Naše mjesto u svemiru

Pogledajmo u nebo na jasnu noć i svaka zvijezda koju možemo vidjeti vlastitim očima pripada jednoj galaksiji, Mliječnom putu. Stojiš na rotirajućoj kugli od stijena, kružeći oko jedne obične zvijezde među milijardama. Ova lekcija otkriva točno gdje.

Svaka zvijezda koju možete vidjeti vlastitim očima pripada Mliječnom putu.

Gledaj.

Stanite vani na jasnoj noći. Zemlja pod vašim nogama je dio kamene kugle široke 12.742 km. Ta se kugla, Zemlja, okreće jednom dnevno i trči oko zvijezde, Sunca, jednom godišnje.

Sunce je toliko veliko da bi se u njega smjestilo oko 1,3 milijuna Zemlja. Toliko je teška da drži gotovo svu masu svega što joj kruži oko: planeta, mjeseci, patuljastih planeta, asteroida i kometa. Sunce i sve što ga drži njegova gravitacija zajedno čine Solarni sustav.

Na gornjoj slici, žuta točka u sredini je Sunce. Pritisnite Play i gledajte planete kretati. Što je planet bliže Suncu, to brže se kreće oko svoje osi:

• Živa Traje 88 dana.
• Zemlja. Traje godinu dana.
• Neptun, najudaljeniji planet, traje gotovo 165 godina.

Naš Sunčev sustav je jedan od milijardi zvjezdanih sustava u ogromnoj spirali zvijezda zvanoj galaksija. Mliječni put. U vrlo tamnoj noći možete ga vidjeti kao slabu traku svjetla preko neba. Svaka zvijezda koju možete vidjeti vlastitim očima pripada njemu.

Razumijem.

Udaljenosti u svemiru su toliko velike da kilometri postaju nespretni, pa astronomi koriste veća ravnala.

Astronomska jedinica (au) To je otprilike prosječna udaljenost između Zemlje i Sunca. Od 2012. godine ima točnu vrijednost: 149,597,870,700 metara, oko 149,6 milijuna km. S njim, solarni sustav postaje lako zamisliti:

Svijet	Prosječna udaljenost od Sunca
Živa	0,39 ili
Zemlja.	1.00 ili
Jupiter	5,2 ili
Neptun	30.1 ili

Svjetlosno vrijeme Vrijeme koje svjetlosti treba da prijeđe određenu udaljenost. Svjetlost se kreće brzinom od 299.792 km u sekundi, dakle:

Vrijeme = udaljenost ÷ brzina svjetlosti

Za 1 au: 149.597.871 km ÷ 299.792 km/s ≈ 499 s, ili 8 minuta 19 sekundi. Kada pogledate Sunce (nikada izravno, oštećuje vaše oči), vidite svjetlost koja je napustila Sunce prije otprilike osam minuta. Sunlight takes over four hours to reach Neptune.

The light-year is the distance light travels in one year: about 9.46 trillion km, or 63,241 au. Najbliža zvijezda nakon Sunca, Proksima Kentaura, udaljena je oko 4,2 svjetlosne godine. Mliječni put je udaljen oko 100.000 svjetlosnih godina.

Gospodaru.

Nekada se au mjerila: definirala se kroz Gaussovu gravitacijsku konstantu, tako da je njezina dužina u metrima bila količina koju su astronomi morali odrediti. Radar ranging of Venus and spacecraft tracking in the late twentieth century pinned it down to a few metres. Međunarodna astronomska unija je 2012. godine odredila da je au fiksni broj (Rezolucija B2), tako da je sada jednostavno jedinica, poput metra.

Ono što danas zapravo vrlo precizno izmjerimo je Sunčev gravitacijski parametar, GM☉ = 1.32712440041 × 10²⁰ m³ s⁻², iz gibanja planeta i svemirskih letjelica. Množak G × M je mnogo bolje poznat nego G ili M sami, jer je G jedna od najmanje precizno poznatih konstanti u fizici. Zato orbitalna mehanika radi s μ = GM kroz cijelu, kao što ćete vidjeti u Navigator putu.

Dvije praktične posljedice:

1. Zemljina udaljenost nije konstantna. Zemljina orbita ima ekscentricitet od oko 0,0167, tako da se njezina udaljenost od Sunca kreće od oko 147,1 milijuna km (početkom siječnja, perihel) do 152,1 milijuna km (početkom srpnja, afelij). Godišnja doba nisu uzrokovana time: siječanj je zima na sjevernoj hemisferi. Pravi uzrok je opisan u lekciji o godišnjim dobima.
2. Svjetlosno vrijeme je stvarno inženjersko ograničenje. Radio naredba za rover na Marsu traje između 3 i 22 minute u jednom smjeru, ovisno o tome gdje su oba planeta u svojim orbitama. Svemirska letjelica daleko mora biti u stanju djelovati na vlastitu.