ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ
Από τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος παρατηρούνται από τη Γη με γυμνό μάτι μόνο ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Δίας και ο Κρόνος. Οι υπόλοιποι, δηλαδή ο Ουρανός, ο Ποσειδώνας και ο Πλούτωνας παρατηρούνται μόνο με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου. Η φαινομένη κίνηση κάθε πλανήτη, όμως, όπως την παρατηρεί ένας επίγειος παρατηρητής, παρουσιάζει ιδιομορφίες, δηλαδή η τροχιά του πλανήτη σχηματίζει κάποτε έναν «βρόγχο» πάνω στην ουράνια σφαίρα. Οι ιδιομορφίες αυτές στην κίνηση των πλανητών εξηγήθηκαν αρχικά από τον αστρονόμο Κλαύδιο Πτολεμαίο (2ος αι. μ.Χ.).
Το Πτολεμαϊκό μοντέλο:
Το μοντέλο αυτό είναι γαιοκεντρικό, δηλαδή η Γη είναι ακίνητη στο κέντρο του κόσμου και οι πλανήτες μαζί με τον Ήλιο κινούνται γύρω της σε κυκλικές τροχιές αλλά ταυτόχρονα καθένας τους κινείται και γύρω από έναν μικρότερο κύκλο πάνω στην τροχιά του.
Το μοντέλο αυτό είναι γαιοκεντρικό, δηλαδή η Γη είναι ακίνητη στο κέντρο του κόσμου και οι πλανήτες μαζί με τον Ήλιο κινούνται γύρω της σε κυκλικές τροχιές αλλά ταυτόχρονα καθένας τους κινείται και γύρω από έναν μικρότερο κύκλο πάνω στην τροχιά του. Ωστόσο, η αδυναμία του μοντέλου αυτού να εξηγήσει τις κινήσεις όλων των πλανητών και κυρίως του Ερμή, έστρεψε την προσοχή των παρατηρητών προς την ιδέα του ηλιοκεντρικού συστήματος. Η ιδέα αυτή, ότι δηλαδή ο Ήλιος κατέχει το κέντρο των τροχιών όλων των πλανητών, είχε προταθεί από τους αρχαίους Έλληνες φιλοσόφους και, κυρίως, από τον Αρίσταρχο το Σάμιο (310-250 π.Χ.). Περίπου 1.800 χρόνια αργότερα, η ίδια ιδέα επανήλθε στο προσκήνιο από τον Πολωνό αστρονόμο Νικόλαο Κοπέρνικο (1473-1543).
Το Κοπερνίκειο σύστημα:
Το μοντέλο αυτό είναι ηλιοκεντρικό, δηλαδή ο Ήλιος είναι στο κέντρο του κόσμου. Όλοι οι πλανήτες (6 τον αριθμό) περιστρέφονται σε κυκλικές τροχιές γύρω από αυτόν. Εξαίρεση αποτελεί η Σελήνη που περιφέρεται γύρω από τη Γη. Η απόσταση της Γης από τους αστέρες Είναι μεγαλύτερη από την απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Η εξέλιξη ήταν γρήγορη, Αρχικά ο Δανός αστρονόμος Τύχο Μπράχε παρατήρησε και κατέγραψε συστηματικά τις κινήσεις των πλανητών για περισσότερα από 20 χρόνια. Στη συνέχεια, ο Γερμανός αστρονόμος Γιόχαν Κέπλερ (1571-1630), αφού μελέτησε τα δεδομένα των παρατηρήσεων αυτών, διατύπωσε τους τρεις περίφημους νόμους του.
Το μοντέλο αυτό είναι ηλιοκεντρικό, δηλαδή ο Ήλιος είναι στο κέντρο του κόσμου. Όλοι οι πλανήτες (6 τον αριθμό) περιστρέφονται σε κυκλικές τροχιές γύρω από αυτόν. Εξαίρεση αποτελεί η Σελήνη που περιφέρεται γύρω από τη Γη. Η απόσταση της Γης από τους αστέρες Είναι μεγαλύτερη από την απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Η εξέλιξη ήταν γρήγορη, Αρχικά ο Δανός αστρονόμος Τύχο Μπράχε παρατήρησε και κατέγραψε συστηματικά τις κινήσεις των πλανητών για περισσότερα από 20 χρόνια. Στη συνέχεια, ο Γερμανός αστρονόμος Γιόχαν Κέπλερ (1571-1630), αφού μελέτησε τα δεδομένα των παρατηρήσεων αυτών, διατύπωσε τους τρεις περίφημους νόμους του.
ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ ΚΕΠΛΕΡ
1ος νόμος: Οι τροχιές των πλανητών είναι ελλείψεις, στη μία εστία των οποίων βρίσκεται ο Ήλιος.
2ος νόμος: Η ακτίνα που συνδέει τον Ήλιο με τον πλανήτη κατά την κίνησή του γύρω από αυτόν
διαγράφει σε ίσους χρόνους επιφάνειες με ίσα εμβαδά.
3ος νόμος: Ο λόγος του τετραγώνου του χρόνου περιφοράς Τ ενός πλανήτη γύρω από τον Ήλιο
προς τον κύβο του μεγάλου ημιάξονα της τροχιάς του (μέσης ακτίνας) Α είναι σταθερός: Τ2/Α3 = σταθερό
 |
| Επαλήθευση με γραφική παράσταση των σημείων (Α,Τ) του κατωτέρω πίνακα |
Ο επόμενος πίνακας επιβεβαιώνει τον 3ο νόμο του Κέπλερ:
Πλανήτης | Ακτίνα τροχιάς Α * | Χρόνος περιφοράς Τ ** | Α3 | Τ2 | Τ2/Α3 |
Ερμής | 0,39 | 0,24 | 0,059 | 0,058 | 0,98 |
Αφροδίτη | 0,72 | 0,62 | 0,37 | 0,384 | 1,03 |
Γη | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,000 | 1 |
Αρης | 1,52 | 1,88 | 3,51 | 3,534 | 1,006 |
Αίας | 5,20 | 11,86 | 140,6 | 140,66 | 1 |
Κρόνος | 9,54 | 29,46 | 868,2 | 867,89 | 0,999 |
* μονάδα μέτρησης: η ακτίνα της Γης
** μονάδα μέτρησης: το έτος της Γης
** μονάδα μέτρησης: το έτος της Γης
Οι νόμοι του Κέπλερ, αν και προσδιορίστηκαν εμπειρικά, έδωσαν απάντηση στα ερωτήματα για τις κινήσεις των πλανητών. Όμως, η διατύπωση των νόμων αυτών γέννησε καινούργια ερωτήματα:
1. Γιατί οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο και μάλιστα σε ελλειπτικές τροχιές;
2. Γιατί η Σελήνη περιφέρεται γύρω από τη Γη και όχι γύρω από τον Ήλιο;
3. Γιατί ισχύουν οι νόμοι του Κέπλερ;
Την ίδια εποχή περίπου που ο Κέπλερ διατυπώνει τους νόμους του κάνει την εμφάνισή του το τηλεσκόπιο. Έπειτα, ο Ιταλός μαθηματικός και αστρονόμος Γαλιλαίος (1564-1642) παρατηρώντας με αυτό τον Δία, τη νύκτα της 7ης Ιανουαρίου του 1610, ανακαλύπτει τέσσερις από τους δορυφόρους του. Ο Κέπλερ αντιλαμβάνεται ότι πρόκειται για μικρογραφία του ηλιακού συστήματος, η οποία επαληθεύει τους νόμους του και κυρίως τον τρίτο. Αυτή είναι μια πρώτη επιβεβαίωση των ισχυρισμών του.
Η πλήρης εξήγηση των τριών νόμων του Κέπλερ έρχεται αργότερα από τον Άγγλο μαθηματικό Ισαάκ Νεύτωνα (1642-1727). Το 1687 στο κλασικό του βιβλίο «Principia» (Οι Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας) θέτει τα θεμέλια της Νευτώνειας μηχανικής, διατυπώνοντας τους τρεις νόμους για τις κινήσεις των σωμάτων καθώς και τον νόμο της παγκόσμιας έλξης (βαρύτητας). Οι νόμοι του Κέπλερ αποκτούν τώρα θεωρητική βάση και πλέον εξηγούνται με τους νόμους της Μηχανικής.
