1. Wprowadzenie

Podobnie jak geografia astronomia należy do nauk przyrodniczych; jej nazwa pochodzi od greckiego słowa "astron" oznaczającego gwiazdę. W dosłownym znaczeniu jest to zatem nauka o gwiazdach. Faktycznie zajmuje się ona jednak nie tylko gwiazdami, lecz wszystkimi ciałami niebieskimi znajdującymi się w przestrzeni kosmicznej, ich rozkładem i ruchami jakie wykonują. W obszarze zainteresowań astronomii pozostaje też budowa i ewolucja poszczególnych ciał niebieskich. Astronomia skupia się na pojedynczych obiektach kosmicznych, większych układach, a także stara się patrzeć na Wszechświat holistycznie (jako na całość). Ze względu na specyfikę tej nauki badania astronomiczne ograniczają się niemal wyłącznie do obserwacji, jako że przeprowadzanie eksperymentów możliwe jest jedynie na najbliższych Ziemi obiektach, przy czym możliwość ta istnieje od bardzo niedawna. Rozwój astronomii jest możliwy dzięki przyjęciu założenia o uniwersalności praw przyrodniczych.

Ciała niebieskie, które obserwować można z powierzchni Ziemi (gołym okiem czy przy użyciu odpowiedniego sprzętu) widoczne są dlatego, że emitują promieniowanie elektromagnetyczne. To ono docierając do powierzchni naszej planety daje informację, w którym miejscu zlokalizowany jest obiekt astronomiczny. Z kolei na podstawie cech tego promieniowania (jego natężenia, polaryzacja itp.) wysnuwa się wnioski o właściwościach fizycznych źródła promieniowania.

2. Historia astronomii

Ze względu na fakt, ze astronomia uważana jest za najstarszą naukę przyrodniczą, jej historia jest niezmiernie długa. Do jej rozwoju przyczyniła się nie tylko czysta ciekawość ludzka, ale również względy praktyczne. Bez podstaw astronomicznych nie byłoby możliwe stworzenie kalendarza, podstaw nawigacji itp. Dowody zainteresowań astronomią odnajduje się w pozostałościach po najstarszych cywilizacjach ziemskich. Prace archeologiczne pozwoliły ustalić, że już około 3000 lat p.n.e. ówcześni ludzie wykorzystywali informacje widoczne na niebie. Źródłem wiedzy była widoma wędrówka obiektów ciał niebieskich po sklepieniu nieba. Udało się już wówczas ustalić prawidłowości dotyczące wschodów i zachodów planet, dziennego oraz rocznego ruchu Słońca. Niewątpliwie znane były również zjawiska zaćmienia Słońca oraz Księżyca. Niektóre cywilizacje starożytne wznosiły specjalne budowle (megality, piramidy), których celem było ułatwienie obserwacji nieba. Ówczesna wiedza astronomiczna miała zastosowanie praktyczne; wykorzystywano ją w rolnictwie, budownictwie, religii. Jedną z cywilizacji starożytnych, która poczyniła szereg odkryć astronomicznych była cywilizacja chińska. Jest pewne, że już w VII wieku przed narodzeniem Chrystusa chińscy astronomowie obserwowali komety. W późniejszych wiekach skupiano się na zaćmieniach Słońca i Księżyca, pojawianiu się komet oraz meteorów, a nawet obserwowaniu plam słonecznych. Mieszkańcy starożytnego Egiptu korzystali ze znaków na niebie w celu organizacji codziennego życia. Egipcjanie opracowali kalendarz, dzięki któremu mogli dokładnie określić początek wylewów Nilu- wydarzenia bardzo ważnego z punktu widzenia tamtejszego rolnictwa. Ponadto kalendarz służył mieszkańcom Egiptu do określania dat ważnych wydarzeń religijnych. Zasługą egipskich astrologów jest także określenie długości trwania roku zwrotnikowego. Okres ten przyjęty został później jako główna jednostka kalendarzowa. Wiele ważnych obserwacji astronomicznych dokonano w starożytnej Babilonii. Już w XVII wieku p.n.e. tamtejsi uczeni obserwowali planetę Wenus, a zapis tych obserwacji zachował się do dnia dzisiejszego. Szczególnie dużą popularnością w cywilizacji babilońskiej cieszył się Księżyc. Na podstawie faz Księżyca stworzono w Babilonii kalendarz. W IV wieku p.n.e. opracowano tzw. tablice księżycowe Kidinuu, które służyły do wyznaczania początku pierwszej kwadry księżycowej. Babilończycy potrafili również określać czas słoneczny przy użyciu gnomonu. Do dzisiejszego dnia cały świat korzysta z jeszcze innego osiągnięcia astronomii babilońskiej, a mianowicie systemu sześćdziesiętnego stosowanego w podziale czasu.

Bardzo dawno temu zainteresowanie niebem zaczęli wykazywać mieszkańcy Ameryki Środkowej. Mieszkający tam Majowie stworzyli bardzo precyzyjny system kalendarzowy, o czym świadczą zapisy pozostawione przez nich na wielu budowlach i zachowane do dnia dzisiejszego. Przedstawiona powyżej skrótowa charakterystyka starożytnej wiedzy astronomicznej dowodzi, że obserwację nieba starano się wykorzystać dla celów praktycznych. Oprócz tego ówcześni myśliciele zainteresowani byli zgłębieniem tajników funkcjonowania Wszechświata z powodów czysto poznawczych. Pierwsze teorie na temat budowy Kosmosu wysuwali Grecy: Filoas z Krotonu, Heraklides z Pontu, Arystarch z Samos. Myśliciele Ci nie wykluczali ruchu Ziemi jako planety, a wręcz przeciwnie, przychylali się do tego. Kres rozważaniom na temat ruchów Ziemi położył w II wieku p.n.e. Hipparch- autor geocentrycznej teorii budowy Wszechświata. Jest on również twórcą konstruktów matematycznych dotyczących ruchów planet. Kontynuatorem myśli Hipparcha był Klaudiusz Ptolemeusz, który swe rozważania zawarł w dziele "Wielka Księga". Bardzo ważnym wydarzeniem w dziejach astronomii greckiej i astronomii w ogóle było dokonanie przez Eratostenesa z Cyreny pomiarów Ziemi. Współcześnie oceania się, że błąd w obliczeniach Eratostenesa nie przekraczał 10%. Ten wielki myśliciel ustalił także nachylenie ekliptyki w stosunku do równika niebieskiego. Bardzo wielu problemów astronomicznych nie udało się jednak rozwiązać w starożytności i musiało minąć jeszcze wiele lat zanim kwestie te stały się jasne. Jedną z nich była odległość dzieląca Ziemię od Słońca. Mimo że wielu podejmowało próby określenia tej odległości, to jednak ustalenia starożytnych znacznie odbiegały od rzeczywistości. Pewne było jednak już wówczas, że dystans dzielący Ziemię od Słońca jest znacznie większy od tego jaki znajduje się pomiędzy naszą planetą a Księżycem.

