Нашето място в космоса

Погледнете нагоре в ясна нощ и всяка звезда, която можете да видите със собствените си очи принадлежи към една галактика, Млечния път. Вие стоите на въртяща се скална топка, обикаляща една обикновена звезда сред милиарди. Този урок разкрива точно къде.

Всяка звезда, която можете да видите със собствените си очи принадлежи на Млечния път.

Вижте.

Застанете навън в ясна нощ. Земята под краката ви е част от скална топка с ширина 12,742 км. Тази топка, Земята, се върти веднъж на ден и се състезава около звезда, Слънцето, веднъж годишно.

Слънцето е толкова голямо, че около 1,3 милиона Земи биха се поместили вътре в него. Тя е толкова тежка, че държи почти цялата маса на всичко, което орбитира около нея: планети, луни, планети джуджета, астероиди и комети. Заедно, Слънцето и всичко, което се държи от неговата гравитация е Слънчева система.

В горната картина жълтата точка в средата е Слънцето. Преса Пусни и гледам планетите да се движат. Колкото по-близо е една планета до Слънцето, толкова по-бързо се движи:

• Живак отнема 88 дни.
• Земя отнема една година.
• Нептун, най-отдалечената планета, отнема почти 165 години.

Нашата Слънчева система е една от милиардите звездни системи в огромна спирала от звезди, наречена Галактиката. Млечен път. В много тъмна нощ можете да го видите като слаба ивица светлина в небето. Всяка звезда, която можете да видите със собствените си очи, принадлежи към нея.

Разбирам.

Разстоянията в космоса са толкова големи, че километрите стават неудобни, така че астрономите използват по-големи линийки.

Астрономическата единица (ае) Това е приблизително средното разстояние между Земята и Слънцето. От 2012 г. има точна стойност: 149,597,870,700 метра, около 149,6 милиона км. С него слънчевата система става лесна за представяне:

Светът	Средно разстояние от Слънцето
Живак	0.39 au
Земя	1.00 или
Юпитер	5.2 au
Нептун	30.1 или

Светлинно време е времето, необходимо на светлината да покрие разстояние. Светлината се движи със скорост от 299,792 км в секунда, така че:

време = разстояние ÷ скорост на светлината

For 1 au: 149,597,871 km ÷ 299,792 km/s ≈ 499 s, or 8 minutes 19 seconds. Когато погледнете Слънцето (никога директно, уврежда очите ви), виждате светлина, която го е напуснала преди около осем минути. Слънчевата светлина отнема над четири часа, за да достигне Нептун.

Светлинната година е разстоянието, което светлината изминава за една година: около 9.46 трилиона км или 63,241 а.е. Най-близката звезда след Слънцето, Проксима Кентавър, е на около 4,2 светлинни години. The Milky Way is roughly 100,000 light-years across.

Господарю.

Преди това а.е. се измерваше: определяше се чрез Гаусовата гравитационна константа, така че дължината му в метра беше величина, която астрономите трябваше да определят. Radar ranging of Venus and spacecraft tracking in the late twentieth century pinned it down to a few metres. През 2012 г. Международният астрономически съюз го определя като фиксирано число (резолюция B2), така че сега е просто единица, подобна на метра.

Това, което всъщност измерваме много точно днес е гравитационният параметър на Слънцето, GM☉ = 1.32712440041 × 10²⁰ m³ s⁻², от движението на планетите и космическите апарати. Произведението G × M е известно много по-добре отколкото само G или само M, защото G е една от най-малко точно известните константи във физиката. Ето защо орбиталната механика работи с μ = GM през цялото време, както ще видите в пътя на Навигатора.

Две практически последици:

1. Разстоянието на Земята не е постоянно. Орбитата на Земята има ексцентрицитет от около 0,0167, така че разстоянието й от Слънцето варира от около 147,1 милиона км (началото на януари, перихел) до 152,1 милиона км (началото на юли, афелий). Сезоните не се причиняват от това: януари е зима в северното полукълбо. Истинската причина е обхваната в урока за Сезоните.
2. Светлинното време е истински инженерен лимит. Една радиокоманда до марсоход на Марс отнема между 3 и 22 минути в едната посока, в зависимост от това къде са двете планети в орбитите си. Космическите кораби далеч трябва да могат да действат сами.