Звездное небо».

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ОРЕНБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

СТРУКТУРНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ

ОРЕНБУРГСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ

(ОМК– структурное подразделение ОрИПС – филиала СамГУПС)

Проект по теме:

«Звездное небо».

Выполнила:

студентка группы 19-СД-3

Гожуловская К.А.

Проверил(а):

преподаватель

Долгих Р.А.

Оренбург, 2020 г

Содержание

Введение 3

Первые модели мира 4

Система Птолемея 9

Созвездия 11

Открытия Николая Коперника 13

Что такое галактика? 14

Солнце.Что это? 16

Список использованных источников 17

Приложения 18

Введение

Тысячи лет человек с интересом смотрит на звезды, стараясь разгадать их тайну. Звездные россыпи ночного неба удивительны, неповторимы и разнообразны. Глаз наблюдателя легко соединяет яркие соседние звезды во всевозможные конфигурации, и человеческая мысль давно отобрала и закрепила названиями наиболее заметные из этих фигур. Еще с древности люди стали делить небо на разнообразные созвездия. В различных странах и в разные времена это деление происходило различными способами и порой не совпадало с другими взглядами на этот вопрос. Монгольские ученые XVIII в. насчитывали 237 созвездий, и, например, Геркулес у них распределялся между 19 созвездий. Далеко не сразу сложились и созвездия, принятые современной астрономической наукой. Александрийский астроном Клавдий Птолемей в своем знаменитом "Альмагесте" - звездном каталоге, составленном около 150 г. н.э., описал 48 созвездий, число которых оставалось неизменным до XVI века.

Арабские астрономы в своих каталогах систематически перечисляли звезды внутри созвездий и вне их. В XVII веке благодаря усилиям польского астронома Яна Гевелия были открыты новые созвездия, названия которым он дал сам. Порой составители звездных атласов помещали какие-то новые созвездия, чье существование не было подтверждено учеными. В мае 1922 года I Конгресс Международного астрономического союза (МАС), состоявшийся в Риме, отменил все "лишние" созвездия, оставив только 88, которые и сейчас являются основными в астрономии. Также еще одно изменение произошло в понимании созвездий. В древности это - группы ярких, особо заметных звезд. Средневековые астрономы сняли ограничения, включив в созвездие все звезды пространства, занимаемого его фигурой. Сейчас для астрономов созвездия - определенные участки звездного неба, выделенные для удобства ориентировки на небесной сфере и обозначения звезд. Границы участков строго определены конгрессом 1922 года, что значительно упрощает их изучение.

Первые модели мира

Несмотря на высокий уровень астрономических сведений народов древнего Востока, их взгляды на строение мира ограничивались непосредственными зрительными ощущениями. Поэтому в Вавилоне сложились взгляды, согласно которым Земля имеет вид выпуклого острова, окруженного океаном. Внутри Земли будто бы находится “царство мертвых”. Небо - это твердый купол, опирающийся на земную поверхность и отделяющий “нижние воды” (океан, обтекающий земной остров) от “верхних” (дождевых) вод. На этом куполе прикреплены небесные светила, над небом будто бы живут боги. Солнце восходит утром, выходя из восточных ворот, и заходит через западные ворота, а ночью оно движется под Землей.

Согласно представлениям древних египтян, Вселенная имеет вид большой долины, вытянутой с севера на юг, в центре ее находится Египет. Небо уподоблялось большой железной крыше, которая поддерживается на столбах, на ней в виде светильников подвешены звезды.

В Древнем Китае существовало представление, согласно которому Земля имеет форму плоского прямоугольника, над которым на столбах поддерживается круглое выпуклое небо. Разъяренный дракон будто бы согнул центральный столб, вследствие чего Земля наклонилась к востоку. Поэтому все реки в Китае текут на восток. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.

И лишь в греческих колониях на западных берегах Малой Азии (Иония), на юге Италии и в Сицилии в четвертом веке до нашей эры началось бурное развитие науки, в частности, философии, как учения о природе. Именно здесь на смену простому созерцанию явлений природы и их наивному толкованию приходят попытки научно объяснить эти явления, разгадать их истинные причины.

