1 Jaki jest Wszechświat? Od najmłodszych lat posługujemy się terminem KOSMOS. Lubimy gry komputerowe czy filmy, których akcja rozgrywa się w Kosmosie, na przykład Gwiezdne Wojny. Znamy takie słowa, jak gwiazda, planeta, satelita, kometa. Ale czy tak naprawdę rozumiemy wszystkie te nazwy? Poznawanie Kosmosu zaczniemy od wyjaśnienia podstawowych terminów. 1.1. Co to jest Wszechświat? Wyjaśnienie pojęcia WSZECHŚWIAT nie jest proste. Rozumiemy go jako całość materialnego bytu wszystkie istniejące formy materii i energii. Materia we wszechświecie jest zgromadzona w gwiazdach, planetach, satelitach, planetoidach i innych obiektach, które nazywamy ciałami niebieskimi. Tworzą one wielkie skupiska zwane galaktykami. Trudno określić, ile jest galaktyk. W poznawalnej części Kosmosu ich ilość szacuje się na sto miliardów. Wiek Wszechświata ocenia się na około 14 miliardów lat. Moment, w którym powstał, nazywamy Wielkim Wybuchem. 8! Pamiętaj! Terminy WSZECHŚWIAT i KOSMOS w naukach przyrodniczych oznaczają to samo.
Jakie ciała niebieskie znajdują się w Kosmosie? Gwiazdy gazowe ciała niebieskie świecące własnym światłem. Najbliższą Ziemi gwiazdą jest Słońce wielka kula gazowa, która dostarcza nam światła i ciepła. Planety ciała niebieskie krążące wokół gwiazdy; nie świecą własnym światłem. Ziemia jest jedną z planet krążących wokół Słońca. Naturalne satelity ciała niebieskie krążące wokół planet. Naturalnym satelitą Ziemi jest Księżyc, który podobnie jak nasza planeta jest oświetlany przez zez Słońce. Planetoidy znacznie mniejsze od planet ciała niebieskie krążące wokół Słońca. Planetoidy mogą mieć średnicę od kilku do 1000 metrów; często mają nieregularne kształty. Meteoroidy okruchy skalne o różnych rozmiarach poruszające się w Kosmosie. Meteoroidy, które wtargną w atmosferę ziemską, spalają się. Widoczne wówczas smugi światła to meteory, potocznie nazywane spadającymi gwiazdami. Gdy meteor spadnie na Ziemię, nazywamy go meteorytem. Komety małe ciała niebieskie z charakterystycznym świecącym warkoczem, krążące wokół gwiazdy. Najbardziej znaną kometą jest kometa Halleya. Pojawia się ona w pobliżu Ziemi mniej więcej co 76 lat. Ostatnio można ją było obserwować w 1986 roku. 9 006_053_dzial_1_indeks.indd 9 14-08-11 14:49
1.2. Jak duży jest Wszechświat? Na pewno nieraz, patrząc nocą w bezchmurne niebo, zastanawialiście się, jak duży jest Wszechświat. Odpowiedź na to pytanie jest wielką zagadką, którą badacze Kosmosu starają się rozwiązać od wieków. Co raz odkrywają w nim nowe tajemnice. Wszechświat jest ogromny i się rozszerza. Nie można też określić jego granic. O tym, jak wielki jest Kosmos, świadczą odległości do ciał niebieskich, które obserwujemy gołym okiem z powierzchni Ziemi, a także do tych, które można oglądać przez teleskopy. Astronomowie potrafią obliczyć odległości do najdalszych obiektów w Kosmosie i w ten sposób określić rozmiary, które możemy poznać przy obecnym stanie wiedzy i techniki. ciekawostka Dzisiejszy poziom techniki pozwala na odkrywanie coraz to nowych tajemnic Wszechświata. Ułatwia to fakt, że obserwacje ciał niebieskich i zjawisk zachodzących w Kosmosie mogą prowadzić zarówno naukowcy w swoich stacjach badawczych, jak i amatorzy, miłośnicy astronomii korzystający z komputerowych programów astronomicznych. Aleksander Wolszczan, polski astronom pracujący w USA; w 1992 roku odkrył pierwszy pozasłoneczny układ planetarny. Maciej Małkowski i Piotr Tylenda, uczniowie X Liceum Ogólnokształcącego z Zespołu Szkół im. prof. Stefana Banacha w Toruniu; odkryli w 2007 roku dwie nowe asteroidy. 10
