uabooks.top » Csillagászat » 5. A bolygók látszólagos mozgása
Інформація про новину
  • Переглядів: 136
  • Дата: 17-06-2020, 03:12
17-06-2020, 03:12

5. A bolygók látszólagos mozgása

Категорія: Csillagászat




1. Ptolemaiosz világrendszere. A régmúltban öt, a csillagokhoz hasonló, de azoknál sokkal fényesebb égitest volt ismert, amelyek azzal együtt, hogy, akár a csillagok, részt vesznek az égbolt napi forgásában, saját látható mozgással is rendelkeznek. Az ókori görögök ezeket az égitesteket planétáknak nevezték (a görög TtA-avrixcg - bolygók szóból). Szabad szemmel a következő bolygók láthatók: Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter és Szaturnusz.

A bolygók az égbolton az ekliptika közelében helyezkednek el, de ellentétben a Nappal és a Holddal, időközönként megváltoztatják mozgásuk irányát. A csillagok között általában nyugatról kelet felé mozognak (akárcsak a Nap és a Hold) - ez a direkt (prográd) mozgás. Azonban minden bolygó mozgása egy bizonyos időben lelassul, megáll és keletről nyugat felé kezd mozogni - ez a retrográd mozgás. Majd az

égitest újra megáll és újrakezdi a direkt mozgását. Ezért minden bolygó látszólagos mozgása az égbolton - bonyolult, hurokszerű görbe. Ez a mozgáspálya ciklikusan változik, amely során a bolygó a csillagok között nagyjából a korábbi helyére tér vissza (1.13. ábra).

A bolygók mozgása sokáig érthetetlen és talányos jelenség volt, amely később Kopernikusz elméletében kapott helyes és egyszerű magyarázatot.

Azonban az i. sz. II. században Klaudiosz Ptolemaiosz kidolgozta a világ geocentrikus elméletét, amely lehetővé tette a bolygók csillagokhoz viszonyított helyzetének sok évre előre történő kiszámítását és a nap-, valamint holdfogyatkozások előrejelzését.

Elődei és saját megfigyeléseit felhasználva Ptolemaiosz felépítette a Nap, a Hold, a bolygók mozgásának elméletét és feltételezte, hogy az összes égitest a világmindenség a golyóhoz hasonló formájú, mozdulatlan Föld körül kering.

Ahogy egyre több megfigyelési adat gyűlt össze a bolygók mozgásáról, úgy vált egyre bonyolultabbá Ptolemaiosz elmélete (különböző sugarú, hajlásszögű, sebességű pótlólagos köröket vezettek be), ami nemsokára túlontúl nehézkessé és valótlanná tette.

2. Kopernikusz világrendszere. A XVI. században Nikolausz Kopernikusz lengyel tudós elvetve a Föld mozdulatlanságának dogmatikus elméletét, azt a közönséges bolygók közé sorolta. Rámutatott, hogy a Föld - a Naptól számított harmadik bolygó -, akárcsak a többi társa, a Nap körül mozog és egyidejűleg a saját tengelye körül forog. Kopernikusz heliocentrikus elmélete nagyon egyszerű magyarázatot adott a bolygók hurokmozgására. Az 1.13. és 1.14. ábrákon a Marsnak a Földről megfigyelt mozgása látható az égbolton. Az égbolton azonos számok jelzik a Mars, a Föld és a Mars pályájának pontjait az égbolton megegyező időpontokban.

Ptolemaiosz heliocentrikus elmélete nem tette lehetővé a bolygók távolságának meghatározását. Kopernikusz heliocentrikus elmélete nyújtott első ízben módot arra, hogy kiszámíthatóak legyenek a Naprendszer arányai a földpálya sugarának csillagászati hosszegységül való alkalmazása által.

Kopernikusz 1543-ban, nem sokkal a tudós halála előtt megjelent fő műve, Az égi pályák körforgásairól című hatkötetes könyvének megírására 20 év komoly munkáját szentelte. A csillagász tevékenységének forradalmisága abban rejlik, hogy a Naprendszer felépítésének új szemléletével elválaszthatatlanul összefügg a Föld, és ezzel együtt az ember helye a Világegyetemben. A Kopernikusz által kifejtett világkép egyszerűsége és realitása gyor-

san támogatókra talált. Kopernikusz elmélete a fejlődést fékező, elavult és skolasztikus nézetek feladására késztette a tudományt. Azonban a csillagász maga is bizonyos meggyőződések foglya maradt. Például nem tudta feladni azt az elképzelését, hogy a bolygók egyenletesen mozognak a körpályákon.

Galileo Galilei kiemelkedő olasz tudós megerősítette Kopernikusz elméletét a saját, távcső segítségével végzett felfedezései révén. Kiderítette, hogy a Holdon hegyek és kráterek vannak, felfedezte a Vénusz fázisait, a Jupiter négy holdját és azt, hogy a Tejút nem pusztán fény az égen: gyenge fényű csillagokból áll, amelyek szabad szemmel nem láthatók.

Johannes Kepler, felfedezve a bolygók mozgástörvényeit, továbbfejlesztette Kopernikusz elméletét, és tények alapján bizonyította, hogy a bolygók ellipszispályán, nem egyenletesen mozognak.

