Naukowy.pl

Przyrodnicze => Geografia, Ochrona środowiska => Kompendium => Wątek zaczęty przez: diglet w Sierpień 11, 2008, 03:59:41 pm

Tytuł: [Geografia] Ziemia we wszechświecie
Wiadomość wysłana przez: diglet w Sierpień 11, 2008, 03:59:41 pm
Aby szerzej poznać zagadnienie tematu musimy zrozumieć kilka pojęć stricte związanych z przyjętymi teoriami wyglądu wszechświata. Zaprezentuje teraz kilka definicji ciał niebieskich by czytelnikowi łatwiej było zrozumieć różnorodność występującą w przestrzeni kosmicznej.

Planeta – jest to ciało niebieskie, którego średnica przekracza 1000km, odbija ono promienie słoneczne i porusza się po orbicie gwiazdy.

Planeta karłowata – Tym mianem określa się między innymi pluton. Planeta karłowata to ciał mniejsze od Planety jednak większe od Planetoidy posiadające stabilną budowę poruszające się po orbicie słonecznej.

Planetoida – jest to bryła skalna, której średnica nie przekracza 1000km. Poruszają się po orbicie eliptycznej. Większość tej materii skumulowane jest pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza.

Kometa – jest to ciało znacznie mniejszych rozmiarów niż planeta posiada stałe jądro i gazową otoczkę, która wraz ze zbliżaniem się do słońca zaczyna płonąć tworząc warkocz. Porusza się po orbicie słońca.

Gwiazda – kula gazowa produkująca własne światło i promieniowanie. Osiągają one ogromne rozmiary i są w stanie świecić przez miliony a nawet miliardy lat. W ich wnętrzu następują reakcje termojądrowe, przemiany wodoru w hel. Gdy zapasy materiału wykańczają się gwiazda powiększa kilku krotnie zmienia widmo świetlne a następnie zapada się.

Satelita naturalny
(księżyc) – jest to ciało niebieskie obiegające planetę. Księżyc Ziemi znajduje się w średniej odległości 384 400km. Jego średnica to 25%, a masa 1/81 Ziemskiej.

Planety grupy Ziemskiej – są nimi: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars. Planety typu ziemskiego cechują mniejszą masą i rozmiarem, natomiast wiele wyższą gęstością od planet olbrzymów.

Planety olbrzymy – są nimi: Jowisz, Saturn, Uran, Neptun. Są to ogromnych rozmiarów obłoki gazowe, o ogromnych masach i rozmiarach. Jest to materia zbyt karłowata by móc w przeszłości przeistoczyć się w gwiazdę.

Istnieje także kilka jednostek, dzięki którym jesteśmy w stanie podawać w przybliżeniu ogromne odległości dzielące naszą planetę od innych ciał niebieskich, są to:

Jednostka astronomiczna j.a. – czyli odległość Ziemi od Słońca wynosząca 149mln km.

Rok świetlny l.y. – jest to odległość, jaką pokonuje światło w przeciągu jednego roku.
1l.y. = 9,4605 * 10 do potęgi 15m   1l.y. = 63240 j.a

Wyobrażenia wszechświata


Wyobrażenia wszechświata na przestrzeni ewoluowały chciałbym przedstawić tu dwie wykluczające się teorie, Ptolemeusza i Mikołaja Kopernika.
Wyobrażenie wszechświata prezentowane w II w. n. e. przez Ptolemeusza nazywa się geocentrycznym. Ponieważ według tego założenia Ziemia  znajduje się we wnętrzu wszechświata a wszystkie gwiazdy i planety poruszają się wokół niej. Układ słoneczny wyglądał w następujący sposób: Pierwsza i najważniejsza była Ziemia wraz ze swoim satelitą (księżycem) dalej znajdował się Merkury, Wenus, Słońce, Mars, Jowisz i Saturn. Dla Ptolemeusza bardziej odległe ciała były „sferą ciał stałych”. Pogląd o takim właśnie wyglądzie wszechświata panował aż do kontrowersyjnego ukazania się książki Mikołaja Kopernika „O obrotach sfer niebieskich”. Była to zupełna rewolucja gdyż Ziemię jako centrum wszechświata zwalono z piedestału a na tym miejscu znalazło się słońce. Teorię tę nazwano Heliocentryczną (słońce w centrum). Ten właśnie obraz jest obecny do dnia dzisiejszego, gdzie słońce jest w centrum a następnie po jego orbicie krąży 8 planet i inne ciała niebieskie. A słońce jest tylko częścią spirali obracającej się drogi mlecznej.

Układ słoneczny w statystykach


Słońce – średnica 1 392 000km, jest 109 razy większa od średnicy Ziemi.

Merkury – nie posiada żadnych satelitów, jego średnia odległość od słońca to ok. 58mln km. Obrót wokół własnej osi trwa 58 dni, natomiast wokół słońca 88 dni. Średnica równika planety to 4 878km i jest to najmniejsza planeta układu słonecznego.

Wenus – nie posiada żadnych satelitów, jej średnia odległość od słońca to ok. 108mln km. Obrót wokół własnej osi twa 117 dni, natomiast wokół słońca 225 dni. Średnica równikowa planety to 12 104km.

