Reflexionen über die Schönheit der Planetenbewegung

Warum zieht der Blick auf den Mond unsere Augen und unsere Stille an? Was gibt es auf den Planeten, diese ungewöhnlich hellen Punkte der Welt, die sich zwischen den Sternen bewegen, die uns instinktiv so schön erscheinen? Vielleicht lassen sie uns von fernen, unerreichbaren Orten träumen? Vielleicht erlaubt uns die Tatsache, dass sie in der Nacht als Leuchtfeuer dienen, natürliche Zungen von Kerzen, Angst abzuwehren und uns im Dunkeln Hoffnung zu geben? Oder scheinen sie in der Luft zu schweben - und wir mögen Dinge wie Herbstblätter, Bälle, Wolken oder Vögel -, die in der Luft schweben, als ob sie die Schwerkraft leugnen, die uns auf der Erde hält?

Dieser letzte Gedanke enthält eine interessante Ironie, denn tatsächlich gehorchen die Planeten und der Mond, die sich über unseren Köpfen bewegen, den Gesetzen der Schwerkraft.

Von Zeit zu Zeit passiert unser natürlicher Satellit auf seiner monatlichen Reise um die Erde drei helle Planeten am Himmel und schafft so einen wunderbaren Anblick. Natürlich bewegt sich der Mond physisch überhaupt nicht in der Nähe dieser Planeten, so wie Ihre ausgestreckte Handfläche, die den Mond bedeckt, nicht in der Nähe des Mondes passiert. Es geht um Perspektive - oder Geometrie, das Lichtspiel und die elegante Choreografie unseres Sonnensystems. Aber diese Perspektive ist so leicht nicht zu fühlen. Unsere Augen sind nicht in der Lage, die Tiefe von Objekten wahrzunehmen, die so weit entfernt sind. Daher bildet unser Gehirn ein zweidimensionales Bild aus den drei Dimensionen des Universums und projiziert den Mond, Planeten und Sterne, die extrem weit voneinander entfernt sind, auf einen psychologisch flachen schwarzen Bildschirm des Nachthimmels. Sie müssen Ihr Gehirn sehr belasten, um alles so zu sehen, wie es wirklich ist, und nicht so, wie es scheint. Und diese Tatsache ist auch eine Überlegung wert.

Alle zwei Wochen sehen die Zuschauer des Nachthimmels einen zerbrechlichen Mond, der wie die Spitze eines Nagels aussieht - so dünn, als ob er bei Berührung zum Brechen bereit wäre. Dies geschieht zweimal in vier Wochen, einmal unmittelbar vor Sonnenaufgang und dann zwei Tage später unmittelbar nach Sonnenuntergang. Warum? Einfache Geometrie und reflektiertes Licht. [Die angegebenen Daten und Ereignisse sind charakteristisch für Beobachter, die sich auf dem Breitengrad der kontinentalen Vereinigten Staaten befinden. perev.]

Der Mond und die Planeten scheinen nicht von alleine; Sie reflektieren einfach das Licht der Sonne. Was wir sehen, ihre Helligkeit - all dies hängt davon ab, wie viel Sonnenlicht sie in unsere Richtung reflektieren. Und diese Größe ist auch eine Frage der einfachen Geometrie, eine Folge davon, wo sich Mond und Planeten in Bezug auf Sonne und Erde befinden. Wenn Sie darüber nachdenken und sich mit einem kleinen Teleskop bewaffnen, können Sie sogar zu Ihrer vollsten Zufriedenheit feststellen, dass das Wissen, das Sie in der Schule erhalten haben, wahr ist: Der Mond bewegt sich im Orbit um die Erde und die Planeten um die Sonne, und zwei von ihnen sind näher er als die Erde und der Rest - weiter.

Um sicherzustellen, dass sich der Mond um die Erde bewegt und kein Teleskop benötigt wird; Sie müssen sich nur einige bereits bekannte Fakten genauer ansehen, die Sie möglicherweise nicht nebeneinander gestellt haben. Wir alle kennen die "Phasen" des Mondes - Perioden während der vier Wochen des Mondzyklus, wenn er voll, halb oder in Form einer Sichel erscheint. Aber haben Sie bemerkt, dass diese Phasen einer sehr klaren und einfachen Abfolge folgen? Der Halbmond ist immer unmittelbar nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang sichtbar; In einer solchen Nacht ist der Mond nur ein oder zwei Stunden lang sichtbar. Der halbe Mond befindet sich entweder bei Sonnenuntergang oder Sonnenaufgang über Ihrem Kopf und ist um Mitternacht sichtbar. Der Vollmond ist die ganze Nacht sichtbar, geht bei Sonnenuntergang auf, geht bei Sonnenaufgang unter und ist um Mitternacht über dem Kopf.


