A FÖLD GÖMB ALAKJA, MÉRETE, FORGÁSA A Föld alakja Égbolt elfordul világtengely. Vízszintessel bezárt szöge helyfüggő földfelszín görbült. Dupla távolság - dupla szögváltozás A Föld gömb alakú További bizonyítékok: Hajó vitorlája tűnik föl először Föld képe űrhajóról... ;)
A Föld mérete Első mérések az ókorban. Leghíresebb, legpontosabb mérés: Eratoszthenész (i.e. 235 és 194 között) Bázisvonal: Alexandria Syene (Asszuán) A Föld forgása A Föld forog, vagy az égbolt? Kinematikailag mindegy, dinamikailag nem. Bizonyíték: Foucault-inga
A FÖLD KERINGÉSE A NAP KÖRÜL Érvek: belső bolygók (Merkur, Vénusz) mozgása a Napéhoz kötött, attól soha nincsenek messzebb egy biz. szögnél (ún. legnagyobb elongáció) külső bolygók szembenállás idején a legfényesebbek Ezek alapján már Arisztarkhosz felveti a heliocentrikus rendszert. De: pályák nem lehetnek körök epiciklusok kellenek, azokkal pedig mindkét rendszer egyformán bonyolult. Kopernikuszi rendszer melletti érvek: Vénusz fázisai Jupiter-holdak felfedezése (Galilei) Kepler: ellipszispályák így már sokkal egyszerűbb a heliocentrikus rendszer Állócsillagok parallaktikus elmozdulása.
TRIGONOMETRIKUS PARALLAXIS Közeli objektum, hosszú bázisvonal nagyobb elmozdulás.
Napi parallaxis: a bázisvonal a földfelszín két pontja Évi parallaxis: a bázisvonal a földpálya két átellenes pontja.
A NAPRENDSZER FELMÉRÉSE Ókori mérések: alapelvüket először Arisztarkhosz jegyezte fel, de már korábban is alkalmazhatták. Újkori mérések alapja: parallaxis elve. Csillagászati egység (astronomical unit, AU): Nap és Föld átlagos távolsága (kb.) 1 AU 150 millió km
Ha a Nap egy narancs...... akkor a Föld egy kavics tőle 10 m-re... a Jupiter egy cseresznye tőle egy háztömbnyire... a legközelebbi csillag (α Cen) egy másik narancs 2000 km-re (Madrid)
CSILLAGOK TÁVOLSÁGMÉRÉSE TRIGONOMETRIKUS PARALLAXISSAL [évi parallaxis] p kis szög tan p p [radián] d [AU]= 1/p [radián] De p < 1 minden csillagra jobb távolságegység a parszek: d [pc]= 1/p [ ] 1 pc az távolság, amelyről nézve az 1 AU szakasz merőleges rálátás esetén 1 szög alatt látszik. Többszörösei: kiloparszek (kpc), megaparszek (Mpc), gigaparszek (Gpc) 1 fényév = c 1 év. 1 pc = 3, 26 fényév 206 000 AU
A TEJÚTRENDSZER I. Kant, W. Herschel, 18.sz. vége: Tejút = sok halvány csillag tömkelege. Látszólag 2-3 kpc átmérőjú lapos korongban oszlanak el. Mi a közepe táján lennénk... DE: 20 század elejére (Shapley 1916) kiderült: Valójában a Tejútr. sokkal nagyobb, 30 kpc átmérőjű, és mi a centrumtól kb félúton vagyunk kifelé. Ui.: távolságmérés távolibb csillagokra Pl. cefeida-parallaxis. Cefeidák: pulzáló változócsillagok. Valódi (abszolút) fényességük és a pulzáció periódusa között összefüggés van a valódi fényességet a látszóval összevetve a távolság meghatározható. Korábbi téves kép oka: csillagközi fényelnyelés.
