Astronomie
Universul - alcatuirea universului, stelele, geneza si evolutia universului, relief si explorareUNIVERSUL Universul este constituit din totalitatea corpurilor si fenomenelor cosmice si a spatiului dintre ele. Este cel mai vast si mai complex sistem de organizare si de manifestare a materiei. Desi a perfectionat continuu mijloacele de cercetare, omul a reusit sa exploreze doar o mica parte din Univers, caruia i se spune Univers observabil sau Metagalaxie. Restul universului, inca nu a fost observat, dar face parte si el din Universul fizic. Date fiind dimensiunile uriase ale partii deja observate, se considera ca Universul este infinit in spatiu. Totodata, se apreciaza ca el este infinit in timp, deoarece materia nu poate fi creata din nimic; ea doar isi schimba continuu formele de organizare. Alcatuirea Universului : Se constata ca in Univers o mare parte a materiei este organizata in corpuri individualizate, de diferite dimensiuni si cu proprietati distincte. Dar spatiul dintre aceste corpuri nu este lipsit de materie. In el se gasesc particule de materie dispersate, este strabatut de radiatii electromagnetice si cosmice si de campuri gravitationale. In felul acesta, Universul este 'impregnat' de materie si de manifestarile ei. Materia organizata Cea mai mare parte din Univers ste organizata in corpuri distincte cu proprietati diverse, cum sunt stelele si galaxiile. Stelele : Unele dintre corpurile cosmice sunt incandescente si emit lumina si caldura in spatiul inconjurator.Acestea sunt stelele.Ele se deosebesc prin dimensiuni, temperatura, culoare si luminozitate. Unele au temperaturi foarte mari, dar au luminozitate si dimensiuni reduse. Ele sunt numite pitice albe. Altele au dimensiuni uriase si sunt numite gigante. Unele stele au densitati atat de mari incat atractia lor nu permite luminii sa se disperseze in spatiu si de aceea li se spune gauri negre. Tipuri de stele Stelele pot fi de mai multe tipuri. Aparitia si stingerea lor se masoara in milioane de ani. Soarele are circa 5 miliarde de ani, si dupa parerea astronomilor, mai are de trait inca atat pana sa inceapa sa moara. Soarele este o stea singulara, dar exista stele duble, formate din doua stele ce se rotesc una in jurul celeilalte. Existasi stele triple sau multiple. Cele mai mari se numesc superuriase. Majoritatea stelelor vizibile sunt de categorie mijlocie (se mai numesc si stele de serie principala). Cele mai mici stele din seria principala sunt piticele rosii. Piticele albe, care reprezinta a doua categorie a stelelor mici nu mai fac parte din seria principala. Acestea sunt de marimea Pamantului si au lumini foarte palide. Viata unei stele Fiecare stea isi incepe viata ca nor de praf si hidrogen. Exista un numar foarte mare de astfel de nori in Univers. Formarea unei stele incepe cand acest nor incepe sa se contracte datorita gravitatiei. in timp ce norul se contracta, incepe sa se roteasca si centrul lui se incalzeste. Cand temperatura nucleului central creste suficient, iau nastere reactii nucleare. Noua stea este inconjurata cu ramasite de gaze si praf. In cazul Soarelui din aceste ramasite s-au format planetele. Supernove Soarta unei stele depinde in mare masura de masa ei. Daca o stea ca Soarele isi consuma 'combustibilul' (hidrogenul), nucleul de heliu se contracta, iar straturile exterioare se extind. In aceasta stare, stele se numesc uriase rosii. Straturile exterioare dispar cu timpul, si ramane doar un nucleu mic, alb (pitica alba). Steaua se raceste treptat devenind pitica neagra (o bucata neagra de carbon). Stelele care au masa mult peste masa Soarelui sfarsesc mai dramatic. Pe masura ce isi epuizeaza combustibilul nuclear, devin superuriase cu volumul mult mai mare decat cel al uriaselor rosii. Apoi, sub efectul gravitatiei are loc colapsul nucleului, iar energia degajata fragmenteaza steaua printr-o explozie imensa. Aceasta este starea