Երկնային մարմինների ակնհայտ և իրական շարժումը. Երկնային մարմինների շարժման օրենքները և Արեգակնային համակարգի կառուցվածքը

Հին ժամանակներից մարդկությանը հետաքրքրում էր երկնային մարմինների՝ Արևի, Լուսնի և աստղերի տեսանելի շարժումները: Դժվար է պատկերացնել Մեր սեփական արեգակնային համակարգը չափազանց մեծ է թվում՝ Արեգակից ավելի քան 4 տրիլիոն մղոն հեռավորության վրա: Մինչդեռ Արևը միլիարդավոր աստղերի միայն հարյուրերորդն է, որոնք կազմում են Ծիր Կաթին գալակտիկան:

Ծիր Կաթին

Գալակտիկան ինքնին հսկայական անիվ է, որը պտտվում է՝ կազմված գազից, փոշուց և ավելի քան 200 միլիարդ աստղից: Նրանց միջև ընկած են տրիլիոնավոր մղոններով դատարկ տարածություն: Արևը խարսխված է գալակտիկայի ծայրամասում՝ պարույրի ձևով. վերևից Ծիր Կաթինը կարծես աստղերի հսկայական պտտվող փոթորիկ լինի: Համեմատած գալակտիկայի չափերի հետ՝ Արեգակնային համակարգը չափազանց փոքր է։ Եթե ​​պատկերացնենք, որ Ծիր Կաթինը Եվրոպայի չափն է, ապա Արեգակնային համակարգն իր չափերով ավելի մեծ չի լինի, քան ընկույզը:

Արեգակնային համակարգ

Արեգակը և նրա 9 արբանյակային մոլորակները ցրված են գալակտիկայի կենտրոնից մեկ ուղղությամբ։ Ինչպես մոլորակները պտտվում են իրենց աստղերի շուրջ, այնպես էլ աստղերը պտտվում են գալակտիկաների շուրջ:

Արեգակից մոտ 200 միլիոն տարի կպահանջվի ժամում 588,000 մղոն արագությամբ այս գալակտիկական կարուսելի շուրջ պտույտն ավարտելու համար: Մեր Արևը ոչնչով չի տարբերվում մյուս աստղերից, բացի նրանից, որ ունի արբանյակ՝ Երկիր կոչվող մոլորակ, որը բնակեցված է կյանքով: Մոլորակները և ավելի փոքր երկնային մարմինները, որոնք կոչվում են աստերոիդներ, պտտվում են Արեգակի շուրջ իրենց ուղեծրով:

Լուսավորների առաջին դիտարկումները

Մարդը դիտում է երկնային մարմինների տեսանելի շարժումները և տիեզերական երևույթները առնվազն 10000 տարի։ Առաջին անգամ երկնային մարմինների մասին արձանագրություններ հայտնվեցին տարեգրության մեջ Հին Եգիպտոսև Շումերը։ Եգիպտացիները երկնքում կարողացան տարբերել երեք տեսակի մարմիններ՝ աստղեր, մոլորակներ և «պոչով աստղեր»։ Միևնույն ժամանակ հայտնաբերվեցին երկնային մարմիններ՝ Սատուրնը, Յուպիտերը, Մարսը, Վեներան, Մերկուրին և, իհարկե, Արևն ու Լուսինը: Երկնային մարմինների տեսանելի շարժումները Երկրից ընկալվող այս օբյեկտների շարժումն է կոորդինատային համակարգի նկատմամբ՝ անկախ ամենօրյա պտույտից։ Իրական շարժումը նրանց շարժումն է արտաքին տարածության մեջ, որը որոշվում է այդ մարմինների վրա ազդող ուժերի կողմից:

Տեսանելի գալակտիկաներ

Նայելով գիշերային երկնքին՝ դուք կարող եք տեսնել մեր ամենամոտ հարևանին՝ պարույրի տեսքով: Ծիր Կաթինը, չնայած իր չափերին, տիեզերքում գտնվող 100 միլիարդ գալակտիկաներից ընդամենը մեկն է: Առանց աստղադիտակ օգտագործելու, դուք կարող եք տեսնել երեք գալակտիկաներ և մեր մի մասը: Դրանցից երկուսը կոչվում են Մագելանի մեծ և փոքր ամպեր: Նրանք առաջին անգամ տեսել են հարավային ջրերում 1519 թվականին պորտուգալացի հետախույզ Մագելանի արշավախմբի կողմից։ Այս փոքրիկ գալակտիկաները պտտվում են շուրջը Ծիր Կաթինհետևաբար, մեր ամենամոտ տիեզերական հարևաններն են:

Երկրից տեսանելի երրորդ գալակտիկան՝ Անդրոմեդան, գտնվում է մեզնից մոտավորապես 2 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա։ Սա նշանակում է, որ Անդրոմեդայի աստղային լույսը միլիոնավոր տարիներ է պահանջում մեր Երկրին ավելի մոտենալու համար: Այսպիսով, մենք պատկերացնում ենք այս գալակտիկան այնպես, ինչպես այն եղել է 2 միլիոն տարի առաջ:

Բացի այս երեք գալակտիկաներից, գիշերը կարող եք տեսնել Ծիր Կաթինի մի մասը, որը ներկայացված է բազմաթիվ աստղերով: Ըստ հին հույների՝ աստղերի այս խումբը Հերա աստվածուհու կրծքից կաթ է, այստեղից էլ՝ անվանումը։

Տեսանելի մոլորակներ Երկրից

Մոլորակները Արեգակի շուրջը պտտվող երկնային մարմիններ են: Երբ մենք դիտարկում ենք Վեներան, որը փայլում է երկնքում, դա պայմանավորված է նրանով, որ այն լուսավորված է Արևի կողմից և արտացոլում է մի մասը: արևի լույս. Վեներան է Երեկոյան աստղկամ Առավոտյան աստղ: Մարդիկ դա այլ կերպ են անվանում, քանի որ այն տարբեր վայրերում է երեկոյան և առավոտյան:

Ինչպես է Վեներա մոլորակը պտտվում Արեգակի շուրջը և փոխում իր տեղը։ Ողջ օրվա ընթացքում տեղի է ունենում երկնային մարմինների տեսանելի շարժում։ Երկնային կոորդինատների համակարգը ոչ միայն օգնում է հասկանալ լուսատուների գտնվելու վայրը, այլև թույլ է տալիս կազմել աստղային քարտեզներ, նավարկել գիշերային երկնքում համաստեղություններով և ուսումնասիրել երկնային օբյեկտների վարքագիծը:

Մոլորակների շարժման օրենքները

Համադրելով երկնային մարմինների շարժման մասին դիտարկումներն ու տեսությունները՝ մարդիկ եզրակացրել են մեր գալակտիկայի օրինաչափությունները: Գիտնականների հայտնագործությունները օգնել են վերծանել երկնային մարմինների տեսանելի շարժումները: հայտնաբերված առաջին աստղագիտական ​​օրենքներից էին:

Գերմանացի մաթեմատիկոսն ու աստղագետը դարձավ այս թեմայի առաջամարտիկը։ Կեպլերը, ուսումնասիրելով Կոպեռնիկոսի աշխատանքը, ամենաշատը հաշվարկեց ավելի լավ ձև, որը բացատրում է երկնային մարմինների տեսանելի շարժումները՝ էլիպսը, և ի հայտ բերեց մոլորակների շարժման օրինաչափությունները, որոնք հայտնի են 2009 թ. գիտական ​​աշխարհինչպես Կեպլերի օրենքները։ Դրանցից երկուսը բնութագրում են մոլորակի շարժումը ուղեծրում։ Նրանք կարդում են.

Ցանկացած մոլորակ պտտվում է էլիպսով։ Արևը ներկա է իր կիզակետերից մեկում:

Նրանցից յուրաքանչյուրը շարժվում է Արեգակի միջով անցնող հարթությունում, մինչդեռ նույն ժամանակահատվածներում Արեգակի և մոլորակի միջև շառավիղի վեկտորը ուրվագծում է հավասար տարածքներ։

Երրորդ օրենքը կապում է մոլորակների ուղեծրային տվյալները համակարգի ներսում:

Ստորին և վերին մոլորակները

Ուսումնասիրելով երկնային մարմինների տեսանելի շարժումները՝ ֆիզիկան դրանք բաժանում է երկու խմբի՝ ստորինների, որոնք ներառում են Վեներան, Մերկուրին և վերինները՝ Սատուրնը, Մարսը, Յուպիտերը, Նեպտունը, Ուրանը և Պլուտոնը։ Այս երկնային մարմինների շարժումը ոլորտում տեղի է ունենում տարբեր ձևերով։ Ստորին մոլորակների դիտարկվող շարժման գործընթացում նրանք Լուսնի նման փուլերի փոփոխություն են զգում։ Վերին մոլորակները տեղափոխելիս կարելի է նկատել, որ դրանք չեն փոխում փուլերը, նրանք անընդհատ կանգնած են մարդկանց իրենց պայծառ կողմով։

Երկիրը Մերկուրիի, Վեներայի և Մարսի հետ միասին պատկանում է այսպես կոչված ներքին մոլորակների խմբին։ Նրանք Արեգակի շուրջը պտտվում են ներքին ուղեծրերով, ի տարբերություն հիմնական մոլորակները, որոնք պտտվում են արտաքին ուղեծրերում։ Օրինակ՝ Մերկուրին, որն իր ամենաներքին ուղեծրում 20 անգամ փոքր է։

Գիսաստղեր և երկնաքարեր

Բացի մոլորակներից, Արեգակի շուրջը պտտվում են միլիարդավոր սառցե բլոկներ, որոնք բաղկացած են սառեցված պինդ գազից, փոքր քարերից և փոշուց՝ գիսաստղերից, որոնք լցնում են Արեգակնային համակարգը: Երկնային մարմինների տեսանելի շարժումները, որոնք ներկայացված են գիսաստղերով, կարելի է տեսնել միայն Արեգակին մոտենալու դեպքում: Հետո նրանց պոչը սկսում է այրվել և շողալ երկնքում։

Դրանցից ամենահայտնին Հալլի գիսաստղն է։ 76 տարին մեկ այն թողնում է իր ուղեծրը և մոտենում Արեգակին։ Այս պահին այն կարելի է դիտել Երկրից։ Նույնիսկ գիշերային երկնքում դուք կարող եք դիտել երկնաքարեր թռչող աստղերի տեսքով. սրանք մատերիայի կուտակումներ են, որոնք հսկայական արագությամբ շարժվում են ամբողջ Տիեզերքում: Երբ նրանք ընկնում են Երկրի գրավիտացիոն դաշտը, գրեթե միշտ այրվում են: Ծայրահեղ արագության և Երկրի օդային թաղանթի հետ շփման պատճառով երկնաքարերը տաքանում են և տրոհվում փոքր մասնիկների։ Դրանց այրման ընթացքը կարելի է դիտել գիշերային երկնքում՝ լուսավոր ժապավենի տեսքով։

Աստղագիտության ուսումնական ծրագիրը նկարագրում է երկնային մարմինների ակնհայտ շարժումները: 11-րդ դասարանն արդեն ծանոթ է այն օրինաչափություններին, որոնց համաձայն տեղի է ունենում մոլորակների բարդ շարժումը, փոփոխությունը լուսնային փուլերև խավարումների օրենքները։

II ԵՐԿՆԱԿԱՆ ՄԵԽԱՆԻԿԱՅԻ ՀԻՄՈՒՆՔՆԵՐԸ.

ԴԱՍ թիվ 10. ԵՐԿՆԱԿԱՆ ՄԱՐՄԻՆՆԵՐԻ ՇԱՐԺՄԱՆ ՕՐԵՆՔՆԵՐ.

4. Կեպլերի օրենքները.

6. Կոնաձեւ հատվածներ.

7. Կեպլերի օրենքների վերանայում.

1. Արեգակնային համակարգի մասին պատկերացումների զարգացում.

