Evolutia ideilor despre univers - Sfericitatea pamantului

Evolutia ideilor despre univers

In zilele noastre este unanim acceptata ideea ca Pamantul este un corp sferic usor turtit la poli( sferoid de rotatie ) , o planeta care se roteste in jurul Soarelui si ca aceasta este o stea printre nenumarate alte stele. Insa, pana sa ajunga la acest stadiu de cunoastere, pana cand ratiunea omului avea sa patundra adevarul elementar asupra formei, dimensiunilor si miscarilor Pamantului, asupra locului lui in Univers, stiinta a strabatut un drum lung si anevoios. Putinele descoperiri stiintifice au cerut cutezanta si spirit de sacrificiu ; numerosi invatati au platit cu viata, cu temnita sau cu exilul curajul de a se ridica impotriva unor conceptii invechite, false care dainuiau de mii de ani. Pana la urma, ideea sfericitatii Pamantului, a fost treptat adoptata.

C.1. Sfericitatea pamantului.

Una din conceptiile false ale antichitatii se referea la forma Pamantului. Timp de sute de ani s-a crezut ca Pamantul este plan, foarte mic, situat in centrul unui Univers cu dimensiuni foarte reduse.

Cu toate parerile contradictorii privind forma Pamantului, ideea sfericitatii Pamantului a fost acceptata si adoptata de tot mai multi invatati ai antichitatii. Aceasta idee a fost formulata de Scoala lui Pitagora (580-500 i.Cr.) de la Sybaris in sudul Italiei.

Marele savant al antichitatii Aristotel (384-322 i.Cr.) a fost primul care a dovedit forma sferica a Pamantului ( s-a vasut la C.3. Forma Pamantului ).

Aristotel

C.2. Sistemul geocentric. Sistemul heliocentric.

C.2.a. Sistemul geocentric. Claudiu Ptolomeu (74 - 147 d. Cr.)

Conceptiile antice si medievale considerau Pamantul imobil, asezat in centrul Universului, in jurul sau invartindu-se Soarele, Luna si planetele. Acest sistem geocentric al lumii ( cuvantul geos , de origine greaca, inseamna Pamant), a constituit un mare obstacol in evolutia ideeilor stiinsifice reale.

In antichitate se considera ca toate miscarile din Univers sunt miscari circulare, uniforme, naturale si perfecte . Pentru explicarea miscarilor ceresti se imaginasera mai multe sfere de cristal.

Dupa un lung sir de ganditori, care , timp de secole, au elaborat sisteme care de care mai complicate, s-a impus invatatul Claudiu Ptolomeu . Bazat pe un bogat material de observatie ce se acumulase pana in secolul al II-lea, Ptolomeu a incercat sa explice amanuntit miscarea corpurilor ceresti.. Sistemul sau presupunea ca in jurul Pamantului imobil se invartesc : Luna, Soarele, planetele si stelele cu un complex de sfere de cristal, unele concentrice, altele nu.

Sistemul lui Ptolomeu a reusit totusi sa se impuna timp de peste o mie de ani, caci avea in aparenta logica si folosea un calcul matematic avansat pentru vremea lui.

C.2.b. Sistemul heliocentric. Nicolas Copernic (1437 - 1543)

Considerand ca Universul este finit in spatiu si timp si ca Pamantul are o pozitie privilegiata, sistemul geocentric limita aria de cunoastere a Universului. Acest sistem a fost adoptat si sustinut de religie, devenind unul din pilonii tabloului fals al lumii promovat de aceasta din frica de cunoastere a altceva decat religia si de a nu-si pirde controlul asupra multimii.

Inca din antichitate au inceput sa apara conceptii heliocentrice (cuvantul Helios , de origine greaca, inseamna Soare). Care afirmau ca Pamantul impreuna cu celelalte planete se invartesc in jurul Soarelui.