Filozofia średniowiecza nie sprzyjała rozwojowi nauk przyrodniczych w tym astronomii. W tym okresie zaprzestano niemal obserwacji skupiając się na dywagacjach i rozważaniach czysto hipotetycznych. Centrum myśli astronomicznej stały się wtedy kraje arabskie, które wniosły wiele do terminologii astronomicznej (m. in. określenia nadir, azymut). Największą popularność zdobył wówczas Al-Battani, który zyskał sławę dzięki komentarzom do dzieła Ptolemeusza. Sławą świata arabskiego było obserwatorium astronomiczne w Samarkandzie, które założone zostało w XV wieku przez niejakiego Uług Bega. W tymże obserwatorium udało się ustalić położenie aż 1019 gwiazd. Renesans był czasem odrodzenia się myśli astronomicznej. Europejska astronomia zaczęła na powrót rozwijać się dzięki osiągnięciom świata arabskiego. Przełomem w światowej astronomii i filozofii stało się ogłoszenie przez Mikołaja Kopernika teorii heliocentrycznej, które miało miejsce w roku 1543. Swoje przekonanie na temat ruchów planet wokół Słońca, w tym Ziemi, zawarł on w swym najsłynniejszym dziele- "O obrotach sfer niebieskich". Kopernikańskie stwierdzenie zaprzeczało wyjątkowości Ziemi i początkowo stanowiło fakt trudny do zaakceptowania przez ludzi przekonanych o uprzywilejowanej, wyjątkowej pozycji naszej planety. Potrzeba było jeszcze wielu lat by odkrycie Kopernika mogło zostać w pełni przyjęte do wiadomości przez ogół społeczeństwa. Bez względu na początkowe reakcje ludności na stwierdzenie polskiego astronoma, jego prace stworzyły podwaliny nowożytnej astronomii. Przewrót kopernikański umożliwił prowadzenie dalszych prac z zakresu astronomii. W XVII wieku Kepler określił trzy prawa opisujące ruch planet wokół Słońca, potwierdzając tym samym teorie heliocentryczną. Bardzo ważnym wydarzeniem z punktu widzenia dalszego rozwoju astronomii było skonstruowanie lunety, dzięki której możliwa stała się znacznie bardziej dokładna obserwacja nieba. Jednym z pierwszych, którzy wykorzystywali ten przyrząd był Galileusz. Obserwując za jego pomocą planetę Jowisz udało mu się ustalić, że wokół tejże planety nieustannie krążą cztery inne mniejsze obiekty. Dziś wiadomo, że obiektami tymi są cztery księżyce Jowisza. Stanowiło to zaprzeczenie tezy przyjmowanej przez Kościół, że wszystkie obiekty niebieskie znajdujące się we Wszechświecie nieustannie okrążają Ziemię. Stwierdzenie Galileusza stało się zarzewiem konfliktu pomiędzy konserwatywnymi środowiskami kościelnymi a ówczesnymi środowiskami naukowymi. Kościół niezmiennie przyjmował ustalenia starożytnych Greków o wyjątkowej uprzywilejowanej roli Ziemi, która jako wybrana przez Boga, pozostaje w centrum Wszechświata. Odkrycia Kopernika, a później Galileusza zaburzały ustalony porządek rzeczy, co nie było na rękę hierarchii kościelnej. By nie dopuścić do rozprzestrzeniania się odkryć Galileusza uczony został wezwany do Rzymu i zmuszony, pod groźbą śmierci, do odwołania swych wcześniejszych stwierdzeń. Uczynił to, a oficjalne przyznanie się Kościoła do winy miało miejsce dopiero w roku 1992.

W roku 1687 Isaak Newton ogłosił prawo powszechnego ciążenia, które bardzo jeszcze bardziej utwierdziło teorie heliocentryczną i umożliwiło podejmowanie teoretycznych rozważań na temat ruchów jakie wykonują poszczególne planety. W kolejnych latach następował dalszy rozwój astronomii. Rozwój ten umożliwiało zakładanie placówek badawczych, obserwatoriów astronomicznych. Pierwsze obserwatorium utworzone zostało w Paryżu w roku 1671, a pięć lat później kolejne powstało w podlondyńskim Greenwich. W XVII i XVIII wieku powstało ich w sumie bardzo wiele, tak że na początku XIX wieku prawie każda szanująca się uczelnia wyższa posiadała własne obserwatorium. Ostatnie dwa stulecia wniosły bardzo dużo do wiedzy na temat Wszechświata, co było możliwe dzięki ogromnemu postępowi technicznemu. To za jego sprawą możliwe było konstruowanie coraz bardziej precyzyjnych przyrządów pozwalających na obserwację ciał niebieskich.

3. Budowa Wszechświata

Na podstawie nowoczesnych metod badawczych oraz ustaleń teoretycznych udało się ustalić budowę Wszechświata. Obecnie wiadomo, że podstawowymi strukturami przestrzennymi są galaktyki, których liczba jest trudna do określenia; z pewnością istnieją miliardy galaktyk. Pod pojęciem galaktyki rozumie się układ gwiazd tworzących bardzo duże skupisko materii. Galaktyki budujące Wszechświat koncentrują niemal całość świecącej materii kosmicznej. Poza galaktykami znajduje się natomiast tzw. ciemna materia; gromadzi się w niej aż 90% całkowitej masy Wszechświata. Obecność tej materii udało się ustalić na podstawie ruchów jakie wykonują poszczególne galaktyki. W bardzo wielu przypadkach ruchów tych nie da się wytłumaczyć za pomocą grawitacyjnego oddziaływania obiektów widzialnych.

Galaktyki budujące Wszechświat nie tworzą jakiejś równomiernej struktury, lecz są rozmieszczone w taki sposób, że w jednych miejscach tworzą skupiska, w innych natomiast praktycznie nie występują. Takie galaktyczne skupisko określa się mianem gromady. W skład jednej gromady wchodzą tysiące galaktyk. Istnieją także jednostki nadrzędne wobec gromad- są nimi supergromady. Mają one kształt sieci; we włóknach tej sieci skupiają się galaktyki, zaś pomiędzy nimi znajdują się obszary ich pozbawione.

Każda Galaktyka ma pewną określoną strukturę przestrzenną. Wyróżnia się cztery podstawowe elementy wchodzące w skład galaktyki. Elementami tymi są: jądro, centralna wypukłość, dysk galaktyczny oraz halo galaktyczne. Najmniejszą powierzchnię posiada jądro, jednak mimo niewielkich rozmiarów skupia ono znaczną ilość energii, która cały czas emitowana jest w przestrzeń kosmiczną. W bezpośrednim sąsiedztwie jądra znajduje się centralna wypukłość, część galaktyki zbudowana ze zgrupowania gwiazd, które układają się w charakterystyczną kulę. W otoczeniu centralnej wypukłości, lecz w pewnym od niej oddaleniu rozciąga się pas określany mianem dysku galaktycznego; skupia on młode gwiazdy, a resztę jego przestrzeni wypełniają gazy oraz pyły. Wreszcie najbardziej zewnętrzną strukturą galaktyki jest halo galaktyczne, w którym znajdują się gromady gwiazd, jednak w dość znacznym rozproszeniu. Dodatkowo trzeba pamiętać, że w skład każdej galaktyki wchodzi również wspominana ciemna materia, która pozostaje niewidoczna, jednak stanowi zdecydowaną większość masy całej galaktyki. Galaktyka, w której znajduje się Układ Słoneczny nazywa się Drogą Mleczną; jest to galaktyka spiralna. Układ Słoneczny zlokalizowany jest w dość znacznym oddaleniu od centrum układu; od jądra galaktycznego dzieli go mniej więcej 30 000 lat świetlnych.

4. Budowa Układu Słonecznego

Układ Słoneczny tworzony jest przez Słońce, planety (Merkury, Wenus, Ziemię, Marsa, Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna i Plutona), księżyce tych planet, pierścienie, planetoidy, komety, meteoroidy, wreszcie gaz i pył międzyplanetarny. Oprócz tego w układzie Słonecznym znajduje się coraz więcej obiektów sztucznych wprowadzanych przez człowieka dla potrzeb nauki. Oprócz naturalnych satelitów czyli księżyców, po Układzie krążą również satelity sztuczne. Przykładem takiego sztucznego satelity jest sonda Magellan, która krąży wokół planety Wenus. Wszystkie elementy znajdujące się w Układzie Słonecznym wzajemnie na siebie oddziałują wskutek istnienia sił grawitacji. Całość otoczona jest przez obłok Oorta, który zamyka składniki Układu niczym w kuli. Pod względem masy zdecydowanie dominuje Słońce, stanowi ono 99,9% masy całości Układu Słonecznego.