Die Mondphasen ergeben sich aus der Überlappung der der Sonne zugewandten Mondhälfte (vom Licht beleuchtet und mit einer helleren Farbe markiert) und der der Erde zugewandten Mondhälfte (der Teil, den wir sehen können, befindet sich östlich der roten Linien). Wenn sich der Mond ungefähr zwischen der Erde und der Sonne befindet, können Sie einen sehr kleinen Teil der beleuchteten Hälfte des Mondes sehen, und der Mond sieht aus wie eine Sichel. Wenn sich die Erde ungefähr zwischen Mond und Sonne befindet, fallen die hervorgehobenen und sichtbaren Teile zusammen und der Mond ist voll. In Abb. Entfernungen sind nicht maßstabsgetreu.

Haben Sie bemerkt, dass sich der beleuchtete Teil des Mondes immer auf der Seite befindet, die der Sonne am nächsten liegt? Wenn es Abend ist und der Mond sichtbar ist, schaut der beleuchtete Teil des Mondes immer nach Westen (zum Horizont, wo der Mond untergeht), und wenn der Mond nach Mitternacht sichtbar ist, schaut sein beleuchteter Teil immer nach Osten (wenn der Mond aufgeht).

Die scheinbare Größe des Mondes am Himmel ändert sich nie wirklich (mit Ausnahme der optischen Täuschung, wenn er sich dem Horizont nähert und größer aussieht - wenn Sie ein Foto aufnehmen, wird festgestellt, dass er tatsächlich nicht größer ist). Der obere und untere Punkt des Halbmondes sind durch den gleichen Abstand voneinander getrennt wie der obere und der untere Teil des Vollmonds. Dies kann auch bestätigt werden, wenn Sie das Glück haben, das schöne Phänomen des „Aschelichts des Mondes“ zu sehen, das am einfachsten zu erkennen ist, bevor der Mond zu hell wird - es tritt innerhalb weniger Tage nach dem Halbmond auf. Aschelicht ist Licht, das vom beleuchteten Teil der Erde reflektiert wird, der den unbeleuchteten Teil des Mondes erreicht, und dann zurück zu den dunklen Teilen der Erde, wo Sie es genießen können - das schwache Leuchten des dunklen Teils des Mondes, das zeigt, dass der Halbmond immer noch eine Kugel ist und die gleiche Größe wie der Vollmond.



Solche Phänomene können darauf hinweisen, dass sich die Entfernung vom Mond zur Erde nie wirklich ändert; und dass während des Vollmonds die Erde zwischen dem Mond und der Sonne ist, und wenn der Mond die Form einer Sichel hat, ist es zwischen der Erde und der Sonne. Dies bedeutet, dass der Mond mit einem Zyklus von etwa vier Wochen in nahezu konstanter Entfernung von der Erde um die Erde kreist. Und die Tatsache, dass der schmale Streifen des beleuchteten Teils des Mondes die Form einer Sichel hat, bestätigt die Sphärizität des Mondes.

Im Gegensatz zu diesem System erscheint das Verhalten von Venus und Merkur am Himmel zunächst eher seltsam. Sie sind niemals direkt über dem Kopf; und im Allgemeinen wird um Mitternacht keiner von ihnen am Himmel sichtbar sein.

Hast du Merkur gesehen ? Es sei denn, Sie haben absichtlich danach gesucht, dann wahrscheinlich nicht. Um Merkur zu sehen, müssen Sie es entweder unmittelbar nach Sonnenuntergang oder kurz vor Sonnenaufgang betrachten - aber nicht am selben Tag und nicht einmal am selben Monat. Zum Beispiel 22. Februar [Datum kurz nach Veröffentlichung des Originalartikels / ca. transl.], wenn Sie kurz nach Sonnenuntergang, nicht länger als 30 Minuten danach, mit einem klaren Horizont schauen, ohne dass Bäume oder Gebäude ihn verdecken, Wolken oder Berge im Westen, finden Sie einen kleinen Lichtstrahl in der Entfernung mehrerer sichtbarer Größen des Mondes links vom untergehenden Mond Punkt allein. Dies ist Quecksilber - und es sieht wirklich aus wie Quecksilber [Quecksilber - Quecksilber, Quecksilber - Quecksilber, Quecksilber - lebendig, bewegend / ca. transl.], weil es in der Abenddämmerung eher schwach sichtbar ist und sehr schnell hereinkommt.