Cel care insa a reusit sa formuleze si sa aduca dovezi in sprijinul sistemului heliocentric a fost savantul polonez Nicolas Copernic, care a trait la sfarsitul sec. XIV si inceputul sec. XV. Prin teoria sa heliocentrica, expusa si fundamentata in cele sase volume "Despre miscarile de revolutie ale corpurilor ceresti", Copernic a demonstrat ca Pamantuil si celelalte planete ale sistemului solar se rotesc in jurul Soarelui.

Copernic a trait intr-o epoca de mari prefaceri, cand dupa intunecatul ev mediu al inchizitiei s-a aprins in Europa faclia Renasterii. Sistemul heliocentric prezentat de Copernic a revolutionat stiinta, determinand un moment de cotitura in evolutia imaginii stiintifice asupra lumii si in dezvoltarea coceptiilor despre Univers.

C.3. Legile lui Kepler. Legea lui Newton. Evolutia stelelor. Universul infinit in timp.

Gandirea lui Copernic a fost dezvoltata de savanti si cugetatori ca Giordano Bruno, Johannes Kepler, Galileo Galilei, Isaac Newton.

Filozoful italian Giordano Bruno (1548 - 17 februarie 1600) a sustinut cu convingere teoria heliocentrica, gandind mult mai departe decat Copernic, care considera Soarele in centrul Universului. Bruno afirma ca Soarele nu este centrul intregului Univers, ci doar al sistemului sau planetar, asemanator altor multe sisteme planetare. Ideea unei infinititi de lumi locuite, emisa si dezvoltata de catre Bruno, se baza pe afirmatia ca Soarele este o stea ca toate celelalte, si ca in jurul multor asemenea stele se rotesc planete asemanatoare Pamantului.

Ideile lui Bruno crau cu totul potrivnice ideilor promovate de inchizitie, care il condamna pe Bruno la moarte prin ardere de viu pe rug. Inainte de a muri, Bruna a spus tribunalului inchizitiei : "Pe mine ma puteti arde dar, adevarul spuselor mele nu-l puteti distrugel".

Un adept si continuator al teoriei lui Copernic a fost matematicianul si astronomul Johannes Kepler (1571 - 1630) care a dezvoltat si completat sistemul heliocentric si a enuntat cele trei legi care au ramas celebre.

Prima lege afirma ca planetele se misca in jurul Soarelui, descriind orbite in forma de elipsa (Soarele aflandu-se in unul din cele doua centre ale elipsei).

A doua lege este "legea ariilor"aria masurata in unitatea de timp de catre raza

Soare-planeta, este constanta. Astfel, pe figura suprafetele colorate, reprezentand arii descrise de raza Soare-planeta in unitatea de timp (de exemplu, intr-o zi, intr-o luna sau in orice unitate de timp) sunt egale.

A treia lege a lui Kepler arata ca raportul dintre patratul perioadei T de revolutie a planetei in jurul Soarelui si cubul semiaxei mari a elipsei este acelasi pentru toate planetele :

Savantul si filozoful italian Galileo Galilei (1564 - 1642) a construit in 1600 prima luneta,

Care i-a permis sa confirme si sa intareasca, pe cale de observatii, multe din ideile obtinute pe cale teoretica de mai multi ganditori, printre care si Copernic. Prin observatii, Galilei a descoperit existenta muntilor si a craterelor de pe suprafata Lunii ; s-a constatat astfel ca relieful lunar nu se deosebeste in genere de cel terestru, ca deci nu exista o opozitie intre pamantesc si ceresc, cum se credea inca. Galilei a mai descoperit si satelitii lui Jupiter, ceea ce arata ca nu numai Pamantul si Soarele, dar si alte corpuri ceresti pot fi centre de rotatie pentru corpurile cosmice .

