З найдавніших часів людство цікавили видимі руху небесних тіл: Сонця, Місяця і зірок. Важко уявити собі розміри Всесвіту. Наша власна Сонячна система здається занадто великою, що простягнулися більш ніж на 4 трильйони миль від Сонця. А тим часом Сонце – це лише одна сота мільярда від інших зірок, які складають галактику Чумацький Шлях.

Чумацький Шлях

Сама галактика являє собою величезне колесо, яке обертається, газу, пилу і більше 200 мільярдів зірок. Між ними тягнуться трильйони миль порожнього простору. Сонце закріпилося на околиці галактики, за формою, що нагадує спіраль: зверху Чумацький Шлях виглядає як величезний обертовий ураган з зірок. Порівняно з розмірами галактика, Сонячна система надзвичайно мала. Якщо уявити, що Чумацький Шлях величиною з Європи, то Сонячна система буде не більше за розмірами, ніж волоський горіх.

Сонячна система

Сонце і його 9 планет - супутників розкидані в одному напрямку від центру галактики. Як планети звершують оберти навколо своїх зірок, так само і зірки обертаються навколо галактик. Сонцю знадобиться близько 200 мільйонів років при швидкості 588000 миль в годину для того, щоб зробити повний оборот навколо цієї галактичної каруселі. Нічим особливим наше Сонце не відрізняється від інших зірок, крім того, що у нього є супутник, планета під назвою Земля, населена життям. Навколо Сонця по своїх орбітах обертаються планети і небесні тіла поменше, які називаються астероїдами.

Перші спостереження світил

Людина спостерігає видимі рухи небесних тіл і космічні явища вже як мінімум 10000 років. Вперше записи у літописах про небесних тілах з'явилися в древньому Єгипті та Шумері. Єгиптяни вміли розрізняти на небі три типи тел: зірки, планети і зірки з хвостами". Тоді ж були виявлені небесні тіла: Сатурн, Юпітер, Марс, Венера, Меркурій і, звичайно, Сонце, і Місяць. Видимі рухи небесних тіл - це споглядаємо з Землі пересування цих об'єктів відносно системи координат, незалежно від добового обертання. Даний рух космічних тіл - їх рух у космічному просторі, що визначається діючими на ці тіла силами.

Видимі галактики

Дивлячись у нічне небо, можна побачити нашу найближчу сусідку - галактику Андромеду - у вигляді спіралі. Чумацький шлях, незважаючи на його розміри, всього лише одна з 100 мільярдів галактик в космосі. Без використання телескопа можна побачити три галактики і частина нашої. Дві з них мають назви Велика і Мала Магелланова хмара. Вперше вони були побачені в південних водах в 1519 році експедицією португальської дослідника Магеллана. Ці невеликі галактики звершують оберти навколо Чумацького шляху, тому є нашими найближчими космічними сусідами. Третя видима із Землі галактику, Андромеда, віддалена від нас приблизно 2 мільйонами світлових років. Це означає, що зоряний світ Андромеди проходить мільйони років, щоб наблизитися до нашої Землі. Таким чином, ми споглядаємо цю галактику такою, якою вона була 2 мільйони років тому.
Крім цих трьох галактик вночі можна побачити частину Чумацького шляху, представленого безліччю зірок. На думку давніх греків, ця група зірок – молоко з грудей богині Гери, звідси і походить назва.

Видимі планети з Землі

Планети – це небесні тіла, що обертаються навколо Сонця. Коли ми спостерігаємо Венеру, що світиться у небі, то це відбувається від того, що вона висвітлюється Сонцем і відбиває частина сонячного світла. Венера – це Вечірня зірка або Ранкова зірка. Люди називають її по-різному, тому що ввечері і вранці вона знаходиться в різних місцях. Як планета Венера обертається навколо Сонця і змінює своє місцезнаходження. Протягом доби відбувається видимий рух небесних тел. Система небесних координат не тільки допомагає розібратися в розташування світил, але і дозволяє складати зоряні карти, орієнтуватися в нічному небі по сузір'ях і вивчати поведінку небесних об'єктів.

Закони руху планет

Поєднуючи воєдино спостереження та теорії про рух небесних тіл, люди вивели закономірності нашої галактики. Відкриття учених допомогли розшифрувати видимі рухи небесних тел. Закони руху планет, відкриті Іоганном Кеплером, були одними з перших астрономічних законів. Німецький математик і астроном став першовідкривачем даної теми. Кеплер, вивчивши роботи Коперника, обчислив для орбіт найкращу форму, яка б роз'яснювала видимі рухи небесних тіл – еліпс, і довів закономірності пересування планет, відомі в науковому світі як закони Кеплера. Два з них характеризують рух планети по орбіті. Вони свідчать:

Кожна планета обертається по еліпсу. В одному з фокусів його присутній Сонце.

Кожна з них пересувається в площині, що проходить крізь середину Сонця, при цьому за однакові періоди радіус-вектор між Сонцем і планетою, окреслює рівновеликі площі.

Третій закон з'єднує орбітальні дані планет в межах системи.

Нижні та верхні планети

Вивчаючи видимі рухи небесних тіл, фізика підрозділяє їх на дві групи: нижні, куди відносяться Венера, Меркурій, і верхні - Сатурн, Марс, Юпітер, Нептун, Уран і Плутон. Пересування цих небесних тіл у сфері відбувається по-різному. В процесі спостерігається переміщення нижніх планет у них відзначається зміна фаз як у Місяця. При переміщенні верхніх планет можна помітити, що зміна фаз у них не відбувається, вони постійно звернені до людей своєю світлою стороною.
Земля, нарівні з Меркурієм, Венерою і Марсом, належить до групи так званих внутрішніх планет. Вони звершують оберти навколо Сонця внутрішніми орбітами, на відміну від великих планет, які обертаються зовнішніми орбітами. Наприклад, Меркурій, який в 20 разів менше Землі, обертається навколо Сонця по крайней внутрішній орбіті.

Комети і метеорити

Навколо Сонця крутяться, крім планет, ще мільярди крижаних брил, що складаються із замерзлого твердого газу, дрібного каменю і пилу, – комети, якими заповнена Сонячна система. Видимі рухи небесних тіл, представлені кометами, можна побачити тільки тоді, коли вони наближаються до Сонця. Тоді їх хвіст починає горіти і світиться у небі. Найзнаменитіша з них – комета Галлея. Кожні 76 років вона сходить зі своєї орбіти і наближається до Сонця. У цей час її можна спостерігати з Землі. Ще в нічному небі можна споглядати метеорити у вигляді летючих зірок – це згустки матерії, які рухаються по Всесвіту з величезною швидкістю. Коли вони потрапляють в поле тяжіння Землі, майже завжди згоряють. З-за надзвичайної швидкості і тертя з повітряною оболонкою Землі метеорити розжарюються і розпадаються на дрібні частинки. Процес їх згоряння можна спостерігати у нічному небі у вигляді світної стрічки. Навчальна програма з астрономії описує видимі рухи небесних тел. 11 клас вже ознайомлений з закономірностями, за якими відбувається складний рух планет, зміною місячних фаз і законами затемнень.