Геліоцентрична система. Конфігурація планет.
Системою світу називають уявлення про розташування у просторі і рух Землі, Сонця, Місяця, планет, зір та інших небесних тіл.
Система світу за Аристотелем. Автором першої системи світу був Аристотель (384–322 pp. до н.е.). Аристотель довів, що Земля кулеподібна за формою тіні на диска Місяця під час затемнення. Система світу Аристотеля називається геоцентричною (від гр. «геос» – земля). Навколо Землі, яку вчений вважав центром Всесвіту, обертаються прозорі тверді сфери, до яких прикріплені Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Юпітер та Сатурн. На восьмій сфері розташовані всі зорі, а на дев'ятій – «двигун», який обертає всі сфери.
Система світу за Птоломеєм. Грецький учений Клавдій Птоломей (близько 90–160pp. н.е.) у праці «Альмагест» описав систему світу, яка теж є геоцентричною. У центрі Всесвіту розміщена нерухома Земля. Навколо неї рухаються по колах – деферентах – Місяць і Сонце. Планети Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн рівномірно рухаються по малих колах – епіциклах, центри яких обертаються навколо Землі по відповідних диферентах. Шляхом складних геометричних побудов ученому вдалося створити систему світу, яка пояснювала складний видимий петле подібний рух планет на небосхилі та давала змогу передбачити сонячні та місячні затемнення з певною точністю. Геоцентрична система світу проіснувала 1300 років.
Система світу за Коперником. Видатний польський астроном Микола Коперник (1473–1543) створив основи геліоцентричної системи світу (від гр. «геліос» – сонце). Учений вважав, що Земля обертається навколо своєї осі і разом з іншими планетами – навколо Сонця, до того ж періоди обертання та радіуси планет різні. Коперник спростував уявлення про Землю, як особливе центральне тіло Всесвіту і вважав її рядовою планетою, що рухається навколо Сонця. Тривалий час, аж до 1836 р, католицька церква забороняла читання праць великого вченого.
Конфігурація планет
До складу Сонячної системи входять Сонце, 8 великих планет, 57 супутників планет, понад 100 тис. малих планет (астероїдів), понад 100 млрд комет, та безліч метеорних тіл (діаметром до 100 м). Усі вони об'єднані гравітаційною взаємодією. Характерні розміщення планет, Землі і Сонця називаються конфігураціями (мал. 9).
Меркурій та Венера розташовані ближче до Сонця, ніж Земля. Ці дві планети називають внутрішніми, або нижніми. Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун називають зовнішніми, або верхніми планетами, бо їхні орбіти розміщені зовні земної.
Конфігурації внутрішніх планет. Внутрішня планета може опинитися на одній прямій із Сонцем та Землею, перебуваючи або між ними, або за Сонцем. Такі конфігурації називаються відповідно нижнім та верхнім сполученнями. У нижньому сполученні планета найближча до Землі, а у верхньому перебуває на максимальній відстані. За умови такого розташування планети її із Землі не видно, бо у випадку нижнього сполучення планета повернута до Землі нічною (неосвітленою Сонцем) півкулею, а у верхньому сполученні вона губиться в сонячному світлі, хоча і повернута до Землі освітленою півкулею.
Кутова відстань планети від Сонця називається елонгацією (позначають буквою ψ). Розрізняють східну та західну елонгацію. Для внутрішніх планет існує найбільший кут, на який вони віддаляються від Сонця при спостереженні із Землі – максимальна елонгація. Для Меркурія ψмах = 28°, для Венери – ψмах = 48°.
Отже, конфігураціями внутрішніх планет є верхнє і нижнє сполучення, східна та західна елонгації.
Конфігурації зовнішніх планет. Якщо планета розташована на одній прямій із Сонцем та Землею, то вона може опинитися або за Сонцем (відносно Землі), або проти Сонця. Тоді планета відповідно знаходиться у сполученні, або протистоянні. У сполученні планету із Землі не видно, бо її закриває Сонце. Протистояння – оптимальна конфігурація для спостереження зовнішніх планет. За такого розміщення відстань між Землею і планетою мінімальна, планета повернута до Землі освітленою півкулею і планету видно на небосхилі цілу ніч.
Квадратура – це така конфігурація, за якої кут між напрямами на планету і на Сонце прямий. Є західна і східна квадратури.
Отже, конфігураціями зовнішніх планет є сполучення, протистояння, західна та східна квадратури.