Descoperirile lui Galilei, numit si Columb al cerului, au dus la dezvoltarea astronomiei de observatie, iar pe autorul lui in fata inchizitiei. Batranul savant, ajuns la al 70-lea an al vietii sale, a fost aruncat in inchisoare, umilit, torturat si obligat sa-si renege conceptiile si sa afirme ca ideea despre miscarea Pamantului este o erezie. Dar ultimile sale cuvinte au fost "Si totusi se misca", cuvinte care au ramas daltuite in istoria cunoasterii ca un sibol al puterii adevarului.

In sustinerea si fundamentarea teoriei heliocentrice, un rol insemnat a avut si marele savent englez Isaac Newton (1643 - 1727 ).

O mare descoperire a lui Newton este legea atractiei universale, prin care se demonstreaza ca in acelasi mod se produce caderea unei pietre pe Pamant si miscarea planetelor in jurul Soarelui. Newton a gasit expresia matematica a fortei de atractie care actioneaza intre Soare si planete ; aceasta forta este direct proportionala cu produsul maselor corpurilor si invers prportionala cu patratul distantei dintre ele. Expresia matematica a legii atractiei universale este :

in care s-a notat cu :

- masa Soarelui ; - masa planetei ;

- distanta dintre ele, iar este un factor de proportionalitate care nu depinde de corpurile ceresti considerate.

C.4. Nasterea universului si a sistemelor planetare.

Cea mai fantastica teorie, dar si cea mai acceptata, privind nasterea universului este teoria Big Bang-ului . Conform acestei teorii toata materia Universului era concentrata intr-un corp unic, care supus unor forte (pe care nu le cunostem), acum 15 miliarde de ani, a explodat aruncand in spatiu cantitati imense de particule si energie.

La ineputurile lui, Universul era un imens ocean de lumina si caldura. La cateva fractiuni de secunda de la marea explozie , temperatura era de , materia a continuat sa se imprastie si cu timpul sa se raceasca. Astfel la 300 000 de ani temperatura a ajuns la materia a inceput sa se grupeze in globuri de gaze incadescente, unele mai mari , altele mai mici. Prin racirea continua globurile mai mari au dat nastere stelelor, iar cele mici - racindu-se mult mai repede - , au dat nastere planetelor. Formand impreuna sistemele planetare. Acestea la randul lor s-au grupat dand nastere roiurilor de stele si mai departe galaxiilor.

Stim ca in acest moment Universul isi continua expansiunea ( efectul Dopler) si se presupune ca va continua inmca 15 miliarde de ani, dupa care va urma fenomenul invers contractia Universului care va dura alti 30 de miliarde de ani si atunci probabil va urma un nou Bing Bang.

In mod progresiv, Universul a crescut si s-a racit, atunci au aparut materialele necesare nasterii galaxiilor, stelelor si planetelor. Dar pana la nasterea acestora au trecut milioane de ani iar pana la situatia actuala, dupa cum am vazut 15 miliarde de ani.

Ce a fost inainte de Big Bang ? Nimeni nu stie. Oamenii de stiinta nu pot decat sa presupuna.

Putem sti cu siguranta ce s-a intamplat ? Nu. Putem doar presupune ca trbuie sa fi existat un moment initial.

Bib Bang a existat intr-adevar ? Nimeni nu este absolut sigur ca a existat. Dar in prezent este cea mai acceptata teorie despre nasterea Universului.

C.5. Cucerirea cosmosului de catre om.

Pentru a ajunge in spatiu era nevoie de un vehicul capabil sa zboare in straturile inalte ale atmosferei, mai puternic si mai rapid ca un avion : o racheta. Savantii rusi au fost primii care au lansat o racheta in spatiu. Ea a plasat pe o orbita circumterestra primul satelit artificial, Sputnik 1, o sfera de metal care s-a rotit timp de 21 de zile.

Distanta fata de Pamant a primului satelit a fost de 200 km si avea o greutate de 84 kg.

Prima fiinta terestra care a fost trimisa in spatiul cosmic a fost catelusa Laika. Ea a fost lansata cu Sputnic 2. Dupa cateva zile a murit, pentru ca nu a fost prevazuta aducerea ei inapoi pe Pamant.