de supernova. Supernovele stralucesc o vreme de miliarde de ori mai puternic decat Soarele. Dupa starea de supernova, in functie de masa initiala, ramane un corp ceresc de dimensiuni reduse, numit 'stea de neutroni'. Sisteme stelare Mii si milioane de stele se aglomereaza formand imense galaxii eliptice sau spiralate - mari 'insule stelare', cu spatii goale intre ele. In cadrul unei galaxii obisnuite, grupuri formate din sute de mii de stele pot calatori impreuna sub forma unor aglomerari globulare. Grupuri de sute de stele se pot deplasa impreuna in aranjamente mai largi numite adesea aglomerari deschise. La o scara mai mica, grupuri formate din pana la sase stele se pot deplasa impreuna formand un asa-numit sistem stelar multiplu. Cel mai obisnuit sistem de acest fel este cel binar, care este alcatuit din doua stele; el este adesea numit stea dubla. In medie, la o suta de stele, doar 3 0 sunt stele unice, 47 sunt stele binare si 23 sunt stele multiple. Spre deosebire de stelele care compun o constelatie, cele dintr-un sistem multiplu se afla relativ aproape una de alta, acestea fiind legate intre ele prin forte gravitationale. In timp ce se deplaseaza prin spatiu executa si o miscare de revolutie in jurul centrului de gravitatie al sistemului stelar numit baricentru. Galaxiile : Stelele, impreuna cu alte corpuri cosmice, sunt grupate in aglomerari imense numite galaxii. Dupa unele aprecieri, in Univers ar exista peste 100 de miliarde de galaxii. Unele dintre ele sunt concentrate in anumite parti ale Universului formand roiuri de galaxii. Constelatiile : Noi vedem stelele grupate pe bolta cereasca si acestor grupari li s-au spus constelatii. Datorita formei acestor grupari, constelatiile au fost asemuite cu unele fiinte sau obiecte si li s-au dat denumiri corespunzatoare. Datorita miscarii de revolutie a Pamantului, in decursul unui an observam Soarele proiectat in dreptul a 12 dintre constelatii. Acestora li s-au spus constelatii zodiacale. Considerand ca pozitia Soarelui in raport cu constelatiile ar influenta soarta oamenilor din momentul nasterii lor, s-a elaborat horoscopul, in incercarea de a prevedea viitorul. Dintre constelatii, are o importanta aparte Carul Mic, deoarece contine Steaua Polara, care indica nordul in emisfera noastra.
Corpurile reci din Univers sunt grupate in jurul unor stele, constituind sisteme stelare, cum este Sistemul Solar. Materia neorganizata In Univers exista mari cantitati de materie care nu este organizata in corpuri distincte. Ea se afla sub forma de praf si gaze dispersate in spatiul cosmic. Se poate constata o tendinta de aglomerare a acestei materii neorganizate in imensi nori de materie ceva mai densa carora li se spune nebuloase. Ele apar ca pete mai luminoase pe bolta cereasca. Galaxia noastra (Calea Lactee) Pamantul este situat, impreuna cu Soarele, intr-o galaxie numita Calea Lactee, care cuprinde aproximativ 200 miliarde de stele. Aceasta galaxie are forma lenticulara, cu axa mare de aproximativ 100 000 ani-lumina. Aglomerarea stelelor din Galaxia noastra formeaza, pe bolta cereasca, o fasie mai luminoasa. GENEZA SI EVOLUTIA UNIVERSULUI Problema originii Universului si a Sistemului Solar a preocupat pe oameni de multa vreme. S-au emis diverse ipoteze care au incercat sa raspunda la aceasta preocupare. In ultima vreme se raspandeste tot mai mult asa-numita ipoteza a marii explozii (big-bang, in limba engleza). Aceasta ipoteza se bazeaza pe unele date obtinute prin observatii astrofizice si pe cunostintele de fizica atomica si nucleara. O constatare imprtanta este acea a expansiunii Universului in urma acestei explozii. Observatiile astrofizice au dus la concluzia ca galaxiile se deplaseaza in spatiu, indepartandu-se intre ele. Totodata, s-a constatat existenta, in Univers, a unor radiatii care ar data din timpul marii explozii. Conform cu aceasta teorie, initial toata materia existenta