§ 8. Мы во Вселенной

Весь необъятный материальный мир, безграничный во времени и пространстве, включающий в себя все существующие звёзды, планеты, галактики, межзвёздный газ, космическую пыль и излучение.

• 1. Структура Вселенной — состоит из сотен миллиардов галактик, образующих гигантские звёздные скопления и ячеистые космические структуры.
• 2. Место человека во Вселенной — Земля представляет собой песчинку космоса, являясь рядовой планетой Солнечной системы, расположенной на окраине нашей галактики.

Гигантское гравитационно связанное звёздное скопление во Вселенной, объединяющее от сотен миллионов до триллионов звёзд вместе с их планетными системами, межзвёздным газом и космической пылью, вращающимися вокруг общего массивного центра.

• 1. Масштабы — в наблюдаемой Вселенной насчитываются сотни миллиардов галактик различных форм: спиральные, эллиптические и неправильные.
• 2. Наша галактика — спиральная галактика со звёздным населением свыше 100 миллиардов звёзд, в одном из рукавов которой расположена Солнечная система.

Собственное имя нашей Галактики, видимое с Земли невооружённым глазом на ночном небосводе в виде туманной белёсой светящейся полосы звёзд, похожей на дорожку из разлитого молока.

• 1. Происхождение названия — термин восходит к древнегреческому мифу и слову «галактос» (молоко).
• 2. Астрономическая природа — полоса Млечного Пути представляет собой вид с ребра гигантского сплюснутого вращающегося звёздного диска нашей спиральной галактики с перемычкой.
• 3. Характеристики — диаметр галактического диска составляет около 100 000 световых лет, а Солнечная система совершает полный оборот вокруг галактического центра за 220–250 млн лет (галактический год).

Планетная система, состоящая из центральной звезды — Солнца — и всех естественных космических объектов, обращающихся вокруг него под действием сил гравитационного притяжения.

• 1. Состав системы — центральная звезда Солнце, 8 больших планет со своими естественными спутниками, карликовые планеты, пояс астероидов, кометы, метеороиды и космическая пыль.
• 2. Орбитальное движение — планеты обращаются вокруг Солнца по замкнутым эллиптическим траекториям (орбитам), близким к окружностям, двигаясь практически в одной плоскости (эклиптике) и в одном направлении против часовой стрелки (при взгляде с северного полюса эклиптики).
• 3. Космические масштабы — среднее расстояние от Земли до Солнца составляет около 150 млн км (1 астрономическая единица), а свет преодолевает этот путь примерно за 8 минут 20 секунд; расстояние от Земли до Луны — около 384 тыс. км.

Истинная геометрическая фигура планеты Земля, отражающая её реальную форму, которая представляет собой шар, слегка сплюснутый у полюсов из-за центробежной силы суточного осевого вращения и обладающий неровной поверхностью.

• 1. Происхождение термина — греческое слово, буквально означающее «землеподобный» (от «ге» — Земля и «эйдос» — вид, форма).
• 2. Физический смысл — уровенная поверхность гравитационного потенциала, совпадающая с невозмущённой средней поверхностью Мирового океана и мысленно продолженная под континентами.
• 3. Метрические характеристики — экваториальный радиус Земли (6378 км) на 21 км длиннее полярного радиуса (6357 км); общая площадь поверхности земного геоида составляет 510 млн км².

Две фундаментальные, исторически сложившиеся системы географического деления земной суши (площадью около 149 млн км², что составляет ~29% поверхности планеты).

• 1. Материки (континенты) — крупнейшие непрерывные массивы суши, окружённые водами Мирового океана; выделяются по физико-географическому и геологическому признаку. На Земле 6 материков: Евразия (крупнейший, ~54,6 млн км²), Африка (~30,3 млн км²), Северная Америка (~24,7 млн км²), Южная Америка (~17,8 млн км²), Австралия (~7,7 млн км²) и Антарктида (~14,1 млн км²).
• 2. Части света — историко-культурные регионы суши, включающие материки или их части вместе с прилегающими островами; выделяются по мере исторического освоения ойкумены. На Земле 6 частей света: Европа и Азия (расположены на едином материке Евразия), Африка, Америка (объединяет два материка — Северную и Южную Америку), Австралия (с Океанией) и Антарктида.
• 3. Россия на карте — наша Родина расположена на крупнейшем материке Евразия, раскинувшись сразу в двух частях света — Европе и Азии.

Концентрические взаимосвязанные геосферы нашей планеты, сформировавшиеся в процессе её геологической эволюции и непрерывно взаимодействующие между собой.

• 1. Литосфера — твёрдая каменная оболочка Земли, состоящая из земной коры и подстилающего верхнего слоя мантии (мощность от 5 до 200 км).
• 2. Гидросфера — водная оболочка Земли, включающая всю химически несвязанную воду: Мировой океан, поверхностные воды суши (реки, озёра, болота), вечные снега, ледники и подземные воды.
• 3. Атмосфера — воздушная газовая оболочка Земли, удерживаемая земной гравитацией и защищающая живые организмы от космического излучения и метеоритов.
• 4. Биосфера — «сфера жизни», оболочка Земли, заселённая живыми организмами (растениями, животными, грибами, бактериями) и видоизменённая продуктами их жизнедеятельности.
• 5. Географическая оболочка — целостная сложная природная система контактной зоны всех четырёх геосфер, в пределах которой зародилась жизнь и развивается человеческое общество.