Σημείωση 1. Ο γεωμετρικός τόπος των σημείων του επιπέδου, των οποίων το άθροισμα των αποστάσεων από δύο δεδομένα σημεία είναι σταθερό. Τα δεδομένα σημεία ονομάζονται εστίες της έλλειψης. Μια έλλειψη μπορεί να προκύψει από την τομή ενός επιπέδου με έναν κώνο. Για το λόγο αυτό ανήκει στις καμπύλες που ονομάζονται κωνικές τομές (άλλες κωνικές τομές είναι η υπερβολή και η παραβολή). 11 τροχιά ενός πλανήτη γύρω από τον Ήλιο - αν αγνοήσουμε δυναμικές διαταραχές που αλλοιώνουν τη μορφή της τροχιάς - είναι ελλειπτική.
Σημείωση 2: Βαρύτητα είναι η ιδιότητα όλων των υλικών σωμάτων να έλκονται μεταξύ τους. Η βαρυτική δύναμη είναι η ασθενέστερη από τις τέσσερις δυνάμεις που υπάρχουν στη φύση (οι άλλες τρεις είναι: η ηλεκτρομαγνητική, η ισχυρή και η ασθενής αλληλεπίδραση). Ωστόσο, παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο στο σχηματισμό των αστέρων και των γαλαξιών και στην εξέλιξη του Σύμπαντος.
Οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα. Τα κύτταρα συγκροτούνται από μεγαλομόρια που οικοδομούνται από συνδυασμούς ατόμων διαφόρων χημικών στοιχείων, όπως υδρογόνο, άνθρακα, οξυγόνο, άζωτο, φωσφόρο κ.ά. Επιπλέον, άλλα στοιχεία, όπως ασβέστιο, κάλιο, νάτριο, μαγνήσιο, σίδηρος, πυρίτιο κ.ά., είναι απαραίτητα για το σχηματισμό των οστών, των σκελετών και των κελυφών που χαρακτηρίζουν τη μορφολογία πολλών ειδών.
Έτσι, δημιουργούνται εύλογα τα ακόλουθα ερωτήματα:
1. Πώς σχηματίστηκαν τα χημικά στοιχεία;
2. Γιατί στο φλοιό της Γης υπάρχει άφθονο οξυγόνο, πυρίτιο, υδρογόνο, αργίλιο, σίδηρος;
3. Έχουν ανιχνευτεί όλα τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στο σύμπαν;
Σύμφωνα με την επικρατέστερη σήμερα επιστημονική θεωρία ο κόσμος μας, το σύμπαν ολόκληρο, δημιουργήθηκε πριν από περίπου 15 με 20 δισεκατομμύρια χρόνια μέσα από ένα γεγονός που ονομάζουμε Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang):
Α. Κάποτε, στην απαρχή του χρόνου, όλη η ύλη του σύμπαντος βρισκόταν συσσωρευμένη σε μια απίστευτα μικρή περιοχή, ενώ η ενέργεια των διαφόρων σωματιδίων (πυκνότητα και θερμοκρασία) είχε ασύλληπτα τεράστιες τιμές.
Β. Τότε, λοιπόν, με μια τρομερή έκρηξη η ύλη αυτή διασκορπίστηκε προς κάθε κατεύθυνση (δημιουργώντας έτσι το χώρο και αρχίζοντας το χρόνο - τον ενιαίο χωρόχρονο) και δημιούργησε μια διαρκώς διαστελλόμενη «φυσαλίδα», που αποτελεί το Σύμπαν μας!
Η σύνθεση των χημικών στοιχείων ξεκίνησε στα πρώτα κιόλας στάδια της ιστορίας του σύμπαντος ως εξής: Τα πρωτόνια (πυρήνες υδρογόνου) σχηματίστηκαν κατά τη φάση των αδρονίων (βαρέων σωματιδίων). Μέσα στα πρώτα 1.000 περίπου δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όσο η θερμοκρασία ήταν ακόμα αρκετά υψηλή, ευνοήθηκαν πυρηνικές αντιδράσεις οδήγησαν στο σχηματισμό των ισοτόπων του υδρογόνου, ηλίου και, σε μικρότερες αναλογίες, λιθίου και βηρυλλίου. Τα βαρύτερα στοιχεία ήταν σχεδόν ανύπαρκτα στο νεαρό Σύμπαν. Η σύνθεσή τους πραγματοποιήθηκε μέσα στους αστέρες. Στους αστρικούς πυρήνες, όσο ο αστέρας βρισκόταν στην λεγόμενη κύρια ακολουθία, τότε η βαρυτική κατάρρευση ισορροπήθηκε από την πυρηνική καύση του υδρογόνου και τη μετατροπή του σε ήλιο. Με την εξάντληση του υδρογόνου η απαιτούμενη ενέργεια για την ισορροπία του αστέρα εκλύθηκε από νέες πυρηνικές αντιδράσεις, κατά τις οποίες συντέθηκαν οι πυρήνες βαρύτερων στοιχείων: οξυγόνου, νέου, μαγνησίου, πυριτίου, νικελίου, μέχρι και του σιδήρου. Τα βαρύτερα στοιχεία του σιδήρου συντέθηκαν μέσα από αρκετά περίπλοκες πυρηνικές διαδικασίες στους καινοφανείς και στους υπερκαινοφανείς αστέρες.
