Föld-Nap-Hold rendszer - PDF ingyenes letöltés
Astronomie im Chiemgau e.v. www.astronomie-im-chiemgau.de Előadássorozat Bevezetés a csillagászatba a VHS Haaggal együtt. Obb., Traunreut és Waldkraiburg mai témája: Föld-Nap-Hold rendszer
Föld, Nap, Hold, ezek az esték szereplői. Kezdjük a FÖLD-tel: A Föld az a bolygó, amelyen élünk.
1. fő karakter: a föld Fontos adatok: tömeg 5,98 * 1024 kg pálya periódus 365,2422 d forgási periódus 23h 56m 3s tengelylejtés 23,5O sugár 6371 km gyorsulás a gravitáció miatt 9,81 m/s2 felületi hőmérséklet +/- 50O C életkor 4,5 * 109 éves műholdas holdsűrűség 5,15 kg/dm3 komponensek (légkör): nitrogén: 78% oxigén: 20% pihenés: nyomgázok: CO2, nemesgázok, metán.
FÖLD: A föld az a bolygó, amelyen élünk. A nap nélkül azonban nem lenne itt élet. Vendégtelenül hideg és sötét lenne, ezért szeretnénk a nap felé fordulni, mint a 2. vezető színésznő:
2. A Nap vezető színésznője H-Alpha fényben Fontos adatok: Tömeg 1,9884 * 1030 kg Távolság 149,6 * 106 km Sugár 696,342 km Gravitáció miatt gyorsulás 274 m/s2 Felületi hőmérséklet 5,778 K Kor 4,6 * 109 év Planet 8 Spektrális osztály G2V Komponensek (Fotoszféra): Hidrogén: 92,1% hélium: 7,8% oxigén: 500 ppm Szén: 230 ppm Neon: 100 ppm Nitrogén: 70 ppm
NAP - FÖLD: A föld az a bolygó, amelyen élünk. A nap nélkül azonban nem lenne élet rajta. Barátságos hideg és sötét lenne, amellyel a nap felé fordulunk, nem lennének évszakok sem
NAP - FÖLD: A föld az a bolygó, amelyen élünk. A nap nélkül azonban nem lenne élet rajta. Barátságos hideg és sötét lenne, amellyel a nap felé fordulunk Nem lennének évszakok sem Az egész időjárási eseményeink, ideértve különösen a vízháztartást és a kapcsolódó állandó víztermelést, valamint annak eloszlását a föld teljes felületén párolgás és csapadék útján. Mindezt a napenergia segítségével lehetõvé teszik, és a kapcsolódó éghajlat az egyik legfontosabb alapja a földi életnek. Nemcsak az ivóvízellátás, a növények növekedése és így az egész tápláléklánc, a földön minden élet ettől függ.
NAP - FÖLD A földi élet fontossága ellenére a Napnak olyan fenyegető tulajdonságai is vannak, amelyektől szerencsére a föld mágneses terén keresztül nagyrészt megvéd minket:
FÖLD - NAP A földi mágneses mező védőpajzsként működik a napszél ellen: az általa átterjesztett képernyő a napszél alkotó elektromosan töltött részecskék áramlását a mágneses pólusokhoz irányítja, ahol aztán az aurora borealist (sarki fényeket) generálják. A mezőt a külső, szilárd földmag forgása hozza létre a belső, folyékony mag körül, mindkettő vasból áll. A mechanizmus geodinamó néven is ismert.
FÖLD - NAP Mivel a Geo-Dynamo-t vezérlő folyamatok dinamikus jellegűek, a mező nem statikus, hanem dinamikus, és időnként megváltoztatja a tájolását. A következő animáció egy pólus megfordulását mutatja egy körülbelül 2000 éves kivonatban egy számítógépes modellből a dinamó folyamatának szimulálására. A teljes szimuláció időtartama körülbelül 1 millió év volt. A mágneses mező 100 éves időskálán ingadozik, ahogy ma megfigyelhető (világi variáció). A földfelszínen látható "mágneses fluxus" látható: vörös árnyalatok jelentik a földbe áramlást (S), kék pedig a földből való áramlást (N). A mágneses pólusok (hozzávetőlegesen) a vörös és a kék középpontban vannak.