astazi in Univers era concentrata intr-un corp mic, extrem de fierbinte, o 'minge de foc'. Materia era reprezentata prin particule elementare si antiparticule. S-a produs o expansiune foarte rapida a acestei materii fierbinti, ca o imensa explozie. Ca urmare a expansiunii, materia se racea incat la dublarea volumului se injumatatea valoarea temperaturii. S-a calculat ca la o secunda dupa marea explozie temperatura materiei scazuse la cca 10 miliarde de grade, adica de aproape o mie de ori mai mare decat este tempertura in interiorul Soarelui. Materia era alcatuita atunci din electroni si protoni, cu antiparticulele lor, dar si din neutroni. Expansiunea si racirea au continuat si electronii s-au unit cu antielectronii, formand fotoni. In felul acesta, Universul a devenit o sfera de lumina. Dupa aproximativ o suta de secunde de la marea explozie, protonii s-au unit cu neutronii, formand nuclee de hidrogen greu ( deuteriu ). Din acestea s-au format nucleele de heliu si alte elemente mai grele. Neutronii ramasi au dus la fomarea nucleelor de hidrogen. Acest proces a durat cateva ore. Expansiunea Universului a continuat inca aproximativ un milion de ani, fara schimbari deosebite, ci doar o racire continua. In acest timp, temperatura a coborat la doar cateva mii de grade, incat a inceput formarea de atomi, prin unirea nucleelor cu electronii. Se considera insa ca in unele parti ale Universului expansiunea s-a incetinit si acolo s-a concentrat materia, formand galaxii. Atractia gravitationala a dus la comprimarea norilor de hidrogen si heliu, cu cresterea locala a temperaturii pana la declansarea fuziunii nucleare. Aceasta a dus la cresterea din nou a temperaturii si la formarea stelelor. Ele au atras in jurul lor materia racita formand planete, asteroizi, meteoriti si comete. In felul acesta s-a format si Sistemul Solar in cadrul Galaxiei noastre. O aglomerare mare de materie a dus la formarea Soarelui, care este o stea. In jurul lui, s-au produs alte aglomerari de materie, mai mici, care au format planetele cu satelitii lor. Si in prezent continua concentrarea materiei in corpuri mai mari. Astfel, unii asteroizi si meteoriti sunt atrasi si cad pe suprafata planetelor si satelitilor lor. Pamantul primeste o cantitate de aproximativ 100 000 de meteoriti in 24 de ore. INCEPUTUL UNIVERSULUI Din cercetarile astronomilor rezulta ca totul a aparut in urma cu 15 miliarde de ani cu formarea particulelor care se agitau cu viteze apropiate luminii.Dupa sute de mil.de ani s-au format galaxiile.In prezent,in ciuda numeroaselor cercetari facute de astronomi, informatiile despre univers nu sunt prea vaste (cca: 5%). Sistemul solar se intinde pe o suprafata in forma de disc cu o raza de 6 miliarde km.Desi el pare imens,chiar infinit,fata de univers este cu adevarat minuscul. Sistemul solar (nostru) este alcatuit din:Soare,planete,asteroizi,comete. El s-a format acum 5 miliarde de ani.Pe parcursul a 100 de milioane de ani s-au format planetele. Soarele este o stea care incalzeste sistemul solar, dar acest lucru nu va mai dura mult pentru ca ,ca orice stea se contracta transformandu-se intr-un sfarsit intr-o pitica alba care se va stinge lasand Sistemul solar in frig si intuneric.(nu se stie peste cat timp) Sistemul solar face parte din Galaxia numita Calea Lactee,o galaxie in forma de spirala cu un diametru de 100 000 ani lumina fata de o grosime de 1000-2000 ani lumina. Galaxia noastra este de tipul Sc sau SAB dupa parerile unor astronomi. Galaxia noastra nu este singura galaxie ,cunoscandu-se in prezent zeci de milioane de galaxii. In sistemul solar sunt planete de dimensiuni diferite: Mercur, Venus, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Pluto,Terra. Planetele din sistemul solar MERCUR Mercur este cea mai apropiata planeta de Soare, este si cea mai mica dintre planete. Ea are un relief de tip lunar , cu numeroase cratere- semne