Աշխարհի առաջին գիտական ​​աշխարհակենտրոն համակարգը սկսեց ձևավորվել Արիստոտելի և այլ գիտնականների աշխատություններում. Հին Հունաստան. Այն ստացել է իր ավարտը հին հույն աստղագետ Պտղոմեոսի աշխատություններում։ Համաձայն այս համակարգի՝ Երկիրը գտնվում է աշխարհի կենտրոնում, այստեղից էլ՝ աշխարհակենտրոն անվանումը։ Տիեզերքը սահմանափակված է բյուրեղյա գնդով, որի վրա գտնվում են աստղերը։ Մոլորակները, Արևը և Լուսինը շարժվում են Երկրի և ոլորտի միջև։ Հինները հավատում էին այդ համազգեստին Շրջանաձև շրջանառություն- սա իդեալական շարժում է, և որ երկնային մարմինները շարժվում են հենց այսպես: Բայց դիտարկումները ցույց տվեցին, որ Արեգակն ու Լուսինը շարժվում են անհավասար, և այս ակնհայտ հակասությունը վերացնելու համար անհրաժեշտ էր ենթադրել, որ դրանք շարժվում են շրջանագծով, որոնց կենտրոնները չեն համընկնում ո՛չ Երկրի կենտրոնի, ո՛չ էլ միմյանց հետ։ Մոլորակների նույնիսկ ավելի բարդ օղակաձեւ շարժումը պետք է ներկայացվեր որպես երկու շրջանաձևի գումար միատեսակ շարժումներ. Նման համակարգը հնարավորություն է տվել հաշվարկել դիտարկումների համար բավարար ճշգրտությամբ փոխադարձ պայմանավորվածությունմոլորակներ ապագայի համար. Մոլորակների օղակաձեւ շարժումը դեռ մնում է երկար ժամանակովմնաց առեղծված և իր բացատրությունը գտավ միայն լեհ մեծ աստղագետ Նիկոլա Կոպեռնիկոսի ուսմունքներում։

1543 թվականին լույս է տեսել նրա «Երկնային ոլորտների պտույտի մասին» գիրքը։ Այն ուրվագծեց աշխարհի նոր հելիոկենտրոն համակարգ: Համաձայն այս համակարգի՝ Արեգակը գտնվում է աշխարհի կենտրոնում։ Մոլորակները, ներառյալ Երկիրը, պտտվում են Արեգակի շուրջը շրջանաձև ուղեծրերով, իսկ Լուսինը պտտվում է Երկրի շուրջ և միևնույն ժամանակ Արեգակի շուրջ: Մոլորակների դիրքերը որոշելու ճշգրտությունը շատ չաճեց, բայց հենց Կոպեռնիկյան համակարգն էր, որ հնարավոր դարձրեց պարզապես բացատրել մոլորակների օղակաձեւ շարժումը։ Կոպեռնիկոսի ուսմունքը ջախջախիչ հարված հասցրեց աշխարհի աշխարհակենտրոն համակարգին։ Այն դուրս եկավ աստղագիտության շրջանակներից և հզոր խթան հաղորդեց բոլոր բնական գիտությունների զարգացմանը։

2. Մոլորակների օղակաձեւ շարժում։

Անզեն աչքով մենք կարող ենք դիտարկել հինգ մոլորակներ՝ Մերկուրի, Վեներա, Մարս, Յուպիտեր և Սատուրն: Մոլորակներն այն լուսատուներից են, որոնք ոչ միայն մասնակցում են երկնային ոլորտի ամենօրյա պտույտին, այլև տեղաշարժվում են ֆոնի վրա։ կենդանակերպի համաստեղություններ, երբ նրանք պտտվում են Արեգակի շուրջը։ Եթե ​​հետևեք մոլորակի տարեկան շարժին, ամեն շաբաթ նշելով նրա դիրքը աստղային աղյուսակում, կարող եք բացահայտել հիմնական հատկանիշըմոլորակի տեսանելի շարժումը. մոլորակը նկարագրում է մի օղակ աստղային երկնքի ֆոնի վրա, ինչը բացատրվում է նրանով, որ մենք դիտում ենք մոլորակների շարժումը ոչ թե անշարժ Երկրից, այլ Արեգակի շուրջը պտտվող Երկրից:

3. Յոհաննես Կեպլեր և Իսահակ Նյուտոն.

Երկու մեծագույն գիտնականները, իրենց ժամանակից շատ առաջ, ստեղծեցին մի գիտություն, որը կոչվում էր երկնային մեխանիկա, այսինքն՝ նրանք հայտնաբերեցին երկնային մարմինների շարժման օրենքները գրավիտացիայի ազդեցության տակ, և եթե նույնիսկ իրենց ձեռքբերումները սահմանափակվեին այսքանով, նրանք դեռ կունենային։ մտավ այս աշխարհի մեծերի պանթեոնը։ Այնպես ստացվեց, որ ժամանակին չհատվեցին։ Կեպլերի մահից ընդամենը տասներեք տարի անց ծնվեց Նյուտոնը: Նրանք երկուսն էլ հելիոկենտրոն Կոպեռնիկյան համակարգի կողմնակիցներ էին։ Երկար տարիներ ուսումնասիրելով Մարսի շարժումը՝ Կեպլերը փորձնականորեն հայտնաբերեց մոլորակների շարժման երեք օրենք՝ ավելի քան հիսուն տարի առաջ, երբ Նյուտոնը կբացահայտեր համընդհանուր ձգողության օրենքը։ Դեռևս չհասկանալով, թե ինչու են մոլորակները շարժվում այնպես, ինչպես իրենք են անում: Դա ծանր աշխատանք էր և փայլուն հեռատեսություն: Բայց Նյուտոնը օգտագործեց Կեպլերի օրենքները՝ փորձարկելու իր ձգողության օրենքը: Կեպլերի երեք օրենքներն էլ ձգողականության օրենքի հետևանք են: Իսկ Նյուտոնը դա հայտնաբերել է 23 տարեկանում։ Այս ժամանակ՝ 1664 - 1667 թվականներին, Լոնդոնում մոլեգնում էր ժանտախտը։ Թրինիթի քոլեջը, որտեղ դասավանդում էր Նյուտոնը, անորոշ ժամանակով լուծարվեց՝ համաճարակը չվատթարացնելու համար։ Նյուտոնը վերադառնում է հայրենիք և երկու տարվա ընթացքում հեղափոխություն է անում գիտության մեջ՝ կատարելով երեք կարևոր հայտնագործություն՝ դիֆերենցիալ և ինտեգրալ հաշվարկ, լույսի բնույթի բացատրություն և համընդհանուր ձգողության օրենքը։ Իսահակ Նյուտոնը հանդիսավոր կերպով թաղվել է Վեսթմինսթերյան աբբայությունում։ Նրա գերեզմանի վերևում կանգնած է կիսանդրիով հուշարձան և էպատաժ «Այստեղ է սըր Իսահակ Նյուտոնը, ազնվականը, ով մաթեմատիկայի ջահը ձեռքին առաջինն ապացուցեց, մաթեմատիկայի ջահը ձեռքին, մաթեմատիկայի ջահը ձեռքին ապացուցեց, որ շարժումները. մոլորակները, գիսաստղերի ուղիներն ու օվկիանոսների մակընթացությունները... Թող մահկանացուները ուրախանան, որ գոյություն ունի մարդկային ցեղի նման զարդարանք»։

4. Կեպլերի օրենքները.

Երկնային մեխանիկայի հիմնական խնդիրը համընդհանուր ձգողականության ուժերի ազդեցության տակ երկնային մարմինների շարժման ուսումնասիրությունն է։ Մասնավորապես, մոլորակների, գիսաստղերի, աստերոիդների, Երկրի արհեստական ​​արբանյակների ուղեծրերի հաշվարկը, տիեզերանավ, աստղերը երկուական և բազմակի համակարգերում։ Մաթեմատիկական իմաստով բոլոր խնդիրները շատ բարդ են և, հազվադեպ բացառություններով, կարող են լուծվել միայն թվային մեթոդներով, օգտագործելով ամենամեծ համակարգիչները: Այնուամենայնիվ, մոդելային խնդիրները, որոնցում մարմինները դիտվում են որպես նյութական կետեր և կարող են անտեսվել այլ մարմինների ազդեցությունը, կարող են լուծվել. ընդհանուր տեսարան, այսինքն՝ ստանալ մոլորակների և արբանյակների ուղեծրերի բանաձևեր։ Ամենապարզ խնդիրը համարվում է երկու մարմինը, երբ մեկը մյուսից շատ ավելի մեծ է, և հղման շրջանակը միացված է այս ավելի մեծ մարմնին։

Հենց այս դեպքի համար է, որ Արեգակի նկատմամբ մոլորակների շարժման երեք օրենքները էմպիրիկ կերպով ստացվել են Յոհաննես Կեպլերի կողմից։ Ինչպե՞ս նա դա արեց: Կեպլերը գիտեր. Արեգակից մոլորակների հարաբերական հեռավորությունները; մոլորակային հեղափոխության սինոդիկ և սիդրեալ ժամանակաշրջաններ։ Հետո նա նման բան պատճառաբանեց.

Հայտնի է Մարսի դիրքը հակադրության ժամանակ (տես նկարը)։ Եռանկյունու մեջ ABC նամակ Ա ցույց է տալիս Մարսի դիրքը, IN - Երկիր, ՀԵՏ - Արեւ. Մարսի հեղափոխության ասիրեալ շրջանին (687 օր) հավասար ժամանակահատվածից հետո մոլորակը կվերադառնա իր կետին. Ա , և այս ընթացքում Երկիրը կտեղափոխվի դեպի կետը IN' . Քանի որ հայտնի են տարվա ընթացքում Երկրի շարժման անկյունային արագությունները (դրանք հավասար են խավարածրի երկայնքով Արեգակի ակնհայտ շարժման անկյունային արագություններին), մենք կարող ենք հաշվարկել անկյունը. DIA' . Որոշելով Մարսի և Արեգակի կոորդինատները այն պահին, երբ Երկիրը անցնում է կետով IN' , մենք կարող ենք, իմանալով եռանկյան 2 անկյուն, օգտագործել սինուսի թեորեմը՝ կողմի հարաբերակցությունը հաշվարկելու համար. SV' Դեպի AC . Մարսի ևս մեկ պտույտից հետո Երկիրը կգա դիրքի ՄՏՍ» և հնարավոր կլինի որոշել հարաբերությունները ԲԷ» նույն հատվածին AC Այսպիսով, կետ առ կետ կարելի է պատկերացում կազմել Երկրի ուղեծրի իրական ձևի մասին՝ հաստատելով, որ այն էլիպս է, որի կիզակետը Արևն է։ Կարելի է որոշել, որ եթե M3M4 աղեղով շարժման ժամանակը = M1M2 աղեղի երկայնքով շարժման ժամանակը, ապա Pl. SM3M4 = քառակուսի SM1M2.

F1-ը և F2-ը էլիպսի կիզակետերն են, c-ը կիզակետային երկարությունն է, a-ն էլիպսի կիսահիմնական առանցքն է և մոլորակից Արեգակի միջին հեռավորությունը:

5. Նյուտոնի համընդհանուր ձգողության օրենքը.

Իսահակ Նյուտոնը կարողացավ բացատրել մարմինների շարժումը արտաքին տարածության մեջ՝ օգտագործելով համընդհանուր ձգողության օրենքը . Նա եկել է իր տեսությանը Լուսնի և մոլորակների շարժման երկար տարիների հետազոտությունների արդյունքում։ Բայց համընդհանուր ձգողության օրենքի պարզեցված եզրակացությունը կարելի է անել Կեպլերի երրորդ օրենքից:

Թող մոլորակները շարժվեն շրջանաձև ուղեծրերով, նրանց կենտրոնաձիգ արագացումները հավասար են. , Որտեղ Տ- Արեգակի շուրջ մոլորակի հեղափոխության ժամանակաշրջանը, Ռ- մոլորակի ուղեծրի շառավիղը. Կեպլերի III օրենքից կամ. Հետևաբար, ցանկացած մոլորակի արագացումը, անկախ նրա զանգվածից, հակադարձ համեմատական ​​է իր ուղեծրի շառավղի քառակուսու հետ. .

