t7d16di
Universul reprezinta totalitatea de energie si materie, inclusiv Pamantul, galaxiile si continutul intergalactic.
Steaua este un corp cosmic format din gaze inerte retinute de atractia gravitationala proprie, care emite radiatii elecromagnetice, mai ales lumina care este produsul direct al reactiilor termonucleare interne. Aproximativ 8000 de stele sunt vizibile cu ochiul liber de pe Pamant. Astronomii au calculat ca in Calea Lactee sunt sute de miliarde de stele. Calea Lactee, la randul ei, este una din sutele de milioane de galaxii care pot fi vazute cu ajutorul telescoapelor.
Planetele sunt corpuri cosmice nonluminoase, mai mari decat un asteroid sau o cometa. Ele sunt luminate de cele mai multe ori de steaua in jurul careia orbiteaza. Cele noua planete in ordinea distantelor fata de Soare sunt: Mercur, Venus, Pamant, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun si Pluto.
In imagine se observa cometa Shoemaker-Levy 9 prabusindu-se pe Jupiter. Daca oricare din acele fragmente s-ar fi prabusit pe Pamant, ar fi dus la disparitia vietii.
Stiinta care se ocupa de toate planetele si satelitii lor, comete si meteoriti, materia interstelara, sisteme solare cunoscute, galaxii si portiuni de galaxii se numeste astronomie.
Origini antice. Egiptenii sunt, probabil primii care au descoperit pozitia relativa a stelelor.
Astronomia babiloniana. Babilonienii au realizat in 400 i.Ch. ca miscarea aparenta a Soarelui si a Lunii in jurul zodiilor nu au o viteza constanta. Ei cunosteau pozitia Lunii si a Soarelui pentru fiecare zi a lunii si puteau prezice Luna noua. De asemenea, ei au calculat pozitiile planetelor.
Astronomia greaca. Aristarh din Samos credea ca Pamantul se roteste in jurul axei sale o data la 24 de ore, impreuna cu alte planete in jurul Soarelui. Explicatia sa a fost respinsa de cei mai multi filozofi greci, care priveau Pamantul ca o planeta fara miscare in jurul careia se roteau celelate planete. Teoria lui Aristarh din Samos, cunoscand sistemul geocentric ramane neschimbata de peste 2000 de ani. In secolul al doilea d.Ch. astronomii greci Hiparh si Ptolomeu au folosit o serie de cercuri concentrice, cu Pamantul aproape de centru pentru a reprezenta miscarea generala a Soarelui, Lunii si a planetelor in jurul zodiilor. Pentru a explica variatiile de viteza ale Soarelui si Lunii si regresia planetelor, ei au presupus ca fiecare din aceste obiecte se roteste in jurul unui al doilea cerc numit epiciclu centrat pe circumferinta celui dintai.
Teoria lui Copernic. In seculul 16 contributia astronomului polonez Nicolaus Copernic a schimbat dramatic astronomia. El a aratat ca miscarea planetara poate fi explicata prin ocuparea unei pozitii centrale a Soarelui si nu a Pamantului. In 1609 Galileo Galilei a construit un mic telescop de refractie si a descoperit ca Venus, la fel ca Luna are faze, ceea ce indica ca se roteste in jurul Soa-relui. De asemenea el a descoperit pa-tru sateliti naturali ai lui Jupiter si inelele lui Saturn. El s-a nascut in 1564 si a fost unul dintre cei mai mari fizicieni si astro-nomi din epoca Renasterii. El a descoperit legea inertiei, legea caderii corpurilor, legea compunerii miscarilor. Ca astronom a descoperit natura stelara a Caii Lactee, petele de pe Soare si rotatia acestuia in jurul axei sale, confirmand prin acestea conceptia heliocentrica a lui Copernic. Cu ajutorul astronomului german Johannes Kepler au inceput revolutia stiintifica. Lui Galilei i se atribuie celebra replica rostita in fata Inchizitiei: “Eppur si muove”. El a fost somat de Inchizitie sa-si retraga ideile eretice, dar pentru ca nu a renuntat la ele, a fost pus sub arest la domiciliu.