FÖLD - mágneses tér Amint láthatja, a mágneses mező erős ingadozásnak van kitéve a pólus megfordítása során. Ekkor összességében gyengébb a normálnál, és időnként kettőnél több mágneses pólus található, amelyek időnként az Egyenlítő közelében vannak. A föld mágneses mezőjének utolsó pólusfordulata körülbelül 750 000 évvel ezelőtt történt. Az ekkor kialakult kőzetek mágnesezettségéből a paleontológia segítségével közvetett módon levezethetők a föld mágneses mező tulajdonságai. A szimulációs eredmények jól egyeznek ezekkel a "paleomagnetikus" adatokkal. 2 0 1 3 M AX - P L ANC K - G E S E L L S C H A F T http://www.max-wissen.de//multimedia/show/4384
NAP - FÖLD A földi éghajlat ismert szezonális ingadozásain kívül ezt a következő tényezők is befolyásolják: Az energiatermelés ingadozásai Napaktivitás A földpálya excentricitásának változásai A földtengely dőlésszögének ingadozásai (ferde helyzet) A földtengely precessziója Az utolsó három paramétert a következő ábra mutatja . Mivel az említett paraméterek kölcsönhatásba lépnek egymással, de a változás megfelelő erőssége nem állandó, nehéz megjósolni, hogy az egyes ingadozások valójában mekkora lesz. Végül is a paleontológusok képesek voltak azonosítani a különféle erősségű éghajlati ingadozásokat a meghatározott ritmusokban (jégkorszakok, interglaciális korok).
3. főszereplő: A Hold Fontos adatok: Tömeg Távolság Sugár A gravitáció gyorsulása Excentrikusság Orbitális időtartam Sűrűség Nincs légkör 7,34 * 1022 kg 356-406 * 103 km 1,738 km 1,64 m/s2 0,549 27,3 d 3,341 kg/dm3
Hold: A nap után a hold a legszembetűnőbb jelenség az égen. Sok minden, amit neki tulajdonítanak, emberi fantáziából fakadt (vérfarkas vagy hasonló). Az a tény, hogy a farkasok ugatnak rá, nagyobb valószínűséggel annak köszönhető, hogy ezek az éjszakai állatok a holdfényes éjszakákon fokozzák tevékenységüket és a kapcsolódó kommunikációt egymással. A hold a föld műholdaként szintén elsősorban a hullámzásért és az áramlásért, így a föld forgásának fokozatos lassulásáért is felelős. Az évszázadban kb. 0,002 másodperccel hosszabb, semmi drámai, de a napfogyatkozások régi feljegyzéseinek segítségével bizonyítható. Erre még visszatérünk. Legkésőbb a hold leszállása óta ugyanolyan jól bebizonyosodott, hogy az apály és az áramlás váltakozása hozzájárul a Hold potenciális energiájának növekedéséhez, amely a növekvő távolságban fejeződik ki. Az éves növekedés körülbelül 3,8 cm. Körülbelül 550 millió évig a földön nem lesz képes megfigyelni a teljes napfogyatkozást, mert a hold köldöke már nem terjed ki a földre.
Hogyan jött a hold? Jelentős szerepe miatt - amelyet a hold különösen a földi hold bináris rendszerben játszik - igazolható a kérdés, hogy a föld hogyan jutott a Holdra. Számos különböző többé-kevésbé spekulatív elmélet létezik erről. Az alábbiakban a három leggyakoribbat mutatjuk be. A többiek gyakran csak variációi, vagy legalábbis kevésbé relevánsak. Ezek az elválasztás elmélete, a befogás elmélete, az ütközés elmélete, amelyeket a következőkben röviden bemutatunk
Eredet - a szétválás elmélete A kiosztás elméletét már 1878-ban kidolgozták. Eszerint a föld korai szakaszában olyan erősen forgott, hogy az instabilitása és a hold kialakulása miatt egy része levált. A szélsőséges egyenlítői domborulat ilyen leválása elég jól megmagyarázza a hold méretét. Alacsonyabb átlagos sűrűsége is kompatibilis ezzel, mert megfelel a földköpeny sűrűségének. Az árapály-súrlódás fényében a földnek korábban biztosan gyorsabban forogott, de nincs értelmes magyarázat a nagy forgási sebességekre (a nap hossza körülbelül 2,5 óra), amelyre a föld-hold rendszer jelenlegi teljes szögmomentumához szükség lett volna. A hold pályasíkja ehhez a tényhez túlságosan is a Föld egyenlítői síkja felé hajlik.