Նյուտոնի II օրենքի համաձայն՝ ուժ Ֆ, որը հաղորդում է այս արագացումը մոլորակին, հավասար է՝ https://pandia.ru/text/78/063/images/image010_95.gif" width="125" height="51 src=">, որտեղ Մ- Արեգակի զանգված. Քանի որ Ֆ = Զ, =https://pandia.ru/text/78/063/images/image013_78.gif" width="161" height="54">, որտեղ Գ= 6,67∙10–11 N∙m2/կգ2 – գրավիտացիոն հաստատուն ..gif" width="109" height="51">: Արեգակի և մոլորակի գրավիտացիոն ուժը համամասնական է նրանց զանգվածների արտադրյալին և հակադարձ համեմատական ​​է նրանց միջև հեռավորության քառակուսուն: Այս օրենքը գործում է. ցանկացած գնդաձև սիմետրիկ մարմիններ, և մոտավորապես ճիշտ է ցանկացած մարմնի համար, եթե նրանց միջև հեռավորությունը մեծ է՝ համեմատած նրանց չափերի։ Արագացում, որը, համաձայն Նյուտոնի երկրորդ օրենքի, մարմինը զգում է մ, գտնվում է հեռավորության վրա rմարմնից Մ, հավասար է՝ https://pandia.ru/text/78/063/images/image017_68.gif" width="47" height="47">, որտեղ է Երկրի զանգվածը, հեռավորությունն է նրա կենտրոնին: Երկրի մակերևույթի մոտ ազատ անկման արագացումը հավասար է է= 9,8 մ/վ2: Երկրի փռվածությունը և նրա պտույտը հանգեցնում են ծանրության ուժի տարբերության հասարակածում և բևեռների մոտ. ձգողականության արագացումը դիտակետում կարելի է մոտավորապես հաշվարկել բանաձևով. է = 9,78 ∙ (1 + 0,0053 մեղք φ ), որտեղ φ - այս կետի լայնությունը:

Ձգողության ուժը Երկրի ներսում անսովոր կերպով է վարվում: Եթե ​​Երկիրը ընդունվում է որպես միատարր գնդիկ, ապա ձգողականության ուժը մեծանում է ոլորտի կենտրոնից r հեռավորությանը համամասնորեն։

6. Կոնաձեւ հատվածներ.

Կոնաձեւ հատվածներ են առաջանում, երբ աջ շրջանաձեւ կոնը հատում է հարթությունը։ Կոնիկ հատվածները ներառում են երկրորդ կարգի կորեր. էլիպս , պարաբոլաԵվ հիպերբոլա . Դրանք բոլորը կետերի տեղն են, հեռավորությունները, որոնցից պետք է տրված միավորներ (հնարքներ) կամ մինչև տրված ուղիղ գիծ (directrix) կա հաստատուն արժեք։ Օրինակ, էլիպսը սահմանվում է որպես այն կետերի տեղանք, որոնց համար երկու տրված կետերից (կիզակետեր F1 և F2) հեռավորությունների գումարը հաստատուն արժեք է և հավասար է հիմնական առանցքի երկարությանը. F1M+F2M=2a=const: . Էլիպսի երկարացման աստիճանը բնութագրվում է նրա էքսցենտրիկությամբ e.Eccentricity e = c/a. Երբ օջախները համընկնում են e = 0 կենտրոնի հետ, և էլիպսը վերածվում է շրջան . Հիմնական առանցքի լիսեռ Ամիջին հեռավորությունն է կիզակետից մինչև էլիպս: Էլիպսի կիզակետին ամենամոտ կետը կոչվում է պերիապսիս, ամենահեռավորը՝ ապոկենտրոն։ Ֆոկուսից մինչև պերիապսիս հեռավորությունը PF1 = է ա (1 – ե), դեպի ապոկենտրոն – F1A = ա (1 + ե).

7. Կեպլերի օրենքների վերանայում.

Այսպիսով, Կեպլերը էմպիրիկ կերպով բացահայտեց իր օրենքները: Նյուտոնը Կեպլերի օրենքները բխում է համընդհանուր ձգողության օրենքից։ Սրա արդյունքում փոփոխություններ են կրել առաջին և երրորդ օրենքները։ Կեպլերի առաջին օրենքը ընդհանրացվել է, և դրա ժամանակակից ձևակերպումը հետևյալն է. Կենտրոնական գրավիտացիոն դաշտում երկնային մարմինների շարժման հետագծերը կոնաձև հատվածներ են՝ էլիպս, շրջան, պարաբոլա կամ հիպերբոլա, որոնց կիզակետերից մեկում գտնվում է համակարգի զանգվածի կենտրոն։ Հետագծի ձևը որոշվում է շարժվող մարմնի ընդհանուր էներգիայով, որը բաղկացած է կինետիկ էներգիայից TOմարմնի զանգված մ, շարժվելով արագությամբ vև պոտենցիալ էներգիա Uմարմին, որը գտնվում է գրավիտացիոն դաշտում հեռավորության վրա rզանգված ունեցող մարմնից Մ. Այս դեպքում գործում է մարմնի ընդհանուր էներգիայի պահպանման օրենքը։ E=K +U = հաստատ; K =մվ2 /2, U=- GMm/ r.

Էներգիայի պահպանման օրենքը կարող է վերաշարադրվել հետևյալ կերպ. (2).

Մշտական հկանչեց մշտական ​​էներգիա . Այն ուղիղ համեմատական ​​է մարմնի ընդհանուր մեխանիկական էներգիային Եև կախված է միայն սկզբնական շառավիղի վեկտորից r0և սկզբնական արագությունը v 0. Ժամ հ < 0 кинетической энергии тела недостаточно для преодоления гравитационной связи. Величина радиус-вектора тела ограничена сверху и имеет место обращение по замкнутой, эллиптической орбите. Такое движение можно уподобить движению маятника – тот же самый переход кинетической энергии в потенциальную во время подъема и обратный – при опускании. Подобное движение называется վերջավոր , այսինքն՝ փակ։ Համար հ= 0, մարմնի շառավիղի վեկտորի անսահմանափակ աճով, նրա արագությունը նվազում է մինչև զրոյի - սա պարաբոլիկ շարժում է: Այս տեսակի շարժում անսահմանորեն , անսահմանափակ տարածության մեջ։ ժամը հ> 0 մարմնի կինետիկ էներգիան բավականաչափ մեծ է, և ձգող կենտրոնից անսահման հեռավորության վրա մարմինը կունենա նրանից հեռացման ոչ զրոյական արագություն. սա շարժում է հիպերբոլայի երկայնքով: Այսպիսով, մենք կարող ենք ասել, որ մարմինը շարժվում է ձգող կենտրոնի համեմատ միայն այն ուղեծրերով, որոնք կոնաձև հատվածներ են: Ինչպես հետևում է բանաձևից (2), մարմնի մոտենալը դեպի ձգող կենտրոն միշտ պետք է ուղեկցվի մարմնի ուղեծրային արագության մեծացմամբ, իսկ դրա հեռացմամբ՝ Կեպլերի երկրորդ օրենքին համապատասխան: Կեպլերի երկրորդ օրենքը չի վերանայվել, բայց երրորդը ճշգրտվել է, և այն գրված է այսպես. կիսահիմնական առանցքի խորանարդի հարաբերակցությունը. մոլորակի ուղեծիրը դեպի Արեգակի շուրջ մոլորակի պտույտի ժամանակաշրջանի քառակուսին հավասար է Արեգակի և մոլորակի զանգվածների գումարին, գ. դե (3) Մ Ք Եվ մ Արեգակի և մոլորակի զանգվածները, համապատասխանաբար; Ա Եվ Տ – մոլորակի կիսահիմնական առանցքը և հեղափոխության շրջանը: Ի տարբերություն առաջին երկուսի, Կեպլերի երրորդ օրենքը կիրառվում է միայն էլիպսաձեւ ուղեծրերի վրա։

Ընդհանրացված ձևով այս օրենքը սովորաբար ձևակերպվում է ( 4) Երկնային մարմինների և նրանց արբանյակների զանգվածների գումարների արտադրյալը իրենց ասիրեալ հեղափոխության ժամանակաշրջանների քառակուսիների հետ կապված են որպես նրանց ուղեծրի կիսահիմնական առանցքների խորանարդներ, որտեղ Մ 1 և Մ 2 - երկնային մարմինների զանգվածներ, մ 1 և մ 2 - համապատասխանաբար, նրանց արբանյակների զանգվածները, Ա 1 և Ա 2 - նրանց ուղեծրերի կիսամյակային առանցքները, Տ 1 և Տ 2 - շրջանառության կողմնակի ժամանակաշրջաններ. Պետք է հասկանալ, որ Կեպլերի օրենքը վերաբերում է ցանկացած բաղադրիչի շարժման բնութագրերին կամայական և անկախ տիեզերական համակարգեր: Այս բանաձևը կարող է միաժամանակ ներառել Մարսը արբանյակի հետ, և Երկիրը Լուսնի հետ, կամ Արեգակը Յուպիտերի հետ:

Եթե ​​այս օրենքը կիրառենք Արեգակնային համակարգի մոլորակների վրա և անտեսենք մոլորակների զանգվածները M1 և M 2 Արեգակի M☼ զանգվածի համեմատ (այսինքն. Մ 1 << Մ☼, Մ 2 << Մ☼), այնուհետև ստանում ենք երրորդ օրենքի ձևակերպումը, որը տրվել է հենց Կեպլերի կողմից.

8. Երկնային մարմինների զանգվածների որոշում.

https://pandia.ru/text/78/063/images/image026_47.gif" width="157" height="53 src=">: Այստեղ փոխարինելով Երկրի կիսահիմնական առանցքների արժեքները և Լուսինը և նրանց հեղափոխության ժամանակաշրջանները, մենք ստանում ենք դա Մ U=3.3·10-6 Մ☼. Դե, Արեգակի բացարձակ զանգվածը բավականին հեշտ է հաշվարկել։ Օգտագործելով ուղղակի բանաձևը (3) Արև-Երկիր զույգի համար, արևի զանգվածի համեմատությամբ Երկրի փոքրության պատճառով անտեսելով Երկրի զանգվածը, ստանում ենք. Մ☼=2·1030 կգ.

Կեպլերի երրորդ օրենքը թույլ է տալիս հաշվարկել ոչ միայն Արեգակի զանգվածը, այլև մյուս աստղերի զանգվածը։ Ճիշտ է, դա կարելի է անել միայն երկուական համակարգերի համար, միայնակ աստղերի զանգվածն այս կերպ հնարավոր չէ որոշել: Երկար ժամանակի ընթացքում կրկնակի աստղերի հարաբերական դիրքերը չափելով՝ հաճախ հնարավոր է լինում որոշել նրանց ուղեծրի շրջանը. Տև պարզել նրանց ուղեծրերի ձևը: Եթե ​​R հեռավորությունը երկուական աստղից և ուղեծրի առավելագույն αmax և նվազագույն αmin անկյունային չափերը հայտնի են, ապա կարելի է որոշել ուղեծրի կիսահիմնական առանցքը։ ա= Ռ (α առավելագույնը+ α ր)/2 , ապա օգտագործելով (3) հավասարումը կարող ենք հաշվարկել երկուական աստղի ընդհանուր զանգվածը։ Եթե ​​դիտարկումների հիման վրա որոշենք աստղերից մինչև զանգվածի կենտրոն հեռավորությունը x1Եվ x2, ավելի ճիշտ՝ վերաբերմունքը x1/x2,որը մնում է հաստատուն, ապա հայտնվում է երկրորդ հավասարումը x 1 / x 2 = մ 2 / մ 1 , հնարավորություն տալով որոշել յուրաքանչյուր աստղի զանգվածը առանձին։

D.Z § 8,9, 10. Խնդիրներ 7,8 էջ 47.

Արագ հարցման հարցեր

1. Ո՞րն է մոլորակի ուղեծրի Արեգակին ամենամոտ կետի անվանումը:

2. Ինչպե՞ս է կոչվում Լուսնի ուղեծրի ամենահեռավոր կետը:

3. Ինչպե՞ս է փոխվում գիսաստղի շարժման արագությունը պերիհելիոնից աֆելիոն շարժվելիս:

5. Ինչպե՞ս է արտաքին մոլորակների սինոդիկ շրջանը կախված Արեգակից հեռավորությունից:

6. Ինչու՞ են փորձում տիեզերագնացներ կառուցել հասարակածին ավելի մոտ:

7. Ինչպե՞ս է փոխվում գրավիտացիոն դաշտը Երկրի ներսում:

8. Ձևակերպե՛ք Կեպլերի օրենքները.

9. Որքա՞ն է մոլորակի ուղեծրի միջին շառավիղը:

Թեմա 3. Արեգակնային համակարգը և երկնային մարմինների շարժումը.

§1. Արեգակնային համակարգ

Արեգակնային համակարգը ներառում է Արևը, 9 մեծ մոլորակներ իրենց 34 արբանյակներով, ավելի քան 100000 փոքր մոլորակներ (աստերոիդներ), մոտ 1011 գիսաստղեր, ինչպես նաև անհամար փոքր, այսպես կոչված, երկնաքարային մարմիններ (100 մ տրամագծով մինչև փոշու աննշան մասնիկներ) .

