SUNČEV SUSTAV
Foto: ask.com
22.03.2016.
Jedna od predivnih stvari u vezi astronomije jest da je toliko drugačija od našeg svakidašnjeg iskustva. Stvari nisu onakve kakvim se mogu činiti na prvi pogled. Tko bi mogao pomisliti da su te sitne male čestice svjetlosti na našem noćnom nebu zapravo „Sunca“ stotine puta veća od Zemlje? Tko bi posumnjao da je „Večernja zvijezda“ zapravo stjenovita planeta otprilike iste veličine kao i naša? Kako neočekivano otkriti da se čvrsta zemlja pod našim nogama zapravo kreće skoro 110.000 km na sat oko Sunca, cijelo se vrijeme okrećući kao zvrk! Bog je konstruirao svemir na zaista čudesan način. Kako ga proučavamo, svemir nas neprestano iznenađuje i oduševljava izazivajući naše razumijevanje kako sve funkcionira.
Naš Sunčev sustav je odličan primjer toga. Zapravo, Sunčev sustav možemo bolje vidjeti kad je vedra noć. Većina planeta su vidljiva golim okom – a pojavljuju se kao sićušne točkice svjetlosti. U stvarnosti, one su ogromne sfere, neke veličine Zemlje, dok druge mnogo veće. Sunce i Mjesec su vidljivi kao mali krugovi na našem nebu. Ipak, u stvarnosti Mjesec je promjerom velik kao kontinentalne SAD, a Sunce je 400 puta veće od Mjeseca. Zvijezde, Sunce, Mjesec i planete ustaju i nestaju s preciznošću satnog mehanizma. Čini se da odaju priznanje Zemlji dok s respektom kruže oko svog gospodara. No, istina je u tome da se Zemlja rotira dok se okreće oko Sunca. Svako novo otkriće u astronomiji je otkrivenje koje nas iznenađuje i oduševljava pokazujući nam da je Bog nevjerojatniji, kreativniji i moćniji nego što smo ranije mislili.
Sunčev sustav se sastoji od Sunca i svega što kruži oko Sunca. Tijela koja kruže uključuju osam planeta, asteroide, komete, kentaure[1], trans-neptunske objekte i prašinu. Najveći i najmasovniji objekt u Sunčevom sustavu jest samo Sunce. To je sfera od plinova vodika i helija, koji se zajedno drže vlastitom gravitacijom. S promjerom od oko 1.400.000 km, Sunce je 110 puta šire od Sunca. Čini 99,8% cjelokupne mase u Sunčevom sustavu. Ipak, s našeg pogleda sa Zemlje, Sunce možemo lako pokriti jednim prstom ispružene ruke.[2] Sunce se pojavljuje tako malo na našem nebu samo zato što se nalazi na zadivljujućoj udaljenosti od nas – 150 milijuna km. Automobilu koji putuje približno 100 km na sat trebalo bi 176 godina da prevali takvu udaljenost. To je zapanjujuće.
Planeti
Sljedeći najveći objekti u Sunčevom sustavu su planeti. Jupiter je najveći planet, s promjerom od oko 140.000 km, odnosno oko 11 puta većim promjerom od Zemlje. Saturn je sljedeći po veličini, nakon čega slijedi Uran, Neptun, Zemlja, Venera, Mars i Merkur. Stariji udžbenici popisuju Pluton kao najmanji planet, ali većina astronoma sada klasificira Pluton kao „patuljasti planet“ ili trans-neptunski objekt, ostavljajući Merkur s naslovom „najmanjeg planeta“. Svih osam planeta kruže oko Sunca u istom smjeru (suprotno od kazaljke na satu kada se gleda sa Sjevernog zemljinog pola), te se nalaze u gotovo istoj ravnini. Ravnina se naziva ekliptika.