Kialakulás - csapdázás elmélete A csapdázás elmélete szerint a Hold a Naprendszer egy másik helyén alakult ki, és szoros találkozásban rekedt a földdel. Nagyon elegánsan meg tudja magyarázni a rendszer nagy szögletét és a föld és a hold közötti sűrűségbeli különbséget. Ehhez azonban nagyon különleges rögzítési útvonalra van szükség, ami nagy egybeesést jelent. Ezenkívül a holdnak túl kellett volna élnie egy rövid belépést a roche-i határon, ami még nem magyarázható. Ez az elmélet egyáltalán nem tesz állítást arról, hogy a holdnak miért van hiánya a földhöz képest mind az illékony elemek, mind a vas szempontjából. Tekintettel az izotóp összetétel hasonlóságára, az elmélet teljesen kudarcot vall.
Eredet - ütközéselmélet: A jelenleg legelterjedtebb elmélet szerint a Föld holdja egy alkalommal jött létre, miután a Proto-Earth erőteljes ütközésbe került egy Theia nevű szerencsétlen Mars méretű égitesttel, amikor a lepattanás után a por leülepedett, és jobban keringtek egymás között. A Hold és a Föld 80% -ban Theia anyagot tartalmaz, amint azt a modellszámítások és a mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtti lehetséges események szimulációi sugallják.
A hold önforgása Az árapályok következtében, amelyek a föld gravitációját okozták a Holdban, amely még a folyadék keletkezése után is folyékony volt, forgását fokozatosan fékezéssel (kötött forgás) állították be a pálya idejéhez: Ez azt jelenti, hogy a Föld körüli egy pályán mozog. ugyanabban a forgásirányban pontosan egyszer a saját tengelye körül. Ezért, a kisebb eltéréseken kívül, a Hold mindig ugyanazt az oldalt fordítja a föld könyvtári mozgásai felé.
Zápor és árvíz A tenger és a szárazföld közötti határokon levő apály és áradás már azóta is ismeretlen jelenség az ember számára, és lefolyásukat gyakran a part sajátosságai alakítják. Az emberek hamar rájöttek, hogy kapcsolat van a hold és az árapály között. Régóta azonban nem világos, miért fordul elő az árapály naponta kétszer, miközben a föld egyszerre csak egy forradalmat hajt végre. A kapcsolat az alábbiakban látható.
Ebb és leáramló kéttestes rendszer A megfigyelt testek a közös súlypont körül mozognak (+). A nagyobbik mellett a kisebb vonzereje mellett az excentricitás által okozott centrifugális erő is hatással van: Az egyik pálya során a föld körülbelül 29-szer forog. A föld egyetlen forgása során ezért naponta körülbelül kétszer meg kell fordulnia a víz hegyei alatt
x A földfelszínen lévő víztömegek érzik a gravitáció (hold/nap), valamint a centrifugális erő és az adott irányban áramló potenciálokat. A föld ezen vízhegyek alatt forog, és megakadályozza a közvetlen visszafolyást a felszínén. Ez számos mellékhatáshoz vezet:
Árapály mellékhatások I. Tavasszal és Nipp-Dagály A nap árapályereje a Holdé 46% -át teszi ki. Telihold és újhold esetén, vagyis amikor a föld, a hold és a nap egyenes vonalon fekszik, a nap és a hold árapályereje különösen nagy árapályt, a tavaszi dagályt egy félhold ad össze, azonban a nap és a hold most derékszöget képez a földhöz képest, különösen kis dagályt, a nipp dagályt eredményez. Különösen nagy árapály-erők és így tavaszi dagályok alakulnak ki, amikor a hold pályája földközeli területén is van.
Árapály mellékhatásai I. holdfázis újhold - tavaszi árapály
Árapály mellékhatásai I. holdfázis félhold - dagály
Árapály mellékhatásai I. holdfázis telihold - tavaszi árapály
Árapály mellékhatásai I. holdfázis félhold - dagály
Árapály mellékhatások II A hold gyorsulása: Érdekes jelenség a hold gyorsulása az árapály-hegyekkel való kölcsönhatás miatt. Mivel a víz ellenáll a forgásnak, az adott dagályos hegyek nincsenek közvetlenül a hold alatt, ami azt jelenti, hogy a hold minden alkalommal kissé felgyorsul a mozgás irányába. Ez az energia potenciális energiává alakul, vagyis a föld és a hold közötti távolság szinte folyamatosan növekszik.
