Особенности движения планет вокруг Солнца
Движение планет вокруг Солнца задает бег карусели нашей Солнечной системы. А скорость и направление вращения во многом помогли успешному появлению и развитию жизни на Земле. Однако в течение многих столетий на нашей планете царствовала геоцентрическая теория, утверждавшая, что Солнце вращается вокруг Земли. Польский ученый Николай Коперник доказал несостоятельность этой доктрины, хотя и пострадал от своих революционных для того времени идей.
Сегодня нам вовсе не нужно оспаривать церковные догматы, ведь мы прекрасно знаем, что именно вокруг Солнца вращаются все остальные планеты нашей системы. Но как именно они движутся? Почему движение нашей планеты позволяет ей поддерживать равномерную температуру, в то время как на гигантах Солнечной системы градусник буквально зашкаливает то в плюс, то в минус? Что заставляет планеты двигаться по таким разнообразным орбитам?
Открытие движения планет вокруг Солнца как историческое событие
Первый научный трактат, в котором описывалось расположение планет, принадлежал перу древнегреческого астронома Птолемея. В своем труде «Великое математическое построение по астрономии» он высказал предположение, что все небесные тела движутся по кругу, однако он был уверен, что в центре находится Земля, а Солнце, Луна и остальные планеты вращаются вокруг нее. Это заблуждение долгое время воспринималось во всем мире как единственная верная теория.
Переворот в представлениях о строении Вселенной совершил польский астроном Николай Коперник. В своей работе «О вращении небесных сфер», которая увидела свет в 1543 году, он представил убедительные доказательства того, что все небесные тела вращаются вокруг Солнца. После этого труда гелиоцентрическая система мира стала общепринятой концепцией, которая не вызывала сомнений в своей справедливости. Коперник вошел в историю как ученый, который доказал движение планет вокруг Солнца.
Датский астроном Тихо Браге после смерти Коперника продолжил его дело. Он был состоятельным человеком и не жалел денег на оборудование для изучения небесных тел. На своем собственном острове он разместил бронзовые круги, на которых фиксировал результаты наблюдений. Впоследствии его наработки использовал немецкий математик Иоганн Кеплер при выведении трех законов, которыми описывается движение планет вокруг Солнца.
Кеплер привел неоспоримые доказательства вращения шести открытых к тому времени планет вокруг Солнца по эллипсам. Эту теорию развивал и английский ученый Исаак Ньютон. Основываясь на выведенном им законе всемирного тяготения, он объяснил приливы и отливы влиянием Луны.
Влияние модели движения планет вокруг Солнца на структуру и состав Солнечной системы
Солнечная система включает несколько элементов:
Солнце 
Является центром и основным источником энергии. Благодаря сильнейшей гравитации Солнце обеспечивает постоянное расположение планет и их вращение по своим орбитам.
Планеты земной группы
В астрономии Солнечная система делится на два участка – внутренний и внешний. В первую входят четыре планеты, расположенные ближе остальных к Солнцу: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их объединяет наличие горных пород и металлов и вытекающая из этого высокая плотность. Кроме того, планеты скалистого типа отличаются небольшими размерами и массой по сравнению с другими небесными телами Солнечной системы.
Пояс астероидов, который находится за Марсом
По мнению астрономов, время его образования совпадает с периодом формирования Солнечной системы. Образуют пояс космические обломки разных размеров.
Планеты-гиганты
Внешний участок Солнечной системы – это четыре газовых гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Их общими характеристиками являются огромные размеры и низкая плотность, которая объясняется газовым составом. Эта особенность не мешает им обладать мощной гравитацией и удерживать вокруг себя массу спутников. Так, вокруг Юпитера вращается 63 небесных тела. Планеты-гиганты находятся на значительном удалении от Солнца.
Астероидные кольца
Главное кольцо астероидов расположено между внутренним и внешним участками Солнечной системы, в районе Марса и Юпитера. Второе астероидное кольцо называется пояс Койпера и включает Плутон, который раньше считался планетой, а сейчас относится к карликам и является самым крупным объектом пояса Койпера. На сегодняшний день изучено 10 тысяч астероидов в главном кольце, а всего их, по предположениям астрономов более 300 тысяч.
