдателя, находящегося: а) на Южном полюсе; б) на экваторе; в) на широте 25њ .
 
5. Широта г. Челябинска 55њ 10m. Можно ли в нем наблюдать над горизонтом звезду Фомальгаут (a Южной Рыбы)?
 
6. Можно ли наблюдать в Москве, на широте 55њ45' обе кульминации звезды a Волопаса?
 
7. Сравните участки (дуги) суточных параллелей, по которым перемещаются звезды Вега, Альтаир, Ригель, Сириус, Фомальгаут за равные промежутки времени и установите, какая из них быстрее движется на звездном небе и почему.
 
8. Установите, "под каким созвездием вы родились", то есть, в каком созвездии было Солнце в ваш день рождения. Для этого соедините линией полюс мира и дату вашего рождения и посмотрите, в каком созвездии эта линия пересечет эклиптику. Почему результат расходится с указанным в гороскопе? Сделайте вывод об уровне астрономических знаний астрологов.
 
9. В какое время сегодня взошло Солнце? В какое время оно зайдет? Определите продолжительность дня.
 
10. Какие из основных линий и точек небесной сферы изображены на рисунках 
 
11. Группа школьников отправилась в поход в юго-восточном направлении. В каком направлении им следует возвращаться?
 
12. "Красноармеец идет под утро в разведку по направлению Полярной звезды. После восхода Солнца он поворачивает обратно. Как он должен идти, руководствуясь Солнцем, если ему надо идти обратно час времени?" 
b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-15.gif
    b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_3-4s-1.gif
 
 

 

Затмения, прохождения и покрытия небесных светил

В ходе затмений, покрытий и прохождений одно небесное тело частично или полностью перекрывает световой поток, исходящий от поверхности другого небесного тела вдоль прямой, проходящей через центры этих светил.

1) Если А - Земля, В - Луна, С - Солнце, то на Земле наблюдается солнечное затмение

 

рис.Cолнечное затмение

Лунная тень перемещается по поверхности Земли со скоростью 500-1000 м/с с запада на восток, образуя полосу затмения шириной от 40 до 200 км и длиной несколько тысяч километров, по обе стороны от которой в широкой зоне лунной полутени наблюдается частное солнечное затмение, в котором диск Луны закрывает от наблюдателя лишь часть солнечного диска.

Максимальная продолжительность полного солнечного затмения не превышает 7 минут 31 секунды.

2) Если А - Луна, В - Земля, С - Солнце, то на Земле наблюдается лунное затмение (рис. лунное затмение).

Диаметр земной тени на расстоянии лунной орбиты втрое превышает диаметр Луны и полные лунные затмения продолжаются до 1 часа 40 минут, наблюдаясь практически на всей территории ночного полушария Земли. Когда Луна скрывается в тени Земли близ ее края, лунное затмение будет частным; когда Луна скрывается в полутени Земли, затмение будет полутеневым (невидимым невооруженным глазом).

Если бы Луна вращалась вокруг Земли в плоскости эклиптики, то солнечные затмения происходили бы каждое новолуние, а лунные в каждое полнолуние - 29,53 суток. Но плоскость лунной орбиты имеет наклон: i= 5њ к плоскости эклиптики и затмения могут происходить лишь тогда, когда Луна пересекает плоскость эклиптики вблизи своего полнолуния или новолуния (проходит один из узлов своей орбиты)

Промежуток времени в 27,2122... сут., за который Луна возвращается к тому же узлу своей орбиты, называется драконическим месяцем.

Он короче сидерического периода Луны и поэтому каждые 27,2122 суток Луна пересекает эклиптику в 1,5њ западнее предыдущей: узлы лунной орбиты непрерывно перемещаются по эклиптике навстречу Солнцу

. Схема наступления солнечных затмений

Промежуток времени, за который центр диска Солнца проходит через один и тот же узел лунной орбиты, называется драконическим годом. Td= 346,62 cуток.

Солнечные затмения периодически повторяются, их наступление зависит от трех периодов: сидерического лунного месяца, драконического месяца и драконического года.