Τα υλικά αυτά εκτοξεύτηκαν στη συνέχεια στο διάστημα μέσω του αστρικού ανέμου των γιγαντιαίων άστρων είτε με το σχηματισμό των πλανητικών νεφελωμάτων είτε κατά τις εκρήξεις των καινοφανών και των υπερκαινοφανών.
Ώστε, λοιπόν, τα απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή, που συναντάμε σήμερα άφθονα στη Γη, συνετέθησαν πολύ πριν από τη γένεση του πλανητικού μας συστήματος στον πυρήνα κάποιου αστέρα που δεν υπάρχει πια. Τα άτομα των στοιχείων αυτών διαχύθηκαν, κατά την έκρηξη του αστέρα, στη μεσοαστρική ύλη. Πολλά εκατομμύρια χρόνια μετά από την εμπλουτισμένη με τον τρόπο αυτό μεσοαστρική ύλη ξεκινά η δημιουργία του Ήλιου και του πλανητικού μας συστήματος. Κατά το σχηματισμό των πλανητών, οι φυσικοί νόμοι ευνόησαν τη συγκέντρωση των βαρύτερων στοιχείων κυρίως στους εσωτερικούς ή γήινους πλανήτες. Έτσι η Γη, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Ερμής μορφοποιήθηκαν από τμήματα του πλανητικού νεφελώματος που περιείχαν σε σημαντικές αναλογίες όλα τα στοιχεία που συναντάμε στο Σύμπαν.
1. Γιατί οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο και μάλιστα σε ελλειπτικές τροχιές;
2. Γιατί η Σελήνη περιφέρεται γύρω από τη Γη και όχι γύρω από τον Ήλιο;
3. Γιατί ισχύουν οι νόμοι του Κέπλερ;
Την ίδια εποχή περίπου που ο Κέπλερ διατυπώνει τους νόμους του κάνει την εμφάνισή του το τηλεσκόπιο. Έπειτα, ο Ιταλός μαθηματικός και αστρονόμος Γαλιλαίος (1564-1642) παρατηρώντας με αυτό τον Δία, τη νύκτα της 7ης Ιανουαρίου του 1610, ανακαλύπτει τέσσερις από τους δορυφόρους του. Ο Κέπλερ αντιλαμβάνεται ότι πρόκειται για μικρογραφία του ηλιακού συστήματος, η οποία επαληθεύει τους νόμους του και κυρίως τον τρίτο. Αυτή είναι μια πρώτη επιβεβαίωση των ισχυρισμών του.
Η πλήρης εξήγηση των τριών νόμων του Κέπλερ έρχεται αργότερα από τον Άγγλο μαθηματικό Ισαάκ Νεύτωνα (1642-1727). Το 1687 στο κλασικό του βιβλίο «Principia» (Οι Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας) θέτει τα θεμέλια της Νευτώνειας μηχανικής, διατυπώνοντας τους τρεις νόμους για τις κινήσεις των σωμάτων καθώς και τον νόμο της παγκόσμιας έλξης (βαρύτητας). Οι νόμοι του Κέπλερ αποκτούν τώρα θεωρητική βάση και πλέον εξηγούνται με τους νόμους της Μηχανικής.
Σημείωση 1. Ο γεωμετρικός τόπος των σημείων του επιπέδου, των οποίων το άθροισμα των αποστάσεων από δύο δεδομένα σημεία είναι σταθερό. Τα δεδομένα σημεία ονομάζονται εστίες της έλλειψης. Μια έλλειψη μπορεί να προκύψει από την τομή ενός επιπέδου με έναν κώνο. Για το λόγο αυτό ανήκει στις καμπύλες που ονομάζονται κωνικές τομές (άλλες κωνικές τομές είναι η υπερβολή και η παραβολή). 11 τροχιά ενός πλανήτη γύρω από τον Ήλιο - αν αγνοήσουμε δυναμικές διαταραχές που αλλοιώνουν τη μορφή της τροχιάς - είναι ελλειπτική.