Każda z planet otoczona jest strefą gazową nazywaną atmosferą. Skład poszczególnych atmosfer jest różny, choć wszystkie one powstały na samym początku, kiedy formował się Układ Słoneczny. Zawartość poszczególnych gazów w atmosferze zależy od wielu czynników, między innymi od związków chemicznych, które na samym początku wchodziły w skład planety, oddalenia od Słońca, masy samej planety.

Atmosfera ziemska jest wyjątkowa z tego względu, że zawiera tlen, dzięki któremu możliwe jest funkcjonowanie organizmów zwierzęcych oraz człowieka. Planety wchodzące w skład Układu Słonecznego dzieli się na ziemiopodobne i jowiszowe, przy czym Pluton jest niejako wyłączony z tej klasyfikacji. Pod pojęciem planet ziemiopodobnych rozumie się cztery planety położone najbliżej Słońca; są nimi: Merkury, Wenus, Ziemia i Mars. Odznaczają się one pewnymi cechami wspólnymi, które pozwalają łączyć je w jedną grupę. Przede wszystkim posiadają one dużą gęstość wynoszącą 4-5g/cm3, a nawet więcej. Ich rozmiary zbliżone są do rozmiarów Ziemi, zaś powierzchnia tych planet ma postać twardej skorupy o stałym stanie skupienia. Kształt wszystkich planet z tej grupy jest niemal kulisty; jedynie Ziemia wykazuje pewne odstępstwo, ma ona kształt geoidy- geometrycznej bryły, której powierzchnia w każdym miejscu jest prostopadła do lokalnego pionu. Specyficzne dla Ziemi jest także istnienie rozległego pola magnetycznego, które otacza planetę. W przypadku Merkurego, Wenus i Marsa magnetosfera jest bardzo nikła, praktycznie nie występuje. Dwie najbliższe Słońcu planety nie posiadają naturalnych satelitów, Ziemia posiada jednego, zaś Mars dwa. Ze względu na fakt, że planety z tej grupy znajdują się stosunkowo blisko Ziemi ich obserwacji dokonywano już w czasach starożytnych. Na grupę planet jowiszowych składają się cztery kolejne planety Układu Słonecznego, to jest: Jowisz, Saturn, Uran oraz Neptun. Najważniejsza cechą odróżniającą ich od planet ziemiopodobnych są ich rozmiary; wszystkie one są bardzo duże, a przy tym o mają niewielką gęstość (w granicach 0,7 - 1,64g/cm3). Każda planeta grupy przesłonięta jest rozbudowanymi chmurami, które tworzą tzw. strefy oraz pasy układające się równoleżnikowo. Strefy tworzą chmury jaśniejsze, które wykazują tendencje wznoszące, natomiast pasy zbudowane są z chmur ciemniejszych, znajdujących się niżej. Obecność tego typu równoleżnikowych pasów jest wynikiem bardzo szybkiego ruchu jakie wykonują planety jowiszowe wokół własnej osi. Wnętrza planet z tej grupy są bardzo rozgrzane i dlatego planety emitują znaczne ilości energii- więcej niż przyjmują od Słońca. W atmosferze niektórych planet istnieją potężne wiry, które obserwować można jako mniej lub bardziej rozległe plamy na ich powierzchni. Niektóre maja nawet swoje nazwy, np. Wielka Czerwona Plama na Jowiszu, Ciemna Plama na Neptunie. W przeciwieństwie do planet poprzedniej grupy ich kształty odbiegają od kulistego, co jest wynikiem znacznego spłaszczenia na biegunach; jest to efektem bardzo szybkiego ruchu wirowego, który wykonują. Podobnie jak Ziemia planety jowiszowe wyposażone są w bardzo silne pole magnetyczne oraz rozległe magnetosfery. Wokół planet, a zwłaszcza wokół Saturna występują układy pierścieni, które w przypadku tego ostatniego widoczne są także z Ziemi. Dwie planety z grupy jowiszowych- Jowisz i Saturn znane były starożytnym; Uran odkryty został w wieku XVIII, zaś Neptun w XIX. Pluton potraktować należy zupełnie odrębnie. Jeszcze do niedawno świat nauki traktował go jako planetę; dziś nie jest to już pewne, a nawet można powiedzieć, że raczej wątpliwe. Do jego odkrycia doszło stosunkowo niedawno, bo w roku 1930. Jest to obiekt bardzo różniący się zarówno od planet ziemiopodobnych jak i jowiszowych. Odznacza się on, podobnie jak jowiszowe, niewielkim ciężarem właściwym, jednak w przeciwieństwie do nich jego powierzchnia jest twarda i niewielka. W dodatku od innych planet Układu Słonecznego odróżnia go bardzo nietypowa orbita, po której krąży wokół Słońca- bardzo wydłużona i silnie nachylona do płaszczyzny ekliptyki. Astronomowie coraz bardziej skłonni są wyłączyć Pluton z grupy planet Układu Słonecznego i uznać go za obiekt będący jednym z elementów tzw. pasa Kuipera- pasa skupiającego planetoidy lodowe, który rozciąga się na obrzeżach Układu. Pas ten jest drugim skupiskiem planetoid; pierwszy rozdziela planety ziemiopodobne od jowiszowych. Planetoidy są niewielkimi ciałami niebieskimi; w pasie pomiędzy Marsem a Jowiszem mają budowę skalistą, zaś za orbitą Neptuna przyjmują postać lodowych. Choć przez szereg lat nie wzbudzały one zainteresowania naukowców obecnie traktuje się je jako bardzo interesujące dla poznania dziejów Układu słonecznego, a zwłaszcza ich początków. Orbity planetoid są bardzo różne, niektóre poruszają się po torach bardzo wydłużonych, inne wykonują drogę niemal identyczną jak Jowisz, jeszcze inne zbliżają się i oddalają od sąsiednich planet.

Komety są kolejną grupą ciał niebieskich wchodzących w skład Układu Słonecznego. Mają one budowę mieszaną lodowo- pyłową. Elementem, który pozwala łatwo odróżnić komety od innych obiektów na niebie są warkocze. Do ich powstania dochodzi wówczas gdy kometa zbliża się do Słońca. Pod wpływem wiatru słonecznego dochodzi do utworzenia warkocza gazowego oraz drugiego- pyłowego. Regułą jest, że warkocz pyłowy zawsze zwrócony przeciwnie do Słońca.

5. Ruchy kuli ziemskiej

Ruch obiegowy Ziemi

Jest to ruch jaki Ziemia wykonuje wokół Słońca. Droga, po której porusza się Ziemia ma kształt elipsy. Czas trwania pełnego obiegu wynosi 1 rok, a dokładnie 365 dób, 5 godzin, 48 minut, 45,9 sekundy. Średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi 150 mln km, przy czym w punkcie najbliższym (peryhelium) ta odległość wynosi 149 mln km, a w najdalszym(aphelium) 152 mln km. Dowodami na istnienie ruchu obiegowego są: abberacja światła, paralaksa bliskiej gwiazdy (czyli zmiana położenia gwiazdy na sferze niebieskiej w różnych porach roku). Następstwami ruchu obiegowego są: występowanie pór roku, a tym samym niejednakowe oświetlenie powierzchni Ziemi w ciągu roku, roczne zmiany miejsca wschodu i zachodu Słońca

Występowanie pór roku wynika z niejednakowego oświetlenia powierzchni kuli ziemskiej, jest ono uzależnione od szerokości geograficznej. Na półkuli północnej:

    • wiosna: 21. 03. - 22. 06
    • lato: 22. 06. - 23. 09
    • jesień: 23. 09. - 22. 12
    • zima: 22. 12 - 21. 03

Na półkuli południowej poszczególne pory roku występują z sześciomiesięcznym przesunięciem, np. lato: 22. 12 - 21. 03

