8. ZIEMIA I JEJ MIEJSCE WE WSZECHR
WIECIE
8.1. ModeIe budowy wszechS
wiata
Astronomia jest nauką o ciałach niebieskich, ich położeniu, budowie i ruchu.
Nazwa astronomia pochodzi od greckich słów: astron  gwiazda oraz nomos  prawo.
Zakres obserwacji astronomicznych w starożytności był przeważnie ograniczony
do gwiazd i do najbliższego otoczenia Ziemi, będącej częścią Układu Słonecznego.
Powstałe do czasów Kopernika modele astronomiczne były równocześnie modelami
wszechświata.
Twórcą geocentrycznego modelu budowy wszechświata był Klaudiusz Ptole-
meusz (ok. 100-168 r. n.e.). Ptolemeusz uważał, że nieruchoma kulista Ziemia znajduje się
w środku wszechświata, a dookoła niej krążą: Księżyc, Merkury, Wenus, Słońce i ko-
lejne planety, a na końcu wszechświata znajdują się gwiazdy. Geocentryczny model
budowy wszechświata Ptolemeusza przetrwał do XVI wieku, kiedy wielki polski
astronom Mikołaj Kopernik (1473-1543) przedstawił model heliocentryczny.
Według heliocentrycznego modelu budowy wszechświata, centralnym ciałem wszech-
świata jest Słońce. Planety natomiast obiegają Słońce w jednym kierunku. Zgodnie
z teorią Kopernika, Ziemia dokonuje obiegu Słońca w ciągu roku oraz jednego obrotu
dookoła własnej osi w ciągu doby.
Pierwsze obserwacje potwierdzające słuszność teorii Kopernika przeprowadził Ga-
lileusz (1564-1642). Wyjaśnienie ruchu planet podał I. Newton (1642-1727), wykorzy-
stując prawo powszechnej grawitacji.
Ruch planet po orbitach jest wynikiem dzia-
łania siły grawitacji między Słońcem a planetą,
która to siła pełni rolę siły dośrodkowej. Helio-
centryczna teoria budowy wszechświata stanowiła
punkt wyjścia dla współczesnych teorii kosmolo-
gicznych.
Rys. 8.1. Przyczyną zakrzywienia toru ruchu
planet jest siła grawitacji.
Rozwój nauki i techniki przyczynił się do udoskonalenia przyrządów obserwacyjnych.
Dzięki temu dokonano nowych odkryć astronomicznych. Dostrzeżono układy złożone z mi-
liardów gwiazd, które nazwano galaktykami. W jednej z galaktyk, zwanej Drogą Mleczną,
znajduje się Układ Słoneczny.
46
8.2. Budowa Układu Słonecznego
Układ Słoneczny stanowią: Słońce, planety z księżycami i drobne ciała niebieskie
takie jak planetoidy, komety i meteory. Najbardziej zbadaną kometą jest kometa Halleya.
Rys. 8.2. Układ Słoneczny tworzą: Słońce, planety i drobne ciała niebieskie.
Centralnym ciałem Układu Słonecznego jest Słońce, które skupia ok. 99,8%
masy całego Układu. Słońce jest naszą gwiazdą dzienną, której temperatura po-
wierzchniowa wynosi ok. 6000 C. Słońce dostarcza energii niezbędnej do życia w po-
�
staci światła i ciepła.
Dookoła Słońca krąży 9 planet: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn,
Uran, Neptun i Pluton. Dookoła siedmiu planet krążą ich naturalne satelity, zwane księ-
życami. Niektóre planety otoczone są pierścieniami  powszechnie wiadomo o pięk-
nych pierścieniach Saturna.
8.3. Ziemia i jej sateIity
Ziemię obiega jej jeden naturalny towarzysz, czyli satelita  Księżyc oraz wiele
satelitów sztucznych. Księżyc oddalony jest od Ziemi o 384 400 km i obiega ją tak, że
ciągle jest zwrócony tą samą stroną do Ziemi. Pełny obieg Księżyca wokół Ziemi trwa
27,(3) dni. Skutkiem obiegu Księżyca wokół Ziemi są fazy Księżyca. Na Księżycu nie
ma ani wody, ani atmosfery.
Jeżeli ciału (statkowi kosmicznemu) nadamy odpowiednio dużą prędkość, wtedy
ciało to może okrążać Ziemię jako sztuczny satelita. Prędkość, jaką należy nadać ciału
w kierunku poziomym, aby obiegało ono Ziemię po orbicie będącej okręgiem o pro-
mieniu równym promieniowi Ziemi, nazywamy pierwszą prędkością kosmiczną.
47
km km
Wartość pierwszej prędkości kosmicznej wynosi vI = 7,9 = 28 440 i wyraża się

wzorem:
vI = C4
gdzie: g  przyspieszenie ziemskie, R  promień Ziemi.
Pierwszy sztuczny satelita, Sputnik I, został wystrzelony w dniu 4 paz
dzierni-
ka 1957 r. W dniu 21 lipca 1969 r. pierwsi ludzie stanęli na powierzchni Księżyca,
byli to Amerykanie N. Armstrong i E. Aldrin. Satelity komunikacyjne służące do prze-
syłania informacji, np. programy telewizyjne lub rozmowy telefoniczne, są satelitami
geostacjonarnymi. Satelita taki porusza się w płaszczyz
nie równika i znajduje się ciągle
nad jednym punktem Ziemi. Jego okres obiegu równy jest okresowi obrotu Ziemi T H" 24 h.
8.4. Nasze niebo
Spośród ciał widocznych na niebie najliczniejsze są gwiazdy. Wyodrębnione grupy
najjaśniejszych gwiazd nazywamy gwiazdozbiorami.
Rys. 8.3. W ciągu roku Słońce  przesuwa się kolejno przez 12 gwiazdozbiorów.
Najwcześniej wyodrębnione gwiazdozbiory nazywamy znakami zodiaku. Należą
do nich: Baran, Byk, Bliz
nięta, Rak, Lew, Panna, Waga, Skorpion, Strzelec, Kozioro-
żec, Wodnik i Ryby. Z obszaru Polski w ciągu roku można dostrzec 54 gwiazdozbiory.
Do najbardziej znanych gwiazdozbiorów należą Mała i Wielka Niedz
wiedzica, któ-
rych najjaśniejsze gwiazdy zwane są Małym i Wielkim Wozem. Są one widoczne
w Polsce przez cały rok w każdą pogodną noc. Najjaśniejszą gwiazdą Małej Nie-
dz
wiedzicy jest Gwiazda Polarna, która wyznacza kierunek północny. W Polsce
przez cały rok widoczne są także inne gwiazdozbiory, np. Cefeusz, Kasjopeja, Smok.
48