Великий польский астроном, математик и естествоиспытатель эпохи Возрождения, создатель гелиоцентрической системы мира, совершивший революционный переворот в естествознании и представлениях о месте Земли во Вселенной.

• В фундаментальном труде «О вращении небесных сфер» математически обосновал гелиоцентрическую модель строения мира, доказав, что Солнце является неподвижным центром планетной системы, а Земля и другие планеты обращаются вокруг него по орбитам.
• Опроверг господствовавшее более тысячи лет геоцентрическое учение Клавдия Птолемея о неподвижности шарообразной Земли в центре мироздания, объяснив смену дня и ночи суточным вращением нашей планеты вокруг своей оси.
• Труды Коперника положили начало первой научной революции в естествознании, лишили Землю статуса исключительного неподвижного центра Вселенной и определили её истинное место как рядовой планеты Солнечной системы.

Солнечная система представляет собой гравитационно связанный планетный комплекс, являющийся малой частью нашей галактики Млечный Путь:

• Центральное тело: массивная раскалённая плазменная звезда — Солнце, в которой сосредоточено более 99,8% массы всей системы. Солнце излучает колоссальное количество энергии, давая Земле свет и тепло;
• Планеты: вокруг Солнца по замкнутым эллиптическим траекториям — орбитам — обращаются 8 больших планет. По мере удаления от Солнца они располагаются в строгом порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс (планеты земной группы), Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (планеты-гиганты). Все планеты обращаются практически в одной плоскости и в одном направлении;
• Другие космические тела: естественные спутники планет (например, спутник Земли — Луна), пояс астероидов (между Марсом и Юпитером), пояс Койпера, кометы, метеороиды и облака межпланетного газа и пыли;
• Масштабы: среднее расстояние от Земли до Солнца составляет около 150 млн км, а расстояние от Земли до Луны — 384 тыс. км. Между космическими телами действует взаимное гравитационное притяжение, вызывающее, в частности, морские приливы и отливы на Земле.

Наша планета устроена как сложная комплексная система, обладающая уникальными физическими характеристиками:

• Форма и размеры: Земля шарообразна, но из-за осевого вращения слегка сплюснута с полюсов. Такую уникальную форму называют геоидом («землеподобным»). Общая площадь поверхности планеты составляет 510 млн км²;
• Соотношение воды и суши: бóльшая часть поверхности Земли (~71%, или ~361 млн км²) покрыта водами Мирового океана. Около 29% (~149 млн км²) составляет суша — материки и острова;
• Материки и части света: земная суша делится на 6 материков (Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Австралия, Антарктида) и 6 исторических частей света (Европа, Азия, Африка, Америка, Австралия с Океанией, Антарктида);
• Концентрические оболочки (геосферы): твёрдая литосфера, водная гидросфера, воздушная атмосфера и сфера жизни биосфера. Все они непрерывно проникают друг в друга и взаимодействуют, образуя единую географическую оболочку.

Солнечную систему образует совокупность гравитационно связанных небесных тел:

• Центральная звезда — Солнце, обеспечивающее светом и теплом все тела системы;
• Восемь больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун;
• Естественные спутники планет (у Земли — Луна, у Юпитера — свыше 90 спутников, у Сатурна — свыше 140);
• Карликовые планеты (Плутон, Церера, Эрида, Макемаке, Хаумеа);
• Малые тела Солнечной системы: сотни тысяч каменно-металлических астероидов (главный пояс астероидов и пояс Койпера), ледяные кометы с протяжёнными газовыми хвостами, метеороиды и космическая пыль.

Правильный ответ: а) орбитой.

Орбита (от латинского orbita — колея, путь) — это траектория движения небесного тела или космического аппарата в гравитационном поле другого тела. Путь Земли вокруг Солнца представляет собой эллиптическую орбиту, очень близкую к окружности, которую наша планета преодолевает за один год (365 суток 6 часов). (Слово «эллипс» обозначает геометрическую форму этой траектории, а «ось» — воображаемую прямую линию суточного вращения Земли).

Верными утверждениями являются: 2) и 4).

Подробное обоснование каждого пункта:

• 1) Неверно: Солнце несоизмеримо больше Земли — его диаметр превосходит земной в 109 раз, а по объёму внутри Солнца могло бы поместиться около 1,3 миллиона таких планет, как Земля;
• 2) Верно: Земля является третьей по счёту планетой от Солнца (после Меркурия и Венеры), находясь на оптимальном расстоянии около 150 млн км в «зоне обитаемости»;
• 3) Неверно: Солнечную систему образуют не только Земля и Солнце, а центральная звезда Солнце, 8 больших планет со спутниками, пояс астероидов, кометы и множество малых космических тел;
• 4) Верно: Солнце — это раскалённая жёлтая звезда-карлик, температура на поверхности которой достигает ~5500 °C (а в ядре — около 15 млн °C), служащая главным источником света, тепла и жизни на Земле.