Σημείωση 2: Βαρύτητα είναι η ιδιότητα όλων των υλικών σωμάτων να έλκονται μεταξύ τους. Η βαρυτική δύναμη είναι η ασθενέστερη από τις τέσσερις δυνάμεις που υπάρχουν στη φύση (οι άλλες τρεις είναι: η ηλεκτρομαγνητική, η ισχυρή και η ασθενής αλληλεπίδραση). Ωστόσο, παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο στο σχηματισμό των αστέρων και των γαλαξιών και στην εξέλιξη του Σύμπαντος.
ΑΠΟ ΤΗ ΜΕΓΑΛΗ ΕΚΡΗΞΗ ΣΤΗΝ ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΖΩΗΣ
Οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα. Τα κύτταρα συγκροτούνται από μεγαλομόρια που οικοδομούνται από συνδυασμούς ατόμων διαφόρων χημικών στοιχείων, όπως υδρογόνο, άνθρακα, οξυγόνο, άζωτο, φωσφόρο κ.ά. Επιπλέον, άλλα στοιχεία, όπως ασβέστιο, κάλιο, νάτριο, μαγνήσιο, σίδηρος, πυρίτιο κ.ά., είναι απαραίτητα για το σχηματισμό των οστών, των σκελετών και των κελυφών που χαρακτηρίζουν τη μορφολογία πολλών ειδών.
Έτσι, δημιουργούνται εύλογα τα ακόλουθα ερωτήματα:
1. Πώς σχηματίστηκαν τα χημικά στοιχεία;
2. Γιατί στο φλοιό της Γης υπάρχει άφθονο οξυγόνο, πυρίτιο, υδρογόνο, αργίλιο, σίδηρος;
3. Έχουν ανιχνευτεί όλα τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στο σύμπαν;
Σύμφωνα με την επικρατέστερη σήμερα επιστημονική θεωρία ο κόσμος μας, το σύμπαν ολόκληρο, δημιουργήθηκε πριν από περίπου 15 με 20 δισεκατομμύρια χρόνια μέσα από ένα γεγονός που ονομάζουμε Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang):
Α. Κάποτε, στην απαρχή του χρόνου, όλη η ύλη του σύμπαντος βρισκόταν συσσωρευμένη σε μια απίστευτα μικρή περιοχή, ενώ η ενέργεια των διαφόρων σωματιδίων (πυκνότητα και θερμοκρασία) είχε ασύλληπτα τεράστιες τιμές.
Β. Τότε, λοιπόν, με μια τρομερή έκρηξη η ύλη αυτή διασκορπίστηκε προς κάθε κατεύθυνση (δημιουργώντας έτσι το χώρο και αρχίζοντας το χρόνο - τον ενιαίο χωρόχρονο) και δημιούργησε μια διαρκώς διαστελλόμενη «φυσαλίδα», που αποτελεί το Σύμπαν μας!
Η σύνθεση των χημικών στοιχείων ξεκίνησε στα πρώτα κιόλας στάδια της ιστορίας του σύμπαντος ως εξής: Τα πρωτόνια (πυρήνες υδρογόνου) σχηματίστηκαν κατά τη φάση των αδρονίων (βαρέων σωματιδίων). Μέσα στα πρώτα 1.000 περίπου δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όσο η θερμοκρασία ήταν ακόμα αρκετά υψηλή, ευνοήθηκαν πυρηνικές αντιδράσεις οδήγησαν στο σχηματισμό των ισοτόπων του υδρογόνου, ηλίου και, σε μικρότερες αναλογίες, λιθίου και βηρυλλίου. Τα βαρύτερα στοιχεία ήταν σχεδόν ανύπαρκτα στο νεαρό Σύμπαν. Η σύνθεσή τους πραγματοποιήθηκε μέσα στους αστέρες. Στους αστρικούς πυρήνες, όσο ο αστέρας βρισκόταν στην λεγόμενη κύρια ακολουθία, τότε η βαρυτική κατάρρευση ισορροπήθηκε από την πυρηνική καύση του υδρογόνου και τη μετατροπή του σε ήλιο. Με την εξάντληση του υδρογόνου η απαιτούμενη ενέργεια για την ισορροπία του αστέρα εκλύθηκε από νέες πυρηνικές αντιδράσεις, κατά τις οποίες συντέθηκαν οι πυρήνες βαρύτερων στοιχείων: οξυγόνου, νέου, μαγνησίου, πυριτίου, νικελίου, μέχρι και του σιδήρου. Τα βαρύτερα στοιχεία του σιδήρου συντέθηκαν μέσα από αρκετά περίπλοκες πυρηνικές διαδικασίες στους καινοφανείς και στους υπερκαινοφανείς αστέρες.