Արևը կենտրոնական դիրք է զբաղեցնում Արեգակնային համակարգում։ Նրա զանգվածը 750 անգամ մեծ է այս համակարգում ընդգրկված մյուս բոլոր մարմինների զանգվածից։ Արեգակի գրավիտացիոն ընդլայնումը հիմնական ուժն է, որը որոշում է Արեգակնային համակարգի բոլոր մարմինների շարժումը, որոնք պտտվում են նրա շուրջը: Արեգակից մինչև Պլուտոն մոլորակի միջին հեռավորությունը 6 միլիարդ կմ է, ինչը շատ փոքր է՝ համեմատած մոտակա աստղերի հեռավորությունների հետ։

Բոլոր հիմնական մոլորակները՝ Մերկուրին, Վեներան, Երկիրը, Մարսը, Յուպիտերը, Սատուրնը, Ուրանը, Նեպտունը և Պլուտոնը, պտտվում են Արեգակի շուրջը նույն ուղղությամբ (բուն Արեգակի առանցքային պտույտի ուղղությամբ), գրեթե շրջանաձև ուղեծրերով։ Արեգակի շուրջը պտտվող մոլորակների և այլ մարմինների ուղեծրի թեքությունները հաշվարկելիս գլխավոր հարթություն է ընդունվում Երկրի ուղեծրի հարթությունը՝ խավարածիրը։

Մոլորակների ուղեծրերի գրեթե շրջանաձև ձևի և նրանց միջև առկա մեծ բացերի շնորհիվ բացառվում է մոլորակների միջև սերտ հանդիպումների հնարավորությունը։ Սա ապահովում է մոլորակային համակարգի երկարաժամկետ գոյությունը։

Մոլորակները նույնպես պտտվում են իրենց առանցքի շուրջ, և բոլոր մոլորակների համար, բացառությամբ Վեներայի և Ուրանի, պտույտը տեղի է ունենում դեպի առաջ, այսինքն՝ նույն ուղղությամբ, ինչ նրանց պտույտը Արեգակի շուրջ։ Վեներայի չափազանց դանդաղ պտույտը տեղի է ունենում հակառակ ուղղությամբ, և Ուրանը պտտվում է այնպես, ասես կողքի վրա պառկած լինի:

Արբանյակների մեծ մասը պտտվում է իրենց մոլորակների շուրջը նույն ուղղությամբ, ինչ մոլորակի առանցքային պտույտը: Նման արբանյակների ուղեծրերը սովորաբար շրջանաձև են և գտնվում են մոլորակի հասարակածի հարթության մոտ՝ կազմելով մոլորակային համակարգի կրճատված տեսք: Այդպիսին է, օրինակ, Ուրանի և Յուպիտերի արբանյակների համակարգը։ Մոլորակից հեռու գտնվող արբանյակներն ունեն հակադարձ շարժումներ։

Սատուրնը, Յուպիտերը և Ուրանը, բացի նկատելի չափի առանձին արբանյակներից, ունեն բազմաթիվ փոքր արբանյակներ, կարծես միաձուլվելով շարունակական օղակների: Այս արբանյակները շարժվում են մոլորակին այնքան մոտ ուղեծրերով, որ նրա մակընթացային ուժը խանգարում է նրանց միավորվել մեկ մարմնի մեջ:

Ներկայումս հայտնի փոքր մոլորակների ուղեծրերի ճնշող մեծամասնությունը գտնվում է Մարսի և Յուպիտերի ուղեծրերի միջև: Բոլոր փոքր մոլորակները պտտվում են Արեգակի շուրջը նույն ուղղությամբ, ինչ մեծ մոլորակները, բայց նրանց ուղեծրերը սովորաբար երկարացված են և հակված են խավարածրի հարթությանը:

Գիսաստղերը շարժվում են հիմնականում պարաբոլիկին մոտ ուղեծրերով։ Որոշ գիսաստղեր ունեն համեմատաբար փոքր չափերի երկարաձգված ուղեծրեր։ Այս գիսաստղերի համար, որոնք կոչվում են պարբերական, գերակշռում են ուղիղ շարժումները, այսինքն՝ շարժումները մոլորակների պտտման ուղղությամբ։

Մոլորակները բաժանվում են երկու խմբի՝ տարբերվում են զանգվածով, քիմիական կազմով, պտտման արագությամբ և արբանյակների քանակով։ Արեգակին ամենամոտ չորս մոլորակներն են երկրային մոլորակներ , կազմված են խիտ քարքարոտ նյութից և մետաղներից։ Հսկա մոլորակներ - Յուպիտերը, Սատուրնը, Ուրանը և Նեպտունը շատ ավելի զանգվածային են, դրանք հիմնականում կազմված են թեթև նյութերից և, հետևաբար, չնայած իրենց խորքերում առկա ահռելի ճնշմանը, ունեն ցածր խտություն։ Յուպիտերի և Սատուրնի համար նրանց զանգվածի հիմնական մասը կազմում են ջրածինը և հելիումը: Ուրանի և Նեպտունի համար սառույցը և քարքարոտ նյութերը կազմում են դրանց զանգվածի մեծ մասը:

Մոլորակների և որոշ խոշոր արբանյակների (օրինակ՝ Լուսինի) ինտերիերը տաք վիճակում են։

Վեներան, Երկիրը և Մարսը ունեն մթնոլորտ, որը բաղկացած է գազերից, որոնք արտանետվում են իրենց խորքերից։ Հսկա մոլորակների մթնոլորտը նրանց ինտերիերի անմիջական շարունակությունն է. այդ մոլորակները չունեն պինդ կամ հեղուկ մակերես: Ներսում ընկղմվելիս մթնոլորտային գազերը աստիճանաբար վերածվում են խտացված վիճակի։

Գիսաստղերի միջուկները քիմիական կազմով նման են հսկա մոլորակներին. դրանք բաղկացած են ջրային սառույցից և տարբեր գազերի սառույցից՝ քարքարոտ նյութերի խառնուրդով։ Գրեթե բոլոր փոքր մոլորակները իրենց կազմով պատկանում են ցամաքային խմբի քարքարոտ մոլորակներին։

Փոքր մոլորակների բեկորները, որոնք առաջացել են միմյանց հետ բախվելիս, երբեմն Երկիր են ընկնում երկնաքարերի տեսքով: Երկնաքարերի տարիքի չափումները ցույց են տվել, որ նրանք, հետևաբար և ամբողջ Արեգակնային համակարգը գոյություն ունեն մոտ 5 միլիարդ տարի:

Արեգակնային համակարգի կառուցվածքի դինամիկ և ֆիզիկական առանձնահատկությունները ցույց են տալիս, որ մոլորակները ձևավորվել են գազից և փոշուց, որոնք ժամանակին Արեգակի շուրջ մոլորակային ամպ են կազմել: Երկրային մոլորակները ձևավորվել են քարքարոտ պինդ մասնիկների կուտակման արդյունքում, իսկ հսկա մոլորակների համար ձևավորումը սկսվել է քարքարոտ սառույցի մասնիկների կուտակումից, այնուհետև լրացվել գազերի (հիմնականում ջրածնի և հելիումի) ավելացմամբ։

§2. Կեպլերի օրենքները

Ուսումնասիրելով դանիացի աստղագետ Տ. Բրահեի կողմից Մարս մոլորակի երկար տարիների դիտարկումների արդյունքները՝ գերմանացի գիտնական Յոհաննես Կեպլերը պարզել է, որ Մարսի ուղեծիրը շրջանագիծ չէ, այլ ունի ձգված էլիպսի ձև։ Էլիպսը ունի երկու այդպիսի F1 և F2 կետեր (նկ. 1), հեռավորությունների գումարը ( r1 Եվ r2 ) էլիպսի ցանկացած B կետից հաստատուն արժեք է:

https://pandia.ru/text/78/111/images/image002_190.gif" width="77 height=57" height="57">

Էլիպսի ցանկացած կետը նրա օջախներից մեկի հետ կապող գիծը կոչվում է շառավղով վեկտոր այս կետը.

Կեպլերը ուսումնասիրել է այն ժամանակ հայտնի բոլոր մոլորակների շարժումները և եզրակացրել Մոլորակների շարժման 3 օրենք:

Նախ, բոլոր մոլորակների (ոչ միայն Մարսի) ուղեծրերը էլիպսեր են՝ ընդհանուր կիզակետով, որտեղ գտնվում է Արեգակը։ Տարբեր մոլորակների ուղեծրերի երկարացման աստիճանը տարբեր է։ Երկրի էքսցենտրիսիտետը շատ փոքր է, և Երկրի ուղեծիրը քիչ է տարբերվում շրջանագծից: Ամենաերկարացված ուղեծրերը Մերկուրիի և Պլուտոնի ուղեծրերն են:

Երկրորդ, յուրաքանչյուր մոլորակ իր ուղեծրով շարժվում է այնպես, որ նրա շառավիղի վեկտորը նկարագրում է հավասար ժամանակային ընդմիջումներով հավասար տարածքներ(A1A2F և B1B2F հատվածների տարածքները հավասար են): Սա նշանակում է, որ որքան մոտ է մոլորակը Արեգակին, այնքան ավելի արագ է նրա ուղեծրի արագությունը։

Աստղագիտություն" href="/text/category/astronomiya/" rel="bookmark">աստղագիտական ​​միավոր), այնուհետև, դիտարկումներից որոշելով մոլորակի հեղափոխության շրջանը տարիներով ( Տ), հեշտ է ստանալ այս մոլորակի կիսամյակային առանցքի (α) արժեքը՝ օգտագործելով բանաձևը.

Օրինակ, ՏՄարս = 1,88 տարի, ապա ըստ α բանաձեւի Մարսի ուղեծիր = 1,52 ա. ե.

Այսպիսով, Մարսը Արեգակից գրեթե մեկուկես անգամ ավելի հեռու է, քան Երկիրը:

Կեպլերի կողմից հաստատված մոլորակների շարժման օրենքները ևս մեկ անգամ հստակ ցույց են տալիս, որ մոլորակների աշխարհը ներդաշնակ համակարգ է, որը ղեկավարվում է մեկ ուժով, որի աղբյուրը Արևն է։

§3. Կոնֆիգուրացիաներ

Կոնֆիգուրացիաները Արեգակնային համակարգի մոլորակների բնորոշ դիրքերն են իրենց ուղեծրերում Արեգակի և Երկրի նկատմամբ:

Դրանք տարբեր են ստորին (ներքին) մոլորակների համար, որոնք ավելի մոտ են Արեգակին, քան Երկիրը (Մերկուրի, Վեներա) և վերին (արտաքին) մոլորակները, որոնց ուղեծրերը գտնվում են Երկրի ուղեծրից այն կողմ (մնացած մոլորակները): )

Այն պահը, երբ ստորին մոլորակը հատում է Արեգակի և Երկրի կենտրոնները միացնող ուղիղ գիծը, կոչվում է իր ստորին միացում . Ստորին կապի մոտ մոլորակը տեսանելի է որպես նեղ կիսալուսին: Անմիջապես ստորադաս միացման պահին մոլորակը տեսանելի չէ, քանի որ այն նայում է Երկրին՝ իր կիսագնդով, որը չի լուսավորվում Արևի կողմից: Այնուամենայնիվ, այս պահին կարող է առաջանալ արեգակնային սկավառակի վրայով մոլորակի անցման ֆենոմենը, երբ մոլորակները՝ Վեներան կամ Մերկուրին, կարող են դիտվել արեգակնային սկավառակի երկայնքով շարժվող սև շրջանի տեսքով։

Շարունակելով շարժվել ուղեծրով՝ երկրային դիտորդի համար ստորին մոլորակը հասնում է Արեգակից որոշակի ամենամեծ անկյունային հեռավորության, որից հետո նորից սկսում է մոտենալ նրան։ Ամենամեծ անկյունային շեղման դիրքը կոչվում է երկարացում . Մերկուրին երկարացման ժամանակ մոտ 28° է, Վեներան Արեգակից մոտ 48°: Կան երկարացումներ արևելյան, երբ մոլորակը դիտվում է երեկոյան մայրամուտից հետո, և Արևմտյաներբ այն տեսանելի է առավոտյան՝ արևածագից առաջ։