Сарос - промежуток времени, включающий целое число сидерических месяцев, драконических месяцев и драконических лет, равный 18 годам 11,3 суткам (10,3 сут.). Все затмения периодически повторяются через сарос, но поскольку он не содержит целого числа суток, каждое затмение повторяется при несколько иных условиях: путь лунной тени по земной поверхности смещается на 120њ .

Располагая данными об обстоятельствах предшествовавших затмений и саросе, можно путем относительно несложных вычислений предсказывать солнечные и лунные затмения на любой промежуток времени.

В результате расчетов было установлено, что ежегодно может произойти не менее 2 и не более 5 солнечных и не более 3 лунных затмений. На протяжении сароса происходит 41-43 солнечных и 26-29 лунных затмений.

Наблюдения солнечных затмений представляют большой интерес для науки: часто для наблюдений полных затмений снаряжаются экспедиции ученых разных стран мира. Важнейшими задачами наблюдений являются: уточнение теорий движения Земли и Луны, всестороннее изучение атмосферы Солнца, структуры и физических характеристик солнечной короны.

Наблюдения лунных затмений позволяют уточнить характеристики движения Луны и Земли, исследовать некоторые свойства земной атмосферы.

Затмения происходят в системах тесных двойных звезд, при условии:(смотрите рисунок)

 Если А - земля, В и С - звезды, образующие двойную систему и вращающиеся вокруг общего центра тяжести в плоскости, параллельной к лучу зрения земного наблюдателя. Вследствие точечных угловых размеров светил затмения в системах звезд наблюдаются в виде периодических изменений блеска системы: звезда на небе периодически то становится ярче, то слегка "гаснет"

Рис. График изменения блеска затменно-переменной звезды Персея

(если звезда А ярче звезды В, то наблюдается вторичный, слабый минимум блеска;

если звезда В ярче А, наблюдается основной минимум блеска. При А>В (по размерам)

наблюдается кольцеобразное затмение, при A£ В наблюдается полное затмение

в системе звезд А и В)

Типичный представитель этого классапеременных, изменяющих свой блеск звезд -Алголь, bПерсея, с периодом изменения блеска от 3,5mдо 2,3mза 68 часов 49 минут. В переводе с арабского Алголь - "дьявол" или "глаз дьявола": арабские астрономы открыли (но не смогли объяснить) ее переменность около 2000 лет назад.

В настоящее время известно более 4000затменно-переменных звезд.

Наблюдения затменно-переменных звезд позволяют определить размеры, массу, характеристики орбит звезд и получить ряд сведений об их физической природе.

Покрытия небесных светил наблюдаются при условии, когда видимые угловые размеры одного светила значительно превосходят угловые размеры другого светила:

b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_2020-05-19_23.44.06_1.png

 Если А - Земля, В - Луна, С - звезда или планета, то на Земле наблюдается покрытие Луной этой звезды или планеты: светило скрывается за восточным краем Луны, чтобы спустя некоторое время вынырнуть из-за ее западного края (рис). Наблюдения покрытий Луной звезд и планет помогают уточнить теорию движения Земли и Луны, в последнее время эти наблюдения стали привлекаться для прямых измерений размеров звезд.

Покрытия происходят также в системах планет-гигантов:

Если А - Земля, В - планета-гигант, С - звезда.

Эти явления происходят довольно редко и позволяют уточнить характеристики орбит планет. В 1976 году при наблюдении покрытия Ураном звезды были открыты кольца планеты.

Прохождениями одного небесного светила по диску другого называются явления, при которых одно светило проецируется на диск другого, имеющего большие угловые размеры:

b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_2020-05-20_00.19.22.png  Если А - Земля, В - Меркурий или Венера, С - Солнце, то на Земле наблюдается прохождение Меркурия или Венеры по диску Солнца. Крохотный кружочек - диск планеты проползает по солнечному диску от восточного к западному его краю (рис.)

Прохождения происходят и в системах планет-гигантов и в системах затменно-переменных (двойных звезд).