1.3. Odległości w Kosmosie Co już umiemy? W pobliżu szkoły Ewa i Michał mierzą odległość między dwiema latarniami. Jakie znasz inne sposoby określania odległości w terenie? Potrafimy mierzyć odległości w terenie i posługiwać się jednostkami miary. Są to przeważnie metry i kilometry. A w jakich jednostkach mierzymy odległości w Kosmosie? W Kosmosie najmniejsze odległości wyrażamy w kilometrach, na przykład odległość z Ziemi do Księżyca wynosi 384 400 km, a do Słońca około 150 000 000 km. Większe odległości w Kosmosie podajemy na przykład w minutach, godzinach, dniach, miesiącach i latach świetlnych. Odległości do najdalszych obiektów we Wszechświecie wyrażamy w tysiącach, milionach, a nawet miliardach lat świetlnych, pamiętając, że światło przebywa 300 tys. km w czasie 1 sekundy. Na przykład odległość do najdalszych gwiazd widocznych z Ziemi gołym okiem wynosi około 2000 lat świetlnych. Oznacza to, że światło wysłane przez te gwiazdy potrzebuje 2000 lat, aby dotrzeć do Ziemi. Odległość z Ziemi do obiektów we Wszechświecie w jednostkach świetlnych! Pamiętaj! Rok świetlny to odległość, jaką światło przebywa w Kosmosie w ciągu roku. Słońce Pluton Proxima Centauri gwiazda znajdująca się najbliżej Słońca najdalsze gwiazdy widoczne gołym okiem najbliższa nam galaktyka w Andromedzie najdalsze rejony Wszechświata dostępne dla obserwacji 8 minut 20 sekund 5 godzin 29 minut 4,28 lat ok. 2000 lat 2,4 miliona lat 13 miliardów lat 11
? 1.4. Co widzimy na niebie z powierzchni Ziemi? Ludzie od zawsze obserwowali niebo, a na nim gwiazdy, które układają się w zbiory tworzące rozmaite kształty. Są to gwiazdozbiory, którym nadano różne nazwy. Mamy więc gwiazdozbiór Lwa, Raka, Łabędzia i wiele, wiele innych. Nie z każdego miejsca na Ziemi możemy obserwować te same gwiazdozbiory. Na przykład mieszkańcy półkuli południowej nie zobaczą Wielkiej i Małej Niedźwiedzicy czy Gwiazdy Polarnej, które można obserwować na półkuli północnej. Gwiazdę Polarną mieszkańcy półkuli północnej od wieków wykorzystują do wyznaczania kierunku północnego i do orientacji w terenie. Niebo, które widzimy z naszego miejsca obserwacji, to sklepienie niebieskie. Ma ono kształt półkuli rozpostartej nad widnokręgiem i jest częścią sfery niebieskiej, która otacza Ziemię. To na niej właśnie obserwujemy gwiazdy, planety i inne ciała niebieskie. Co już umiemy? Ewa i Michał odnaleźli na niebie Wielki i Mały Wóz. Przypomnij, w jaki sposób znajdą Gwiazdę Polarną? Jak inaczej można wyznaczyć kierunek północny i pozostałe kierunki świata? Które ciała niebieskie możesz obserwować na sklepieniu niebieskim w dzień, a które w nocy? sfera północna nieba 12 północny biegun niebieski biegun północny biegun południowy równik niebieski nadir zenit obserwator równik ziemski oś obrotu Ziemi sfera południowa nieba południowy biegun niebieski! Pamiętaj! Sfera niebieska to powierzchnia wyobrażonej kuli, w której środku znajduje się Ziemia. Dla obserwatora na półkuli północnej jest widoczna tylko połowa sfery niebieskiej i znajdujące się na niej ciała niebieskie.
doświadczenie Rozpoznajemy gwiazdozbiory Co będzie potrzebne? mapa nieba dla danego miesiąca Jak to zrobić? 1. Na obserwację nieba wybierz bezchmurną noc i miejsce z daleka od miejskich świateł. 2. Umieść nad głową mapę i zorientuj ją skieruj mapę tak, aby kierunek północny na mapie pokrył się z kierunkiem północnym w rzeczywistości. 3. Porównaj układ gwiazd w rzeczywistości z mapą i rozpoznaj najlepiej widoczne gwiazdozbiory. 4. Zanotuj ich nazwy i zapisz, po której stronie nieba się one znajdują. Powtórzenie podsumowanie np. w latach świetlnych. wchodzą gwiazdy, planety, planetoidy i inne ciała niebieskie. gwiazdy, Księżyc, planety i inne ciała niebieskie oraz zjawiska astronomiczne. gwiazdozbiorami. Mapy nieba sporządzane dla poszczególnych miesięcy, a nawet dni i godzin ułatwiają ich rozpoznanie na niebie. Znajdziesz je na stronach internetowych poświęconych astronomii. zadania domowe 1. Wyjaśnij własnymi słowami, jak rozumiesz pojęcie Wszechświat. 2. Wymień nazwy znanych ci ciał niebieskich, które znajdują się w Kosmosie i określ charakterystyczną cechę każdego z nich. 3. Na podstawie mapy nieba północnego lub odpowiednich stron internetowych (np. www.wiw.pl) podaj nazwy kilku gwiazdozbiorów. Zaobserwuj je na sklepieniu niebieskim. 4. Odszukaj w internecie wiadomości o najnowszych odkryciach w Kosmosie i przygotuj krótką notatkę na ten temat. Adres przydatnej witryny internetowej: www.astronomia.pl. 13