Słońce świeci w zenicie jedynie w strefie międzyzwrotnikowej, z tym że na równiku 2 razy w ciągu roku: 21. 03 i 23. 09, są to tzw. równonoc wiosenna i równonoc jesienna; wówczas obie półkule oświetlone są w takim samym stopniu. Na zwrotniku Raka świeci w zenicie 22. 06, a na zwrotniku Koziorożca: 22. 12 (przesilenie letnie i przesilenie zimowe)

Noc polarna na półkuli północnej występuje od 23. 09. - 22. 12 do 21. 03. - 22. 06, z tym że na biegunie północnym trwa ona najdłużej, bo przez całe pół roku, a najkrócej (tylko jedną dobę) na kole podbiegunowym (dn. 22. 12 - 21. 03). Z kolei od 21. 03. - 22. 06 rozpoczyna się dzień polarny i na biegunie trwa aż do 23. 09. - 22. 12. Najkrócej występuje również na kole południowym- jeden dzień w roku: 22. 06. - 23. 09

Na półkuli południowej te poszczególne daty przesunięte są o sześć miesięcy w stosunku do powyższych.

Ruch obrotowy Ziemi

Jest to ruch (zwany tez wirowym), który Ziemia wykonuje wokół własnej osi. Czas jego trwania wynosi dobę, a dokładnie 23 godziny, 56 minut, 4 sekundy, czyli w przybliżeniu 24 godziny (dobę). Odbywa się z zachodu na wschód (dlatego pozorna wędrówka Słońca po sklepieniu niebieskim następuje ze wschodu na zachód)

Dowodami na jego istnienie są: odchylenie na wschód ciał swobodnie spadających, działanie siły Coriolisa, odchylenie ciał poruszających się

Następstwa ruchu obrotowego dzieli się na pośrednie i bezpośrednie: do tych pierwszych zalicza się wszystkie dowody na istnienie tego ruchu, a ponadto następstwo dnia i nocy, wędrówka ciał niebieskich po nieboskłonie, spłaszczenie Ziemi przy biegunach, odchylenie pasatów (na półkuli północnej w prawo, a na południowej w lewo); następstwami pośrednimi są między innymi różnice klimatyczne na kuli ziemskiej.

Prędkość liniowa ruchu obrotowego nie jest stała, mieści się w przedziale od 0km/h na biegunach do 1666,7km/h na równiku.

6. Księżyc- naturalny satelita Ziemi

Księżyc jest drugim co do jasności ciałem niebieskim oglądanym z Ziemi. Zawsze wzbudzał zainteresowanie człowieka, a jego wygląd był interpretowany już przez starożytnych i służył do określania jednostek czasu (miesięcy). Księżyc jest zarazem jedynym ciałem niebieskim poza Ziemią, na którym stanęła ludzka stopa. Kształt Księżyca jest niemal idealnie kulisty, jego średni promień wynosi 1738km, przy czym różnica pomiędzy promieniem równikowym a biegunowym jest minimalna i wynosi jedynie 0,5km. Na tle innych księżyców krążących w Układzie Słonecznych jego rozmiary są znaczne, jednak w porównaniu z Ziemią jest on aż 81 razy lżejszy od Ziemi i ma mniejszy ciężar właściwy (wynosi on dla Księżyca 3,34g/cm3, a dla Ziemi 5,52g/cm3). Ponadto ze względu na znacznie mniejsze przyspieszenie siły ciężkości na Księżycu, ciała znajdujące się na nim są aż sześciokrotnie lżejsze aniżeli na Ziemi.

Dystans dzielący Ziemię od jej naturalnego satelity jest niewielki jak na warunki kosmiczne i wynosi średnio 384 400km. Przy czym odległość ta zmienia się w ciągu roku; minimalnie wynosi ona 356 400km (perygeum) a maksymalnie 406 700km (apogeum). Księżyc, podobnie jak Ziemia, wykonuje dwa rodzaje ruchów: obrotowy wokół własnej osi oraz obiegowy wokół Ziemi. Doba księżycowa, czyli okres w jakim księżyc dokona pełnego obrotu wokół własnej osi wynosi niewiele ponad 27 dób ziemskich. Z kolei obieg Księżyca dokoła Ziemi trwa niemal tyle samo, bo 27,3 doby. Ze względu na tą zbieżność z powierzchni Ziemi obserwować można zawsze tą samą stronę Księżyca; druga pozostaje niewidoczna. Czas obiegu Księżyca wokół Ziemi określa się mianem miesiąca gwiazdowego czyli syderycznego. Oprócz niego wyróżnia się jeszcze miesiąc synodyczny. Trwa on nieco dłużej, bo 29,5 dnia i jest związany z fazami księżycowymi, których pełny miesięczny cykl określany jest mianem lunacji. Występowanie faz księżycowych jest następstwem zmian wzajemnych położeń Księżyca, Słońca oraz Ziemi. Pierwszą fazą Księżyca jest nów; w fazie tej tarcza księżycowa pozostaje niewidoczna z powierzchni Ziemi, gdyż Słońce oświetla wówczas jego przeciwległą stronę. Zaraz po nowiu Księżyc przybiera postać cienkiego sierpa, którego kształt stopniowo zmienia się w literę "D"- jest to pierwsza kwadra Księżyca. Z czasem na niebie zaznacza się coraz większa część Księżyca, aż staje się widoczna cała jego zwrócona w kierunku naszej planety połowa. Moment ten jest przeciwieństwem nowiu i określany jest jako pełnia. Po tej fazie ma miejsce stopniowe zmniejszanie się widocznej z Ziemi powierzchni księżycowej, aż osiągnie ona kształt litery "C"- wówczas mówi się o trzeciej kwadrze. Po jej wystąpieniu Księżyc niknie aż z powrotem staje się niewidoczny w fazie nowiu.

Przy omawianiu faz księżycowych warto wspomnieć też o zaćmieniach księżyca, które od czasu do czasu obserwowane są przez mieszkańców różnych części Ziemi. Do zaćmienia Księżyca dochodzi wówczas gdy znajdzie się on w obszarze cienia rzucanego przez Ziemię. Do zaistnienia tego zjawiska dochodzi jedynie w ściśle określonych warunkach. Zaćmienie Księżyca możliwe jest tylko wówczas gdy satelita ten znajduje się w fazie pełni. Jednak nie w czasie każdej pełni ma miejsce zjawisko zaćmienia, lecz jedynie wówczas gdy płaszczyzny Ziemi i Księżyca znajdą się bardzo blisko siebie lub gdy się pokryją.

7. Wędrówka Słońca po sklepieniu niebieskim

Najjaśniejszym obiektem obserwowanym z Ziemi na niebie jest oczywiście Słońce. Każdego dnia wykonuje ono pewną drogę. Jest to tzw. widomy ruch Słońca po sklepieniu niebieskim. Droga ta zmienia się w ciągu roku i odbywa się wzdłuż koła wielkiego na sferze niebieskiej nazywanego ekliptyką. Ten pozorny ruch jest następstwem ruchu obiegowego jaki Ziemia wykonuje wokół Słońca. Ziemia wykonuje ruch z zachodu na wschód, dlatego na Ziemi obserwuje się ranne pojawienie się Słońca na wschodzie i jego wieczorne znikanie za horyzontem na zachodzie. Oś ziemska nie jest prostopadła do ekliptyki, lecz nachylona pod kątem 66o33'. W trakcie wędrówki Ziemi wokół Słońca jej oś zawsze skierowana jest w ten sam punkt w przestrzeni; w punkcie tym znajduje się Gwiazda Polarna. Ważnymi momentami w wędrówce Ziemi są te, w których Ziemia przekracza równik niebieski (punkty przecięcia ekliptyki z równikiem niebieskim). W momentach przecięcia ma miejsce zrównanie długości dnia i nocy (czyli punkty równonocy). Istnieją dwa punkty równonocy: pierwszy- równonocy wiosennej nazywany również punktem Barana oraz drugi- równonocy jesiennej zwany punktem Wagi. Ekliptyka jest jedną z najważniejszych tras na niebie. Na mapach nieba nanosi się ją najczęściej w postaci linii nieciągłej.