Isaac Newton 1687-ben felfedezte az általános tömegvonzás törvényét, ami lehetővé tette, hogy képletek formájában fejezzék ki a bolygók mozgásának elméletét, és véglegesen lemondjanak a nehézkes geometriai szerkezetekről.

3. A bolygók konfigurációi és láthatóságuk feltételei. A

bolygók konfigurációján a bolygók, a Föld és a Nap jellegzetes kölcsönös elhelyezkedését értik. A konfigurációk eltérőek az alsó bolygók (amelyek pályái közelebb vannak a Naphoz, mint a Föld pályája) és a felső bolygók (amelyek pályái a Föld pályáján túl találhatók) esetében.

Az alsó bolygókkal kapcolatban megkülönböztetik az együttállást (konjunkciót) és az elongációt (1.15. ábra). Alsó együttállásban a bolygó legközelebb van a Földhöz, a felsőben — legtávolabb. Elongáció esetében a szög a Földről a Nap iránya és az alsó bolygó iránya között hegyes marad. A bolygók pályáinak elliptikus volta miatt a maximális elongáció értéke nem állandó. A Vénusz esetében 45°-tól 48°-ig terjed, a Merkúr esetében - 18°-tól 28°-ig. Egyik bolygó sem mozdul el távolra a Naptól, ezért éjszaka nem láthatók. A reggeli és az esti láthatóságuk időtartama a Vénusz esetében nem haladja meg a négy, a Merkúr esetében pedig a másfél órát. A Merkúr néha teljességgel láthatatlan, mivel a világos napszakban kel és nyugszik.

Megkülönböztetik a keleti és a nyugati elongációt. Keleti elongációban a bolygó este, naplemente után figyelhető meg, nyugatiban - hajnalban, napkelte előtt. A felső bolygókra (1.16. ábra) másféle konfigurációk jellemzők.

Ha a Föld a bolygó és a Nap között helyezkedik el, akkor ezt a konfigurációt szembenállásnak nevezzük. Ez a konfiguráció a legkedvezőbb a bolygó megfigyelésére, mivel a bolygó ilyenkor van legközelebb a Földhöz, a megvilágított félgömbjével fordul feléje, és az égen a Nappal szemben helyezkedvén el, éjfél körül van a felső kulminációban. Megemlítendő, hogy a külső bolygók esetében nincs alsó együttállás, ezért nem szükséges felsőnek nevezni az együttállást. Ha a Földtől a külső bolygó és a Nap felé mutató irány 90°-ot tesz ki, akkor azt mondják, hogy a bolygó kvadratúrában van. Megkülönböztetik a nyugati és a keleti kvadratúrát. A nyugati kvadratúra konfigurációjában a bolygó éjfél körül nyugszik, a keletiben -éjfél körül kel. A bolygók konfigurációinak pillanatait és láthatóságuk feltételeit évente közlik a csillagászati kézikönyvek és évkönyvek.

4. A bolygók forgásának sziderikus és szinodikus periódusai.

Azt az időtartamot, amely alatt a bolygó egy teljes fordulatot tesz meg a Nap körül a csillagok közötti pályáján, a bolygó csillag- vagy sziderikus keringési periódusának nevezzük.

A bolygók azonos konfigurációi pályáik különböző pontjaiban következnek be.

A bolygók két azonos konfigurációja közötti időtartamot a bolygó szinodikus keringési periódusának nevezzük.

Ez különbözik a sziderikus periódustól.

A szinodikus periódus két egymást követő együttállás (szembenállás) közötti periódus.

Kopernikusz elmélete lehetővé teszi a bolygók keringésének szinodikus és sziderikus periódusai közötti kölcsönös összefüggés feltárását.

Tegyük fel, hogy T — a bolygó keringésének sziderikus periódusa, T0 — a Föld keringésének sziderikus periódusa (csillagév); S — a bolygó forgásának szinodikus periódusa. Annak az ívnek a középértékét, amelyet a bolygó egy nap alatt megtesz, n közepes elmozdulásnak nevezzük, ami n = 360°/Т-vei egyenlő, a Föld közepes elmozdulása pedig n0 = 360°/T0. A belső bolygók esetében T < T0 és n > n0.

Ezeknek a bolygóknak az azonos együttállásai (például az alsó együttállások az 1.17. ábrán) S szinodikus keringési periódusban következnek be, amely alatt

Az utóbbi egyenletek megadják a bolygók keringése szinodikus periódusainak átlagértékét. Ezeknek az egyenleteknek a segítségével a bolygó megfigyelt szinodikus keringési periódusa alapján könnyű kiszámítani a Nap körüli keringésének sziderikus periódusát.

KÉRDÉSEK A TANULTAKHOZ

1. Mi a ptolemaioszi világrend fő hiányossága?

2. Miben rejlik Kopernikusz nézeteinek forradalmisága? Milyen jelentőségű elveinek szerepe a csillagászatban?

3. Hogyan bizonyította Galilei Kopernikusz elméletét?

4. Mit jelent a bolygók retrográd mozgása? Hogyan magyarázható a heliocentrikus elmélet segítségével a bolygók hurokmozgása?

5. Mit értünk a bolygók konfigurációján? Milyen konfigurációban lehetnek a külső és a belső bolygók?

 

Ez a csillagászat tankönyve 11. évfolyamának anyaga Szirotyuk, Mirosnicsenko

 





^