Почему планеты вращаются вокруг Солнца?
Сегодня нет ни малейших сомнений в том, что Земля вращается вокруг Солнца. Если еще не так давно, в масштабах истории Вселенной, люди были уверены, что центром нашей Галактики является Земля, то сегодня нет никаких сомнений, что все происходит с точностью до наоборот.
От Птолемея до Ньютона
Представления о том, как расположены планеты на небосводе первым в своем трактате «Великое математическое построение по астрономии», высказал древнегреческий астроном Птолемей. Он первым предположил, что они совершают свои движения по кругу. Но Птолемей ошибочно считал, что все планеты, а также Луна и Солнце движутся вокруг Земли. Долгое время его трактат считался общепринятым как в арабском, так и западном мире.
Точку в этом спорном для человечества факте поставил Николай Коперник. Польский астроном создал свою гелиоцентрическую систему, в которой убедительно доказал, что Земля не является центром Вселенной, а все планеты, по его твердому убеждению, вращаются по орбитам вокруг Солнца. Работа польского ученого «О вращении небесных сфер», была издана в немецком Нюрнберге в 1543 году.
После смерти Коперника его труды продолжил датчанин Тихо Браге. Астроном, являющийся весьма состоятельным человеком, оборудовал принадлежащий ему остров, внушительными бронзовыми кругами, на которые наносил результаты наблюдения за небесными телами. Результаты, полученные Браге, помогли в исследовании математику Иоганну Кеплеру,который вывел три своих знаменитых закона движения планет.
Англичанин Исаак Ньютон, открыв закон всемирного тяготения, существенно продвинул представления человечества об эллиптических орбитах небесных тел. Его объяснения, что приливы и отливы на Земле происходят под влиянием Луны, оказались убедительными для научного мира.
Почему планеты вращаются вокруг Солнца
Как Земля, так и все остальные планеты нашей солнечной системы движутся по своей траектории вокруг Солнца. Скорость их движения и траектория могут быть разными, однако все они держатся у нашего естественного светила.
Движение планет по орбите вокруг Солнца происходит под воздействием двоих сил:
- до центровой (сила тяготения Солнца);
- от центровой (силы инерции во время поступательного движения).
Срок, за который планеты совершают полный оборот вокруг Солнца, естественно различный. У Меркурия, самой ближней к звезде, он составляет 88 земных суток. Наша Земля проходит цикл за 365 дней и 6 часов. Самая крупная в Солнечной системе планета Юпитер завершает свой оборот за 11,9 земных лет. Ну а у Плутона, — наиболее удаленной от Солнца планеты оборот и вовсе составляет 247,7 года. +
Закон всемирного тяготения
Солнце является самым крупным объектом в нашей галактике. Масса нашего светила в разы превышает массу всех остальных тел в совокупности. А в физике, как известно, действует сила всемирного тяготения, которую никто не отменял, в том числе, и для Космоса.
Ее закон гласит, что тела с меньшей массой притягиваются к телам с большей массой. Именно поэтому все планеты, спутники и другие космические объекты и притягиваются к Солнцу, самому крупному из них.
Сила тяготения, к слову, аналогичным образом работает и на Земле.
Вспомните, что происходит с теннисным мячиком, брошенным в воздух. Он падает, притягиваясь к поверхности нашей планеты.
Понимая принцип стремления планет к Солнцу, возникает очевидный вопрос: почему они не падают на поверхность звезды, а движутся вокруг нее по собственной траектории. И этому также имеется вполне доступное объяснение.
Инерция
Согласно теории об образовании нашей звезды, около 4,57 млрд. лет назад в космосе возникло огромное количество пыли, которое постепенно превратилось в диск, а затем – в Солнце. Внешние частички этой пыли стали соединяться между собой, образуя планеты. Уже тогда они по инерции начали вращаться вокруг звезды и продолжают двигаться по той же траектории и сегодня.
Следует также учесть, что все планеты в нашей Солнечной системе движутся, не вокруг светила, а вокруг так называемого центра масс. Каждая при этом, вращаясь вокруг своей оси, слегка раскачиваются (подобно юле). К тому же и сама ось может ненамного смещаться.
Что же касается орбиты каждого из объектов, то траектория их движения зависит от скорости и массы. А эти показатели у всех объектов, как вы понимаете, разные. Вот почему Земля и другие планеты движутся вокруг Солнца, и никак иначе.
Таким образом, инерционное движение отдалят планету от Солнца, но до центровая сила искривляет траекторию и удерживает планету на орбите. Все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении, по тому же направлению и обращаются планеты вокруг своей оси (исключение Венера и Уран).
Практически каждая планета в период своего формирования подвергалась множеству ударов астероидов, в результате которых изменялась ее форма и радиус орбиты. Немаловажную роль играет также и тот факт близкого формирования группы планет и большого скопления космического мусора, в результате чего расстояние между ними минимальное, что, в свою очередь, приводит к нарушению гравитационного поля.