ale unei activitatii vulcanice, in trecut- depresiunii, ridica-turii, folii, munti nu prea inalti , atmosfera rarefianta , magnetosfera nucleu din fier. Din cauza temperaturii si a dilatatiilor puternice aici nu prea exista viata. VENUS Venus este cel mai stralucitor corp ceresc dupa Soare si Luna.Fiind o planeta interioara orbitei terestre. Venus poate fi vazuta seara la apus si dimineata la rasarit. Privita de pe Pamant planeta prezinta faze. Radiindu-se pe o orbita interioara celei terestre, Venus eclipseaza Soarele din cand in cand, fenomen care a permis astronomilor sa descopere o atmosfera densa in jurul ei care ii acopera fata de unde si denumirea de planeta cu voal. Dupa marime, masa si densitate, Venus este aproape geamana cu Pamantul, fapt care ii face pe satelitii din trecut sa creada ca acolo ar putea exista viata. Structura interna a Luceafarului o aminteste in multe privinte pe cea a Terrei. Suprafata Luceafarului e mai putin cutanta decat cea a Lunii, planeta are munti, podisuri, cratere de natura vulcanica datorita densitatii mari a atmosferi, fata planetei e mai putin cicatrizata de meteoriti, acestia arzand in atmosfera. Venus e o planeta activa are inosfera, insa ii lipseste magnetosfera, in atmosfera ei au fost inregistrate descarcari electrice, dar ele sunt de natura vulcanica, iscandu-se “din senin”.Planeta este acoperita de nari dense din picaturi de acid sulfuric si de alte substante care contin sulf picaturile de ploaie nu coboara insa mai jos de 90 km- din aceasta cauza temperaturile inalte de la suprafata, ele se evapora. Planeta este lipsita de hidrosfera, solul ei este acoperit cu blocuri de roci negre ca funinginea. Presiunea la sol este de 90 ohm, conditiile aici sunt prea vitrege pentru existenta vietii. MARTE Marte este a doua vecina a Pamantului, este dupa Luna cel mai cercetat corp cersc. Planeta are structura interioara similara celui a Pamantului, relieful ei se aseamana in multe privinte cu cel terestru si cu cel Lunar. Se disrug stiuri de muntii cu piscuri de pana la 29 km create de tip vulcanic, albiei secate de rauri, praf mult, de culoare rosie. Pe planeta bantuie furtuni de praf, la ploi se evdentiaza doua calote de gheata stralucitoare din gaz carbonic, are activitate seismica redusa, camp magnetic mic, atmosfera rarefiata. Temperatura maxima la ecuator e de 20 grade C, forme de viata n-au fost depistate. Despre existenta unei civilizatii martiene dupa cum se presupunea nici nu poate fii vorba. JUPITER Jupiter este cea mai mare planeta a sistemului Solar. In multe privinte ea se aseamana cu Soarele. Atmosfera planetei se intinde Pana la inaltimea de 700 km si consta din hidrogen, heliu, amoniac, vapori de apa si metan cu mari asezati in bende orizontale. Pe suprafata planetei se evidentiaza pata Rosie, o zona de unde curentii at-mosferici sunt foarte violenti.Jupiterare inosfera, magnetosfera cu centuri de radiatie imposibil de strabatut pentru astronauti. Mareele cosmice au descoperit in jurul planetei mai multe nele dispuse in benzi paralele cu planul ecuatorial. Jupiter are multi sateliti, 16 unii mai mari decat planeta Mercur. SATURN Saturn consta din 85% hidrogen, iar miezul ei este posibil pietros.Imposibilul ei exterior este alcatuit din hidrogen in forma de picaturi de ploaie. Saturn se evidentiaza prin mii de inele, satelitul sau Titan areare o atmosfera densa din azot, metan, amoniac si presiunea la suprafata fiind de 1,5 atm. Saturn are 18 sateliti alcatuiti din mare parte din apa, ceea ce probeaza ca, in timpul formarii planetei in inprejurimile sale tempera-tura era scazuta. URANUS Uranus este constituita dintr-un nucleu din roca si gheata, invelit de o manta de hidrogen lichid are un sistem inelar din fragmente de pietre acoperite cu ghiatam, atmosfera ei este alcatuita din metan. NEPTUN Neptun are centuri de radiatie si un inel, prin structura simuleaza Faza de inceput a