Одним из выдающихся древнегреческих мыслителей был Гераклит Эфесский (ок. 530 - 470 гг. до н. э.). Это ему принадлежат слова: “Мир, единый из всего, не создан никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим...” Тогда же Пифагор Самосский (ок. 580 - 500 гг. до н. э.) высказал мысль о том, что Земля, как и другие небесные тела, имеет форму шара. Вселенная представлялась Пифагору в виде концентрических, вложенных друг в друга прозрачных хрустальных сфер, к которым будто бы прикреплены планеты. В центре мира в этой модели помещалась Земля, вокруг нее вращались сферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера и Сатурна. Дальше всех находилась сфера неподвижных звезд.

Первую теорию строения мира, объясняющую прямое и попятное движение планет, создал греческий философ Евдокс Книдский (ок. 408 - 355 гг. до н. э.). Он предложил, что у каждой планеты имеется не одна, а несколько сфер, скрепленных друг с другом. Одна из них совершает один оборот в сутки вокруг оси небесной сферы по направлению с востока на запад. Время обращения другой (в обратную сторону) предполагалось равным периоду обращения планеты. Тем самым объяснялось движение планеты вдоль эклиптики. При этом предполагалось, что ось второй сферы наклонена к оси первой под определенным углом. Комбинация с этими сферами еще двух позволяла объяснить попятное движение по отношению к эклиптике. Все особенности движения Солнца и Луны объяснялось с помощью трех сфер. Звезды Евдокс разместил на одной сфере, вмещающей в себя все остальные. Таким образом, все видимое движение небесных светил Евдокс свел к вращению 27 сфер.

Уместно напомнить, что представление о равномерном, круговом, совершенно правильном движении небесных тел высказал философ Платон. Он же высказал предположение, что Земля находится в центре мира, что вокруг нее обращается Луна, Солнце, далее утренняя звезда Венера, звезда Гермеса, звезды Ареса, Зевса и Кроноса. У Платона впервые встречаются названия планет по имени богов, полностью совпадающие с вавилонскими. Платон впервые сформулировал математикам задачу: найти, с помощью каких равномерных и правильных круговых движений можно “спасти явления, представляемые планетами”. Другими словами, Платон ставил задачу построить геометрическую модель мира, в центре которой, безусловно, должна была находиться Земля.

Усовершенствованием системы мира Евдокса занялся ученик Платона Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.). Так как взгляды этого выдающегося философа - энциклопедиста безраздельно господствовали в физике и астрономии в течение почти двух тысяч лет, то остановлюсь на них поподробнее.

Аристотель, вслед за философом Эмпедоклом (ок. 490 - 430 гг. до н. э.), предположил существование четырех “стихий”: земли, воды, воздуха и огня, из смешения которых будто бы произошли все тела, встречающиеся на Земле. По Аристотелю, стихии вода и земля естественным образом стремятся двигаться к центру мира (“вниз”), тогда как огонь и воздух движутся “вверх” к периферии и то тем быстрее, чем ближе они к своему “естественному” месту. Поэтому в центре мира находится Земля, над ней расположены вода, воздух и огонь. По Аристотелю, Вселенная ограничена в пространстве, хотя ее движение вечно, не имеет ни конца ни начала. Это возможно как раз потоиу, что, кроме упомянутых четырех элементов, существует еще и пятая, неуничтожимая материя, которую Аристотель назвал эфиром. Из эфира будто бы и состоят все небесные тела, для которых вечное круговое движение - это естественное состояние. “Зона эфира” начинается около Луны и простирается вверх, тогда как ниже Луны находится мир четырех элементов.

Вот как описывает свое понимание мироздания сам Аристотель:

