46

8.

ZIEMIA I JEJ MIEJSCE WE WSZECHŒWIECIE

8.1. Modele budowy wszechœwiata

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.

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.

Rys. 8.1.

Przyczyną zakrzywienia toru ruchu

planet jest siła grawitacji.

47

8.2. Budowa Uk³adu S³onecznego

Układ Słoneczny stanowią: Słońce, planety z księżycami i drobne ciała niebieskie

takie jak planetoidy, komety i meteory. Najbardziej zbadaną kometą jest kometa Halleya.

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 satelity

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

.

Rys. 8.2.

Układ Słoneczny tworzą: Słońce, planety i drobne ciała niebieskie.

48

Wartość pierwszej prędkości kosmicznej wynosi v

I

= 7,9

km

s

= 28 440

km

h

i wyraża się

wzorem:

v

I

=

C 4

gdzie: g – przyspieszenie ziemskie, R – promień Ziemi.

Pierwszy sztuczny satelita, Sputnik I, został wystrzelony w dniu

4 październi-

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 płaszczyźnie równika i znajduje się ciągle
nad jednym punktem Ziemi. Jego okres obiegu równy jest okresowi obrotu Ziemi T

≈

24 h.

8.4. Nasze niebo

Spośród ciał widocznych na niebie najliczniejsze są gwiazdy. Wyodrębnione grupy

najjaśniejszych gwiazd nazywamy

gwiazdozbiorami

.

Najwcześniej wyodrębnione gwiazdozbiory nazywamy znakami zodiaku. Należą

do nich: Baran, Byk, Bliźnięta, 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 Niedźwiedzica

, 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-

dźwiedzicy jest Gwiazda Polarna

, która wyznacza kierunek północny. W Polsce

przez cały rok widoczne są także inne gwiazdozbiory, np. Cefeusz, Kasjopeja, Smok.

Rys. 8.3.

W ciągu roku Słońce „przesuwa się” kolejno przez 12 gwiazdozbiorów.