Движение планеты Земля вокруг Солнца и его значение
Земля как планета Солнечной системы по расчетам ученых сформировалась более 4,5 млрд лет назад. За это время расстояние от светила практически не изменялось. Скорость движения планеты и сила притяжения Солнца уравновесили ее орбиту. Она не идеально круглая, но стабильная.
Если бы сила притяжения светила была сильнее или скорость Земли заметно уменьшилась, то она бы упала на Солнце. В противном случае она рано или поздно улетела бы в космос, перестав быть частью системы.
Расстояние от Солнца до Земли делает возможным поддержание оптимальной температуры на ее поверхности.
Путь планеты вокруг светила называется орбитой. Траектория этого полета не идеально круглая. Она имеет эллипсность. Максимальная разница составляет 5 млн км.
Самая близкая точка орбиты к Солнцу находится на расстоянии 147 км. Она называется перигелием. Земля ее проходит в январе. В июле планета находится от светила на максимальном отдалении. Наибольшее расстояние — 152 млн км. Эта точка называется афелием.
Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца обеспечивает соответственно смену суточных режимов и годовых периодов.
Вращение Земли вокруг Солнца
Для человека движение планеты вокруг центра системы незаметно. Это из-за того, что масса Земли огромна. Тем не менее каждую секунду мы пролетаем в пространстве около 30 км. Это кажется нереальным, но таковы расчеты. В среднем считается, что Земля находится от Солнца на расстоянии около 150 млн км. Один полный оборот вокруг светила она делает за 365 дней.
Точное расстояние, которое наша планета проходит за год, двигаясь вокруг светила, составляет 942 млн км. Мы вместе с ней движемся в пространстве по эллиптической орбите со скоростью 107 000 км/час. Направление вращения — с запада на восток, то есть против условной часовой стрелки.
Таким образом, наша планета находится в постоянном движении. Вместе с Солнцем она перемещается в космосе вокруг центра Галактики. А та, в свою очередь, движется во Вселенной. Но наибольшее значение для всего живого играет вращение Земли вокруг Солнца и собственной оси. Без этого движения условия на планете были бы непригодными для поддержания жизни.
Видео
Источник
Сколько планет в Солнечной системе — названия, порядок и краткое описание
На сегодняшний день достоверно известно о 8 планетах, вращающихся вокруг Солнца, но все больше ученных придерживаются мнения, что их может быть больше. Начиная с 1980-ых годов астрономы стали обнаруживать экзопланеты – планеты, вращающиеся вокруг отдаленных звезд. Некоторые из них располагаются на расстоянии 27 тыс. св. лет от Солнца, в то время как радиус Солнечной системы оценивает всего в 1 св. год. Тем не менее ученые до сих пор не могут точно сказать, сколько же планет обращается вокруг нашей звезды! Почему же так сложно посчитать планеты нашей системы и определить их точное количество?
Планеты земной группы
Проще всего дело обстоит с 4 ближайшими к Солнцу планетами. Их называют планетами земной группы, так как они довольно похожи на Землю.
Меркурий
Меркурий располагается ближе всего к светилу. Один оборот по орбите, чей радиус изменяется от 46 до 58 млн км, он совершает всего за 88 дней. Интересно, что на каждые два оборота вокруг звезды приходится в точности три оборота планеты вокруг собственной оси. Меркурий – наименьшая из известных планет Солнечной системы, чей радиус равен всего лишь 2439,7 км. Даже некоторые спутники (Ганимед и Титан) имеют большие габариты.
Венера
На расстоянии 108 млн км от светила вращается Венера. Это самая горячая планета нашей системы, где температура достигает 464° С. Этим она обязана не столько близкому положению к Солнцу, сколько своей атмосфере, состоящей на 96,5% из углекислого газа и создающей парниковый эффект. Венера по своим размерам (радиус 6052 км) очень близка к Земле.
Земля
Сама Земля при движении по орбите находится на расстоянии 147-152 млн км от Солнца. Такая дистанция позволяет воде на нашей планете существовать в жидком виде, что критически важно для жизни. Среднюю величину этого расстояния, 149,6 млн км, принимают за 1 астрономическую единицу (1 а.е.). От других планет земной группы Землю отличает наличие огромного спутника – Луны.
Расстояние между светилом и Марсом меняется от 207 до 249 млн км. Красная планета имеет радиус 3389 км. Его атмосфера крайне разряжена, зато в районе полюсов присутствует ледяные шапки. Обладает двумя спутниками (Фобосом и Деймосом), чьи размеры по сравнению с Луной крайне малы.
Газовые гиганты
Газовые гиганты отличаются от землеподобных планет тем, что не имеют твердой поверхности. Значительную их часть составляет атмосфера, которая по мере приближения к центру планеты уплотняется и переходит в жидкое состояние, причем четкая граница между океаном и атмосферой отсутствует.