Кометы
Эти небесные объекты изо льда и пыли находятся за вторым астероидным кольцом, в межзвездном пространстве. Иногда они под воздействием гравитации попадают в Солнечную систему и разрушаются, превращаясь в пар и пыль.
Зарождение Солнечной системы
Ясными летними ночами люди с восхищением смотрят на небо, поражаясь огромному количеству звезд. При этом нам видна лишь малая часть огромного количества небесных тел, составляющих Вселенную. Представить себе ее истинные масштабы очень сложно. Существует мнение, что Вселенная бесконечна, человек может изучать ее только в тех пределах, которые предоставляет современное астрономическое оборудование.
Вселенную составляют галактики – скопления звезд.
Солнечная система входит в галактику Млечный Путь, при этом Солнце является одной из миллиардов других звезд. Каждая звезда – это раскаленный газовый сгусток, обладающий собственными характеристиками: яркостью, температурой, размерами, структурой, которая формируется в результате воздействия небесных тел, вращающихся вокруг.
Астрономы считают, что со времени возникновения Солнечной системы прошло 4,5 миллиарда лет.
Рождение новой звезды – длительный процесс. Газопылевая туманность под действием гравитации сжимается до облака, которое затем начинает вращаться и превращается в диск с сосредоточением основного вещества в центре. В ходе гравитационного коллапса центральное уплотнение уменьшается в размерах, а его температура повышается. Когда она достигает десятков миллионов градусов, запускается термоядерная реакция и рождается звезда.
Температура вокруг нее так высока, что рядом могут существовать исключительно твердые тела, одним из которых стала Земля. На значительном удалении от Солнца, где нет больших температур, сформировались газовые гиганты.
Скорость и направление движения планет вокруг Солнца
На протяжении почти 5 млрд лет своего существования Солнце движется по своей галактической орбите. Скорость его перемещения составляет 270 км/с, а полный оборот вокруг центра галактики занимает 226 млн лет. Это значит, что последний раз Солнце находилось на том же месте, что и сейчас, в эпоху динозавров.
Для отслеживания перемещения Солнца используются различные системы отсчета, в том числе связанные с ближайшими звездами. Астрономы полагают, что Солнечная система движется в сторону созвездия Геркулеса с запада на восток по большому кругу небесной сферы – эклиптике. Полный оборот занимает один год.
Одновременно Солнце вращается вокруг собственной оси – один оборот за 22,14 года. Кроме того, как и остальные планеты Солнечной системы, наша звезда движется вокруг общего центра масс.
Солнечную систему составляют восемь планет. До 2006 года девятой считался Плутон, но сейчас он относится к карликам. Каждая планета вращается вокруг своей оси и движется по собственной орбите. Находясь на разных расстояниях от Солнца, все они перемещаются в одном направлении.
Рассмотрим все планеты по мере удаления от светила:
Меркурий – самая маленькая и расположенная ближе всех к Солнцу планета совершает оборот вокруг него за 88 земных суток
Венера – по массе и размерам близка к Земле, однако средняя температура составляет 462 градуса по Цельсию. Год на Венере равен дню: вокруг Солнца она совершает оборот за 224,7 земных суток, а вокруг своей оси – за 223
Земля – оборот вокруг своей оси совершает за 24 часа, вокруг главного светила – за 365 суток
Марс – оборачивается вокруг Солнца за такой же период, что и Земля – 24 часа 37 минут
Юпитер – планета-гигант, поэтому вокруг своей оси делает оборот за 10 часов, при этом ему требуется 10 земных лет, чтобы совершить полный круг по орбите
Сатурн – здесь сутки длятся 10,7 часа, а год – 29,5 земных лет
Уран – оборот вокруг Солнца занимает 84 земных года, или 30 687 дня
Нептун – совершает полный круг по орбите за 164,79 земного года, вокруг своей оси – около 16 часов
Закономерность проста: с удалением от Солнца снижается скорость движения планеты и увеличивается путь, который ей предстоит пройти. Из этого следует, что скорость движения планет Солнечной системы наиболее высока около главного светила и снижается к окраинам. До изменения классификации небесных тел крайней планетой считался Плутон, который движется со скоростью 4,67 км/с.