Ziemia – posiada jednego satelitę o nazwie księżyc, jej średnia odległość od słońca to 150mln km. Obrót wokół własnej osi trwa 23 godziny i 56 minut, natomiast wokół słońca 365 dni 5 godzin 48 minut i 46 sekund. Średnica równika to 12 756km.

Mars – posiada dwa satelity (Fobos i Deimos), jego średnia odległość od słońca to 228mln km. Obrót wokół własnej osi trwa 24 godziny i 39 minut, natomiast wokół słońca 687 dni. Średnica równikowa to 6 794km.

Jowisz – posiada 16 satelitów (Metis, Adrastea, Amalthea, Thebe, Lo, Europa, Genymede, Callisto, Leda, Himalia, Lysithea, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae, Sinope), jego średnia odległość od słońca to 778mln km. Obrót wokół własnej osi trwa 10 godzin, natomiast wokół słońca 11 lat 10 miesięcy i 10 dni. Średnica równikowa to 142 796km.

Saturn – posiada 61 satelitów, z czego najważniejsze to:(Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, Mimas, Enceladus, Tethys, Telesto, Calypso, Dione, Helene, Rhea, Titan, Hyperion, Lapetus, Phoebe), jego średnia odległość od słońca to 1 428mln km. Obrót wokół własnej osi w przybliżeniu to 10 godzin 39 minut spowodowane jest to różną prędkością obrotu na różnych szerokościach geograficznych. Natomiast obieg wokół słońca trwa 29 lat i 117 dni. Średnica równikowa to 129 800km.

Uran – posiada 15 satelitów (Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalinda, Belinda, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberon), jego średnia odległość od słońca to 2 873mln km. Obrót wokół własnej osi trwa 84 lata, natomiast wokół słońca 84 lata i 8 dni. Średnica równikowa to 50 800km.

Neptun – posiada 8 satelitów (Naiad, Halassa, Despina, Galatea, Larissa, Proteus, Tryton, Nereid), jego średnia odległość od słońca to 4 502mln km. Obrót wokół własnej osi trwa 16 godzin, natomiast wokół słońca 164 lata i 280 dni. Średnica równikowa to 48 600km

Pluton (Planeta karłowata) – posiada 1 satelitę (Charon), jego średnia odległość od słońca to 5 917mln km. Obrót wokół własnej osi trwa 17 i pół roku, natomiast wokół słońca 247 lat i 255 dni.

Powstanie wszechświata


15 miliardów lat temu
Era Plancka – wszechświat skumulowany w wielką masę o ogromnej temperaturze.
Era wielkiej unifikacji – następuje zmiana temperatur, wyzwolenie się energii, rozszerzenie się wszechświata. – 1 sek.
Era inflacji – rozszerzenie się wszechświata, zmniejszenie się masy, nadmiar materii nad antymaterią. – 3 min
Powstanie elektronów
Era nukleosyntezy – tworzenie prostych pierwiastków, wielka ilość helu, protony cząsteczki alfa, - 300 tyś. lat wyrównanie temperatur, zanik promieniowania, elektrony łączą się z protonami – 3 miliardy lat, siła grawitacji powoduje łączenie się materii w galaktyki itp. W większości materia kosmosu składa się z wodoru i helu – 5 miliardów lat, reakcje jądrowe w gwiazdach i powstanie pierwiastków.
10 miliardów lat temu powstanie pierwszych układów planetarnych, z pyłu kosmicznego zaczęły się tworzyć zalążki planet.

Hipotez odnośnie zakończenia się egzystencji wszechświata jest wiele natomiast tylko nie liczne z pośród nich brane są pod uwagę:
I. – zmniejszenie się wszechświata i powrót do stanu Big Bang. Teoria ta nazywana jest wielkim skurczem lub kolapsem wszechświata.
II. – powiększanie się wszechświata będzie następować w nieskończoność. Cała masa wszechświata skumuluje się w gigantycznych karłach lub czarnych dziurach.
III. – powiększanie się wszechświata następuje coraz wolniej, więc uznano, że układ u końcu się zatrzyma i jego temperatura zacznie spadać aż do osiągnięcia zera absolutnego.

Powstanie Ziemi
[/b]

Prowadzone ciągłe badania nad wiekiem naszej planety doprowadziły do przybliżonego jej wieku od 5 do 6 mld lat temu. Najbardziej prawdopodobną hipotezą powstania naszego układu planetarnego i Ziemi jest taka, że ogromny obłok, długości wielu milionów kilometrów, w skład, którego wchodziły gazy, pyły i odłamki skalne. W centrum tego układu nastąpiło zgęstnienie materii i postało tam słońce. Reszta odłamków stworzyła układ planet krążących wokół młodej gwiazdy. Pierwotnie powierzchnia naszej planety była rozpuszczoną płynną skałą ciągle bombardowaną przez pył kosmiczny. Wraz z obniżaniem się temperatury cięższe pierwiastki (nikiel, żelazo) zaczęły opadać ku jądru planety natomiast lżejsze (glin, krzem) uniosły się do góry. Stała skorupa Ziemska powstała najprawdopodobniej około 4,5 do 5 mld lat temu. Ulatniające się ze skorupy Ziemskiej gazy stworzyły atmosferę, natomiast skraplająca się para wodna utworzyła całą hydrologię Ziemi.

Wszelkie sugestie odnośnie artykułu proszę kierować na PW.


[Zakres materiału przygotowany dla uczniów szkół średnich na poziomie podstawowym i rozszerzonym.]