Юпитер
Юпитер является крупнейшей планетой всей Солнечной системы, чей радиус составляет 69911 км. Его масса больше земной в 318 раз! Вокруг Юпитера обращаются десятки спутников. Расстояние между Юпитером и светилом колеблется от 741 до 817 млн км.
Сатурн
Ещё дальше, на расстоянии 1,354-1,429 млрд км от звезды, находится Сатурн, чей радиус оценивается в 58232 км. Он выделяется своими кольцами, которые, впрочем, есть и у остальных газовых гигантов (просто они не такие заметные). Число открытых спутников Сатурна приближается к сотни и постепенно увеличивается. Сатурн – это самая удаленная планета Солнечной системы из тех, которые могли наблюдать ещё астрономы древности. Тогда было принято считать, что всего существует 7 планет (при этом Солнце и Луну ошибочно принимали за планету, а саму Землю – нет).
В 1781 г. был обнаружен Уран. Его радиус равен 25362 км, а дистанция между ним и Солнцем меняется от 2,749 до 3,004 млрд км. Примечательно, что его собственная ось вращения лежит почти в плоскости орбиты. Из-за этого каждый полюс 42 года беспрерывно освещается солнечным светом, после чего на 42 года погружается во тьму.
Нептун
В 1846 г. была открыта последняя на сегодня, восьмая планета Солнечной системы – Нептун. Расстояние от него до звезды составляет 4,453-4,554 млрд км (29,8-30,4 а.е.). Радиус Нептуна составляет 24622 км. Примечательно, что сначала положение Нептуна было предсказано теоретически, на основе аномальных отклонений в орбите Урана, и лишь после этого его наблюдали в телескоп.
Существует ли девятая планета?
Долгое время казалось, что других газовых гигантов в Солнечной системе нет. Однако ряд моделей эволюции нашей системы показывает, что в ней должен был существовать пятый газовый гигант, который со временем был вытолкнут на очень далекую орбиту либо вовсе навсегда покинул Солнечную систему. Также астрономов смущает наклон оси вращения Солнца (превышающий 7°), а также аномалии в орбитах многочисленных астероидов, расположенных за Нептуном, в поясе Койпера. Поэтому существует предположение, что существует ещё одна, Девятая планета.
Ее радиус, по разным оценкам превышает земной в 2-4 раза, а орбита представляет сильно вытянутый эллипс, из-за чего дистанция между планетой и Солнцем колеблется от 200 до 1200 а.е. На оборот вокруг светила эта гипотетическая планета тратит 10-20 тыс. лет! Подтвердить существование планеты наблюдениями чрезвычайно тяжело, так как она находится на огромном расстоянии от Земли (в 10-100 раз дальше Нептуна), двигается по небосводу крайне медленно, является очень тусклой (из-за большого отдаления от Солнца на нее почти не падает солнечный свет), а расчеты не позволяют даже приблизительно оценить, на каком участке своей орбиты она сейчас находится.
При этом надо понимать, что если Девятая планета и существует, то это не значит, что именно она является тем самым пятым газовым гигантом. Возможно существование ещё нескольких планет на огромном (сотни и тысячи а. е.) расстоянии от Солнца, которые пока что просто невозможно обнаружить.
Сколько карликовых планет в Солнечной системе?
Многие слышали, что ранее планетой считался Плутон, однако потом его лишили этого статуса, и он стал карликовой планетой. Что представляют собой карликовые планеты и сколько их?
Изначально Плутон был открыт в 1930 г. Однако по мере его исследования оценки его массы всей время снижались. Сегодня считается, что он в 500 раз легче Земли. В начале XXI в. рядом с орбитой Плутона стали обнаруживать многочисленные иные небесные тела, размеры некоторых из них были сопоставимы с самим Плутоном. Однако орбиты всех остальных планет свободны от столь крупных тел, поэтому в 2006 г. было принято решение ввести новое понятие – карликовая планета. Она отличается от обычной тем, что не может силой своей гравитации очистить свою орбиту от других крупных тел. Статус карликовой планеты получил сам Плутон, а также Церера, Хаумеа, Макемаке и Эрида.
Однако известно ещё несколько десятков тел, которые находятся за орбитой Нептуна и могут претендовать на статус карликовых планет, но пока что официально они не признаны таковыми. Особый интерес представляет Седна, так как самая отдаленная точка ее орбиты (афелий) располагается на расстоянии более 1000 а.е. от Солнца! При этом постоянно открываются новые транснептуновые небесные тела. По оценкам Майкла Брауна, одного из ведущих астрономов мира, в поясе Койпера может находиться 260 карликовых планет, а в ещё более отдаленных областях Солнечной системы может существовать до 10 тыс. карликовых планет.
Список использованных источников
Источник