Wzdłuż ekliptyki znajdują się poszczególne gwiazdozbiory zodiaku. W ciągu swego rocznego pozornego ruchu Słońce przechodzi przez każdy z gwiazdozbiorów. Poniżej podane zostały wszystkie gwiazdozbiory, przez które przebiega ekliptyka wraz z zaznaczeniem daty, w której Słońce wkracza do danego znaku zodiaku.

    • Koziorożec (19 styczeń)
    • Wodnik (16 luty)
    • Ryby (11 marzec)
    • Baran (18 kwiecień)
    • Byk ( 5 maj)
    • Bliźnięta (21 czerwiec)
    • Rak (20 lipiec)
    • Lew (10 wrzesień)
    • Panna (16 wrzesień)
    • Waga (30 październik)
    • Skorpion (22 listopad)
    • Strzelec (18 grudzień)

8. Mars

Mars jest planetą, która od setek lat budzi zainteresowanie naukowców. Powodem tego jest po pierwsze niewielka odległość dzieląca tą planetę od Ziemi, a po drugie największy stopień podobieństwa do Ziemi spośród wszystkich planet Układu Słonecznego. Mars jest czwartą planetą Układu Słonecznego licząc od Słońca. Jest równocześnie jedną z pięciu planet, które można obserwować z Ziemi bez użycia urządzeń astronomicznych. Nazwa planety nawiązuje do mitologii rzymskiej, w której Mars był bogiem wojny. Analogia ta wynika z barwy planety, przybiera wyraźnie czerwonawy odcień. Minimalna odległość pomiędzy Ziemią a Marsem wynosi 56mln km, zaś maksymalna 400 mln km. mars podobnie jak Ziemia wykonuje ruch obrotowy wokół własnej osi jak i obiegowy. Pełny obrót Marsa wokół osi trwa 24,6h, co oznacza, że doba na Marsie trwa o 40 minut dłużej niż doba na Ziemi. Płaszczyzna równika na Marsie jest nachylona do płaszczyzny orbity marsjańskiej pod kątem 25o, czyli pod bardzo podobnym jak analogiczne płaszczyzny na Ziemi (23o27'). W związku z tym na Marsie występuje zjawisko pór roku, podobnie jak na Ziemi.

Do powstania Marsa doszło około 4,5mld lat temu, czyli wtedy, kiedy uformowane zostały pozostałe planety Układu Słonecznego. Wewnątrz planety znajduje się jądro, które podobnie jak w przypadku jądra ziemskiego zbudowane jest z niklu oraz żelaza. Nad jądrem zalega warstwa płaszcza skalnego, która przykryta jest skorupą zbudowaną w znacznej mierze z regolitu, na której osadzony jest bogaty w związki żelaza pył. To właśnie on nadaje planecie charakterystyczne czerwonawe zabarwienie. Mars odznacza się bardzo urozmaiconą rzeźbą terenu. Pod tym względem planeta dzieli się na dwie odrębne części: północną, której rzeźba jest nizinna i bardzo monotonna oraz południową, bardzo urozmaiconą. To właśnie na półkuli południowej występują potężne obszary osuwiskowe, które osiągają nieraz nawet kilka kilometrów wysokości. Liczne są także pokrywy lawowe, zarówno młode jak i nieco starsze świadczące o zachodzących tu zjawiskach wulkanicznych. Jednak najbardziej monumentalnym elementem rzeźby jest wygasły już wulkan Olympus Mons, którego wysokość wynosi 25km. Przypuszcza się, ze jest to najwyższy szczyt w całym Układzie Słonecznym. Inną rozległą formą terenu rozciągającą się w pobliżu równika jest kanion o nazwie Dolina Marinerów. Jego wymiary są następujące: długość 4000km, szerokość 600km, głębokość 7km. Bardzo prawdopodobne, że na Marsie występowała niegdyś woda, mogło mieć to miejsce wówczas gdy atmosfera Marsa miała inny skład. O obecności wody świadczą formy powierzchniowe, które mają postać wyschniętych koryt rzecznych, dolin rzecznych itp. Przypuszcza się, że woda w śladowych ilościach do dnia dzisiejszego może gromadzić się w marsjańskich obszarach polarnych, które pokryte są obecnie tzw. suchym lodem czyli dwutlenkiem węgla w stałym stanie skupienia.

Ślady wody w postaci lodu odkryte zostały w roku 2002 przez sondę Mars Odyssey na pewnej głębokości pod powierzchnią terenu.

Bardzo duże różnice w zestawieniu z Ziemią zaznaczają się natomiast w budowie i składzie atmosfery. W przypadku Marsa jest ona znacznie rozrzedzona, a ciśnienie panujące przy powierzchni planety jest aż 6000 razy mniejsze od ciśnienia ziemskiego. Atmosferę w 95% buduje dwutlenek węgla, jej dopełnieniem są następujące gazy: azot, argon, tlen. Występują również śladowe ilości tlenku węgla, pary wodnej, a także innych substancji gazowych. Temperatura na Marsie, z racji oddalenia od Słońca jest niższa aniżeli na Ziemi i wynosi od -120oC do +3oC. Bardzo niesprzyjające są potężne wiatry, których prędkość dochodzić może nawet do 300km/h. Wokół Marsa krążą jego dwie naturalne satelity: Deimos i Phobos.

Zainteresowanie Marsem przejawiali już badacze zajmujący się kosmosem kilkaset lat temu. Jednym z wielkich astronomów, który prowadził obserwacje tej planety był żyjący w latach 1571- 1630 Johannes Kepler. Przez wiele lat analizował on ruchy Marsa, co doprowadziło go do sformowania trzech praw odnoszących się do ruchów wszystkich planet Układu Słonecznego. Prawa te brzmią następująco:

I prawo: Orbita każdej planety jest elipsą, a w ognisku tej elipsy znajduje się Słońce

II prawo: Prędkość polowa planety jest stała. Wynika z tego, że promień wodzący planety (czyli odcinek łączący daną planetę i Słońce) zakreśla jednakowe pola w równych odstępach czasu

III prawo: Stosunek sześcianów wielkich półosi a orbit planet do kwadratów okresu T obiegu planet wokół Słońca (a3/ T2) jest jednakowy dla wszystkich planet

W roku 1877 G.V. Schiaparelli dostrzegł na powierzchni Marsa formy przypominające kanały. Odkrycie to wywołało wielką dyskusję na temat ewentualnego życia na tej planecie. Pojawiły się nawet spekulacje o rzekomej cywilizacji marsjańskiej. Na obalenie tych fantastycznych tez trzeba było czekać aż do momentu, gdy powierzchnia Marsa sfotografowana została przez sondy kosmiczne. Pierwszym krajem, który skierował sondy w kierunku Czerwonej Planety był Związek Radziecki; próba podjęta została na początku lat 60. minionego stulecia, jednak zakończyła się niepowodzeniem. Dopiero sonda Mariner skierowana w pobliże Marsa dostarczyła pierwszych pewnych informacji. Wraz z postępem technicznym sondy i urządzenia wysyłane w przestrzeń kosmiczną były coraz lepsze, dokładniejsze, a ich zdjęcia przekazywały coraz bardziej szczegółowe informacji.