Τα υλικά αυτά εκτοξεύτηκαν στη συνέχεια στο διάστημα μέσω του αστρικού ανέμου των γιγαντιαίων άστρων είτε με το σχηματισμό των πλανητικών νεφελωμάτων είτε κατά τις εκρήξεις των καινοφανών και των υπερκαινοφανών.Ώστε, λοιπόν, τα απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή, που συναντάμε σήμερα άφθονα στη Γη, συνετέθησαν πολύ πριν από τη γένεση του πλανητικού μας συστήματος στον πυρήνα κάποιου αστέρα που δεν υπάρχει πια. Τα άτομα των στοιχείων αυτών διαχύθηκαν, κατά την έκρηξη του αστέρα, στη μεσοαστρική ύλη. Πολλά εκατομμύρια χρόνια μετά από την εμπλουτισμένη με τον τρόπο αυτό μεσοαστρική ύλη ξεκινά η δημιουργία του Ήλιου και του πλανητικού μας συστήματος. Κατά το σχηματισμό των πλανητών, οι φυσικοί νόμοι ευνόησαν τη συγκέντρωση των βαρύτερων στοιχείων κυρίως στους εσωτερικούς ή γήινους πλανήτες. Έτσι η Γη, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Ερμής μορφοποιήθηκαν από τμήματα του πλανητικού νεφελώματος που περιείχαν σε σημαντικές αναλογίες όλα τα στοιχεία που συναντάμε στο Σύμπαν.
Εύλογο είναι, όμως, τώρα και το ακόλουθο ερώτημα:
Είναι αυτή η μοναδική προϋπόθεση για την εμφάνιση της ζωής και του ανθρώπινου πολιτισμού πάνω στη Γη;
... Αναμφισβήτητα, όχι!
Ας δούμε, λοιπόν, ακόμα δύο προϋποθέσεις, χωρίς τις οποίες η ζωή στη Γη - τουλάχιστον με τη μορφή που εμείς τη γνωρίζουμε - θα ήταν αδύνατη!
 |
| Από τη Μεγάλη Έκρηξη ...στη δημιουργία ζωής |
Τα πρώτα ίχνη ζωής πάνω στη Γη τοποθετούνται χρονολογικά περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το σχηματισμό της. Για την εμφάνιση του ανθρώπου και του ανθρώπινου πολιτισμού απαιτήθηκαν ακόμα τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Βλέπουμε ότι τα χρονικά διαστήματα που χρειάστηκαν για τη γένεση των ζωντανών οργανισμών και κυρίως για την ανάπτυξη του ανθρώπινου πολιτισμού, είναι συγκρίσιμα με το χρόνο της ζωής ενός αστέρα. Γνωρίσαμε, όμως, ότι ο χρόνος της ζωής ενός αστέρα είναι συνάρτηση της μάζας του. Οι αστέρες που έχουν μάζα πολλαπλάσια του Ηλίου, τύπου Ο και Β, έχουν όριο ζωής μόλις μερικές δεκάδες ή εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Το φαινόμενο της ζωής δε θα προλάβαινε να εκδηλωθεί στο πλανητικό σύστημα ενός τέτοιου τύπου αστέρα. Ο Ήλιος, αντίθετα, θα εξακολουθεί να ακτινοβολεί για περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια ακόμα. Ο Ήλιος έχει, επομένως, χρόνο ζωής, μέγεθος και φασματικό τύπο που δημιούργησαν τα απαραίτητα χρονικά περιθώρια και τις κατάλληλες ενεργειακές συνθήκες για την εμφάνιση και διατήρηση της ζωής στη Γη.
