Фізика. 7 клас. Максимович

§ 3. Мікро-, макро- та мегасвіт. Розвиток уявлень про будову Сонячної системи. Роль астрономії у вивченні тіл мегасвіту

Дізнаймося про...

Всесвіт;
об’єкти, що належать до мікро-, макро- та мегасвіту;
будову Сонячної системи;
дослідження Сонячної системи та мегасвіту.

1. Всесвіт та його об’єкти

Якщо розглянути нічне небо, то на його чорному оксамиті можна побачити, як мерехтять і переливаються тисячі вогників. Насправді деякі з них — планети, як і наша Земля. Інші — зорі, віддалені від нас на мільярди кілометрів. Серед них Сонце, яке забезпечує Землю світлом і теплом. Усі ці об’єкти і навколишній космічний простір утворюють Всесвіт.

Усі об’єкти Всесвіту можна умовно поділити на мікро-, макро- та мегасвіт.

Частинки, розміри яких не перевищують мікрона (однієї мільйонної частини метра), належать до об’єктів мікросвіту. Це молекули, атоми, елементарні частинки, нейтрони. Мікросвіт вивчає квантова, атомна та ядерна фізика, з якими ви ознайомитеся у старших класах.

Об’єкти, досяжні для дослідження та активного впливу людської цивілізації, належать до макросвіту. Люди, предмети, що їх оточують, Земля, інші планети є елементами макросвіту. Макросвіт досліджує класична фізика.

Якщо розміри об’єктів та відстані до них становлять мільярди кілометрів, а зміни відбуваються настільки повільно, що час життя однієї людини — мить порівняно з мільярдами років існування зірок, то такі об’єкти є елементами мегасвіту. Це Сонце, зорі, зоряні скупчення, галактики. Будову й еволюцію мегасвіту досліджує космологія.

Поміркуйте і дайте відповідь

Розгляньте об’єкти Всесвіту (мал. 3.1) і встановіть, які з них є об’єктами:

1) лише мікросвіту; 2) лише макросвіту; 3) лише мегасвіту; 4) макро- та мегасвіту.

Мал. 3.1. Об’єкти Всесвіту

2. Розвиток уявлень про будову Сонячної системи

Більшість астрономів і філософів давнини вважали, що центром Всесвіту є Земля і що вона нерухома. Навколо Землі обертаються всі небесні тіла: Сонце, Місяць, планети і зорі. Але серед дослідників були й такі, які висловлювали гіпотезу про те, що Земля рухається. Ідеться про послідовників давньогрецького вченого Піфагора — піфагорійців. А давньогрецький астроном Аристарх Самоський ще в IV—III ст. до н. е. висловив думку про те, що Земля і всі планети обертаються навколо Сонця, крім того, Земля ще й обертається навколо своєї осі.

Аристарх Самоський

Першим намагався пояснити закони руху давньогрецький учений і філософ Арістотель. Опираючись на його праці про рух, давньогрецький астроном Клавдій Птолемей в II ст. н. е. створив геоцентричну (від давньогрец. Гео — Земля) систему світу (мал. 3.2). У центрі світу він «поставив» кулясту нерухому Землю, навколо якої оберталися всі інші світила — Сонце, Місяць, планети, а зорі були нерухомими.

Клавдій Птолемей

Мал. 3.2. Геоцентрична система світу

У XVI ст. польський учений Миколай Коперник заперечив твердження Птолемея про нерухомість Землі, яке століттями володіло розумом людства. Поставивши Землю серед інших планет, він показав, що вона, займаючи третє місце від Сонця, на рівні з усіма іншими планетами рухається в просторі навколо Сонця і, крім того, обертається навколо своєї осі. Отже, він обґрунтував геліоцентричну (в центрі Сонце — від грец. Геліос) систему світу (мал. 3.3).