Niezwykle ważną i wzniosłą misją amerykańską było wysłanie w roku 1996 roku na powierzchnię Marsa próbnika o nazwie Mars Pathfinder. Został on wyposażony w specjalny samobieżny pojazd Sojourner- Rover, który przemieszczał się po powierzchni Planety przez trzy miesiące. Urządzenie przesłało na Ziemię około 17 tysięcy zdjęć, a oprócz tego wykonało bardzo wiele badań skał marsjańskich pod kątem ich składu chemicznego, a także badań atmosfery przy powierzchni terenu; jej składu, gęstości, ciśnienia oraz temperatury. Przeprowadzone zostały również pomiary prędkości wiatrów, a także wpływu, jakie wywierają one na powierzchnię terenu (erozja eoliczna).

9. Poszukiwania śladów życia na Marsie

Mars jest planetą najbardziej podobną do Ziemi w całym Układzie Słonecznym. Dodatkowo badania wskazują, że w odległej przeszłości tej planety panujące na niej warunki były o wiele bardziej sprzyjające dla życia aniżeli obecnie. Przypuszcza się, że temperatura powietrza była wyższa, było również bardziej wilgotno, zaś atmosfera posiadała inny skład chemiczny. W związku z tym już od szeregu lat świat nauki wysuwał przypuszczenia, że być może na Marsie istniało kiedyś życie. W celu potwierdzenia lub obalenia tej hipotezy kolejne marsjańskie misje badawcze analizowały środowisko tej planety pod kątem warunków do życia oraz poszukiwały jego śladów. Amerykańskie sondy wysyłane na Marsa wykonywały niezliczone ilości zdjęć, które później przesłane na Ziemię analizowane były przez speców komputerowych, a znaczna część z nich trafiała prosto do archiwum lotów kosmicznych National Space Data Center NASA, który znajduje się w Greenbelt w stanie Maryland. Nie wszystkie zdjęcia zapisane w formie komputerowej mogły zostać przetworzone na zdjęcia ze względu na znaczne koszty. W związku z tym około 240 tysięcy zdjęć marsjańskich nie ujrzało do dziś światła dziennego.

Na jednym z takich zdjęć jeden z naukowców amerykańskich, informatyk Vincent di Pietro rozpoznał niespodziewanie coś na kształt twarzy ludzkiej wyrzeźbionej w skałach. odkrycie to wydało mu się szokujące a z drugiej strony nieprawdopodobne. Zaraz wywołało burzę pytań, które kłębić się zaczęły w głowie odkrywcy tego niezwykłego wizerunku. Przede wszystkim podstawowe pytanie dotyczyło twórców tej niesamowitej rzeźby, zaś następne istnienia cywilizacji marsjańskiej. Odkrycie natychmiast sprowokowało burzę w świecie naukowym i skłoniło naukowców do baczniejszego przyglądnięcia się Marsowi jako planecie, na której mogło kiedyś istnieć życie.

W roku 1976 na czerwoną Planetę wysłana została sonda "Viking", a kilka miesięcy później "Viking 2". Wraz z nimi na Marsa przesłane zostały lądowniki, które osiadły na powierzchni planety i badały jej grunt. W tym czasie sondy okrążały Marsa niejako zawieszone na wysokości 2200km. Krążąc wykonywały one zdjęcia; których w sumie na Ziemi zgromadzono około 300 000. Ta ogromna liczba obrazów przesłana i zgromadzona została w National Space Science Data Center w formie cyfrowej, a tylko około 60 000 zamieniono w normalne zdjęcia. Przeszkodą w wywołaniu wszystkich marsjańskich zdjęć były względy finansowe; budżet Centrum nie pozwalał na przetworzenie wszystkich zdjęć wykonanych na Marsie.

Wspomniane już zdjęcie rzeźby głowy wykonane zostało 31 lipca roku 1976. Odkrywca tego niesamowitego wizerunku szybko zdobywa jego kopię i rozpoczyna dokładną analizę obrazu. Po jego bliższym przeanalizowaniu Di Pietro zauważa, że średnica głowy wynosi około 1500m. Odkrycie dokonane przez badacza zaczyna go jednak przerastać, Di Pietro dochodzi zatem do wniosku, że najlepiej skonsultować że najlepiej skonsultować je z kimś kompetentnym. Zwraca się do innego znanego informatyka Gregory'ego Molenaara, który bez żadnych namów decyduje się podjąć współpracę. Pierwsze działania obu panów zmierzają do doprowadzenia zdjęć do takiej postaci, by możliwe było wyciągnięcie jak największej ilości informacji. Ich współpraca zacieśnia się, przeradza we wspólną fascynację marsjańską twarzą i trwa przez wiele lat.

Początkowo obaj informatycy skupili się na zwiększaniu rozmiarów zdjęcia na ekranie monitora. Działanie to okazało się jednak pozbawione sensu, ponieważ linie zastępowane być zaczęły przez układy schodkowe, które całkowicie zaburzały obraz. Zaczęto zatem skupiać się na opracowaniu sposobu takiego powiększania zdjęć, który pozwolił by zwiększać poszczególne piksele, ale po wcześniejszym ich podziale. W wyniku wytężonej pracy udało się opracować metodę określaną jako Starburst Pixel Interleaving Technique (skrócie SPIT). Zastosowanie tej metody w celu powiększenia zdjęcia z Marsa dało zadowalające rezultaty, twarz z Marsa okazała się dużo bardziej czytelna, bardziej kontrastowa.

Pierwsze komentarze odnoszące się do powiększonego zdjęcia niesamowitej rzeźby były bardzo sceptyczne. Świat nauki orzekł, że obraz oglądany na zdjęciu powstał pod wpływem gry światła i cienia; nie istnieje w rzeczywistości, lecz powstał jedynie w umysłach ludzi, którzy zbyt łatwo dali się zwieść swoim oczom. Di Pietro i Molenaar zbyt mocno wierzyli jednak swoim zmysłom. Wiedzieli dokładnie, że twarz patrząca ze zdjęć istnieje faktycznie na powierzchni Marsa. Potrafili przecież wskazać bardzo dokładne szczegóły budowy tej twarzy; na nie osłoniętej cieniem części twarzy łatwo można było wskazać oko, nos, usta, podbródek. Jak to możliwe by tak precyzyjna rzeźba powstała w sposób naturalny, albo była wyłącznie złudzeniem optycznym? Żeby mieć argumenty broniące dokonanego odkrycia panowie zdecydowali się jeszcze raz przeszukać zdjęcia zgromadzone w archiwum National Space Science Data Center w celu odnalezienia jakiejś fotografii potwierdzającej poprzednią. Udało się odnaleźć kolejne zdjęcie twarzy, które zrobione zostało przez sondę trzydzieści piec dni później niż pierwsze. W związku z tą różnicą w czasie wykonania zdjęcia; sonda fotografująca miała nieco inne położenie na orbicie, inny był również kąt padania promieni słonecznych. Po powiększeniu drugiego zdjęcia metodą SPIT wyłania się obraz identyczny jak na pierwszym zdjęciu, ale zawierający kilka dodatkowych szczegółów. Drugie zdjęcie bowiem pozwala obserwować tą część marsjańskiej twarzy, która na pierwszym pozostawała w cieniu. Wyłania się zatem pełny jej obraz. Widać, że odzwierciedlona istota posiada wszystkie elementy twarzy takie same jak człowiek; wyłania się także obraz włosów. Nie jest to jednak koniec odkryć dokonanych przez DiPietro i Molenaara. Analizując zdjęcia zauważają, ze w niewielkiej odległości (ok. 13km) od interesującego ich wizerunku znajduje się obiekt, którego regularny, trójkątny kształt przywiódł im na myśl fort. Tak też nazywają zaobserwowany obiekt dla potrzeb dalszych badań. Budowla zupełnie nie przypomina struktury uformowanej w sposób naturalny, ponieważ ma zbyt regularne kształty, zbyt ostre krawędzie, zbyt wiele w niej symetrii. Nieopodal "fortu" daje się zauważyć cały zespół obiektów, które kojarzą się z piramidami, a niektóre z nich podobne są do budowli zwieńczonych kopułami. Jeszcze nieco dalej, około 20km w kierunku południowym bardzo wyraźnie zaznacza się potężna piramida o pięciu bokach, składająca się z dwóch części, z których jedna bardziej podobna jest do piramid wznoszonych przez cywilizacje zamieszkujące terytorium dzisiejszego Meksyku, druga zaś do budowli egipskich.