“Солнце и планеты обращаются около Земли, находящейся неподвижно в центре мира. Наш огонь, относительно цвета своего, не имеет никакого сходства со светом солнечным, ослепительной белизны. Солнце не состоит из огня; оно есть огромное скопление эфира; теплота Солнца причиняется действием его на эфир во время обращения вокруг Земли. Кометы суть скоропреходящие явления, которые быстро рождаются в атмосфере и столь же быстро исчезают. Млечный Путь есть не что иное, как испарения, воспламененные быстрым вращением звезд около Земли... Движения небесных тел, вообще говоря, происходят гораздо правильнее, чем движения замечаемые на Земле; ибо, так как тела небесные совершеннее любых других тел, то им приличествует самое правильное движение, и вместе с тем самое простое, а такое движение может быть только круговым, потому что в этом случае движение бывает вместе с тем и равномерным. Небесные светила движутся свободно подобно богам, к которым они ближе, чем к жителям Земли; поэтому светила при движении своем не нуждаются в отдыхе и причину своего движения заключают в самих себе. Высшие области неба, более совершенные, содержащие в себе неподвижные звезды, имеют поэтому наиболее совершенное движение - всегда вправо. Что же касается части неба, ближайшей к Земле, а поэтому и менее совершенной, то эта часть служит местопребыванием гораздо менее совершенных светил, каковы планеты. Эти последние движутся не только вправо, но и влево, и притом по орбитам, наклоненным к орбитам неподвижных звезд. Все тяжелые тела стремятся к центру Земли, а так как всякое тело стремится к центру Вселенной, то поэтому и Земля должна находиться неподвижно в этом центре”.

При построении своей системы мира Аристотель использовал представления Евдокса о концентрических сферах, на которых расположены планеты и которые вращаются вокруг Земли. По Аристотелю, первопричиной этого движения является “первый двигатель” - особая вращающаяся сфера, расположенная за сферой “неподвижных звезд”, которая и приводит в движение все остальное. По этой модели лишь одна сфера в каждой из планет вращается с востока на запад, остальные три - в противоположном направлении. Аристотель считал, что действие этих трех сфер должно компенсироваться дополнительными тремя внутренними сферами, принадлежащими той же планете. Именно в этом случае на каждую последующую (по направлению к Земле) планету действует лишь суточное вращение. Таким образом, в системе мира Аристотеля движение небесных тел описывалось с помощью 55 твердых хрустальных сферических оболочек.

Позже в этой системе мира было выделено восемь концентрических слоев (небес), которые передавали свое движение друг другу (рис. 1). В каждом таком слое насчитывалось семь сфер, движущих данную планету.

Во времена Аристотеля высказывались и другие взгляды на строение мира, в частности, что не Солнце обращается вокруг Земли, а Земля вместе с другими планетами обращается вокруг Солнца. Против этого Аристотель выдвинул серьезный аргумент: если бы Земля двигалась в пространстве, то это движение приводило бы к регулярному видимому перемещению звезд на небе. Как мы знаем, этот эффект (годичное параллактическое смещение звезд) был открыт лишь в середине 19 века, через 2150 лет после Аристотеля...

На склоне своих лет Аристотель (приложения, рисунок 1) был обвинен в безбожии и бежал из Афин. На самом деле в своем понимании мира он колебался между материализмом и идеализм. Его идеалистические взгляды и, в частности, представление о Земле как центре мироздания было приспособлено для защиты религии. Вот почему в середине второго тысячелетия нашей эры борьба против взглядов Аристотеля стала необходимым условием развития науки... [4]

Система Птолемея

В основе своей модели Птолемей использовал математические расчеты, сделанные Евдоксом Книдским, Гиппархом, Аполлонием Пергским и самим Птолемеем. Свои положения Птолемей (приложения, рисунок 2) подтверждал опытами. Других мнений и взглядов он не признавал.

Ключевые положения, на которых строится система Птолемея:

1. Небосвод представляет собой вращающуюся сферу.

2. Земля является шаром, помещённым в центре мира.

3. Земля может считаться точкой по сравнению с расстоянием до сферы неподвижных звёзд.

4. Земля неподвижна.

Птолемей в своей работе отразил основные принципы движения светил, а также методы и расчеты, которыми пользовался для анализа процессов, происходящих в космосе (в границах, известных на то время).

Принцип движения светил:

Каждая планета, согласно Птолемею, равномерно движется по кругу (эпициклу), центр которого движется по другому кругу (деференту). Это позволяет объяснить видимую неравномерность движения планет и в некоторой степени изменение их яркости.

