El nostre lloc a l'espai

Aixeca la vista en una nit clara i cada estrella que pots veure amb els teus propis ulls pertany a una galàxia, la Via Làctia. Estàs damunt d’una bola de roca que gira, envoltant una estrella ordinària entre milers de milions. Aquesta lliçó descobreix exactament on.

Cada estrella que pots veure amb els teus propis ulls pertany a la Via Làctia.

Mira

Queda’t fora en una nit clara. El terra sota els teus peus és part d’una bola rocosa de 12.742 km d’ample. Aquesta bola, la Terra, gira una vegada al dia i corre al voltant d’una estrella, el Sol, una vegada a l’any.

El Sol és tan gran que hi caben 1,3 milions de Terres. És tan pesat que conté gairebé tota la massa de tot el que orbita: planetes, llunes, planetes nans, asteroides i cometes. Juntament, el Sol i tot allò que és mantingut per la seva gravetat és el sistema solar.

En l’ esquema de dalt, el punt groc al mig és el Sol. Premeu Reprodueix i mireu com es mouen els planetes. Com més a prop del Sol estigui un planeta, més ràpid girarà:

• Mercuri triga 88 dies.
• Terra Porta un any.
• Neptú, el planeta més llunyà, triga gairebé 165 anys.

El nostre sistema solar és un dels milers de milions de sistemes estel· lars d’ una enorme espiral d’ estrelles anomenada Via Làctia. En una nit molt fosca es pot veure com una banda feble de llum a través del cel. Cada estrella que pots veure amb els teus propis ulls li pertany.

Entesos

Les distàncies en l’espai són tan grans que els quilòmetres es tornen estranys, així que els astrònoms utilitzen regles més grans.

La unitat astronòmica (au) és aproximadament la distància mitjana entre la Terra i el Sol. Des de 2012 té un valor exacte: 149.597.870.700 metres, uns 149,6 milions de km. Amb ell, el sistema solar es fa fàcil d’ imaginar:

Món	Distància mitjana del Sol
Mercuri	0.39 au
Terra	1.00 a
Júpiter	5.2 au
Neptune	30.1 au

Temps- llum és el temps que necessita la llum per cobrir una distància. Light moves at 299,792 km per second, so:

temps = distància ÷ velocitat de la llum

Per a 1 au: 149.597.871 km ÷ 299.792 km/s ≈ 499 s, o 8 minuts i 19 segons. Quan mires el Sol (mai directament, et danya els ulls), veus la llum que va sortir fa uns vuit minuts. La llum solar triga més de quatre hores a arribar a Neptú.

L’ any llum és la distància que recorre la llum en un any: uns 9,46 bilions de quilòmetres o 63.241 UA. L’estrella més propera després del Sol, Pròxima Centauri, està a uns 4,2 anys llum de distància. La Via Làctia té aproximadament 100.000 anys llum de diàmetre.

Mestre

La au es feia mesurada: es definia a través de la constant gravitatòria gaussiana, per tant la seva longitud en metres era una quantitat que els astrònoms havien de determinar. El rang de radar de Venus i el seguiment de naus espacials a finals del segle XX van reduir-lo a uns pocs metres. El 2012 la Unió Astronòmica Internacional va fixar-lo com un nombre (Resolució B2), de manera que l’au és ara simplement una unitat, com el metre.

El que realment mesurem amb molta precisió avui és el paràmetre gravitatori del Sol, GM☉ = 1.32712440041 × 10²⁰ m³ s⁻², a partir del moviment dels planetes i les naus espacials. El producte G × M és molt més conegut que G o M sols, perquè G és una de les constants menys conegudes amb precisió en física. És per això que la mecànica orbital treballa amb μ = GM en tot moment, com es veurà a la ruta del Navegador.

Dues conseqüències pràctiques:

1. La distància de la Terra no és constant. L’òrbita de la Terra té una excentricitat d’aproximadament 0,0167, per la qual cosa la seva distància del Sol varia des d’uns 147,1 milions de km (a principis de gener, periheli) fins a 152,1 milions de km (a principis de juliol, afeli). Les estacions no són causades per això: el gener és hivern a l’hemisferi nord. La causa real està coberta en la lliçó de les Estacions.
2. El temps- llum és un límit real d’ enginyeria. Una comanda de ràdio a un rover a Mart triga entre 3 i 22 minuts en una direcció, depenent de on es troben els dos planetes en les seves òrbites. Les naus espacials llunyanes han de poder actuar per si mateixes.