Árapály mellékhatások II + III x
Árapály-mellékhatások II. A hold gyorsulása: Az Apollo-küldetések részeként prizmákat hagytak reflektorként mérési célokra a Holdon, amelyek lehetővé teszik a föld és a Hold közötti távolság rendszeres ellenőrzését. A fent említett hatást nagyon pontosan megerősítették. A hold évente 3,8 cm-rel távolodik el a földtől. Számunkra ez nem drámai, de körülbelül 550 millió év múlva a hold köldöke már nem éri el a földet, aminek következtében nem leszünk képesek megfigyelni a teljes napfogyatkozást.
Árapály mellékhatások III A föld lassulása: Mivel a föld az árvíz vízi hegye alatt megfordul, le kell győznie az áramlási ellenállást, amelyet felszíne a vízzel szemben áll, ezáltal elveszti a forgási energiát. Egy évszázad alatt a nap hossza körülbelül 0,002 másodperccel megnő. Az a tény, hogy ezt a látszólag minimális értéket pontosan ismerjük, bár csak rövid ideig tudtunk csillagászati megfigyeléseket végezni a szükséges precesszióval, annak köszönhető, hogy a csillagászok jól dokumentálták a napfogyatkozásokat. Babilon. Erről bővebben a napfogyatkozás kapcsán
Napfogyatkozások Előzetes megjegyzések: A hold- vagy napfogyatkozás megfigyeléséhez a napnak, a földnek és a holdnak egy vonalban kell lennie. Ha a föld a nap és a hold között van, akkor holdfogyatkozás van, abban az esetben, ha a hold a föld és a nap között van, ez napfogyatkozás. Ebből az következik, hogy holdfogyatkozások csak telihold idején lehetnek, a napfogyatkozások pedig csak akkor, ha újhold van. A hold pályájának az ekliptikához való hajlása, valamint a föld-nap és föld-hold eltérő pályaideje miatt a napfogyatkozások nem szabályos időközönként, hanem nagyjából azonos gyakorisággal zajlanak le.
Előzetes megjegyzések: Napfogyatkozások Annak érdekében, hogy megfigyelhessük a hold- vagy napfogyatkozást, a napnak, a földnek és a holdnak egy vonalban kell lennie. Ha a föld a nap és a hold között van, akkor holdfogyatkozás van, abban az esetben, ha a hold a föld és a nap között van, ez napfogyatkozás. Ebből következik, hogy csak akkor lehet holdfogyatkozás, ha telihold van, a napfogyatkozás pedig csak akkor, ha újhold van. A hold pályájának az ekliptika felé történő hajlása, valamint a föld-nap és a föld-hold eltérő pályaideje miatt a napfogyatkozások nem szabályos időközönként, hanem nagyjából azonos gyakorisággal zajlanak. Mivel a föld árnyékának átmérője, ahol a hold áthalad rajta, nagyobb, mint a Holdé, a holdfogyatkozások mindig a föld teljes sötét oldalán láthatók. A hold árnyékának a földet érő korongja azonban sokkal keskenyebb (kb. 180 km széles). Ezenkívül gyakran csak a lakatlan területeken (az óceánok víztömegein) láthatók, ezért az a benyomás keletkezik, hogy ritkábban fordulnak elő, mint a holdfogyatkozások.
A holdfogyatkozások előrejelzése A Saros-ciklus, a Saros-periódus vagy a káldeus-periódus 18 éves és 11,3 napos ciklus (6585 napnak és 8 órának vagy 242 drakonit hónapnak vagy 223 szinódikus hónapnak felel meg), amelyet a holdcsomópontok hátrafelé irányuló mozgása okoz. Ezen időszak után a hold ismét ugyanazt a helyzetet foglalja el a nap, a föld és a csomópont vonalán, ezért a nap- és holdfogyatkozás megismétlődik ezzel az időszakkal. A többi megfigyelési munka. A jövőbeni holdfogyatkozásokkal kapcsolatos előrejelzések bizonyos pontossággal megfogalmazhatók.
Columbus és a holdfogyatkozás Columbus 1504-ben egy közelgő holdfogyatkozás ismereteit felhasználta Jamaica bennszülöttjeinek való megfelelés érdekében, akik nem voltak hajlandók segíteni a hajó szükséges javításában. Megjegyzés: Columbus tisztában volt a Regiomontanus által a Saros-ciklus alapján készített átfedésekkel
A föld lassulása: Az árapályok miatt a forgási periódusban bekövetkező nagyon szabályos változások mellett a jégképződés miatti tömegeltolódás és a hegységképződés következtében bekövetkező változások miatt szabálytalan hatások is vannak. A hatások a következő összességi sávokban láthatók. Forrás Kippenhahn Sternstunden című könyvét a Kosmos Verlag jelentette meg 2006-ban