Merkur und Venus, deren Umlaufbahnen näher an der Sonne liegen als die Erdumlaufbahn, können nachts nicht über ihren Köpfen erscheinen. Sie gehen kurz nach der Sonne unter oder gehen kurz davor auf. Der Winkel zwischen ihnen und dem Horizont während des Sonnenuntergangs oder Sonnenaufgangs ist nicht größer als in der Abbildung gezeigt (nicht maßstabsgetreu). An der höchsten Position ist die Venus viel höher als Merkur, was darauf hinweist, dass letzterer näher an der Sonne liegt. Entfernungen und Winkel sind ungefähr, die Größen der Planeten und der Sonne sind nicht maßstabsgetreu.

Warum ist Merkur so schwer zu sehen? Seine Umlaufbahn um die Sonne ist viel näher an der Sonne als die Umlaufbahn der Erde, so dass es nie weit von der Sonne am Himmel entfernt ist und entweder direkt danach gehen muss oder direkt davor stehen muss. In seiner Umlaufbahn bewegt es sich (wie die Erde) aus unserer Sicht so, dass es die Sonne (wo wir sie im Prinzip nicht sehen werden) auf der Seite zurücklässt, die bei Sonnenuntergang am Abendhimmel sichtbar ist; dann bewegt es sich zwischen Sonne und Erde (und wegen der Helligkeit der Sonne kann es nicht gesehen werden) und erscheint dann am Morgenhimmel, aber nicht weit von der Sonne entfernt, und dann tritt es wieder dahinter zurück und der Zyklus wiederholt sich erneut.

Venus ist aus mehreren Gründen leichter zu sehen. Erstens ist es größer als Merkur und von vergleichbarer Größe wie die Erde. Zweitens, wenn Merkur grau ist, ist Venus hellweiß; Die Atmosphäre (mit der ungeheuren Wirkung von Treibhausgasen, die die Temperatur höher hält als im Ofen), die ständig mit weißen Wolken bedeckt ist, hat eine gut reflektierende Oberfläche. Drittens ist seine Umlaufbahn weiter von der Sonne entfernt als die Umlaufbahn des Merkur, und dies hat zwei Konsequenzen: Die Venus kommt der Erde näher als der Merkur, wodurch sie größer und heller erscheint und höher am Himmel aufsteigt als der Merkur, der bedeutet, dass es manchmal mehrere Stunden hintereinander nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang beobachtet werden kann (obwohl aus den gleichen Gründen wie Merkur, nicht zur gleichen Zeit). Dank dessen kann es ohne großen Aufwand beobachtet werden. Und jedes Mal, wenn dieser Lichtblick sichtbar wird, erhält die Polizei unweigerlich Anrufe, die sich über UFOs beschweren - zu einem überraschend hellen, nicht identifizierten Flugobjekt, das auch als Venus bekannt ist.

Das entscheidende Argument für die Tatsache, dass sich Venus und Merkur in Umlaufbahnen um die Sonne und nicht um die Erde bewegen, ist, dass sie wie der Mond ihre Phasen haben - wenn auch mit wesentlichen Unterschieden. Beim Durchlaufen der Phasen ändern sie im Gegensatz zum Mond ihre Größe, und die hellsten befinden sich nicht in der vollen Phase wie der Mond, sondern in der Phase der breiten Sichel. Folgendes passiert: Zuerst erscheint die Venus am Abendhimmel, dunkel, aber vollständig beleuchtet. Dann, in den folgenden Wochen, erhebt sie sich hoch am Abendhimmel, wird größer, heller, aber nicht vollständig beleuchtet. Dann beginnt es abends über den Horizont zu gehen, wird aber heller und größer und nähert sich der Form einer Sichel. Mit einer dünnen Sichel, aber mit großem Durchmesser, verschwindet es nach Sonnenuntergang in der Dämmerung.



Dann erscheint es einige Tage später in der Dämmerung vor Sonnenaufgang in Form einer dünnen Sichel, und die zweite Hälfte des Zyklus erfolgt, wenn sie am frühen Morgen sichtbar ist, in umgekehrter Reihenfolge zu den Abendfeiern.


Ein Planet mit einer Umlaufbahn, die kleiner als die Erde ist, hat Phasen, die denen der Mondbahn ähnlich sind, wächst und zieht sich jedoch während seiner Bewegung in der Umlaufbahn aufgrund einer Änderung der Entfernung zur Erde zusammen. Der Teil des Planeten, der von der Erde aus sichtbar ist, befindet sich links von den gestrichelten Linien. Der beleuchtete Teil ist gelb dargestellt.