Četiri planeta koji su najbliži Suncu nazivaju se terestrički („poput Zemlje“). To su relativno mali svjetovi s gustim, kamenitim sastavom. S povećanjem udaljenosti od Sunca redom se nalaze Merkur, Venera, Zemlja i Mars. Preostala četiri planeta nazivaju se plinoviti divovi ili Jovijanski planeti („poput Jupitera“). Oni su mnogo veći od terestričkih, ali se primarno sastoje od vodika i helija više nego od gustih materijala kao što je kamen. Kao i sa Suncem, ove kuglice od plina drže se zajedno vlastitom gravitacijom. Kako se udaljavamo od Sunca, plinoviti divovi su redom Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Vanjska dva planeta, Uran i Neptun su manji od Jupitera i Saturna i ponekad se nazivaju ledeni divovi zbog njihove ogromne količine različitih oblika leda.[3]
Udaljenosti Sunčevog sustava
Udaljenosti u Sunčevom sustavu često se navode u terminima astronomskih jedinica (AJ). 1 AJ definiramo kao prosječnu udaljenost između Zemlje i Sunca, što je otprilike 150 milijuna km. Astronomske jedinice su puno praktičnije za određivanje udaljenosti unutar Sunčevog sustava od milja ili kilometara, koji mogu postati nezgrapni kada se promatraju takvi golemi razmjeri. Merkur je samo 0,39 AJ od Sunca, dok je udaljenost Venere 0,72 AJ. Putanja Marsa je u prosjeku 1,52 AJ od Sunca. Dakle, terestrički svjetovi su svi unutar 3 AJ. No, plinoviti divovi kruže znatno udaljenije. Jupiter kruži na 5,2 AJ, a Saturn na 9,54 AJ – što znači oko 1,6 milijardi km od Sunca! Uran je 19,1 AJ od Sunca, a Neptun leži na udaljenosti od 30AJ – gotovo 4,8 milijardi km – 30 puta veća udaljenost nego Sunce od Zemlje.
Udaljenost između planeta je zadivljujuća i teško ju je vizualizirati. Ilustracije Sunčevog sustava u većini udžbenika uvećavaju planete enormnim čimbenicima kako bi bili vidljivi zajedno sa svojim putanjama (poput ilustracije u ovom članku). U stvarnosti, planeti su patuljasti u odnosu na njihove udaljenosti od Sunca. Sveučilište u Coloradu ima maketu Sunčevog sustava, sa Suncem kojeg predstavlja 5,5-inčna kugla na postolju smještenom izvan planetarija Fiske. Zemlja je smještena na postolju 15 metara dalje. Sam planet je pokazan u istom razmjeru kao sitna „kvrga“ od oko 1/20 inča. Merkur, Venera i Mars su samo nekoliko centimetara dalje. No, Jupiter je znatno udaljeniji i veličine je loptice. Da bi se došlo do Neptuna, osoba mora hodati sve do druge strane kampusa, što čini šetnju od nekih 10 minuta. Putanje vanjskih planeta imaju znatno više prostora između sebe nego putanje unutarnjih planeta.
Planetarne putanje
Putanje svih planeta su gotovo kružne. Znanstvenik kreacionist Johannes Kepler u 17.stoljeću je otkrio pravi oblik ovih putanja. Analizirao je podatke orbite Marsa do kojih je došao također astronom Tycho Brahe. Kepler je otkrio da planete kruže u elipsama – „gustim“ kružnicama. Kružnica se definira kao skup svih točaka u ravnini jednake udaljenosti od određene točke. Elipsa je skup svih točaka u ravnini čija udaljenost od dvije fiksne točke daje isti iznos. Te dvije točke se nazivaju „žarišta“ (množina); svaka od njih je „žarište“ (jednina). Kepler je također otkrio da je Sunce locirano točno u jednom žarištu (drugo žarište je prazno). Činjenica da planeti kruže u elipsama sa Suncem u jednom žarištu odnosi se na Prvi Keplerov zakon planetarnog gibanja. Kepler nije znao zašto su putanje takve, niti je itko drugi znao sve do vremena Isaaca Newtona. Što se tiče planeta, dva žarišta su relativno blizu jedan od drugoga, što rezultira elipsom koja se gotovo ne razlikuje od kružnice. No, što se tiče kometa, elipsa može biti jako izdužena.
Johannes Kepler je također otkrio da svaki dani planet „prelazi jednake površine u jednakim vremenima“. Drugim riječima, planete ubrzavaju kada su bliže Suncu i usporavaju kada su udaljenije. To je Drugi Keplerov zakon planetarnog gibanja. Kepler je nadalje našao vezu između veličine orbite planeta i vremena koje je potrebno da planet jednom okruži oko Sunca. Naime, kvadrat perioda putanje (u godinama) jednak je kubu prosječne udaljenosti planeta od Sunca u AJ (astronomskim jedinicama). Drugim riječima, planete koje kruže blizu Sunca imaju kratke periode, dok oni koji kruže daleko od Sunca imaju jako duge periode. Na primjer, Merkur ima udaljenost od 0,39 AJ i okruži oko Sunca u samo 88 dana (0,24 godina). Neptun ima udaljenost od 30 AJ i period kruženja od nešto manje od 165 godina. U oba slučaja, kvadrat perioda jednak je kubu udaljenosti. Kepler nije znao zašto ovo pravilo funkcionira. Bila je to misterija dok se nije pojavio Newton.