На скорость перемещения планеты влияет ее конкретное нахождение на той или иной точке орбиты. Самая удаленная точка от Солнца на эллиптической траектории называется перигелий, а самая близкая к нему – афелий. В перигелии линейная скорость движения выше, чем в афелии. Это значит, что планета перемещается по орбите то быстрее, то медленнее.
Период движения Земли и планет вокруг Солнца
Главный пояс астероидов, расположенный в области Марса и Юпитера, тоже перемещается вокруг Солнца. Период обращения составляет от 3,5 до 6 земных лет, направление совпадает с траекторией движения планет.
Законы гравитации одинаковы для всех небесных тел, в том числе для пояса Койпера – второго астероидного кольца, состоящего из карликовых планет и расположенного на краю Солнечной системы. Облако Оорта представляет собой миллиарды ледяных тел, которые также вращаются вокруг главного светила, делая полный оборот за 200 лет. Дальше этих скоплений астероидов действие гравитации не распространяется, здесь проходит своеобразная граница Солнечной системы.
Источник
Вокруг чего вращается Солнце?
Почти все известные нам тела участвуют во вращательном движении. Земля вращается как вокруг собственной оси, так и вокруг Солнца. Луна обращается вокруг Земли и также имеет собственную ось вращения. А вращается ли Солнце, и если да, то вокруг чего?
Наше светило также совершает сразу два вращательных движения. Во-первых, у нее есть своя ось вращения. Интересно, что ось Солнца не перпендикулярна плоскости эклиптики, в которой находятся орбиты планет Солнечной системы, а имеет наклон, равный 7,25°. Ученые до сих пор затрудняются в объяснении причин такого наклона солнечной оси.
Надо понимать, что Солнце не является монолитным твердым телом, а состоит из разогретых газов, поэтому разные участки звезды совершают один оборот вокруг оси за разный период времени. На экваторе этот период вращения составляет 24,47 дней, а на полюсах звезды он возрастает до 38 дней. При этом речь идет о скорости вращения внешних слоев, которые можно наблюдать с Земли. Ядро Солнца может вращаться с совсем другой скоростью. Последние исследования показывают, что солнечное ядро совершает один оборот всего лишь за неделю.
Однако Солнце и вся Солнечная система также вращается вокруг центра нашей галактики, в котором находится черная дыра Стрелец А. Масса этой черной дыры превышает солнечную массу в 4,3 млн раз! Галактическая орбита нашей звезды имеет почти круговую форму. Ее радиус оценивается примерно в 27 тыс. св. лет. Хотя линейная скорость движения Солнечной системы относительно галактического центра составляет 220-240 км/с, один оборот вокруг Стрельца А наша звезда совершает за 225-250 млн лет! Этот период времени называют галактическим годом. Получается, что за всё время своего существования Солнце совершило лишь 18-19 полных оборотов вокруг центра галактики.
Список использованных источников
Источник
О вращении небесных тел
На анимации показано движение тел в Солнечной системе относительно Земли.
В центре Земля. Вокруг нее вращается Солнце. Вокруг Солнца вращаются сиреневая Венера и красный Марс. Остальные тела Солнечной системы не показаны дабы не усложнять картинку. Анимация просчитана и спрограммирована математически на основе данных о средних расстояниях между Солнцем, Землей, Марсом и Венерой, и данных о периодах их вращения.
О том, что Земля в центре мироздания говорит еще учение Птолемея. Но у него есть одно очень коренное отличие от предложенной схемы — он предполагал, что Солнце и планеты вращаясь вокруг Земли, также одновременно вращаются вокруг некой пустой точки, находящейся на орбите вокруг Земли. Такое движение планет напоминает движение спутников планет в современном представлении. Например, спутники Юпитера вращаются вокруг Юпитера, но вместе с Юпитером также вращаются вокруг Солнца. Но одно дело вращаться вокруг некоего массивного тела, а другое — вокруг пустоты.
