1. Поняття про Всесвіт.

Всесвіт охоплює весь безмежний космічний простір і складається з численних зірок, хмар пилу і газу, міжзоряної речовини. Доступну для досліджень частину Всесвіту називають Метагалактикою. У безмежних просторах Метагалактики виявлено більше мільярда галактик. Кожна галактика – це величезне, до 100-150 млрд., скупчення зірок, які утворюють різні за величиною і формою зоряні системи. Сучасні оптичні прилади дають змогу спостерігати зоряні системи, віддалені від нашої планети на 5-6 млрд. світлових років, а за допомогою радіотелескопів дослідники проникають ще далі – на відстань до 15 млрд. світлових років.

Наша Галактика становить лише дуже маленьку частинку Метагалактики. В ній близько 150 млрд. зірок. Велике скупчення їх утворює на нічному небі широку білясту смугу, яку здавна називають Чумацьким шляхом. або Молочним Шляхом. Схожими на нашу Галактику є скупчення зірок - Туманність Андромеди.

Наша Галактика належить до спіральних систем, що має площину симетрії (площина диска) та вісь симетрії (обертання). Сонце розташоване майже в площині галактичного диска. Період обертання Сонця навколо центра Галактики становить 240-250 млн. років і називається галактичним роком. Галактичний рік – важлива складова геохронологічної шкали (вона відповідає геологічній епосі). Можливо, тривалість галактичного року є чинником тектонічної ритмічності і глобальних процесів, визначаючи основні епохи орогенезу, тобто утворення планетарних складчастих гірських споруд каледонського, герцинського, тихоокеанського та альпійського етапів.

Галактики та їх сукупності перебувають у постійному русі. Також постійно рухаються і планети Сонячної системи нашої Галактики.

Зірки – розжарені небесні сферичні тіла, що випромінюють світло. Незважаючи на їх помірну нерухомість, вони рухаються навколо центра галактик і обертаються навколо своїх осей. Величина зірок різна. Деякі з них не перевищують своїми розмірами Сонце, а є й такі, що в мільярди раз більші від нього (зорі-надгіганти) або в десятки раз менші від нього (зорі-карлики). Своїм хімічним складом зорі, як правило, являють собою водневі і гелієві плазми, з незначною домішкою кисню, азоту, вуглецю, заліза та інших елементів.

Зорі відрізняться температурою поверхневих шарів, від якої залежить її колір і спектр. Залежно від характеру спектра зорі поділяються на білі, або блакитні (з темпе­ратурою біля поверхні 10—20 тис. градусів), жовті (з температурою біля поверхні 6—7 тис. градусів) і червоні (з температурою біля поверхні 3—4 тис. граду­сів). Наше Сонце належить до групи жовтих зірок.

Деякі зірки змінюють свою яскравість, блиск та інші властивості дуже швидко - протягом доби, а то і секунд. До таких зірок належать нові і наднові зірки.

Навколо деяких зірок-сонць рухаються планети — не­прозорі, кулясті тіла, які світяться відбитим світлом своїх сонць. Крім видимого руху навколо сонць, вони обертаються навколо власної осі. Планети мають різні розміри — від сотень тисяч кі­лометрів у поперечнику до кількох кілометрів або навіть метрів — астероїди, або малі планети. В деяких великих планет є свої супутники — небесні тіла, які рухаються навколо цих планет і супроводять їх у русі навколо сонця. Кількість супутників у відомих нам планет коливається від одного до дванадцяти.

Навколо нашого Сонця обертаються також комети — тіла Сонячної системи, які на небі мають вигляд рухли­вих туманних об'єктів із світлим згустком у середині — ядром. Комети мають такі витягнуті орбіти, що можуть наближатися до Сонця не частіше як раз у тисячі, а то й у мільйони років. Тільки близько 70 відомих комет обер­талось навколо Сонця за 3—10 років (половина з них уже зникла, розсипавшись у космічний пил). Ядра комет складаються з суміші льоду і металічних частинок.

Наближаючись до Сонця, комета під його впливом швидко тане, і кометний лід випаровується. Тоді стають видними головка — хмара пари, газів і твердих частинок навколо центрального ядра, і хвіст — частина комети, куди тиск сонячного світла відкидає випаровану матерію, іноді на сотні мільйонів кілометрів.

Крім космічних тіл, які відзначаються регулярністю орбітального руху, в світовому просторі є й тіла з корот­кочасним неорбітальним рухом. До них належать метео­ри— невеликі тіла (брили, уламки та інші тверді частин­ки), що рухаються в космічному просторі. Потрапивши в земну атмосферу (як правило, в межах 70—125 км), від тертя вони миттю розжарюються і згоряють. Лише деякі з них встигають долетіти до поверхні Землі, падаю­чи на неї у вигляді кам'яних або залізних мас різної величини — метеоритів. Вони, очевидно,— уламки малих планет. Метеорити мають масу від часток грама до бага­тьох десятків тонн. Падіння метеоритів видно як рух вог­няної кулі. Падаючи на поверхню Землі, метеорити утво­рюють ями і воронки.

Усі космічні тіла за законом всесвітнього тяжіння взаємно притягуються, причому сила притягання зале­жить від маси тіл та віддалі між ними.