Iako su Keplerovi zakoni otkriveni u odnosu na planete, oni jednako funkcioniraju i kad su u pitanju asteroidi, kentauri, trans-neptunski objekti i kometi.[4] Ovi zakoni također vrijede i za putanje satelita.[5] Još je jedan znanstvenik kreacionist otkrio načela iza Keplerovih zakona. Isaac Newton, briljantan znanstvenik i biblijski učenjak, otkrio je i čvrsto dokazao da je gravitacija uzrok kružnih gibanja planeta. Što je planet bliži Suncu, brže kruži, jer je gravitacija Sunca jača. Newtonova otkrića zakona gibanja i gravitacije dozvolila su mu da matematički dokaže sva tri Keplerova zakona iz prvih načela. Također je modificirao Treći Keplerov zakon kako bi uključio učinke različitih masa na konstantu proporcionalnosti, dopuštajući nam da koristimo Newtonovu verziju Trećeg Keplerovog zakona za satelite ili druge solarne sustave sa zvijezdama različitih masa.
Zakoni svemira
Kritičari Biblije ponekad vide zakone prirode kao zamjenu za Božju moć. No, to svakako nije biblijski pogled. Biblija uči da Bog izravno kontrolira svemir – da sve nosi riječju svoje sile (Hebrejima 1,3). Bog nije Bog nereda (1. Korinćanima 14,33), već podupire svemir na dosljedan i često predvidljiv način. Zakoni prirode nisu zamjena za Božju silu; naprotiv, oni su primjeri Božje sile. Božji suverenitet koji je dosljedan i upravlja svemirom prema zakonima čini astronomiju mogućom.
Sunčev sustav je lekcija iz poniznosti. Kada razmišljamo o veličinama tih svjetova, uključujući udaljenostima, i Bogu koji drži svaki atom na svome mjestu, nevjerojatno je zamisliti da bi takav Bog prema nama pokazao toliko mnogo suosjećanja i milosti. „Kad gledam nebesa tvoja, djelo prstiju tvojih, mjesec i zvijezde koje ti učvrsti: Što je čovjek da ga se spominješ, i sin čovječji da ga pohađaš?“ (Psalam 8,3-4).
Autor: Jason Lisle; Izvor: icr.org
Dr. Lisle je direktor prirodnih znanosti na Institutu za istraživanje kreacionizma (ICR) i doktorirao astrofiziku na Sveučilištu u Coloradu.
[1] Kentauri su manji planeti koji kruže prvenstveno između Jupitera i Neptuna i posjeduju karakteristike i asteroida i kometa.
[2] Nije sigurno gledati direktno u Sunce bez specijalne opreme. Gledanje Sunca bez takve opreme može uzrokovati trajno oštećenje oka.
[3] U astronomiji se „led“ odnosi na svako čvrsto tijelo koje može biti i u plinovitom ili tekućem stanju pod uvjetima na Zemlji. Led koji je pronađen u Sunčevom sustavu uključuje vodu-led (H2O), kao i metan (CH4), ugljikov dioksid (CO2) i amonijak (NH3).
[4] Za neke komete, Prvi Keplerov zakon poprima modificirani oblik. Elipsa je samo jedna od tri moguća dijela stošca (različitih vrsta krivulja koje se mogu dobiti presjekom stošca i ravnine), druga dva su parabola i hiperbola. Neki kometi imaju više paraboličnu ili malo hiperboličnu putanju nego zatvorenu elipsu. No, Sunce ostaje u žarištu, a Drugi Keplerov zakon ostaje nepromijenjen.
[5] Konstanta proporcionalnosti u Trećem Keplerovom zakonu je drugačija za putanje satelita nego za putanje planeta. Ovu konstantu određuje masa sustava, a planeti imaju različite mase od Sunca. No, proporcionalnost i dalje stoji; kvadrat perioda proporcionalan je kubu prosječne udaljenosti.