Также в Птолемеевой схеме непонятен еще один вопрос. Меркурий, Венера и Солнце по Птолемею находятся на разных небесных сферах, то есть на разном расстоянии от Земли. Следовательно их скорость вращения разная и в разные моменты времени они на небесном своде должны занимать самые разнообразные взаимные положения. Но наблюдается иное. Меркурий на небе никогда не отдаляется от Солнца, потому и видеть его можно только кратковременно перед восходом Солнца, когда он уже взошел, а Солнце еще нет, или после захода Солнца, когда Солнце уже скрылось, а он еще нет. Аналогичное можно сказать и о Венере, хотя Венера все-таки уходит от Солнца на более значительное расстояние. Это говорит о том, что Меркурий и Венера связаны с Солнцем, то есть вращаются вокруг Солнца.
На анимации это так и есть. Венера вращается вокруг Солнца. Но тем не менее она вращается и вокруг Земли, поскольку само Солнце вращается вокруг Земли. Разумеется, и другие планеты вращаются вокруг Солнца, но Земля оказывается внутри их орбит, поэтому они могут занимать на небе самые разные положения относительно Солнца.
Данная схема представляет некий компромисс между учением Птолемея — геоцентрической моделью — и современным учением Коперника — гелиоцентрической моделью. У Птолемея Солнце и планеты вращаются вокруг Земли, на схеме также. Согласно современному учению планеты вращаются вокруг Солнца, на схеме также. Все кроме Земли.
Схема эта придумана не автором статьи. Называется она геогелиоцентрической, одним из ее авторов является Тихо Браге. В части описания движения планет эта схема ничем не отличается от гелиоцентрической и все уравнения движения Солнца и планет в этих схемах совпадают. Разнятся лишь системы отсчета. В первом случае система отсчета связана с Землей, во втором с Солнцем. Но эта схема устраняет сразу оба затруднения Птолемеевой модели.
Касаемо Птолемеевского вращения планет вокруг пустоты и вращения планет вокруг Солнца в данной схеме, то зачем вообще введено это вращение? А иначе никак не объяснить обратное (попятное) движение планет относительно звезд. В течении большего времени планета движется прямо. При этом на звездном небе планета каждую ночь смещается относительно звезд на восток по сравнению с ее положением в предыдущую ночь. Но в тот период времени когда планета наиболее близко подходит к Земле она изменяет свое перемещение относительно звезд на противоположное — на запад. Такой зигзаг в движении назван Птолемеевой петлей и ничем иным кроме кругового движения на орбите объяснен быть не может.
На анимации показана траектория движения Марса относительно Земли по геогелиоцентрической модели. Она является суммарной траекторией его движения вокруг Солнца и движения Солнца вокруг Земли. Как видно она совершенно отличается от круговой орбиты. Очень хорошо видна та самая Птолемеева петля. Проходя ее Марс при взгляде с Земли меняет направление своего движения на противоположное.
Как видим попятное движение планет можно прекрасно объяснить и в модели с неподвижной Землей, при этом не прибегая к Птолемеевскому вращению вокруг пустоты.
По Тихо Браге Земля абсолютно неподвижна. Но Браге только один из подвижников этой модели. У других ее сторонников было также мнение, что Земля, покоясь в центре мироздания, все-таки обращается вокруг собственной оси. Что на это говорит Библия? Псалом 103 — «Ты поставил землю на твердых основах: не поколеблется она во веки и веки». Покоятся ОСновы Земли, то есть земная ОСь. Она неподвижна, но Земля вполне может на ней вращаться. Вращение тела вокруг оси не является колебательным движением этого тела. А вот круговое движение тела вокруг другого тела является суммой двух взаимноперпендикулярных колебаний. Поэтому обращается Земля вокруг оси или нет неважно — в любом случае это не противоречит Библейскому постулату, говорящему «не поколеблется».
Надо отметить — древние знали, что в какой-то период истории человечества возобладает ошибочное мнение, что Солнце неподвижно. Здесь надо вспомнить ветхозаветный эпизод, когда Иисус Навин остановил Солнце. «Стояло солнце среди неба и не спешило к западу почти целый день». В этом деле очень плохую роль сыграла католическая церковь, когда сожгла на костре Бруно, преследовала Галилея и другое. Но церковь по другому не умеет и своими действиями лишь укрепила ошибочное мнение. Но по Навину Солнце возобновило свой ход, стало быть период заблуждения человечества скоро пройдет и Солнце вернется на круги своя.
Источник