2. Солнечная система в мире галактик

Вся информация, накопленная человечеством о Вселенной основана на наблюдениях и математических расчетах. Только в XX и XXI веках человеку стали доступны другие методы исследования космоса, например запуски искусственных спутников, спектроскопический анализ и др.

Основа астрономических знаний формировалась мыслителями древнего мира. Особенно необходимо отметить страны Древнего Востока – Египет, Вавилонию (современный Иран), Индию, Китай, ученые которых научились наблюдать астрономические явления и делать предсказания относительно движения небесных тел. В период развития Древнегреческой науки эти знания были позаимствованы греческими учеными.

Идея геоцентрического строения Вселенной была выдвинута в VI веке до н.э. великим ученым Древней Греции Аристотелем, который считал, что Земля и другие планеты шарообразны, а небесная сфера замыкает Вселенную. Таким образом была представлена первая научная картина мира: Земля – неподвижный центр Вселенной, имеющей конечные размеры. Несмотря на то, что в последующие столетия высказывались другие представления о строении мира, во II веке окончательно утвердилась геоцентрическая модель. Сторонником которой, являлся александрийский астроном Птолемей. Эта теория в значительной степени соответствовала теологическим представлениям о мире и просуществовала вплоть до XIV столетия, когда наступившая эпоха Возрождения дала возможность развиваться альтернативным теориям и взглядам.

По сути дела, существовавшие на каждом этапе развития человеческой цивилизации представления о строении мира можно считать космологическими теориями соответствующей эпохи. Геоцентрическая система Аристотеля-Птолемея стала первой научно обоснованной космологической моделью Вселенной. Спустя 1500 лет ее сменила новая космологическая модель - гелиоцентрическая система, предложенная Коперником.

Группа из девяти планет вместе с Солнцем составляют Солнечную систему. Планеты гораздо меньше по размерам и имеют более низкие температуры, чем Солнце, вокруг которого они обращаются. В солнечную систему кроме планет входят их спутники, астероиды, кометы и метеорные тела.

Планеты Солнечной системы расположены по отношению к Земле следующим образом: две внутренние планеты (Меркурий и Венера), шесть внешних планет (Марс, имеющий два спутника; Юпитер, имеющий четырнадцать спутников; Сатурн, имеющий шестнадцать спутников; Уран, имеющий пять спутников; Нептун, имеющий два спутника; Плутон с одним спутником).

Спутники планет совершают сложное движение, вращаясь не только по отношению к своей оси и планете, но и по отношению к Солнцу вместе с планетой. Детальное изучение планет и их спутников стало возможным на основе использования космических кораблей, систематические запуски которых начались с 1962 г. Наиболее активно изучаются такие планеты как Меркурий и Венера, поскольку они ближайшие соседи Земли. Получены образцы грунта этих планет, а также спутника Земли Луна и осуществлен анализ их химического сотава. В настоящее время получены фотографические снимки практически всех планет и спутников Солнечной системы.

Планеты Солнечной системы делятся на две группы: планеты земной группы – Земля, Меркурий, Венера и Марс; планеты гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. О планете Плутон недостаточно сведений для определенной классификации. В Солнечной системе расположено более 3500 астероидов, представляющих собой малые планеты. В основном астероиды расположены между орбитами Марса и Юпитера. Самым крупным из известных астероидов является Цецера, размеры которого оцениваются в 1000 км. Температура астероидов не превышает 100 С, атмосфера отсутствует, а размеры в основном составляют сотни метров.

В системе небесных тел особенное место занимают кометы, обращающиеся вокруг Солнца и состоящие в основном изо льда и отдельных вкраплений разных материалов. Движение комет можно наблюдать невооруженным взглядом, они представляют удивительное явление природы.

Межпланетное пространство заполнено множеством мельчайших частиц вещества, которые получили название метеорных тел. Причина их возникновения связана с разрушением астероидов и комет. В отдельных случаях большие метеорные тела достигают поверхности Земли, проникая сквозь ее атмосферу и выпадая в виде метеоритов, состоящих в основном из железа.

Планетные системы входят в состав галактик – гигантских звездных систем. Галактики представляют наблюдаемую область Вселенной и дают информацию о состоянии Вселенной в прошлом. Свет идет от них к Земле миллионы лет, поэтому сложно представить настоящее состояние галактик и их скоплений.

Галактики могут существовать как отдельно, так и в виде скоплений. Поэтому в науке используются различные подходы к их классификации: по размерам; по форме.

По размерам выделяют галактики-карлики (до нескольких десятков световых лет) и галактики-великаны ( от десятков до миллионов световых лет).

Американский астроном Э. Хаббл предложил разделять галактики на три основных типа в зависимости от внешней формы: эллиплические, имеющие эллиптическую или круглую формы; спиральные галактики, имеющие одну или несколько спиралей; неправильные галактики, строение которых имеет клочковатую форму.

Наиболее исследованной в настоящее время является наша галактика, имеющая название Млечный путь, и галактика в виде туманности под названием Андромеда. В состав Млечного пути входят четырнадцать карликовых эллиптических галактик, несколько внегалактических шаровых скоплений и несколько неправильных галактик, наиболее известной из которых является галактика под названием Магеллановы облака. Андромеда относится к спиральным галактикам и включает одну спиральную и несколько эллиптических галактик. Образование галактик связывают с процессом эволюции Вселенной, считая, что 15 млрд. лет назад произошло выделение групп протогалактик, развитие которых определялось гравитационными взаимодействиями составляющего их вещества. С галактиками тесным образом увязывается проблема возникновения звезд.

Наша галактика – Млечный путь – это огромная система звезд, количество которых считается равным более чем 200 млрд. Главной звездой является Солнце. Млечный путь включает также пыль и газ, огромное множество электромагнитных полей и космических лучей. Наша галактика имеет форму правильного диска с шарообразным утолщением в центре. Диаметр ее равен 10⁵ световых лет. Центр самой галактики лежит в направлении созвездия Стрельца, Солнечная система обращается вокруг этого центра со скоростью около 220 км/с. Только за 250 млн. лет Солнечная система совершает один оборот вокруг центра Млечного пути. В свою очередь наша галактика вращается вокруг центра Местной системы галактик.

Ближайшее скопление галактик находится в созвездии Девы на расстоянии около 20 Мпк (мегапарсек). Известно более 50 сверхскоплений галактик. Расположение галактик и скоплений галактик в пространстве Вселенной не является равномерным, а скорее имеет сетчатую (зернистую) структуру. Наблюдаемая часть Вселенной получила название Метагалактики.

В итоге структуру Вселенной можно представить с точки зрения земного наблюдателя как систему Земля-Луна – Солнечная система – наша Галактика (Млечный путь) – скопление галактик-сверхскопления галактик – сетчатая структура Вселенной.