Leider kann dies nicht mehr mit bloßem Auge bestätigt werden - und dies hat wahrscheinlich die Erkenntnis verzögert, dass sich die Venus seit Tausenden von Jahren im Orbit um die Sonne bewegt. Nur das Galileo-Teleskop entdeckte vor fast 400 Jahren die oben beschriebenen Phasen der Venus.


Aus Galileos Notizbuch

Dazu benötigen Sie ein sehr kleines Teleskop, das Objekte mindestens 20-mal vergrößern kann oder sogar mit einem Fernglas funktioniert (wenn Sie ein gutes Sehvermögen haben, ist der Himmel klar und Sie können geduldig warten, bis sich Ihre Augen an die Dunkelheit gewöhnt haben.


Fotos der Venus

Am 21. Februar befindet sich die Venus mitten im Abendteil des Zyklus. Es wird mehr als die Hälfte beleuchtet, seine Größe wird wachsen, die Sonne wird es weniger beleuchten und es wird in Bezug auf den Abendhorizont immer höher steigen - dieser Anblick ist an sich interessant und wird in den nächsten Monaten noch interessanter. Wenn Sie ihm von Woche zu Woche folgen, werden Sie sehen, wie die Venus in etwa einem Monat ihren höchsten Punkt in Bezug auf den Horizont erreicht. Dann dreht sie sich um und nähert sich der Sonne aus unserer Sicht. 5.-6. Juli [2012] Die Venus wird vor der Sonnenscheibe vorbeiziehen.

Am 25. Februar befindet sich der Mond in der Nähe der Venus. Diese Woche wird es der interessanteste Anblick sein. Wenn Sie diese beiden hellen Luftballons am Himmel sehen, die Frau der Erde und ihre Schwester, denken Sie darüber nach, was Ihr Gehirn Ihnen nicht sagen möchte. Trotz der scheinbaren Größe des Mondes und der Tatsache, dass die Venus ein kleiner Punkt zu sein scheint, ist dieser Planet tatsächlich fünfmal so groß wie der Mond (ungefähr gleich der Erde), und er scheint nur kleiner und dunkler zu sein, nur weil er jetzt 400-mal weiter entfernt ist.

Denken Sie noch an eine Sache. Das Licht des Mondes kommt von der Sonne (und es dauert ungefähr 8,5 Minuten, diese Entfernung ist so groß), es wird vom Mond reflektiert und kommt zur Erde (es dauert ungefähr 1,5 Sekunden), während das Licht der Venus von der Sonne gehen muss (fast sechs Minuten), hüpfen Sie von der Venus und gehen Sie weitere acht Minuten [auf dem Standort der Planeten im Februar 2012] zur Erde. Dies ist wie eine Echoverzögerung; Wenn Sie Donner von einem Blitzschlag in den Bergen hören, können Sie ihn zuerst direkt hören und dann wieder, wenn der Schall von der entfernten Spitze reflektiert wird. Wenn jemand die Sonne ausschalten könnte, würde der Mond nach acht Minuten ausgehen, und die Venus würde darüber hinaus noch sechs Minuten lang scheinen.



Was ist mit Jupiter? Der größte Planet im Sonnensystem wird noch eine Stunde lang leuchten! So viel braucht das Sonnenlicht, um zuerst den Jupiter zu erreichen (es ist ungefähr fünfmal weiter von der Sonne entfernt als die Erde) und dann von dieser reflektiert zu werden und die Erde zu erreichen (im Februar 2012 ist diese Entfernung fünfmal größer als von der Erde zur Venus). .

Ende Februar wird Jupiter am Himmel über der Venus aufsteigen und sich dem Zenit nähern. Am 26. Februar wird der Mond neben ihnen vorbeiziehen. Jupiter ist viel größer als Erde oder Venus - etwa zehnmal größer im Radius - daher sieht er mit einem Teleskop oder einem guten Fernglas (bei einem, bei dem klar ist, dass Jupiter kein Punkt, sondern eine Scheibe ist) trotz allem doppelt so groß aus wie Venus was ist 10 mal weiter. Und doch, obwohl er größer aussieht, wirkt er dunkler als die Venus. Warum? Je weiter von der Sonne entfernt, desto stärker wird das Licht gestreut, sodass die Sonne auf dem Jupiter dunkler und kleiner als auf der Erde erscheint und auf der Venus die Sonne größer und heller aussieht. Dies bedeutet, dass weniger Licht von der Oberfläche des Jupiter reflektiert wird. Aber lassen Sie sich nicht täuschen, wenn Sie Jupiter am 26. Februar im Vergleich zum Mond klein und dunkel sehen. Denken Sie daran, dass die Erde in diesem Gasriesen tausendmal passen kann.