Sistemului Solar. De cand a fost descoperita si pana azi, inca nu a efectuat o rotatie deplina in jurul Soarelui. Neptun are cel mai mare satelit Triton. PLUTO Pluto este cea mai indepartata planeta de Soare are masa mai mica decat cea a Terrei, este constituita dintr-un nucleu din silicati ca un invelis de gheata, dupa care urmeaza un altul din gheata de metan. Atmosfera ei densa este din neon, fata planetei pare pistruiata, deoarece este acoperita cu pete de chiciura din metan, gheata, azot. Planeta are un satelit pe nume Charon. LUNA Diametrul 3476 km Masa de 81,3 ori mai mica decat a Pamantului Volumul de 50 ori mai mic decat al Pamantului Departarea fata de Pamant este de 356400 km la pigeu si 406700 km la apogeu Densitatea: 3,34 g/cm3 Atmosfera este practic absenta Temperatura circa 150 grade C pe partea insorita si 1380 pe partea umbrita Perioada de revolutie (in jurul Pamantului) este egala cu perioa-da de rotatie (in jurul axei sale) ca urmare are indepartata me-reu aceasi emisfera catre Pamant. Aselenizarea primilor pamanteni a avut loc la 21 iulie 1969. Regiunile plate mai
intense poarta numele de “mari” si “oceane” (Marea Linistei, Oceanul
Furtunilor) si sunt delimitate de lanturi muntoase cu denumiri similare celor
de pe Pamant (Alpi, Caucaz, Carpati). Cand privim Luna printr-un binoclu, descoperim la suprafata sa muntii, sesuri si cratere, dar mai ales dupa ce sondele si astronautii au pornit sa cucereasca Luna, relieful acestuia a ajuns sa fie cunoscut mai bine. Relieful Lunii Sesurile formeza petele intunecate care contureaza ochii, nasul si gura de pe chipul pe care il vedm cand privim Luna cu ochiul liber. Odinioara se credea ca acestea sunt mari si li s-au dat nume poetice: Marea Serenitatii, Marea Linistii, Lacul Viselor e.t.c. Aceste nume au fost pastrate chiar daca azi se stie ca pe Luna nu exista apa. Cei mai inalti munti ating 8200m o altitudine cu putin mai mica dect cea a Everestului in timp ce Luna este acoperita de cratere cu marimi diferite. Ele au fost formate de meteoriti care au cazut pe Luna in urma cu miliarde de ani. Cele mai mici dimensiuni cu totul minuscule, cele mai mari depasesc 200 km. Unele dintre ele au stiatii albe dispuse spitele unei roti, acesea sunt urmele lasate pe solul lunar in toate directiile de impactul uno meteoriti. Explorarea Lunii Incepand cu anul 1959 zeci de sonde automate au fost lansate spre Luna. Primele areu destinate simplei fotografieri a suprafetei, in timp ce o savurau inainte de a se prabusi pe intindera ei. In octom- brie 1959 sonda ruseasca Luna 3 a trimis primele imagini ale fetei “nevazute” ale Lunii. Ulterior sondele au aterizat pe Luna au furnizat informatii mai precise despre suprafata acestia. Mai tarziu satelitii plasati pe orbita in jurul Lunii au fost studiati si fotografiati timp de mai multe luni. In cele din urma omul insa-si a pasit pe Luna. Intre 1969 si 1972 sase zboruri efectuate de navala spatiale Apollo au permis ca 12 astronauti americani sa paseasca pe Luna ei au fost Neil Armstrong si Eorvin Aldrin, pe 20 iulie 1969 in timpul zborului efectuat de Apollo 11, astronautii misiunii au instalat pe suprafata acesteia instrumente stintifice, au efectuat diverse masuratori si au adus pe Pamant pentru analiza aproape 400 kg de roci selenare. Suprafata Lunii Cu toate ca este aprope, Luna reprezinta o lume complet diferita de cea a noastra fara apa si fara urme de viata. Solul lunar este plin de roci scufundate mai mult sau mai putin intr-un strat gros de pulberi cenusii. Omul nu poate trai pe Luna fara un echipament adegvat fiindca Spre deosebire de Pamant, Luna nu are atmosfera. Fara o atmosfera care sa o protejeze Luna primeste din plin ploaia de meteoriti si de radiatii venite din spatiu. Ea este expusa direct razelor Soarelui in plina zi temperatura depaseste 100 grade C, noaptea dimpotriva, aceasta poate scadea sub 170 grade C. Aceste enorme