Այն պահը, երբ ստորին մոլորակն անցնում է անմիջապես Արեգակի հետևով, կոչվում է վերին միացում . Վերին կապի մոտ մոլորակը դիտվում է որպես ամբողջական սկավառակ։

Վերին մոլորակների համար առանձնանում են պահերը առճակատում , Արևմտյան և արևելյան քառակուսիներ և կապեր . Հակադրության մեջ վերին մոլորակը տեսանելի է երկնքի Արեգակին հակառակ կողմում, մինչդեռ նրա և Երկրի միջև հեռավորությունը ամենափոքրն է: Այս շրջանը առավել բարենպաստ է նրա մակերեսի աստղագիտական ​​դիտարկումների համար։ քառակուսիներում մոլորակի և արևի ուղղությունների միջև անկյունը 90° է: Համակցված վերին մոլորակը, ինչպես և ստորինը, գնում է Արեգակի սկավառակի հետևում և կորչում նրա ճառագայթների մեջ։ Այս ժամանակահատվածում Երկրից մոլորակ հեռավորությունն ամենամեծն է։

Լուսինը Երկրի շուրջ իր պտույտի ժամանակ հայտնվում է կամ Արեգակի և Երկրի միջև, ինչպես ստորին մոլորակը, կամ Արևից ավելի հեռու, ինչպես վերին մոլորակը: Հետևաբար, Լուսնի հետ կապված աստղագետներն ավելի հաճախ օգտագործում են հատուկ տերմինաբանություն, թեև ըստ էության նորալուսնի պահը նման է ստորադաս շաղկապին, լիալուսնի պահը նման է հակադրությանը:

§4. Մոլորակների ուղեծրի տարրեր

Տիեզերքում ուղեծրի կողմնորոշումը, դրա չափն ու ձևը, ինչպես նաև երկնային մարմնի դիրքը ուղեծրում որոշվում են 6 մեծություններով, որոնք կոչվում են. ուղեծրային տարրեր .

Երկնային մարմինների ուղեծրերի որոշ բնորոշ կետեր ունեն իրենց անունները. պերիհելիոն - Արեգակի շուրջ պտտվող երկնային մարմնի ուղեծրի կետը, որն ամենամոտ է Արեգակին. աֆելիոն - էլիպսաձեւ ուղեծրի Արեգակից ամենահեռու կետը:

Եթե ​​դիտարկենք Երկրի նկատմամբ մարմնի շարժումը, ապա Երկրին ամենամոտ ուղեծրի կետը կոչվում է. պերիգե , իսկ ամենահեռավորն է գագաթնակետ .

Ավելին ընդհանուր առաջադրանքներ, երբ գրավիչ կենտրոնը կարող է նշանակել տարբեր երկնային մարմիններ, օգտագործվում են անունները. պերիապսիս - ուղեծրի կենտրոնին ամենամոտ կետը. ապոկենտրոն - ուղեծրի կենտրոնից ամենահեռու կետը:

Ուղեծրային տարրեր- 6 մեծություններ, որոնք որոշում են երկնային մարմնի ուղեծրի ձևն ու չափերը ( ա, էլ), նրա դիրքը տարածության մեջ ( ես, Ω , ω ), ինչպես նաև բուն երկնային մարմնի դիրքը ուղեծրում.

1) Որոշվում են ուղեծրի ձևն ու չափերը ուղեծրի կիսահիմնական առանցքը (a = OP) և ուղեծրի էքսցենտրիկություն ե .

https://pandia.ru/text/78/111/images/image007_87.gif" align="left" width="257" height="113 src=">Էլիպսաձեւ ուղեծրի համար արժեքը եգտնվում է 0 ≤ e-ի սահմաններում< 1.

ժամը ե= 0 ուղեծիրն ունի շրջանագծի ձև; այնքան ավելի մոտ եդեպի միասնություն, այնքան ավելի երկարացվեց ուղեծիրը: Երբ e = 1, ուղեծիրն այլևս փակ չէ և ունի պարաբոլայի ձև. e > 1-ի համար ուղեծիրը հիպերբոլիկ է:

2) Տիեզերքում ուղեծրի կողմնորոշումը որոշվում է որոշակի հարթության նկատմամբ՝ որպես հիմնական: Մոլորակների, գիսաստղերի և Արեգակնային համակարգի այլ մարմինների համար նման ինքնաթիռը ծառայում է խավարածրի հարթություն. Ուղեծրային հարթության դիրքը որոշվում է երկու ուղեծրային տարրերով. աճող հանգույցի երկայնությունըΩ Եվ ուղեծրի թեքությունես.

Աճող հանգույցի երկայնությունը Ω - սա Արեգակի անկյունն է ուղեծրի և խավարածրի հարթությունների հատման գծի և դեպի Խոյ կետի ուղղության միջև: Անկյունը չափվում է խավարածրի երկայնքով՝ գարնանային գիշերահավասարի կետից ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ մինչև Ω ուղեծրի աճող հանգույցը, այսինքն՝ այն կետը, որտեղ մարմինը հատում է խավարածրի միջով՝ հարավային կիսագնդից շարժվելով դեպի հյուսիս։ Հակառակ կետը կոչվում է իջնող հանգույց , իսկ հանգույցները միացնող գիծն է հանգույցների գիծ .

0° ≤ Ω ≤ 360°

Ք - մոլորակի ուղեծրի հարթություն

Պ - խավարածրի հարթություն

3) ուղեծրի դիրքը հարթության մեջ Քորոշվում է պերիհելիոնի փաստարկով ω , որը ուղեծրի պերիհելիոնի անկյունային հեռավորությունն է բարձրացող հանգույցից ω = Ω Պ.

4) Որպես վեցերորդ տարր, որը որոշում է երկնային մարմնի դիրքը ուղեծրում ժամանակի որոշակի պահին, օգտագործել. Պերիհելիոնի միջով անցնելու պահը Դեպի .

Արեգակի անկյունը, որը չափվում է պերիհելիոնի ուղղությունից մինչև մարմնի ուղղությունը, կոչվում է իսկական անոմալիա ν . Իրական անոմալիան, երբ մարմինը շարժվում է իր ուղեծրի երկայնքով, փոխվում է անհավասարաչափ. Կեպլերի երկրորդ օրենքի համաձայն՝ մարմինն ավելի արագ է շարժվում պերիհելիոնի մոտ։ Պև ավելի դանդաղ՝ աֆելիոնում Ա. Ճշմարիտ անոմալիան հաշվարկվում է բանաձևերի միջոցով միջին անոմալիայի միջոցով:

§5. Խանգարված շարժման հայեցակարգը

Իրենց շարժման մեջ գտնվող մոլորակները ձգվում են ոչ միայն դեպի Արևը, այլև միմյանց: Աստղային կլաստերներում յուրաքանչյուր աստղ ձգվում է մյուս բոլորով: Արհեստական ​​Երկրի արբանյակների շարժման վրա ազդում են Երկրի ոչ գնդաձև ձևի և երկրագնդի մթնոլորտի դիմադրողականության, ինչպես նաև Լուսնի և Արեգակի ձգող ուժերը։ Այս լրացուցիչ ուժերը կոչվում են անհանգստացնող , և այն ազդեցությունները, որոնք նրանք առաջացնում են երկնային մարմինների շարժման մեջ խանգարումներ . Խանգարումների պատճառով երկնային մարմինների ուղեծրերը շարունակաբար փոխվում են դանդաղ։

Երկնային մարմինների շարժման ուսումնասիրությունը՝ հաշվի առնելով անհանգստացնող ուժերը, իրականացվում է հատուկ գիտության՝ երկնային մեխանիկայի կողմից։

Երկնային մեխանիկայի մեջ մշակված մեթոդները հնարավորություն են տալիս տարիներ առաջ շատ ճշգրիտ որոշել Արեգակնային համակարգում ցանկացած մարմնի դիրքը: Արհեստական ​​երկնային մարմինների շարժումն ուսումնասիրելու համար օգտագործվում են ավելի բարդ հաշվողական մեթոդներ։

§6. Լուսատուների ակնհայտ ամենօրյա շարժում

Օրվա ընթացքում յուրաքանչյուր աստղ լիարժեք հեղափոխություն է կատարում իր ամենօրյա զուգահեռի երկայնքով: Նկ. պատկերված է աստղի ամենօրյա զուգահեռը σ .

https://pandia.ru/text/78/111/images/image011_62.gif" align="left" width="252" height="132 src=">ա) Հասարակածի մոտ աշխարհի բևեռներն են. հորիզոնում և համընկնում հյուսիսի և հարավի կետերի հետ:Աստղերի ամենօրյա զուգահեռներն այս դեպքում ուղղահայաց հարթություններում են:

բ) հյուսիսային բևեռում աշխարհի առանցքը ուղղահայաց վերև է, այսինքն՝ հյուսիսային երկնային բևեռը. Պհամընկնում է զենիթի հետ զ. Բոլոր աստղերի ամենօրյա ուղիները գտնվում են հորիզոնին զուգահեռ հարթություններում:

Միջօրեականի դիրքը դառնում է անորոշ: Երկրի մակերևույթի այս կետից ցանկացած ուղղություն կլինի հարավ:

§7. Աստղերի երկարացում

Ազիմուտ" href="/text/category/azimut/" rel="bookmark">ազիմուտը ամենօրյա զուգահեռի երկայնքով շարժման ժամանակ տատանվում է հյուսիսային կետից ±A-ի սահմաններում, |A| ≤ 90°-ով:

Երկարացում նրանք անվանում են աստղերի դիրք, երբ նրանց ազիմուտը ծայրահեղ արժեքներ է ընդունում: Կախված նրանից, թե երկնային ոլորտի որ կողմից են դրանք առաջանում, առանձնացնում են արևելյան և արևմտյան երկարացումները։ Նկ. աստղ 1-ն ունի արևելյան երկարացում Ե E և արևմտյան երկարացում Ե W. Աստղը չունի 2 երկարացում։

§8. Էֆեմերիդներ

Էֆեմերիդները աղյուսակներ են, որոնք պարունակում են տեղեկատվություն երկնքում երկնային մարմինների դիրքի, դրանց շարժման արագության, աստղերի մեծությունների և աստղագիտական ​​դիտարկումների համար անհրաժեշտ այլ տվյալների մասին։ Ephemeris-ը կազմվում է ապագա ժամանակների համար՝ հիմնվելով նախկինում կատարված դիտարկումների արդյունքների վրա:

Էֆեմերիաները հաշվարկելիս օգտագործվում են երկնային մարմինների շարժման տեսությունները և դրանց պայծառության փոփոխության օրենքները։

Կախված օգտագործվող նյութերի ճշգրտությունից, էֆեմերիսը հաշվարկվում է առաջ տարբեր ժամանակաշրջաններժամանակ. Այսպիսով, փոքր մոլորակների էֆեմերիդները, որոնք պարունակում են իրենց երկնային կոորդինատները, կազմվում են մեկ կամ ավելի տարի առաջ։ Արհեստական ​​Երկրի արբանյակների էֆեմերիդները, որոնց շարժումների վրա ազդում են որոշակի ուժեր, որոնք չեն կարող ճշգրիտ հաշվարկվել (օրինակ՝ մթնոլորտի դիմադրությունը, որի խտությունը անընդհատ փոխվում է), անհրաժեշտ ճշգրտությամբ կարելի է կազմել ընդամենը 1-2 ամիս։ նախապես.

Ephemeris-ը կարող է նաև պարունակել աստղադիտակի ամրացման անկյուններ, լուսնի փուլեր և այլ տեղեկություններ, որոնք օգնում են ռացիոնալ դիտարկումներ կատարել: Օրինակ, Բևեռային աստղի դիտարկումները կարող են իրականացվել ոչ միայն գիշերը, այլև ցերեկային ժամերին; Դա անելու համար անհրաժեշտ է նախօրոք կազմել մոտավոր հորիզոնական կոորդինատների հատուկ աղյուսակ (աշխատանքային էֆեմերներ)՝ ազիմուտ։ Ա և բարձունքներ հ Բևեռային. Սարքը կողմնորոշվելով ըստ դրանց արժեքների՝ խողովակի տեսադաշտում կարող եք գտնել Հյուսիսային աստղի պատկերը։

Պոլյարնայա էֆեմերիդների (այսինքն՝ մոտավոր հորիզոնական կոորդինատների հաշվարկման կարգը՝ բարձրությունը h և ազիմուտ a դիտարկման սպասվող պահերին).