Сама планета в системе Птолемея равномерно движется по эпициклу. С целью описать вновь открываемые неравномерности в движениях планет и Луны были введены новые дополнительные эпициклы — вторые, третьи и т.д. Планета располагалась на последнем. Теория Птолемея позволяла предвычислять сложные петлеобразные движения планет (их ускорения и замедления, стояния и попятные движения). На основе сформированных Птолемеем астрономических таблиц расположение планет можно было рассчитать с весьма высокой по тем временам точностью ( имелась погрешность менее 10′).

Кроме того, в рамках геоцентризма было необъяснимо, почему базовый период обращения по первому эпициклу для верхних планет был в точности равен году и почему Меркурий и Венера никогда не отходят далеко от Солнца, вращаясь вокруг Земли синхронно с ним.

Движение планеты по деференту у Птолемея представлялось равномерным не по отношению к центру деферента, а по отношению к особой точке, симметричной с центром Земли относительно центра деферента.

Таким образом, из основных свойств планетных движений, концепция которых была определена Птолемеем, можно выделить несколько очень важных закономерностей:

1-й Условия для передвижения верхних и нижних от Солнца планет значительно различаются.

2-й Характерную роль для движения как тех, так и других планет представляет Солнце. [3]

Созвездия

В настоящее время созвездиями называют области, на которые подразделяется небесная сфера. С помощью них можно ориентироваться в звездном небе.

В древнем мире люди тоже интересовались астрономией. Конечно, эти учения нельзя было назвать наукой в полной мере.

Люди придумывали названия причудливым фигурам, образованным звездами, и называли их созвездиями. Система была несовершенна, некоторые звезды входили в состав нескольких созвездий, некоторые вообще никого не интересовали.

В 1922 году Международный астрономический союз принял решение поделить небо на области. Официально утвердили 88 созвездий. В России можно увидеть всего лишь 54.

Помимо созвездий существуют и астеризмы. Данные понятия довольно близки по своему значению, но имеют определенные отличия. Астеризмами называют группы звезд, входящие в состав определенного созвездия и образующие легко узнаваемую форму, которую легко заметить на ночном небе даже невооруженным взглядом. Астеризмы не имеют официального списка, поскольку составлены астрономами любителями.

Интересный факт: самым известным астеризмом является Ковш, являющийся частью созвездия Большая Медведица (приложения, рисунок 3). Его форма, состоящая из семи звезд, легко узнается в темноте.

В прошлом, на территории России астрономы к астеризмам относили не только группы звезд, выстроенные в определенную форму, но и их скопления, легко различимые в любительскую оптику.

Можно сказать, что астеризмы появились для упрощения изучения карты звездного неба тем, кто не обладал передовыми технологиями для исследования космоса. По ним астрономы могут легко определить расположение основных небесных объектов и приступить к дальнейшему наблюдению.

На данный момент существует 28 основных астеризмов, 23 из них входят в состав разных созвездий. Остальные пять представляют собой крупные скопления звезд. [1]

Между астеризмами и созвездиями относительно небольшая разница, из-за чего человек, не разбирающийся в особенностях изучения космоса может их путать. Чтобы провести четкую границу между терминами, лучше разобраться в значении каждого по отдельности.

Под созвездием понимается скопление звезд, находящихся в определенной области. Причем в нему относятся не только светила, образующие узор, но и остальные, что расположены в определенной близости. Люди еще в древности обратили внимание, что на небе некоторые звезды можно объединить в группу, благодаря чему начали появляться первые созвездия. [2]

Открытия Николая Коперника

XV—XVI вв. были эпохой великих географических открытий и связанного с ними расширения торговли, укрепления класса буржуазии и усиления ее борьбы с феодализмом. Развитие торговли требовало развития мореплавания, для кораблевождения необходима была астрономия. Расчеты небесных явлений по теории Птолемея, в частности положений планет на небе, были уже недостаточно точны. Кроме того, они стали очень громоздкими, потому что с повышением точности наблюдений теорию Птолемея пришлось очень усложнить.
Представление о Вселенной, по Птолемею, соответствовало библейской картине мира с неподвижной Землей в центре. Поднять руку на теорию Птолемея значило начать революцию в науке, бросить вызов могущественной церкви.