Наблюдения прохождений позволяют уточнить характеристики движения космических тел. При наблюдениях прохождения Венеры по диску Солнца в 1761 году М. В. Ломоносов открыл атмосферу Венеры.

Видимое движение и конфигурации планет

 
Сложное видимое движение планет на небесной сфере обусловлено обращением планет Солнечной системы вокруг Солнца. Само слово "плоранета" в переводе с древнегреческого означает "блуждающая" или "бродяга".
 
Траектория движения небесного тела называется его орбитой. Скорости движения планет по орбитам убывают с удалением планет от Солнца.
 
По отношению к орбите и условиям видимости с Земли планеты разделяются на внутренние(Меркурий, Венера) и внешние (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон).
 
Внешние планеты всегда повернуты к Земле стороной, освещаемой Солнцем. Внутренние планеты меняют свои фазы подобно Луне.
 
Плоскости орбит всех планет Солнечной системы (кроме Плутона) лежат вблизи плоскости эклиптики, отклоняясь от нее: Меркурий на 7њ , Венера на 3,5њ ; у других наклон еще меньше.
 
Характерные взаимные положения Солнца, Земли и планет называются конфигурациями.Одинаковые конфигурации планет происходят в разных точках их орбит, в разных созвездиях, в разное время года.
 
Конфигурации, при которых внутренняя планета, Земля и Солнце выстраиваются по одной линии, называются соединениями (рис.).
 
b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_8-01.gif
Земля в верхнем соединении с Меркурием,
в нижнем соединении с Венерой и в противостоянии с Марсом
 
Если А - Земля, В - внутренняя планета, С - Солнце, небесное явление называется нижним соединением. В "идеальном" нижнем соединении происходит прохождение Меркурия или Венеры по диску Солнца.
 
Если А - Земля, В - Солнце, С - Меркурий или Венера, явление называется верхним соединением. В "идеальном" случае происходит покрытие Солнцем планеты, которое, конечно, не может наблюдаться из-за несравнимой разницы в блеске светил.
 
Для системы Земля - Луна - Солнце в нижнем соединении происходит новолуние, в верхнем соединении - полнолуние.
Элонгация планет:
 
b_200_150_16777215_0___images_stories_Astronomy_3_8-02.gif
 Предельный угол между Землей, Солнцем и внутренней планетой называется наибольшим удалением или элонгацией и равен: для Меркурия - от 17њ. Внутренние планеты могут наблюдаться только вблизи Солнца и только по утрам или вечерам, перед восходом или сразу после захода Солнца. Видимость Меркурия не превышает часа, видимость Венеры - 4 часов (рис. ).
 
Конфигурация, при которой Солнце, Земля и внешняя планета выстраиваются на одной линии, называется: 1) если А - Солнце, В - Земля, С - внешняя планета - противостоянием; 2) если А - Земля, В - Солнце, С - внешняя планета -соединением планеты с Солнцем.
 
Конфигурация, в которой Земля, Солнце и планета (Луна) образуют в пространстве прямоугольный треугольник называетсяквадратурой: восточной при расположении планеты в 90њ к востоку от Солнца и западной при расположении планеты в 90њ к западу от Солнца.
 
Видимое движение небесных светил целиком складывается из:
 
1) перемещения наблюдателя по поверхности Земли;
2) вращения Земли вокруг Солнца;
3) собственных движений небесных тел.
 
Для точных расчетов ученые учитывают движение Солнечной системы относительно ближайших звезд, вращение ее вокруг центра Галактики и движение самой Галактики.
 
Движение внутренних планет на небесной сфере сводится к их периодическому отдалению от Солнца вдоль эклиптики то к востоку, то к западу на угловое расстояние элонгации.
 
Движение внешних планет на небесной сфере носит более сложный петлеобразный характер. Скорость видимого движения планеты не равномерна, поскольку ее величина определяется векторной суммой собственных скоростей Земли и внешней планеты. Форма и размеры петли планеты зависит от скорости планеты по отношению к Земле и наклона планет
 
 
 
 
 
 
 

Joomla календарь


Яндекс.Погода