Astronomia moderna. Imbunatatirea radiotelescoapelor a permis examinarea suprafetei planetelor, descoperirea a numeroase stele mai putin stralucitoare si masurarea distantelor interstelare. In secolul al 19-lea spectroscopia a dat informatii despre compozitia chimica si miscarea obiectelor astronomice. De-a lungul lungul secolului 20 constrirea unor telescoape din ce in ce mai mari a permis cunoasterea structurii galaxiilor si a unor parti din galaxii. Au fost construite clase noi de echipament astronomic sensibil la variatia radiatiilor electromagnetice.
Sistemul Solar. Prin folosirea telescoapelor, tot mai multi noi membri ai Sistemului Solar au fost descoperiti, incluzand Uranus in 1781, Neptun in 1846 si Pluto in 1930. Numarul satelitilor cunoscuti a crescut la peste 60. Cercetarile spatiale au descoperit inele in jurul lui Jupiter si noi sateliti ai lui Saturn si Uranus.
Cea mai apropiata stea, Alpha Centauri, este de 260.000 de ori mai departe fata de Pamant decat de Soare. Prima distanta interstelara masurata a fost in 1838. Masele stelare nu pot fi determinate pentru Soare si pentru cateva stele. Dintre stelele cele mai apropiate 10% sunt mai stralucitoare, mai mari si mai masive decat Soarele. In 1960 astronomii britanici Jocelyn Bell si Antony Hewish au descoperit pulsarii, care sunt aparent ultimul stagiu al “mortii” stelei intr-o gaura neagra. Oamenii de stiinta estimeaza ca gaura neagra are o masa intre 2,5 si 3,5 miliarde de ori mai mare decat o stea.
Galaxia. La sfarsitul secolului al 18-lea, Sir William Herschel a observat ca Soarele face parte dintr-un nor de stele, numit Calea Lactee. Un fascicul luminos, la o viteza de 300.000 km/s ar necesita 400.000 ani sa traverseze Calea Lactee. Aceasta este o galaxie in spirala, continand aproximativ 1 milion de stele. Soarele se afla la aproximativ 30.000 ani lumina fata de centrul Caii Lactee.
Cosmosul. Calea Lactee este una din numeroasele galaxii, unele chiar la miliarde ani lumina. Cuasarul descoperit prin anii 1950 cu ajutorul radiotelescoapelor este considerat de multi astronomi a fi nucleul energetic al unei galaxii indepartate. Un cuasar a fost descoperit la 12 miliarde ani lumina in 1991. Astronomul american Edwin Hubble a aratat ca galaxiile se distanteaza de Calea Lactee, demonstrand ca universul se dilata, si ca si-a avut originea intr-un loc extrem de cald, dens, cauzat de o explozie, numita Big Bang.
Cosmologia. Stiinta care se ocupa de studiul universului, inclusiv teorii despre origine, evolutie, structura si viitor este cosmologia.
Legea lui Hubble. Mii de galaxii se afla in exteriorul Caii Lactee, care contin sisteme solare. Fiecare galaxie contine sute de miliarde de stele. Cele mai multe galaxii se indeparteaza de Calea Lactee, la o viteza de cateva sute de km/s. Astronomul american Edwin Hubble a descoperit ca galaxiile izolate au viteze de indepartare mai mari. Universul se dilata, indepartand galaxiile intre ele. Datorita atmosferei, telescoapele de pe Pamant nu au o imagine destul de clara pentru a studia stele, galaxiile, etc. In 1995 NASA (agentia nationala de aeronautica si spatiu din SUA) a lansat un telescop pe orbita Pamantului. Acest proiect, in valoare de 1 miliard de dolari, a fost menit sa rezolve problema cauzata de atmosfera. Telescopul se numeste Hubble si poate “vedea” mai adanc in spatiu decat orice alt telescop. Cu ajutorul lui s-au putut vedea imagini spectaculoase.
Varsta Universului. Daca rata de expansiune a Universului este cunoscuta se poate estima varsta sa. In zilele noastre estimarile referitoare la varsta Universului se situeaza intre 7 si 20 miliarde de ani. Limita inferioara a estimarilor varstei este in conflict cu varsta celei mai vechi stele, despre care se crede ca are in jur de 16 miliarde de ani.