Zdjęcia piramid marsjańskich pochodzą jeszcze z roku 1972, w którym to wykonane zostały przez sondę Mariner 9. Po dotarciu obrazów z sondy na Ziemię odezwało się bardzo wiele sceptycznych głosów. Według wielu formy te utworzone zostały najprawdopodobniej w sposób naturalny. Podnosiły się jednak głosy bardziej trzeźwo patrzące na sprawę: jak to możliwe by wiatr czy inne siły naturalne uformowały tak regularne twory? Zdanie to podzielali również Di Pietro i Molenaar. Podkreślali oni ponadto fakt, ze siły natury nie działają w sposób wybiórczy; jeśli modelowałyby krajobraz to nie tylko w pewnym ograniczonym fragmencie powierzchni, ale na znacznie większym obszarze, tym czasem na obrazie przesłanym z Marsa widać wyraźnie, że w sąsiedztwie kontrowersyjnych form skały znajdują się w stanie niezmienionym, zupełnie naturalnym.

Naukowcom bardziej niż "fort" i "piramidy" spokoju nie daje wyrzeźbiona w skałach Marsa rzeźba twarzy. Wierzą swoim oczom, lecz pragną przekonać tych dla których stanowi ona jedynie igraszkę światła. W tym celu podejmują się kolejnego zadania. Ma ono polegać na wydobyciu kolejnych szczegółów ze zdjęcia, które ostatecznie zdołałyby przekonać sceptyków. Decydują się na poddanie zdjęcia tzw. barwnej analizie obrazu. metoda barwnej analizy obrazu polega na badaniu tych odcieni jasności zdjęcia, które naturalnie nie są dostrzegalne przez obserwatora. Komputer przetwarza zdjęcie w ten sposób, że poszczególnym pikselom (które do tej pory miały barwę szarości, ale w różnych jej odcieniach) przypisuje się stosowną do ich odcieni barwę. Tak więc piksele najciemniejsze przetworzone zostają na fioletowe lub czerwone, jaśniejsze na żółte, zielone oraz niebieskie. Na kolor biały zmienione są zaś te części obrazu, na które w czasie fotografowania padało światło. Zastosowana metoda pozwala wydobyć ze zdjęcia bardzo wiele dodatkowych informacji takich jak: dokładny kształt obiektu, jego strukturę, rozmiary, a także lokalizację. Pozwala ona także widzieć obiekt w trzech wymiarach. Zastosowanie opisanej metody do analizy zdjęć twarzy marsjańskiej umożliwiło potwierdzenie, że oba zdjęcia przedstawiają dokładnie taką samą twarz, z tym, że drugie zdjęcie jest bardziej bogate w szczegóły (gałki oczne w oczodołach, łza na policzku). Obaj badacze tak skomentowali swoje odkrycie: " Jeśli liczne frapujące szczegóły tej kamiennej głowy miałyby zostać ukształtowane w sposób naturalny, to sama natura musiałaby być istotą rozumną".

Od tego czasu rzeźbę marsjańskiej głowy zaczęto traktować w sposób dużo bardziej poważny. Szef Analytical Sciences Corporation Mark J. Carlotto powiedział kiedyś do dziennikarzy: "Moje komputerowe analizy fotografii wykazały, że marsjańska głowa i inne znajdujące się w pobliżu struktury są wynikiem działania rozumu, a nie igraszką sił natury. Jest rzeczą wysoce nieprawdopodobną, by przyczyną powstania tego wizerunku była gra świateł i cieni".

Doktor Carlotto bardzo zaangażował się w badanie twarzy z Marsa. Jako że był on w posiadaniu specjalnego programu komputerowego służącego do określania czy dany obiekt powstał w sposób naturalny, czy też jest wytworem ludzkim poddał on badaniu przez ten program interesujące go zdjęcie wykonane na Marsie. Program potrafił dodatkowo tak przetworzyć zdjęcie, że możliwe było jego oglądanie w formie trójwymiarowej, a w dodatku z dowolnej perspektywy. Po przeprowadzonych badaniach Carlotto stwierdził, że analizowany obiekt z każdej perspektywy przypomina twarz ludzką, w związku z tym, niemożliwe jest by powstał on w sposób naturalny. Innemu naukowcowi Richardowi Hoaglandowi udało się dodatkowo dojść do wniosku, że marsjańską rzeźbę z pobliskimi obiektami łączą pewne zależności geometryczne. Ustalił między innymi, że piramidy wznoszone były na linii północ- południe oraz wschód- zachód, a nie w sposób przypadkowy. Oprócz tego zanotował, że stosunek odległości pomiędzy najważniejszymi obiektami w obszarze badań wynosi 1:2:4:8. Rozważania pracowników NASA skupiły się w dalszej kolejności na poszukiwaniu dowodów na to, że na "Czerwonej Planecie" istniało niegdyś życie. Niektórzy naukowcy entuzjastycznie nastawieni do tego poglądu nie wykluczali nawet, że Marsa w bardziej sprzyjających warunkach mogły zasiedlać nawet stworzenia przypominające człowieka, o rozwiniętej inteligencji. Podstawą do snucia tego typu przypuszczeń były materiały zebrane przez amerykańską misję "Viking", według których w odległej przeszłości na Marsie panowały warunki umożliwiające rozwój organizmów żywych. Została ona zorganizowana przy współpracy około 800 osób pracujących w NASA i Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie.

Na wspomnianą misję składało się umieszczenie na powierzchni planety lądowników "Viking 1" oraz "Viking 2". Oba te urządzenia pozostawały w sprzężeniu ze specjalnymi aparatami umieszczonymi na orbicie około marsjańskiej, których zadaniem było wykonywanie zdjęć Marsa.

Lądowniki nie wylądowały na Marsie jednocześnie, lecz w odstępie 5 tygodni. Ich zadanie polegało na pobieraniu próbek z podłoża, a następnie przeprowadzeniu analiz dotyczących warunków do funkcjonowania życia. Dzięki współpracy urządzeń umieszczonych na orbicie oraz próbników opuszczonych na powierzchnie Marsa udało się po raz pierwszy zobaczyć na Ziemi kolorowy obraz tej planety. Było to zadanie niezwykle trudne, zważywszy na fakt, że w latach 70. minionego stulecia technika komputerowa odbiegała znacznie od tej jaka dysponujemy współcześnie.

Do centrum lotów kosmicznych NASA dotarł obraz przedstawiający pustynny krajobraz o barwie czerwonej, brunatnej, a miejscami także żółtej. Niektórym naukowcom skojarzył się on z niektórymi pustynnymi obszarami Ziemi (np. Arizoną, Australią). Elementem zdecydowanie się odróżniającym był natomiast kolor tamtejszego nieba; nie niebieski, błękitny lub nawet szary, ale czerwony. Przypuszczalnie taka barwa jest wynikiem przedostawania się do atmosfery Marsa tlenków żelaza, które decydują o tym niepokojącym wyglądzie nieba.