Die Tatsache, dass sich Jupiter um die Sonne bewegt und dass die Entfernung von der Sonne zu ihr viel größer ist als zur Erde, können Sie wiederum mit einem kleinen Teleskop oder sogar einem Fernglas überprüfen. Im Gegensatz zu Venus und Mond hat Jupiter im Wesentlichen keine Phasen; es wird aus unserer Sicht immer fast vollständig von der Sonne beleuchtet. Gleiches gilt für Saturn (sowie Uranus und Neptun, die Sie nur mit einem Fernglas oder einem Teleskop sehen können) und in geringerem Maße für den Mars. Alle diese Planeten sind im Gegensatz zu Venus und Merkur um Mitternacht zu sehen, und in diesen Nächten sehen sie am größten und hellsten aus. Sie sind die kleinsten und langweiligsten, wenn sie erst unmittelbar nach Sonnenuntergang oder kurz vor Sonnenaufgang am Himmel sichtbar sind.

Warum passiert das? Das Objekt befindet sich um Mitternacht auf seinem Höhepunkt, wenn sich die Erde zwischen ihm und der Sonne befindet, wie im Fall des Vollmonds. Und dies geschieht, wenn diese Planeten der Erde am nächsten sind. Wenn sie erst nach Sonnenuntergang sichtbar sind, sind sie sehr weit von der Erde entfernt, und die Sonne steht fast zwischen uns und ihnen, so dass sie aufgrund der großen Entfernung zwischen ihnen und unserem Planeten ziemlich dunkel sind. Und da sie niemals zwischen Erde und Sonne verlaufen, sehen sie niemals wie Sicheln aus, wie es bei Mond, Merkur und Venus der Fall ist.


Das Ändern der sichtbaren Größe von Jupiter wird in der oberen Reihe der Fotos angezeigt.



Wenn Sie also ein Teleskop finden, können Sie den eleganten Tanz der Planeten und des Mondes genießen. Beobachten Sie, wie Planeten wachsen und schrumpfen, wenn sie sich nähern und wegbewegen. zu bemerken, wie sie sich in unserem zweidimensionalen Himmel erheben und untergehen und wie dies ihre Bewegung (und die Bewegung der Erde) im dreidimensionalen Raum widerspiegelt; Beobachten Sie die Phasen der Venus und wie sie die Tatsache bestätigen, dass sie sich um die Sonne dreht. Und Sie können darüber nachdenken, dass der kleine technische Fortschritt von 1609 Galileos Vision gerade genug gestärkt hat, um so viele bisher unbekannte Eigenschaften des Mondes, der Sonne und der Planeten zu entdecken und die Sicht der Menschheit auf sich selbst und auf unsere himmlischen Nachbarn für immer zu verändern.

Aber auch ohne Teleskop - mit bloßem Auge oder mit Hilfe eines kleinen Fernglases - können Sie die Schönheit des Sternenhimmels genießen und in die Unermesslichkeit unseres Hauses eintauchen.

Wenn ich den Mond und die Venus beobachte, werde ich mich an eine meiner Lieblingsbegegnungen mit der Natur erinnern. Dies geschah vor einigen Jahren während eines Sommerbesuchs im Reservat um Mount St. Helens , einem Vulkan im Süden Washingtons, der 1980 explodierte. Vom Nordgrat aus, mit Blick auf ein klaffendes Loch an der Seite des Berges und in das zerstörte Tal darunter, sah ich, wie die Steine ​​bei Sonnenuntergang graugolden wurden und wartete darauf, dass die Sterne am Himmel erschienen, der fast schwarz geworden war. Die Venus brannte hell im Westen, eine Perle von oben und links über dem hellen Anhänger des Mondhalbmondes und des aschgrauen Mondes. Dann hörte ich ein Schnüffeln, es schien ziemlich nah. Ich dachte, dass dies ein kleines Tier in den Büschen hinter mir sein muss, aber als ich mich den Büschen näherte, hörte ich dieses Geräusch wieder von einem anderen Ort. Überrascht sah ich auf und war verblüfft. Auf dem Hügel, nicht mehr als fünfzig Meter von mir entfernt, waren vor dem Hintergrund des letzten orangefarbenen Scheins des Sonnenuntergangs die Silhouetten von drei majestätischen gehörnten Elchen zu sehen.

Sie grasten träge, während über ihnen, hinter ihnen, der Mond, die Venus und die Sterne hingen und in den Abgrund lockten.