Το συμπέρασμα μας είναι ότι η ζωή και ο ανθρώπινος πολιτισμός στη Γη είναι φαινόμενα που συνέβησαν κάτω από τη σύγκλιση αρκετών προϋποθέσεων. Επιπλέον, το ίδιο το γεγονός της ανθρώπινης ύπαρξης μας βεβαιώνει ότι η ζωή είναι μια δυνατότητα απόλυτα συμβατή με τους φυσικούς νόμους, σύμφωνα με τους οποίους λειτουργεί το Σύμπαν.
Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
 |
| Η θέση του Ηλίου μας μέσα στο Γαλαξία μας |
Οι πρώτες συστηματικές θεωρίες για τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος εμφανίζονται τον 18ο αιώνα, κυρίως με τις θεωρίες του Καντ και του Λαπλάς. Σύμφωνα με τις θεωρίες αυτές, οι πλανήτες προέκυψαν από τη συμπύκνωση ενός τεράστιου νέφους αερίων και σκόνης. Οι θεωρίες αυτές, στη συνέχεια, βελτιώθηκαν περαιτέρω, μέχρι που κατέληξαν στη θεωρία της νεφελικής συμπύκνωσης. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, το αρχικό νέφος συμπυκνώθηκε και συρρικνώθηκε με αργό ρυθμό κάτω από την επίδραση της βαρύτητάς του, ενώ ταυτόχρονα άρχισε να περιστρέφεται. Όσο οι περιοχές του αρχικού νέφους κατέρρεαν, λόγω της βαρύτητας, τόσο αυξανόταν η ταχύτητα περιστροφής τους. Το αποτέλεσμα της περιστροφής και της βαρυτικής κατάρρευσης ήταν το νέφος να αποκτήσει τη μορφή ενός πεπλατυσμένου δίσκου. Στο κέντρο του δίσκου σχηματίστηκε ένας πρωτοαστέρας από τον οποίο προήλθε ο Ήλιος. Στα εξωτερικά στρώματα του δίσκου δημιουργήθηκαν περιοχές μεγαλύτερης συμπύκνωσης της ύλης, από τις οποίες σχηματίστηκαν οι πρωτοπλανήτες και τελικά οι πλανήτες. Τα κομμάτια που απέμειναν απετέλεσαν τους αστεροειδείς και τους κομήτες. Με ανάλογο τρόπο σχηματίστηκαν και οι δορυφόροι των πλανητών.
Η θεωρία αυτή τα τελευταία χρόνια τείνει να γίνει αποδεκτή, αφού οι επιστήμονες, με τα σύγχρονα μέσα που διαθέτουν πλέον, κατάφεραν να εντοπίσουν τέτοιου είδους πλανητικούς δίσκους πέρα από το ηλιακό μας σύστημα.
 |
| Το ηλιακό μας σύστημα |
Η ΓΗ
Η Γη είναι ένας σχετικά μικρός πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος που πήρε το όνομα του από τη αρχαία ελληνική θεότητα Γαία. Είναι ο τρίτος κατά σειράν πλανήτης από τον Ήλιο, έχει ως φυσικό δορυφόρο του τη Σελήνη και είναι ο μοναδικός που έχει ζωή, σύμφωνα με τις μέχρι στιγμή γνώσεις μας.
Μία από τις αιτίες για την εμφάνιση ζωής είναι η ύπαρξη ατμόσφαιρας, που αποτελείται 78% από άζωτο, 21% από οξυγόνο, και μικρές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα καθώς και διάφορα άλλα αέρια. Μία άλλη σημαντική αιτία είναι ότι η θερμοκρασία της Γης παραμένει, κατά μέσον όρο, σταθερή στους 13°C, από τότε που πρωτοεμφανίστηκε η ζωή.
Το σχήμα της Γης δεν είναι ακριβώς σφαιρικό, αλλά «γεωειδές εκ περιστροφής», γιατί λόγω της περιστροφής της γύρω από τον άξονά της έχει σχήμα πεπλατυσμένο στους πόλους και εξογκωμένο στον ισημερινό. Τα χημικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται η Γη είναι πολλά. Τα σημαντικότερα από αυτά είναι: 40% ο σίδηρος, 28% το οξυγόνο, 14,5% το πυρίτιο, και 8,7% το μαγνήσιο.