Osadzone na powierzchni Marsa próbniki dokonywały też pomiarów temperatur. Dobowa amplituda wynosiła przeciętnie 80oC, przy czym w ciągu dnia najwyższe notowane wartości temperatury kształtowały się na poziomie -10oC, zaś w nocy spadały nawet do -90oC. Oprócz tego udało się określić skład atmosfery marsjańskiej; było to jednocześnie potwierdzeniem, ze współcześnie całkowicie uniemożliwia ona rozwój życia, ponieważ aż 95% jej zawartości stanowi dwutlenek węgla. Bardzo niewielka jest jej gęstość (1% gęstości "naszej" atmosfery). Jeszcze innym mankamentem gazowej powłoki okołomarsjańskiej, który uniemożliwia współczesne funkcjonowanie życia na Marsie jest fakt, że pozbawiona jest ona choćby najcieńszej powłoki ozonowej zabezpieczającej przed przenikaniem zabójczych dla życia promieni nadfioletowych.

Omawiana misja pozwoliła na zebranie bardzo wielu cennych informacji nie tylko o składzie atmosfery, budowie gruntu, ale również o rzeźbie Marsa. Tysiące zdjęć wykonanych przez aparaty umieszczone na orbicie ukazały prawdziwy obraz planety. Zwracają uwagę formy przypominające suche koryta rzeczne; w wielu miejscach wyraźnie zaznaczyła się działalność erozyjna wiatru oraz lodu. Dominującymi formami w krajobrazie są natomiast potężne stożki wulkaniczne, otoczone z wszystkich stron morzem lawy.

Misja "Viking" nie pozwoliła jednoznacznie rozstrzygnąć, czy na Marsie istniało niegdyś życie, a jeśli tak, to czy "Czerwoną Planetę" zamieszkiwały istoty o rozwiniętej inteligencji. Odkrywca niezwykłej twarzy marsjańskiej Di Pietro nie ma wątpliwości, że Mars zasiedlony był niegdyś zasiedlony. W swoich pracach i analizach pozostawał on niestrudzony i przeglądając ogromna ilość zdjęć "Vikinga" natrafił na zdjęcie twarzy bardzo podobnej do tej, która wzbudziła uprzednio żywe zainteresowanie świata nauki. Ta druga twarz według Di Pietro pod względem rozmiarów była bardzo zbliżona do poprzedniej, była zatem ogromna. Dalsza analiza zdjęć pozwoliła na zaobserwowanie kolejnych struktur geometrycznych przypominających budowle i całe kompleksy miejskie. Sensację wzbudziły również formy zlokalizowane na zdjęciach szerokości równikowych, przypominające olbrzymie koła wyposażone w coś na kształt szprych.

Świat nauki odnosi się do marsjańskich rewelacji ze spokojem i analizuje wszystkie odkrycia na chłodno. Bardzo wielu badaczy jest przekonanych, że większość, jeśli nie wszystkie z tych niezwykłych form to wyłącznie efekt oddziaływania czynników przyrodniczych.

Naukowcy skupiający się na analizie warunków dla rozwoju życia na Marsie zastanawiają się w jaki sposób doszło do rozwoju życia na Ziemi. Są przekonani, ze ta analiza pozwoli na przeprowadzenie analogicznych rozważań dla sąsiedniej planety. W magazynie "Science" ukazał się artykuł zredagowany przez amerykańskich badaczy, według których życie na Ziemię przyniesione zostało przez komety oraz asteroidy. W tym rozumieniu życie nie oznacza zaawansowanych organizmów, ale najbardziej pierwotną materię, która następnie w sprzyjających warunkach ewoluowała i stopniowo zamieniała się w bardziej złożone formy. Według naukowców NASA i Uniwersytetu Stanforda cząsteczkami dającymi życie są najprawdopodobniej WWA czyli wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, które powstają w procesach rozkładu materii organicznej. Podobno bardzo wiele tego typu cząstek skupia się w przestrzeni międzyplanetarnej. Można przypuszczać, ze po uformowaniu Ziemi jako planety opadające na nią meteoryty przyniosły ze sobą te zalążki życia, które następnie przekształciły się w aminokwasy- główny budulec organizmów żywych.

Niesłychane, że obecność wspomnianych węglowodorów aromatycznych stwierdzona została w meteorycie marsjańskim oznaczonym symbolem ALH-84001. Daje to podstawy do rozważań na temat istnienia życia na Marsie.

Fakt, że na "Czerwonej Planecie" istniała niegdyś woda praktycznie nie podlega już dziś wątpliwości. Istnieje co najmniej kilka faktów, które za tym przemawiają. Przede wszystkim wiele marsjańskich skał odznacza się wyraźnie zaokrąglonymi, obtoczonymi kształtami. Uważa się je za odpowiedniki otoczaków spotykanych w licznych rzekach płynących po powierzchni Ziemi. Trudno wskazać inny czynnik poza wodą, który byłby w stanie doprowadzić do takiego ich uformowania. Oprócz tego jako dowód na niegdysiejszą obecność wody na Marsie podaje się ukształtowanie powierzchni gruntu oraz jego erozję. Bardzo ważnym argumentem wydaje się być również występowanie piasku (tak silnie związanego ze zbiornikami wodnymi). Ocenia się, że przy obecnym klimacie panującym na Marsie proces przekształcenia litej skały w piasek jest praktycznie niemożliwy. Naukowcom udało się także ustalić na podstawie przesłanych zdjęć, że rzeźba niektórych obszarów wygląda tak, jakby czynnikiem modelującym były gwałtowne i rozległe powodzie.

9. Alfa Centauri i Proxima Centauri

Proxima Centauri określana początkowo jako Alfa Centauri należy do najbardziej widocznych obiektów na niebie, gdyż znajduje się w stosunkowo niewielkiej odległości od Ziemi. Od układu Słonecznego dzieli ją odległość ponad czterech lat świetlnych, a dokładnie 43 bln km. Już pod koniec XIX wieku udało się ustalić, że odległość dzieląca omawianą gwiazdę i Słońce jest bez porównania większa od dystansu dzielącego Ziemię od Słońca (około 275 000- krotnie). Jeszcze wcześniej, bo w XVII wieku wiedziano, że Alfa Centauri jest gwiazdą podwójną. To także wpływa na fakt, że jej obraz obserwowany z Ziemi jest bardzo jasny. Obiekty składające się na gwiazdę noszą nazwy: Alfa Centauri A oraz Alfa Centauri B. Te dwie składowe wykonują ruch po orbicie mającej znacznie wydłużony kształt i wzajemnie się okrążają. Ze względu na to, że kształt orbity znacznie odbiega od okręgu odległość pomiędzy składową A i B nie jest stała, lecz wynosi od 1,6 do 5,2mld km. Pełny wzajemny obieg Alfa Centauri A oraz Alfa Centauri B trwa 80 lat. Pod względem posiadanej masy obie części są bardzo podobne do Słońca, przy czym więcej energii emituje Alfa Centauri A.

W zasadzie nazwa omawianej gwiazdy jest raczej jej określeniem porządkowym, a nie dowolnie nadanym imieniem. Żyjący na przełomie XVI i XVII wieku niemiecki uczony Johaness Bayer opracował pewien system klasyfikacyjny odnoszący się do obiektów astronomicznych. Według tego systemu najjaśniejsza gwiazda w każdym gwiazdozbiorze ma odgórnie przypisaną grecką literę alfa, kolejna pod względem jasności- beta itd. W związku z tym określenie Alfa Centauri oznacza najjaśniej świecącą gwiazdę w gwiazdozbiorze Centaura.

W tym samym gwiazdozbiorze znajduje się również najbliższa gwiazda Ziemi, pomijając Słońce. Nosi ona miano Proxima Centauri, co tłumaczy się jako najbliższa gwiazda w gwiazdozbiorze Centaura. Od omawianej Alfa Centauri dzieli ją odległość 615 mld km. Choć jest ona bliżej Ziemi, to jednak jej małe rozmiary sprawiają, że jej obserwacja jest możliwa jedynie przez odpowiednio dobre teleskopy. Gwiazda ta emituje bardzo niewiele światła, około dwa tysiące razy mniej niż Słońce.