AE-ից ընտրել φ ; տեղական սիդրեալ ժամանակ ս հայտնաբերվել է ծննդաբերության ժամանակով Դ .

Երկնային բևեռի բարձրությունը հավասար է լայնության հ էջ = φ

Եռանկյունից zσk կողմերը zk Եվ zս կարելի է, որոշ ենթադրություններով, միմյանց հավասար համարել. 90°-φ-χ = 90°- հ ,

որտեղ φ+χ = հ .

Աստղագիտական ​​աղյուսակներում արժեքը χ սովորաբար նշվում է ƒ , Հետո հ = φ+ƒ

Հետևաբար, h Բևեռայինը որոշելու համար անհրաժեշտ արժեքն է ƒ տեղական սիդրեալ ժամանակ ս և ավելացրեք այն φ .

Բևեռային ազիմուտ a-ն վերցված է նույն աղյուսակներից՝ փաստարկներով ս Եվ φ . Այնուհետև Պոլյարնայայի աշխատանքային էֆեմերիսը հաշվարկվում է դիտարկման որոշակի պահին՝ տվյալ ինտերվալով (օրինակ՝ 30 մ):

Թեմա 4. Երկրի և Լուսնի պտույտ. Գործոններ փոփոխություն առաջացնելովաստղային կոորդինատները.

§1. Երկրի ուղեծրային և պտտվող շարժման առանձնահատկությունները

Երկիրը Արեգակնային համակարգի մոլորակներից մեկն է։ Ինչպես մյուս մոլորակները, այն Արեգակի շուրջը շարժվում է էլիպսաձև ուղեծրով, որի կիսահիմնական առանցքը (այսինքն՝ Երկրի և Արեգակի կենտրոնների միջև միջին հեռավորությունը) աստղագիտության մեջ ընդունված է որպես երկարության միավոր (au) չափելու համար։ ներսում գտնվող երկնային մարմինների միջև եղած հեռավորությունները Արեգակնային համակարգ. Երկրից Արեգակ հեռավորությունը ուղեծրի տարբեր կետերում նույնը չէ, պերիհելիոնում (հունվարի 3) այն մոտավորապես 2,5 մլն կմ-ով պակաս է, իսկ աֆելիոնում (հուլիսի 3) նույնքան մեծ է միջին հեռավորությունից։ , որը կազմում է 149,6 մլն կմ։

Երբ մեր մոլորակը շարժվում է Արեգակի շուրջ իր ուղեծրով, Երկրի հասարակածի հարթությունը (թեքված է ուղեծրի հարթությանը 23°27' անկյան տակ) շարժվում է իրեն զուգահեռ այնպես, որ ուղեծրի որոշ հատվածներում գլոբուսը թեքված է դեպի Արեգակն իր հյուսիսային կիսագնդով, իսկ մյուսներում՝ իր հարավային կիսագնդով:

Երկրագնդի ամենօրյա պտույտը տեղի է ունենում գրեթե հաստատունով անկյունային արագություն 23h56m04.1s ժամանակահատվածով, այսինքն՝ մեկ եզակի օրվա համար: Երկրի ամենօրյա պտույտի առանցքը հյուսիսային ծայրով ուղղված է մոտավորապես դեպի աստղը ալֆա Փոքր արջ , որն այդ պատճառով կոչվում է Հյուսիսային աստղ։

§2. Երկրի բևեռների շարժում

Երկրի պտտման առանցքը հաստատուն դիրք չի զբաղեցնում Երկրի մարմնում, որը կարծես թե ճոճվում է իր առանցքի վրա, ինչի հետևանքով երկրագնդի բևեռները նկարագրում են բարդ կորություն երկրի մակերեսի վրա՝ չհեռանալով որոշակի միջին դիրք ավելի քան 0,3-0,4”: Երկրի մակերևույթի վրա բևեռի թափառման պատճառով Երկրի մակերևույթի վրա գտնվող կետերի աշխարհագրական կոորդինատները՝ լայնություն և երկայնություն, պետք է փոխվեն։

Երկրի առանձնահատկություններից մեկը նրա մագնիսական դաշտն է, որի շնորհիվ մենք կարող ենք օգտագործել կողմնացույց։ Երկրի մագնիսական բևեռը, որին ձգվում է կողմնացույցի սլաքի հյուսիսային ծայրը, չի համընկնում Հյուսիսային աշխարհագրական բևեռի հետ, այլ գտնվում է ≈ 76° հյուսիսային կոորդինատներով կետում։ w. և 101° Վ. դ) Մագնիսական բևեռը, որը գտնվում է Երկրի հարավային կիսագնդում, ունի 66° հարավային կոորդինատներ։ w. և 140° արևելյան: դ. (Անտարկտիդայում):

§3. Լուսնի շարժում

Լուսինը Երկրին ամենամոտ երկնային մարմինն է, բնական արբանյակմեր մոլորակի. Այն պտտվում է Երկրի շուրջ 400 հազար կմ հեռավորության վրա։ Լուսնի տրամագիծը ընդամենը 4 անգամ փոքր է Երկրի տրամագծից, այն հավասար է 3476 կմ-ի։ Ի տարբերություն Երկրի, որը սեղմված է բևեռներում, Լուսինն իր ձևով շատ ավելի մոտ է կանոնավոր գնդին:

Երբ դիտվում է Հյուսիսային բևեռից, Լուսինը, ինչպես Արեգակնային համակարգի բոլոր մոլորակները և արբանյակները, պտտվում է երկրի շուրջը ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ: Երկրի շուրջ մեկ պտույտ կատարելու համար պահանջվում է 27,3 օր: Երկրի շուրջ Լուսնի մեկ պտույտի ժամանակը ճիշտ հավասար է իր առանցքի շուրջ մեկ պտույտի ժամանակին: Ուստի Լուսինը նույն կողմով անընդհատ շրջվում է դեպի Երկիր։ Ենթադրվում է, որ ին վաղ շրջաններԻր պատմության ընթացքում Լուսինը որոշ չափով ավելի արագ պտտվեց իր առանցքի շուրջ և, հետևաբար, շրջվեց դեպի Երկիր տարբեր մասերումդրա մակերեսը. Բայց զանգվածային Երկրի մոտիկության պատճառով Լուսնի պինդ մարմնում առաջացան զգալի մակընթացային ալիքներ։ Նրանք գործել են արագ պտտվող Լուսնի վրա: Լուսնի դանդաղեցման գործընթացը շարունակվեց այնքան ժամանակ, մինչև այն անընդհատ շրջվեց դեպի Երկիր միայն մի կողմից։ Այստեղ է, որ հասկացությունները տեսանելի եւ հակառակ կողմըԼուսիններ. Ընդհանուր առմամբ, Երկրից կարելի է տեսնել լուսնի մակերեսի 59%-ը։

§4. Precession և nutation

Երբ վերին մասը պտտվում է, նրա առանցքը գործնականում երբեք անշարժ չէ: Ձգողության ազդեցության տակ՝ օրենքներին համապատասխան ռոտացիոն շարժում, վերևի առանցքը շարժվում է՝ նկարագրելով կոնաձև մակերես։ Երկիրը մեծ գագաթ է: Եվ նրա պտտման առանցքը, Լուսնի և Արեգակի գրավիտացիոն ուժի ազդեցությամբ հասարակածային ավելցուկի վրա (Հասարակածը կարծես թե ավելի շատ նյութ ունի, քան բևեռները Երկրի թեքության պատճառով), նույնպես դանդաղ պտտվում է։

Երկրի պտտման առանցքը նկարագրում է խավարածրի առանցքի մոտ 23,5° անկյուն ունեցող կոն, որի արդյունքում երկնային բևեռը փոքր շրջանով պտտվում է խավարածրի բևեռի շուրջ՝ կատարելով մեկ պտույտ մոտավորապես 26000 տարում։ այս շարժումը կոչվում է պրցեսիոն .

Պրեցեսիայի հետևանքը գարնանային գիշերահավասարի կետի աստիճանական տեղաշարժն է դեպի Արեգակի ակնհայտ շարժումը տարեկան 50,3 դյույմով: այս պատճառով Արեգակը ամեն տարի մտնում է գարնանային գիշերահավասարի մեջ 20 րոպե շուտ, քան երկնքում լրիվ պտույտ է կատարում:

Երկնային հասարակածի և երկնային բևեռի դիրքի փոփոխությունը, ինչպես նաև Խոյ կետի տեղափոխումը առաջացնում է հասարակածային և էկլիպտիկական երկնային կոորդինատների փոփոխություն։ Հետևաբար, կատալոգներում երկնային մարմինների կոորդինատները տալիս կամ քարտեզների վրա դրանք պատկերելիս, նրանք պետք է նշեն «դարաշրջանը», այսինքն՝ ժամանակի այն պահը, որի համար կոորդինատային համակարգը որոշելիս վերցվել են հասարակածի և Խոյ կետի դիրքերը:

Մեծ չափով պրեցեսիան տեղի է ունենում Լուսնի գրավիտացիոն ուժերի ազդեցության տակ։ Երկրի նկատմամբ Արեգակի և Լուսնի դիրքի փոփոխության հետևանքով պրեսեսիա առաջացնող ուժերը անընդհատ փոփոխվում են։ Հետևաբար, կոնի երկայնքով Երկրի պտտման առանցքի շարժման հետ մեկտեղ նկատվում են նրա փոքր թրթռումները, որոնք կոչվում են. նուտացիա . Պրեցեսիայի և նուտացիայի ազդեցության տակ երկնային բևեռը նկարագրում է աստղերի միջև ալիքի նման բարդ կոր։

Պրեցեսիայի պատճառով աստղերի կոորդինատների փոփոխության արագությունը կախված է երկնային ոլորտի վրա աստղերի դիրքից։ Տարբեր աստղերի թեքումները տարվա ընթացքում տատանվում են +20”-ից մինչև -20”՝ կախված աջ վերելքից: Աջ վերելքները փոխվում են ավելի բարդ ձևով` կապված պրեսեսիայի հետ, և դրանց ուղղումները կախված են ինչպես ճիշտ վերելքներից, այնպես էլ աստղերի անկումից: Պրեցեսիայի աղյուսակները հրապարակվում են աստղագիտական ​​տարեգրքերում:

Precession-ը և nutation-ը փոխում են միայն Երկրի պտտման առանցքի կողմնորոշումը տիեզերքում և չեն ազդում Երկրի մարմնում այս առանցքի դիրքի վրա: Հետևաբար, երկրագնդի մակերևույթի ոչ լայնությունը և ոչ էլ երկայնությունը փոխվում են պրեսեսիայի և նեյտացիայի պատճառով, և այդ երևույթները չեն ազդում կլիմայի վրա:

§5. Լույսի շեղում

Լույսի շեղումը երկնային մարմինների ակնհայտ շեղումն է երկնակամարի վրա իրենց իրական դիրքից, որն առաջանում է երկնային մարմնի և դիտորդի հարաբերական շարժման հետևանքով:

Շեղման երեւույթը կարելի է համեմատել այն ամենի հետ, ինչ մարդը զգում է հորդառատ անձրեւի ժամանակ։ Անձրևի տակ կանգնած տղամարդը գլխավերեւում պահում է իր անձրեւանոցը։ Բայց երբ նա քայլում է, նրան ստիպում են, եթե ուզում է չոր մնալ, հովանոցը թեքել առաջ, և որքան արագ է քայլում, այնքան պետք է թեքել հովանոցը։ Ու թեև անձրևի կաթիլները դեռ ուղիղ ցած են թափվում, բայց մարդուն թվում է, թե դրանք գալիս են այն կետից, որտեղ նա թեքել է հովանոցը։

Նմանապես, շարժվող դիտորդի համար երկնային մարմնի լույսը կարծես թե գալիս է ոչ թե այն կետից, որտեղ գտնվում է մարմինը, այլ մեկ այլ կետից՝ առաջինի համեմատ շարժվելով դիտորդի շարժման ուղղությամբ: Թող ինչ-որ աստղ լինի խավարածրի բևեռում: Նրա լույսն ընկնում է Երկրի վրա իր ուղեծրով շարժվող Երկրի արագության ուղղությանը ուղղահայաց։ Այնուամենայնիվ, աստղագետը, որն իր աստղադիտակն ուղղում է խավարածրի բևեռին, չի տեսնի աստղը տեսադաշտի կենտրոնում. նման աստղադիտակի ոսպնյակի մեջ մտնող լույսի ճառագայթը ժամանակ է պահանջում նրա ամբողջ խողովակով անցնելու համար, և դրա ընթացքում այն ժամանակ, երբ խողովակը կտեղափոխվի Երկրի հետ միասին, և աստղի պատկերը չի ընկնի տեսադաշտի կենտրոն:

Այսպիսով, տեսադաշտի կենտրոնում երկնային մարմինը դիտելու համար աստղադիտակը պետք է որոշակի անկյան տակ թեքվի դեպի առաջ՝ դիտորդի շարժման համաձայն։

§5. Պարալաքս

Գնացք նստելիս ռելսերի երկայնքով կանգնած սյուները փայլում են պատուհանից դուրս։ Մի քանի տասնյակ մետր հեռավորության վրա գտնվող շենքերն ավելի դանդաղ են հետ են վազում։ երկաթուղի. Եվ շատ դանդաղ, ակամա, տներն ու պուրակները, որոնք գտնվում են հորիզոնին մոտ ինչ-որ տեղ, հետ են մնում գնացքից։ Այն արագությունը, որով օբյեկտի ուղղությունը փոխվում է, երբ դիտորդը շարժվում է, այնքան փոքր է, որքան հեռու է օբյեկտը դիտորդից: Եվ դրանից բխում է, որ օբյեկտի անկյունային տեղաշարժի մեծությունը, որը կոչվում է. պարալլակտիկ տեղաշարժ կամ պարզապես պարալաքս , կարող եք բնութագրել օբյեկտի հեռավորությունը:

Երկրի մակերևույթի երկայնքով շարժվելով աստղի պարալլակտիկ տեղաշարժը հայտնաբերելն անհնար է. աստղերը շատ հեռու են, և նման շարժումների ժամանակ պարալաքսները շատ ավելին են, քան դրանց չափման հնարավորությունը:

https://pandia.ru/text/78/111/images/image015_43.gif" align="left" width="240" height="192">

Այս դեպքում պարալաքսը հաշվարկվում է երևակայական դիտորդի համար, որը շարժվում է Երկրի կենտրոնից դեպի հասարակածի կետը, որտեղ աստղը գտնվում է հորիզոնում:

Արեգակի (ինչպես նաև այլ երկնային մարմինների) ամենօրյա շարժումը երկնքում հետևանք է Երկրի պտույտի իր առանցքի շուրջ, որն ուղղված է արևմուտքից արևելք, և, համապատասխանաբար, Արեգակի ակնհայտ շարժումը տեղի է ունենում. արևելքից արևմուտք: Այնուամենայնիվ, լանջի առկայության պատճառով երկրի առանցքըդեպի Արեգակի շուրջ ուղեծրային հարթություն, արևածագի/մայրամուտի կետերը, երբ Երկիրը պտտվում է Արեգակի շուրջը, անընդհատ տեղաշարժվում են, և արդյունքում արևելք/արևմուտք արևելք/արևմուտք տեղի է ունենում միայն գիշերահավասարների մոտ, որոնք ընկնում են արևի սկզբին: մարտի 20-ին և սեպտեմբերին. Ամռանը Երկրի հյուսիսային կիսագունդը նայում է Արեգակին, համապատասխանաբար միջին լայնություններում արևածագի կետը տեղափոխվում է հյուսիս-արևելք, իսկ մայրամուտը՝ հյուսիս-արևմուտք, իսկ ձմռանը Երկիրը հարավային կիսագունդը բացում է Արեգակի և արևածագը տեղի է ունենում հարավ-արևելքում, իսկ մայրամուտը՝ հարավ-արևմուտքում:

Արեգակի տարեկան ուղին աստղերի նկատմամբ կապված է Արեգակի շուրջ Երկրի պտույտի հետ։ Իհարկե, օրվա ընթացքում աստղերի անտեսանելի լինելու պատճառով դժվար է հետևել Արեգակի այս շարժմանը, չնայած ցերեկային ժամերին այս շարժման շնորհիվ Արևը շարժվում է աստղերի ֆոնին մի ամբողջ աստիճանով. (այսինքն, իր տեսանելի երկու չափերով): Այնուամենայնիվ, այս շարժման առկայությունը ցույց է տալիս աստղային երկնքի տեսքը, որը փոխվում է տարվա եղանակներին, և մասնավորապես դիտարկվող համաստեղություններին: Օրինակ՝ Օրիոն համաստեղությունը մութ երկնքում կարելի է դիտարկել աշնանից մինչև գարուն կեսերը, բայց տարվա մնացած ժամանակահատվածում Արևը չափազանց մոտ է այս համաստեղությանը (չնայած այն ուղղակիորեն չի անցնում դրա միջով), իսկ ցերեկը. երկինքը աստղերը, որոնք կազմում են այս համաստեղությունը, անզեն աչքով հնարավոր չէ տեսնել: Արեգակը, երբ դիտվում է Երկրից ամբողջ տարվա ընթացքում, շարժվում է երկնքով մի գծով, որը կոչվում է էկլիպտիկա, որը ցույց է տալիս Երկրի ուղեծրի հարթությունը (ավելին. ճշգրիտ սահմանում− Երկիր-Լուսին համակարգի զանգվածի կենտրոնի ուղեծրի հարթություն) և անցնում է 13 համաստեղությունների միջով (Խոյ, Ցուլ, Երկվորյակ, Խեցգետին, Առյուծ, Կույս, Կշեռք, Կարիճ, Օֆիուչուս, Աղեղնավոր, Այծեղջյուր, Ջրհոս և Ձկներ): Քանի որ Երկիրը պտտվում է Արեգակի շուրջը էլիպսաձեւ ուղեծրով, ուղեծրի արագությունը փոփոխական արժեք է, որը բնականաբար ազդում է Արեգակի ակնհայտ շարժման վրա խավարածրի երկայնքով: Տեսանելի շարժումը նույնպես անհավասար է. Արևը ավելի դանդաղ է անցնում խավարածրի մի կեսը (երբ Երկիրը ավելի հեռու է լուսատուից), իսկ երկրորդը՝ ավելի արագ, դրա շնորհիվ հյուսիսային կիսագնդում գարունն ու ամառը մի փոքր ավելի երկար են։ քան աշունն ու ձմեռը։ Երբ հյուսիսային կիսագնդում ամառ է, Երկիրը Արեգակից ամենահեռավորն է և իր ուղեծրով շարժվում է ամենադանդաղ, իսկ երբ ձմեռ է, այն ամենամոտ է և ավելի արագ է շարժվում (հարավային կիսագնդում դեռ հակառակն է):

Լուսնի ակնհայտ շարժում

Լուսնի ուղեծրի հարթությունը Արեգակի շուրջ երկրագնդի ուղեծրի հարթության նկատմամբ ունի 5 աստիճանի թեքություն, այդպիսով Լուսնի տեսանելի շարժումը աստղերի նկատմամբ անցնում է խավարածրի գծին մոտ։ Բայց այս շարժման արագությունը շատ ավելի մեծ է, քան Արեգակը: Եթե ​​Արեգակը աստղերի համեմատությամբ շարժվում է երկնքով կես երկրային օրվա ընթացքում իր ակնհայտ տրամագծին հավասար քանակությամբ, ապա Լուսինը նույն հեռավորությունը հաղթահարում է մոտ 1 ժամում, և քանի որ Լուսինը կարելի է դիտել մութ երկնքում, այն Դժվար չէ հետևել այս տեղաշարժին աստղերի ֆոնի վրա: Լուսինն իր ուղեծրով շարժվում է նույն ուղղությամբ, ինչ Երկիրը պտտվում է իր առանցքի շուրջ (ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ, երբ դիտվում է հյուսիսային բևեռից), ուստի աստղերի ֆոնի վրա Լուսնի ակնհայտ շարժումը տեղի կունենա արևմուտքից արևելք: Լուսնի ուղեծրի նույնիսկ ավելի մեծ էլիպտիկության պատճառով, քան երկրայինը, Լուսնի ակնհայտ շարժումն ավելի անհավասար կլինի: Լուսինը աստղերի համեմատ (և Երկրի շուրջը) շրջում է 27 օր, 7 ժամ, 43 րոպե, 11,5 վայրկյան: Նորալուսնի ժամանակ Լուսինը երկնքում նույն ուղղությամբ է, ինչ Արեգակը (այսինքն՝ Երկրի և Արեգակի միջև) և հետևաբար նայում է չլուսավորված կողմին: Այնուամենայնիվ, աստիճանաբար աստղից դեպի արևելք գնալով ավելի ու ավելի հեռու, Արեգակի կողմից լուսավորված լուսնային սկավառակի եզրը սկսում է աճել, և այդպես շարունակվում է մինչև լիալուսինը: Լիալուսինը ծագում է արևելյան երկնքում և մոտավորապես հետևում է Արեգակի ամենօրյա ուղուն վեց ամիս առաջ: Այսպիսով, հյուսիսային կիսագնդում ամռան ամիսներին, երբ արևը ծագում է հյուսիս-արևելքից, բարձրանում և մայր է մտնում հյուսիս-արևմուտքում, Լուսինն իր հերթին ծագում է հարավ-արևելքից, չի բարձրանում հորիզոնից և մայր է մտնում: առավոտյան հարավ, արևմուտք (ինչպես արևը ցերեկը հյուսիսային կիսագնդում ձմռանը): Լուսնի և Երկրի ուղեծրերի հարթությունների խաչմերուկների առկայությունը մեզ հնարավորություն է տալիս դիտարկել այնպիսի երևույթներ, ինչպիսիք են արևի և լուսնի խավարումները: Այնուամենայնիվ, դրանք տեղի են ունենում միայն այն դեպքում, եթե միաժամանակ կատարվեն հետևյալ պայմանները, միմյանցից անկախ. Լուսինը աստղերի համեմատ իր ճանապարհին պետք է մոտ լինի այս ճանապարհի հատման կետին խավարածրի հետ, և պետք է լինի նաև նոր. լուսին (արևի խավարման համար) կամ լիալուսին (լուսնի խավարման համար):

Մոլորակների տեսանելի շարժում

Մոլորակների ուղեծրային հարթությունները Երկրի ուղեծրի հարթության նկատմամբ ունեն ոչ ավելի, քան մի քանի աստիճանի թեք, հետևաբար, աստղերի նկատմամբ նրանց ակնհայտ ուղին անցնում է խավարածրի մոտ, բայց այս շարժման հետագիծը շատ ավելի բարդ է, քան որ արևի և լուսնի. Սկզբում շարժվելով Լուսնի և Արևի նույն ուղղությամբ (արևմուտքից արևելք (առաջ շարժում)), մոլորակները ինչ-որ պահի սկսում են դանդաղել, կանգ առնել, այնուհետև որոշ ժամանակով շարժվել արևելքից արևմուտք (հետադարձ շարժում), որից հետո նորից դանդաղում են ու նորից անցնում ուղիղ շարժման։ Ուղղությունները փոխելիս շարժման հետագիծն ունի օղակի ձև:

Արեգակին ավելի մոտ մոլորակների շարժումը, քան Երկիրը (ստորադաս մոլորակները) որոշ չափով տարբերվում է Երկրից ավելի հեռու գտնվող մոլորակների շարժումից (վերին մոլորակներ): Վեներան շարժվում է երկնքով ավելի արագ, քան Արեգակը դեպի առաջ, շրջանցում է այն, այնուհետև կանգ է առնում Արևից ոչ ավելի, քան 47 աստիճան (սա լուսատուից առավելագույն անկյունային հեռավորության կետն է (արևելյան երկարացում)), որից հետո այն անցնում է. հետընթաց շարժում և անցնում է Արեգակի միջով նորից ու նորից կանգ է առնում լուսատուից ոչ ավելի, քան 47 աստիճան հեռավորության վրա (արևմտյան երկարացում), այնուհետև նորից անցնում է ուղիղ շարժման: Մերկուրին նույնպես շարժվում է, միայն օղակի չափն ավելի փոքր կլինի, քանի որ Մերկուրին ավելի մոտ է Արեգակին և նրա անկյունային հեռավորությունը Արեգակից շատ փոքր է՝ առավելագույնը 28 աստիճան։ Մարսի և այլ վերին մոլորակների դեպքում շարժումն առաջի ուղղությամբ կլինի ավելի դանդաղ, քան Արեգակը, հետևաբար մոլորակները աստիճանաբար հետ կմնան նրանից՝ միաժամանակ լինելով արևից դեպի արևմուտք։ Երբ մոլորակը գտնվում է Արեգակից հակառակ ուղղությամբ, աստղերի ֆոնի վրա նրա շարժումը կդանդաղի, և այն կանցնի հետընթացի, որը շուտով կդանդաղի և նորից շարժվում է դեպի առաջ, որից հետո մոլորակը երկնքում կսկսի մոտենալ Արեգակին: Որքան հեռու է վերին մոլորակը, այնքան փոքր կլինի օղակի չափը շարժման ուղղությունները փոխելիս:

Շարժման ուղղությունների փոփոխությունները պայմանավորված են մոլորակների ուղեծրի անհավասար արագությամբ։ Վեներայի և Մերկուրիի հետընթաց շարժումը տեղի է ունենում, երբ նրանք հաղթահարում են Երկիրը՝ շարժվելով իրենց ուղեծրով և միևնույն ժամանակ գտնվելով Երկրի հետ Արեգակի նույն կողմում։ Իսկ վերին մոլորակների դեպքում, ընդհակառակը, Երկիրը շրջանցում է նրանց և դրա պատճառով նրանք ստանում են հետընթաց շարժում։ Օղակները ձեռք են բերվում այն ​​պատճառով, որ մոլորակների ուղեծրերը չեն գտնվում նույն հարթության վրա, բայց ունեն, թեև փոքր, թեքություններ երկրի ուղեծրի հարթության հետ կապված:

Աստղերի տեսանելի շարժում

Երբ դիտարկվում էր Արեգակնային համակարգի մարմինների տեսանելի շարժումը, շատ հաճախ նշվում էր «աստղերի նկատմամբ շարժում» արտահայտությունը, ինչը կարող է տպավորություն ստեղծել, թե աստղերը լիովին անշարժ են։ Իրականում դա այդպես չէ, պարզապես աստղերի արագությունները այնքան փոքր են՝ համեմատած նրանց հեռավորությունների հետ, որ գրեթե անհնար է նկատել նրանց շարժումը անզեն աչքով, նույնիսկ տասնամյակների ընթացքում: Շարժումը լավագույնս երևում է այն աստղերում, որոնք ունեն բարձր իրական արագություններդիտորդի տեսադաշտի վրայով և միևնույն ժամանակ գտնվում են Արեգակին հարաբերական մոտ, այնպես որ այս արագությունը գոնե ինչ-որ կերպ նկատելի է, քանի որ հարյուրավոր լուսային տարիներից հեռացնելիս, նույնիսկ հարյուրավոր կմ/վ լայնակի արագությամբ, աստղի դիրքը չափազանց դանդաղ կփոխվի: Աստղերից (բացի Արեգակից) Բարնարդի աստղն ունի ամենաբարձր ճիշտ շարժումը երկնքում՝ շատ աղոտ կարմիր թզուկը, որը, չնայած Արեգակից 6 լուսային տարվա հեռավորությանը, անզեն աչքով չի երևում: Բայց, այնուամենայնիվ, այս աստղը երկնքով շարժվում է տարեկան 10 աղեղ վայրկյանով, ինչը ավելի քան 180 անգամ պակաս է նրա ակնհայտ տրամագծից։ լիալուսին. Դժվար չէ կռահել, որ մոտավորապես նույնքան տարի է պահանջվում, որ աստղը շարժվի երկնքի ավելի հեռավոր աստղերի ֆոնի վրա Լուսնի չափին հավասար հեռավորության վրա։ Բայց սա միայն մեկ աստղ է, որն ունի այդքան մեծ ճիշտ շարժում, մյուս աստղերի համար այս շարժումները շատ ավելի դանդաղ են:

Տիեզերական հետազոտությունը վաղուց դուրս է եկել երևակայությունից.

- ամեն տարի տիեզերագնացները դուրս են գալիս Երկրից այն կողմ.

– մարդիկ արձակում են արբանյակներ, որոնցից մի քանիսն արդեն հատել են արեգակնային համակարգը.

– հսկայական աստղադիտակները դիտում են աստղերը մեր մոլորակի ուղեծրից:

Ո՞վ է եղել երկնքի առաջին ռահվիրաը: Ի՞նչ անհավանական տեսություններ են կանգնած մեր տիեզերական նվաճումների հետևում: Ի՞նչ է մեզ սպասվում ապագայում: Այս գիրքը հակիրճ և հստակ կպատմի ձեզ ամենաշատի մասին կարևոր բացահայտումներաստղագիտության ոլորտում, այն մարդկանց մասին, ովքեր ստեղծել են դրանք։

Եղեք արդի գիտական ​​հայտնագործությունների մասին՝ ընդամենը մեկ ժամում:

Գիրք:

<<< Назад

Առաջ >>>

Տիխո Բրահեի դիտարկումներն ու չափումները թույլ են տվել իր աշակերտին՝ գերմանացի գիտնական Յոհաննես Կեպլերին, հաջորդ քայլըաստղագիտության զարգացման մեջ։

Երկրակենտրոն Պտղոմեոսյան աշխարհակարգ և Կոպեռնիկյան հելիոկենտրոն համակարգ

Հաշվելով Մարսի ուղեծիրը՝ Կեպլերը պարզեց, որ այն շրջան չէ, ինչպես կարծում էին Կոպեռնիկոսը և այլ գիտնականներ, այլ՝ էլիպս։ Սկզբում նա այս եզրակացությունը չտարածեց այլ մոլորակների վրա, բայց ավելի ուշ հասկացավ, որ ոչ միայն Մարսը, այլ բոլոր մոլորակներն ունեն էլիպսոիդ ուղեծիր։Այսպիսով, հայտնաբերվեց Կեպլերի մոլորակների շարժման առաջին օրենքը։ IN ժամանակակից ձևակերպումԱյն հնչում է այսպես. Արեգակնային համակարգի յուրաքանչյուր մոլորակ պտտվում է էլիպսով, որի օջախներից մեկում գտնվում է Արևը:

Մոլորակների շարժման երկրորդ օրենքը առաջինի տրամաբանական հետևանքն էր։ Դեռևս առաջին օրենքի ձևակերպումից առաջ, Մարսի շարժումը դիտարկելիս, Կեպլերը նկատեց, որ մոլորակն ավելի դանդաղ է շարժվում, որքան հեռու է Արեգակից։ Ուղեծրի էլիպսաձեւ ձևը լիովին բացատրում է շարժման այս հատկանիշը։ Հավասար ժամանակահատվածներում մոլորակը Արեգակին միացնող ուղիղ գիծը նկարագրում է հավասար տարածքներ. սա Կեպլերի երկրորդ օրենքն է:

Երկրորդ օրենքը բացատրում է մոլորակի արագության փոփոխությունը, բայց ոչ մի հաշվարկ չի տալիս։ Մոլորակների պտտման արագությունը և Արեգակի շուրջը ճանապարհորդելու համար հաշվարկելու բանաձևը Կեպլերի երրորդ օրենքն է։

Կեպլերի հետազոտությունները վերջ դրեցին Պտղոմեոսի և Կոպեռնիկոսի համաշխարհային համակարգերի միջև վեճին։ Նա համոզիչ կերպով ապացուցեց, որ մեր համակարգի կենտրոնում Արեգակն է, ոչ թե Երկիրը: Կեպլերից հետո գիտական ​​աշխարհում աշխարհակենտրոն համակարգը վերակենդանացնելու հետագա փորձեր չեն արվել։

Կեպլերի կողմից հայտնաբերված մոլորակների շարժման երեք օրենքների ճշգրտությունը հաստատվել է բազմաթիվ կողմից աստղագիտական ​​դիտարկումներ. Այնուամենայնիվ, այս օրենքների հիմքերն ու պատճառները մնացին անհասկանալի մինչև 17-րդ դարի վերջը։ Նյուտոնի հանճարը չդրսևորվեց.

Բոլորը գիտեն պատմությունը, թե ինչպես Նյուտոնը հայտնաբերեց համընդհանուր ձգողության օրենքը՝ խնձորն ընկավ նրա գլխին, և Նյուտոնը հասկացավ, որ խնձորը ձգվում է դեպի Երկիր: Այս լեգենդի ընդլայնված տարբերակում կա նաև Լուսինը, որին գիտնականը նայել է խնձորենու տակ նստած։

Խնձորի ընկնելուց հետո Նյուտոնը հասկացավ, որ խնձորի անկման պատճառ հանդիսացող ուժը և Լուսինը Երկրի ուղեծրում պահող ուժը նույն բնույթի են:

Իրականում, իհարկե, ամեն ինչ հեռու էր այդքան պարզ լինելուց: Մինչ հայտնի օրենքի բացահայտումը, Նյուտոնը երկար տարիներ նվիրեց մեխանիկայի, շարժման և մարմինների փոխազդեցության օրենքների ուսումնասիրությանը: Նա առաջինը չէր, ով առաջարկեց գրավիտացիոն ուժերի գոյությունը։ Այս մասին խոսեց Գալիլեո Գալիլեյը, բայց նա կարծում էր, որ դեպի Երկիր ձգումը գործում է միայն մեր մոլորակի վրա և տարածվում է միայն Լուսնի վրա: Կեպլերը, ով հայտնաբերեց մոլորակների շարժման օրենքները, վստահ էր, որ դրանք գործում են բացառապես տիեզերքում և կապ չունեն երկրային ֆիզիկայի հետ։ Նյուտոնը կարողացավ համատեղել այս երկու մոտեցումները՝ նա առաջինն էր, ով հասկացավ դա ֆիզիկական օրենքներ, հիմնականում համընդհանուր ձգողության օրենքը, ունիվերսալ են և կիրառելի են բոլոր նյութական մարմինների համար։

Համընդհանուր ձգողության օրենքի էությունը հանգում է նրան, որ Տիեզերքի բացարձակապես բոլոր մարմինների միջև կա գրավչություն: Ներգրավման ուժը կախված է երկու հիմնական մեծություններից՝ մարմինների զանգվածից և նրանց միջև հեռավորությունից: Որքան ծանր է մարմինը, այնքան ավելի ուժեղ է այն ձգում ավելի թեթև մարմիններին։ Երկիրը գրավում է Լուսինը և պահում այն ​​իր ուղեծրում: Լուսինը նույնպես որոշակի ազդեցություն ունի մեր մոլորակի վրա (առաջացնում է մակընթացություն), սակայն Երկրի ձգողական ուժը, իր ավելի մեծ զանգվածի պատճառով, ավելի մեծ է։

Բացի համընդհանուր ձգողության օրենքից, Նյուտոնը ձևակերպեց շարժման երեք օրենք. Դրանցից առաջինը կոչվում է իներցիայի օրենք։ Այն նշում է. եթե որևէ ուժ չկիրառվի մարմնի վրա, այն կմնա հանգստի կամ համազգեստի վիճակում ուղղագիծ շարժում. Երկրորդ օրենքը ներկայացնում է ուժի և արագացման հասկացությունը, և այս երկու մեծությունները, ինչպես ապացուցեց Նյուտոնը, կախված են մարմնի զանգվածից։ Որքան մեծ է զանգվածը, այնքան քիչ արագացում կլինի որոշակի կիրառվող ուժի համար: Նյուտոնի երրորդ օրենքը նկարագրում է երկու նյութական օբյեկտների փոխազդեցությունը: Նրա ամենապարզ ձևակերպումն ասում է՝ գործողությունը հավասար է ռեակցիայի։

Իսահակ Նյուտոնի կատարած հայտնագործությունները և նրա ստացած բանաձևերը աստղագիտությանը տվեցին հզոր գործիք, որը հնարավորություն տվեց այս գիտությունը առաջ տանել։ Շատ երևույթներ, որոնք նախկինում բացատրություն չունեին, բացահայտեցին իրենց բնույթը։ Պարզ դարձավ, թե ինչու են մոլորակները պտտվում Արեգակի շուրջը, իսկ արբանյակները պտտվում են մոլորակների շուրջ՝ առանց տիեզերք թռչելու. դրանք պահվում են ձգողության ուժով: Մոլորակների արագությունը իներցիայի օրենքի շնորհիվ մնում է միատեսակ։ Երկնային մարմինների կլոր ձևը նույնպես ստացել է իր բացատրությունը՝ այն ձեռք է բերվել ձգողականության, ավելի զանգվածային կենտրոնի ձգման շնորհիվ։

<<< Назад

Առաջ >>>