EXTRAGALAXISOK Régóta ismert, hogy a csillagok között fénylő diffúz ködök is láthatók. Többségük világító gázfelhő a Tejútrendszerben. De: 20 század elején egyes ködökben olyan csillagokat figyeltek meg, amelyek igen távolinak tűntek... Lehet, hogy egyes ködök a Tejúton (görögül Galaxis) kívül vannak, vagyis extragalaktikusak? Shapley-Curtis vita (1920). Hubble, 1923: Cefeidák az Androméda-ködben ez egy extragalaxis. Távolsága: 750 kpc
Galaxishalmazok galaxisok galaxiscsoportok ill. galaxishalmazok szuperhalmazok Konkrétan: Tejútrendszer Lokális Csoport Virgo Szuperhalmaz A Lokális Csoport Virgo Szuperhalmaz közepe (Virgo Halmaz) tőlünk 18 Mpc.
Még nagyobb léptékeken: óriás üregek, 100 Mpc. Hubble, 1925: Galaxisok színképvonalai el vannak tolódva a vörös felé. Értelmezés (egyszerűsített): Doppler-effektus távolodás.
A DOPPLER-EFFEKTUS Mozgó hullámforrás, mozdulatlan közeg. Álló megfigyelő számára: közeledő forrás frekvenciája nő (kékeltolódás) λ λ λ 0 < 0 távolodó forrás frekvenciája csökken (vöröseltolódás) λ λ λ 0 > 0 (pl. szirénázó mentőautó) Vöröseltolódás mértéke: z λ/λ = v/c v: forrás távolodási sebessége; c: hullám terjedési sebessége (v c esetén)
A HUBBLE-TÖRVÉNY Galaxisok színképvonalai el vannak tolódva a vörös felé. Értelmezés (egyszerűsített): Doppler-effektus távolodás. Edwin Hubble, 1925: v = H d Hubble-törvény H = 72 km/s/mpc Hubble-állandó Mit jelent az Univerzum tágulása? Nem vagyunk kitüntetett helyzetben! A Hubble-tv. szerint táguló világban minden megfigyelő ugyanazt látja:
Anyag sűrűsége csökken, de minden pontban egyaránt múltban nagyobb volt. Kiszámítható, hogy véges idővel ezelőtt végtelen volt a sűrűség: Ősrobbanás. Az Ősrobbanás nem egy helyen történt, hanem mindenütt : minden pontban végtelen volt a sűrűség, és az Univerzum mindig homogén volt. Az Univerzum kora: 13,7 milliárd év. Végtelen-e a világ? Nem tudjuk. Kétdimenziós analógiák: gömbfelület (határtalan, de véges) ekkor volt középpont, de 4.dim-ban. euklidészi sík (végtelen) nyeregfelület (végtelen)
A CSILLAGÁSZAT FELOSZTÁSA Szférikus csillagászat: Az égtestek éggömbön elfoglalt látszó helyzetével és mozgásával kapcsolatos kérdésekkel foglalkozik. Égi mechanika: Az égitestek valódi, térbeli mozgását vizsgálja olyan rendszerekben, ahol mozgásukat kis számú más égitest hatása határozza meg (pl. Naprendszer, kettőscsillagok, galaxiscsoportok...) Galaktikus csillagászat: (régebbi neve: sztellárasztronómia) Az égitestek valódi, térbeli eloszlását és mozgását vizsgálja olyan rendszerekben, ahol mozgásukat nagyszámú más égitest együttes hatása határozza meg (pl. galaxisok, csillaghalmazok, galaxishalmazok...) Szükségképpen statisztikai módszereket alkalmaz.
Asztrofizika: Az egyes égitestek mibenlétét, összetételét, szerkezetét, fejlődését vizsgálja. (Pl. csillagok fizikája, diffúz anyag fizikája, galaxisnukleuszok fizikája, csillaglégkörök fizikája, napfizika, planetológia...) Kozmológia: Az Univerzum egészének nagyléptékű szerkezetét és fejlődését vizsgálja, észlelési és elméleti oldalról. További, olykor előforduló elnevezések: Asztrometria: a szférikus csillagászat és az égi mechanika gyűjtőneve Asztrodinamika: az égi mechanika és a galaktikus csillagászat gyűjtőneve Kozmogónia: régies kifejezés, az égitestek keletkezésének és fejlődésének tana. Ma az asztrofizika elválaszthatatlan része.