Starea Universului. Fizicianul germano-american Albert Einstein a propus o teorie despre Univers bazata pe relativitatea generala, in care gravitatia este echivalenta cu o curba a spatiului in patru dimensiuni. Solutia sa indica ca Universul nu este static dar trebuie sa se extinda sau con-tracte. Din nume-roasele teorii ne-statice, cea propusa de matematicianul rus Alexander Friedmann este cea acceptata. Soarta Universului lui Friedmann depinde de media densitatii materiei Universului. Daca este relativ putina materie in Univers, atractia gravitationala intre galaxii va fi slaba, iar Universul se va extinde la nesfarsit. Daca densitatea materiei este aproape de valoarea critica, expansiunea va inceta si se va putea transforma in contractie, sfarsindu-se in colapsul total al intregului Univers. Soarta acestui colaps nu este sigura. O alta teorie spune ca Universul va exploda, producand un alt Univers care va colapsa la randul sau.
Teoria stadiului stabil. Astronomii britanici Hermann Bondi, Thomas Gold si Sir Fred Hoyle au prezentat o alta teorie despre Univers. Ei cred ca scaderea densitatii medii in Cosmos este echilibrata de formarea continua de materie, mentinand forma Universului. Teoria stadiului stabil nu mai este acceptata de majoritatea cosmologilor.
Teoria Big Bang. Fizicianul ruso-american George Gamow a propus teoria ca Universul a fost creat in urma unei explozii gigantice numite Big Bang. Aceasta teorie a ajutat la explicarea primelor stagii ale formarii si evoluarii Universului. Densitatea extrem de mare a cauzat dilatarea rapida a Universului. Hidrogenul si heliul s-ar fi racit si condensat formand stele si galaxii. Conform teoriei lui Gamow, radiatiile s-ar fi racit pana la -;270°C. Aceasta radiatie a fost detectata in 1965, astfel, dupa parerea cercetatorilor, fiind o confirmare a teoriei Big Bang.
Evolutia Universului. Inca nu se stie daca Universul se va dilata la nesfarsit sau se va contracta din nou. O metoda de a afla raspunsul este de a afla densitatea medie a materie in Univers. Inmultind masa fiecarei galaxii cu numarul galaxiilor este doar 5 -;10 % din numarul critic al lui Friedmann. Inmultind masa zonelor galactice cu numarul zonelor galactice rezulta un numar aproape de valoarea critica. Diferenta dintre aceste valori indica prezenta unei materii invizibile, asa numita materie neagra, aflata in afara galaxiilor, dar in interiorul zonelor intergalactice. Pana cand fenomenul este inteles, aceasta metoda de a determina soarta Universului va ramane neconcludenta.
In Univers sunt aproximativ 50 de miliarde de galaxii, cea mai mare fiind de 13 ori mai mare decat Calea Lactee. Pe langa stele si planete, galaxiile contin hidrogen, molecule complexe si radiatii cosmice. Galaxiile emit lumina vizibila, unde radio, raze infrarosii, ultraviolete si raze X.
Astronomii au estimat distantele comparand obiecte din alte galaxii cu cele din galaxia noastra. Stele care isi schimba periodic stralucirea sunt valoroase, deoarece perioada de variatie este raportata la stralucirea stelei, indicand distanta. Viteza stelelor care orbiteaza in galaxie depinde de stralucirea galaxiei si indica distanta.
Galaxiile sunt grupate, formand zone largi. Galaxia noastra este una din cele 20 din Grupul Local. Calea Lactee si Andromeda sunt doua dintre cele mai mari. Grupul Local este membru in zona Virgo, care contine mii de galaxii. Cele mai indepartate galaxii cunoscute sunt albastre deoarece sunt fierbinti datorita stelelor tinere pe care le contin. Galaxiile la o distanta de 13 miliarde ani lumina s-au format cand Universul era doar la 10-20 % din varsta. Aceste galaxii par a fi sferice. Stelele orbiteaza in galaxii pe o traiectorie spiralata mai repede spre exterior decat spre centru. La periferie au fost masurate chiar si viteze de 3000 km/s. Cresterea vitezei insemna ca masa galaxiilor nu este concentrata in centru. Corpurile la distante mari de centru au o luminozitate atat de redusa incat au fost detectate doar pe baza atractiei gravitationale. Natura lor exacta este necunoscuta.