Этот революционный шаг осуществил великий польский ученый Николай Коперник (1473—1543). Долго размышляя над геоцентрической системой мира Птолемея, Коперник пришел к выводу о ее принципиальной ошибочности. Взамен ее Коперник выдвинул гелиоцентрическую систему мира с Солнцем в центре (Солнце— по-гречески — Гелиос). Тем самым Коперник объявил Землю не центром Вселенной, а лишь одной из планет, обращающихся вокруг Солнца. Это был величайший переворот в понятиях, имевший колоссальное влияние на все дальнейшее развитие наук.

Коперник объяснил смену дня и ночи суточным вращением Земли, смену времен года наклоном оси вращения Земли к плоскости земной орбиты и обращением Земли вокруг Солнца, Кажущееся годовое перемещение Солнца по эклиптике Коперник объяснил движением Земли вокруг Солнца. Он правильно расположил планеты по их расстоянию от Солнца и Земле отвел в этом ряду третье место. Петлеобразное движение планет на фоне звезд Коперник объяснил сочетанием движения наблюдателя с Землей и движения планеты. Истинность новой, гелиоцентрической системы мира была подтверждена открытиями Галилея. [5]

Что такое галактика?

Галактика — гигантское космические скопление звезд, газа и пыли, удерживаемые силами гравитации. Все объекты, входящие в состав галактики обращаются вокруг общего центра масс. Чаще всего это гигантское ядро, которое находится в центре, состоящее из черной дыры.

С появлением телескопа «Хаббл» астрономы начали наблюдения за далекими галактиками. Наблюдаемая часть Вселенной содержит их не менее 100 млрд. штук! Они распределены хаотично – есть районы сосредоточения плотных групп галактик, есть совсем пустынные области. Массы галактик колеблются от 10⁷ до 10¹² масс нашего Солнца. Диаметры их составляют от 16 тыс. до 800 тыс. световых лет.

Галактические объединения и состав галактик

Галактики состоят всего из трех компонент:

1-й Тёмная материя, составляет основную часть массы

2-й Межзвездный газ и пыль, которого 10 – 30%

3-й Звёзды, черные дыры, нейтронные звезды, планеты, астероиды и прочая мелочь общей массой около 1%

Около 95% галактик собраны в группы. Минимальные группы насчитывают всего несколько десятков объектов, а большие — десятки тысяч. Сотни галактик объединяются в скопления, а тысячи – в сверхскопления.

Структура:

Ядро. Обычно подразумеваются активные ядра в самом центре. В ядрах галактик живут огромные чёрные дыры.

Диск. В этом тонком слое сконцентрировано наибольшее количество галактических объектов (звезд, газа, пыли).

Балдж. Это яркая внутренняя часть в центре. Буквально означает «вздутие».

Гало. Это название внешнего сфероидального компонента. Между ним и балджем нет чёткой границы.

Спиральный рукав. Представляет собой плотную структуру, в состав которой входят молодые звёзды и межзвёздный газ.

Бар. Перемычка в виде плотного вытянутого образования. Состоит из межзвёздного газа и звёзд. [7]

Солнце.Что это?

Звезда из Галактики Млечный Путь, своей геометрической формой, представляющая огромный, раскалённый, газообразный шар, постоянно излучающий потоки энергии. Единственный источник света и тепла в нашей звёздно-планетарной системе. Сейчас Солнце пребывает в возрасте жёлтого карлика, согласно общепринятой классификации типов светил вселенной.

Солнце обладает следующими параметрами:

Ÿ Возраст –4,57 миллиарда лет;

Ÿ Расстояние до Земли: 149 600 000 км

Ÿ Масса: 332 982 масс Земли (1,9891·10³⁰ кг);

Ÿ Средняя плотность – 1,41 г/см³ (она увеличивается в 100 раз от периферии к центру);

Ÿ Орбитальная скорость Солнца равна 217 км/с;

Ÿ Скорость вращения: 1,997 км/с

Ÿ Радиус: 695-696 тыс. км;

Ÿ Температура: от 5 778 К на поверхности до 15 700 000 К в ядре;

Ÿ Температура короны: ~1 500 000 К;

Ÿ Солнце стабильно в своей яркости, оно находится в 15% самых ярких звёзд нашей Галактики. Излучает меньше ультрафиолетовых лучей, но обладает большей массой по сравнению с аналогичными звёздами.

12 Следующая ⇒