Миколай Коперник

Мал. 3.3. Геліоцентрична система світу

Італійський фізик та астроном Галілео Галілей своє першочергове завдання вбачав в обґрунтуванні й захисті учень Коперника. Він ретельно вивчав явища, які могли довести правильність тверджень польського вченого. Це спонукало його до створення першого телескопа, прототипом якого стала підзорна труба (мал. 3.4). За його допомогою він відкрив фази Венери, виявив на Місяці гори, подібні до земних, чотири супутники планети Юпітер, плями на Сонці та його обертання навколо своєї осі. Побачив, що Молочний шлях складається з безлічі зірок. А також своїми дослідженнями довів, що Земля є таким самим небесним тілом, як Місяць і планети.

Галілео Галілей

Мал. 3.4. Телескоп Галілея

3. Дослідження тіл Сонячної системи за допомогою космічних апаратів

Дослідження Сонячної системи за допомогою космічних апаратів стало можливим завдяки генію космонавтики полтавчанину Олександру Шаргею (1897—1942), відомому усьому світу як Юрій Кондратюк. У книзі «Завоювання міжпланетних просторів» він виклав основи космонавтики, космічних польотів, конструювання міжпланетних кораблів; вивів основне рівняння польоту ракети та розглянув енергетично найбільш вигідні траєкторії космічних польотів; створив теорію багатоступінчастих ракет і запропонував рецепти ракетного палива. Американську програму висадки астронавтів на Місяць «Аполлон» було здійснено за напрацюваннями Юрія Кондратюка.

Юрій Кондратюк

Українець, геніальний конструктор Сергій Корольов, який народився на Житомирщині, займався конструюванням планерів і літаків, а потім ракет; керував створенням космічних кораблів та організацією їх польотів.

Сергій Корольов

Важливими кроками для астрономічних досліджень космосу стали виведення штучних супутників Землі на навколоземну орбіту, політ людини в космос, висадка астронавтів на Місяць, вивчення планет та інших об’єктів, які розташовані у Сонячній системі та за її межами, за допомогою космічних станцій, космічних апаратів, супутників та різного виду телескопів.

Важливу роль у дослідженні Сонячної системи, об’єктів Всесвіту відіграють нові потужні космічні телескопи: орбітальний інфрачервоний телескоп імені Джеймса Вебба та орбітальний телескоп «Кеплер», телескоп Габбла (мал. 3.5).

Мал. 3.5. Телескоп Габбла

NASA (Національне космічне агентство США) планує здійснити наступний політ на Місяць і створити постійну діючу житлову місячну станцію; планує також політ людини на Марс. Нині поверхню Марса досліджують шість роботизованих станцій. Планети Юпітер, Сатурн та інші тіла Сонячної системи досліджують космічними зондами «Юнона», «Кассіні — Гюйгенс», «Нові горизонти», «Вояджер» (мал. 3.6).

Мал. 3.6. Космічний зонд «Вояджер»

Запам’ятайте

Частинки, розміри яких не перевищують мікрона (однієї мільйонної частини метра) належать до об’єктів мікросвіту.

Об’єкти, досяжні для дослідження та активного впливу людської цивілізації, належать до макросвіту.

Перевірте себе

1. Установіть відповідність між об’єктами вивчення фізики та їх прикладами.

1) Мікросвіт

2) Макросвіт

3) Мегасвіт

А Молочний Шлях

Б Слон

В Вірус

Г Зорепад

2. Розпізнайте неправдиву інформацію.

Аристарх Самоський висловив думку про те, що Сонце обертається навколо Землі. Перший телескоп сконструював Галілео Галілей. Миколай Коперник обґрунтував учення Галілео Галілея. Згідно з геліоцентричною системою світу, Земля рухається в просторі навколо Сонця.

Обдумайте, змоделюйте, зробіть...

Створіть модель Сонячної системи за складеним вами алгоритмом дій, використовуючи пластилін, одноразові шпажки та інформацію з інтернет-джерел про розміри Сонця, планет та відстаней від Сонця до кожної з них.

Дотримуйтеся правил безпеки під час роботи!

Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)

Всесвіт	Universe
Сонячна система	Solar System
Мікросвіт	Microcosm
Макросвіт	Macrocosm
Мегасвіт	Megaworld
Телескоп	Telescope

Зміст