Η γήινη σφαίρα αποτελείται από τρία στρώματα, τα οποία είναι τα εξής:
α) ο φλοιός: ξεκινάει από την επιφάνεια της γης και φτάνει σε βάθος 30-40 χιλιομέτρων,
β) ο μανδύας: βρίσκεται κάτω από τον φλοιό, και έχει πάχος περίπου 2.500 χιλιομέτρων και
γ) ο πυρήνας: ξεκινάει από το μανδύα και φτάνει μέχρι το κέντρο της γης και αποτελείται κυρίως από λιωμένο σίδηρο σε θερμοκρασία περίπου 4.000°C και πίεση περίπου 4.000.000 ατμόσφαιρες.
Η ΣΕΛΗΝΗ
Η Σελήνη αποτελεί το φυσικό δορυφόρο της Γης μας. Οι βασικότερες θεωρίες σχετικά με την προέλευση της Σελήνης είναι οι εξής:1. Μπορεί να ήταν ένας ανεξάρτητος πλανήτης που παγιδεύτηκε από το βαρυτικό πεδίο της Γης.
2. Μπορεί αρχικά η Γη και η Σελήνη να ήταν ένας πλανήτης που περιστρέφονταν γύρω από τον Ήλιο σε ρευστή κατάσταση. Με την πάροδο του χρόνου τα βαρύτερα υλικά συσσωρεύτηκαν στον πυρήνα του πλανήτη ενώ τα ελαφρύτερα στην επιφάνεια. Με την περιστροφή τα υλικά της επιφάνειας αποκόπηκαν και δημιούργησαν τη Σελήνη.
4. Η Γη πριν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια συγκρούστηκε με έναν πλανήτη που είχε μέγεθος όσο περίπου και ο Άρης. Από τη σύγκρουση αυτή κόπηκε ένα κομμάτι από τον πλανήτη αυτό που παγιδεύτηκε από το βαρυτικό πεδίο της και αποτέλεσε τη Σελήνη.
Η τελευταία από αυτές τις θεωρίες είναι σήμερα και η επικρατέστερη.
Λόγω των διαστημικών αποστολών που έχουν γίνει τα τελευταία χρόνια στο δορυφόρο μας. γνωρίζουμε σήμερα ότι η σύσταση του εδάφους της Σελήνης είναι παρόμοια με τη σύσταση του εδάφους της Γης. Δεν έχει ατμόσφαιρα, γι' αυτό και έχει μεγάλη αυξομείωση στη θερμοκρασία της από τις φωτεινές στις σκοτεινές περιοχές της, ενώ ίχνη ζωής δεν έχουν εντοπιστεί. Υπάρχουν, όμως, ισχυρές ενδείξεις πρόσφατα ότι βρίσκεται νερό στο νότιο πόλο της σε μορφή πάγου. |
| Σεληνιακός χάρτης με τα σημεία προσεδάφισης (αριθμοί) όλων των διαστημοπλοίων |
ΟΙ ΛΑΜΠΡΟΙ ΠΛΑΝΗΤΕΣ
Από του πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, όπως ήδη αναφέρθηκε, παρατηρούνται από τη Γη με γυμνό μάτι μόνο 5 (ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Δίας και ο Κρόνος), ενώ οι υπόλοιποι 3 (Ουρανός, Ποσειδώνας, Πλούτωνας) μόνο με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου.Ερμής
Αφροδίτη
Φεγγοβολά ως λαμπρός Αυγερινός πριν από την ανατολή του Ηλίου πάνω από το νοτιοανατολικό ορίζοντα.Άρης
Διακρίνεται εύκολα νωρίς το βράδυ στα νοτιοδυτικά. Το Δεκέμβριο βρίσκεται στον αστερισμό του Αιγόκερω και στη συνέχεια περνά στον αστερισμό του Υδροχόου, για να καταλήξει το Φεβρουάριο στον αστερισμό των Ιχθύων.Δίας
 |
| Ο Δίας και 4 δορυφόροι του |
Το πιο λαμπρό «αστέρι» στον ουρανό μετά τη δύση του Ηλίου. Κατά τη διάρκεια του ίδιου διμήνου περνά από τον αστερισμό των Ιχθύων στον αστερισμό του Κριού.
Κρόνος
Ουρανός
Ποσειδώνας
 |
| Ο Ποσειδώνας με το δορυφόρο του, τον Τρίτωνα |
Πλούτωνας
 |
| Ο Πλούτωνας με το δορυφόρο του, τον Χάροντα |