Згідно з загальноприйнятими уявленнями, що було доведено близько 50 років тому, Всесвіт – нестаціонарна система, тобто стан його залежить від часу. Панує теорія розширення Всесвіту, що має цілу низку експериментальних доказів. Сутність її полягає в тому, що Галактики віддаляються одна від одної. За теорією еволюція Всесвіту мала початок, а межа спостережуваного Всесвіту непостійна у часі – вона зростає зі швидкістю, що відповідає рівнянню Хаббла. Вік Всесвіту визначають від 13 до 18 млрд. років.

Хімічний склад речовини у Всесвіті. Із загальної маси речовини Всесвіту лише близько 1/10 є видимою, решта – невидима, розпорошена, темна. Остання утворює так звану „сховану масу” Всесвіту.

Видима речовина, про склад якої можна з упевненістю робити висновок за характером спектра випромінення, складається переважно з водню (70-80% за масою) та гелію (решта 20-30%). Інших хімічних елементів у масі видимої речовини настільки мало, що при подібних наближених оцінках ними можна знехтувати.

Відповідно до нинішньої концепції космохімії речовина Всесвіту до утворення зірок відповідала водню та гелію в наведені пропорції з домішкою літію, а решта важчих елементів утворилася в зірках внаслідок нуклеосинтезу. У Всесвіті не виявлено значної кількості антиречовини, за винятком малої частки антипротонів у космічних променях.

2. Будова Сонячної системи.

Сонячна система – це саме Сонце разом із сукупністю небесних тіл, що обертаються навколо Сонця, перебуваючи в зоні його тяжіння; 8 планет, кожна з яких обертається по орбіті навколо Сонця, супутники планет, кожний з яких обертається навколо своєї планети (або, точніше, разом зі своєю планетою навколо центра мас системи), а разом із планетою – навколо Сонця; десятки тисяч астероїдів, близько 100 комет, що обертаються навколо Сонця або потрапляють (комети) до сонячної системи одноразово.

Сонце – одна із типових зірок Чумацького шляху. Відстань від Сонця до Землі приблизно 149, 6 млн. км. Відстань від Сонця до ядра Галактики (її центра) становить близько 7,5 тис. парсеків (1 парсек рівен 3,26 світлових роки). Розміри Сонячної системи умовно обчислюються більше 10 млрд. км у поперечнику, що в 1 млн. разів перевищує діаметр земної кулі. Радіус Сонця становить 696 тис. км, середня температура зовнішніх шарів – 5 600⁰ С, а в надрах вона перевищує 10 млн.⁰ С.

Сонце являє собою типову жовту зорю. Основна маса Сонця – ядро, оточене світлим газовим шаром – фотосферою, з якої випромінюється більша частина світла, що надходить на Землю й інші планети. Зовні від фотосфери є область полум’яноподібних спалахів газу – хромосфера і далі корона, з яких виходить частина ультрафіолетового і радіовипромінювання.

Розміри Сонця набагато перевищують розміри планет. Воно могло б умістити 1 300 планет такого розміру як Земля. Маса його у 332 тис. разів більща від маси Землі. В ньому зосереджено 99, 86 % маси всієї Сонячної системи.

Сонячна речовина рухається навколо осі обертання зірки, причому різні зони обертаються з різними періодами (25 діб біля екватора і 30 біля полюсів). Спектральний аналіз показав, що на Сон­ці наявні приблизно 70 хімічних елементів з таблиці Менделєєва. Переважає H, біля 70% всієї маси зірки. На другому місці He (29% від маси Сонця).

Теплова енергія Сонця зумовлена термоядерними реакціями перетвореня водню у гелій.

Величезна енергія, яку виділяє Сонце, розсіюється у космічному просторі. Дуже мала частка цієї енергії досягає Землі у вигляді рентгенівських і ультрафіолетових променів, видимого світла, теплового випромінювання і радіохвиль.

Тепло і світло, що випромінює Сонце впливає на різні процеси. Тепло впливає на клімат, приводить у дію кругообіг води, відіграє велику роль при вивітрюванні та ерозії, а також створює на Землі умови, які сприятливі для життя.

Безперервне випромінювання Сонцем величезної енергії супроводжується відторгненням заряджених частинок в космічний простір. Цей потік електронів та протонів називається сонячним вітром. Взаємодіючи з верхніми шарами атмосфери, ці частинки викликають в ній полярні сяйва, іонізують повітря і змінюють фізичний стан газової оболонки.

Навколо Сонця рухаються 8 планет, які за фізичними властивос­тями об'єднуються в дві групи, розділені в просторі поясом астерої­дів. Планети, що знаходяться всередині цього кільця (Меркурій, Венера, Земля, Марс) називаються внутрішніми (земними). Вони невеликого розміру і мають тверду поверхню, велику щільність, повільно обертаються навколо своєї осі.

Зовнішні планети, що рухаються за кільцем астероїдів, утворюють групу планет-гігантів (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун). Вони мають великі розміри і маси, малу густину, швидко обертаються навколо осі, не мають твердої поверхні.

   Планети рухаються навколо Сонця (великі планети) в одному напрямі, проти годинникової стрілки, якщо дивитись з боку північного полюса екліптики. Проміжки між орбітами планет збільшуються з віддаленням від Сонця. Супутники обертаються навколо планет подібно тому, як планети навколо Сонця.