variatii de temperatura sunt acontate de faptul ca ziua si noaptea sunt mai lungi decat pe Pamant, fiecare dintre ele dureaza aproximativ doua saptamani. Cerul vazut de pe Luna este meru negru chiar daca Soarele straluceste. Si pe Pamant ar fii la fel daca nu ar exista atmosfera, care difuzeaza lumina Soarelui. SOARELE Datorita faptului ca se afla atat de aproape, Soarele este steaua cea mai bine cunoscuta. Astronomii disting chiar detaliile de la suprafata sa ( cele mai mici au o intindere de 150 km ). In comparatie cu Pamantul Soarele este gigantic, volumul sau ar putea cuprinde 1 300 000 de planete ca anoastra, iar dealungul diametrului sau sa-r putea alinia la 109. Soarele este o imensa sfera de gaz foarte cald a carui masa o depaseste de 300 000 de ori pe cea a Pamantului. La suprafata forta gravitationala este de aproximativ 28 de ori mai puternica de cat cea de pe Pamant, totusi Soarele nu e decat o stea foarte obisnuita. Pentru astronomi, este o adevarata sansa sa poata studia o stea atat de banala, tot ceea ce afla prin studierea Soarelui ii ajuta sa inteleaga mai bine si celelalte stele. Fotosfera Lumina orbitoare a Soarelui provine de la un invelis de grosime mai mica de 300 km, fotosfera. Aceasta este cea care da impresia ca Soarele are o margine bine delimitata, temperatura sa este de aproximativ 6000 grade C. Vazuta prin telescop ea se prezinta ca o retea de celule mici stralucitoare, sau granule, eflate intr-o permanenta miscare. Ficare granula este o bula de gaz de marimea unei tari ca Franta, ea apare se transforma si dispare in aproximativ 10 minute. Cromosfera si coroana In timpul unei eclipse totale, cand discul arbitrar al Soarelui dispare in spatele Lunii, remarcam ca in jur o bordura de un rosu aprins, iar dincolo de aceasta, un balon argintat, mai mult sau mai putin neregulat coroana. Cromosfera si coroana sut invelisurile extaordinare ale Soarelui, ele formeaza atmosfera solara. In mod obisnuit nu le vedem pentru ca sunt mult mai putin luminoase decat fotosfera. Cromosfera se ridica pana la 5000 km de suprafata Soarelui. Ea este acoperita de mici jeturi de gaz foarte cald spiculii, tempera- tura sa creste odata cu altitudinea, in varf ea atinge 2 000 grade C. Coroana care imbraca cromosfera se dilueaza treptat in satiu si nu are o limita exterioara bine definita , ea este foarte rarefiata dar extrem de calda temperatura sa depaseste 1 milion de grade. Cu ajutorul instrumentelor speciale, din timp in timp se observa ca anumite regiuni ale cromosferi devin deodata foarte stralucitoare:acestea sunt solare. In urma acestora apar jeturi imense de gaz, se ridica in cromosfera si coroana. Cand apar proiectate pe Soare, protuberantele au aspectul unor filamenteintunecate. In permanenta un flux de particule foarte rapide paraseste Soarele prin coroana. Acestea sunt vanturile solare. Interiorul Soarelui Desigur interiorul Soarelui nu poate fii vazut dar studierea supra- fetelor si a staturilor sale exterioare ofera astronautilor informatii despre structura sa interioara. Soarele contine toate elementele simple identificate pe Pamant, dar 98 % din masa sa este formata din hydrogen si heliu. Spre centrul Soarelui, este din ce in ce mai cald, iar materia este din ce in ce mai comprimata. Chiar in centru temperatura atinge la 15 000 000 de ori mai mare decat cea din centrul Pamantului. In acest cuptor atomii de hidrogen se aglomereaza cate 4 si se transfor- ma in atomi de heliu . In urma acestei reactii se degaja caldura si lumina. Acest lucru permite Soarelui sa straluceasca. In fiecare minut 400 000 de milioame de tone de hidrogen se trasforma in heliu in centrul Soarelui. Zona unde se produc aceste reactii nucleare nu reprezinta decat un sfert din raza Soarelui, dar ea cuprinde jumatatea din masa acestuia. Lumina emisa in aceasta zona centrala a Soarelui nu ajunge la suprafata decat dupa 2 000 000 milioane de ani.
|