Cand Sputnik 1 si 2 au coborat spre pamant s-au aprins datorita frecarii cu aerul la acea viteza foarte mare. Inainte de a trimite un om in spatiu

trebuia rezolvata aceasta problema. Rebuia gasit un mijloc de a incetini caderea si pentru a permite capsulei

sa reziste la o temperatura foarte mare. Savantii

rusi au rezolvat aceasta problema si, in 1961, au

trimis pentru prima oara un cosmonaut in spatiu :

Iuri Gagarin.

La intoarcere, Iuri Gagarin a fost ejectat din capsula la 7 000 m deasupra Pamantului. El terminandu-si coborarea cu parasuta.

Americanii , in prima faza erau ramasi in urma rusilor, dar stimulati de reusitele acestora s-au hotarat sa faca si mai mult, sa trimita un om pe Luna. Si dupa opt ani de munca au reusit . In iulie 1969, o racheta Saturn V, cea mai puternica racheta care a fost construita vreodata, in varful careia o naveta, Apollo 11, cu trei oameni la bord: Neil Armstrong, Edwin Aldrin si Michael Collins, era gata sa decoleze spre luna. Si a decolat.

La 200 km deasupra Pamantului, naveta Apollo, s-a desprins de racheta Saturn V, a srabatut 300 000 km pana la Luna in jurul careia a inceput sa se roteasca. Neil Aemstrong si Edwin Ardrin s-au instalat la bordul Lem-ului (modulul lunar Lem-ul s-a desprins de naveta si a coborat incet spre Luna. Lem-ul a aselenizat lin. Neil Armstrong a coborat din Lem : el este primul om care a pasit pe Luna sau pe vreun alt corp ceresc. In momentul cand a pus piciorul pe Luna a spus: "Un pas mic pentru om dar un pas urias pentru omenire", cuvinte care vor ramane in istoria cuceririi cosmosului.

Cei doi au parcurs 400m pe Luna ; au plasat instrumente de masurare si au adunat 20 kg de roci, au constatat ca ceea ce se spunea este adevarat, si anume ca greutatea unui obiect pe Luna este de 6 ori mai mica decat pe Pamant. Pentru a se deplasa pe Luna ei au fost obligati sa mearga, ca si vrabiile, in salturi . La terminarea misiunii, cei doi astronauti s-au instalat intr-o parte a Lem-ului care a decolat de pe Luna.

Lem-ul s-a cuplat cu nava Apollo, care continuase, cu Collins la bord, sa se roteasca in jurul Lunii. Astronautii s-au intors in modulul de comanda, Lem-ul a fost abandonat. Ca fapt divers trebuie sa spunem ca : pe Luna a fost uitata o camera de filmat ; sau ca talpile costumelor spatiale purtate de cosmonauti au fost de aur !?

Ajunsi in apropierea Pamantului, modulul de serviciu a fost, la randul lui, abandonat, si atronautii au reintrat in modulul de comanda. Franata de pareasute, capsula (partea din vehicolul spatial care poate fi recuperata) a cazut in ocean fiind recuperata de un portavion.

Cat timp a durat calatoria pana la Luna ? Patru zile a fost nevoie pentru a ajunge pana la Luna, o zi au stat acolo si inca patru zile au facut calea intoarsa.

S-au mai dus si alti oameni pe Luna ? Pana in prezent 12 oameni au ajuns pe Luna in sase calatorii.

Au fost accidente ? Apollo 13, a treia misiune, nu a putut sa ajunga la Luna, si astronautii au avut mari dificultati la intoarcerea pe Pamant. Victime in cursul pregatirilor si a zborurilor cosmice au fost mai multe si la rusi si la americani.

La ora actuala mii de satelti brazdeaza cerul (se pot vedea cu ochiul liber numai in perioada de crepuscul), ei fac observatii civile si militare, asigura comunicatiile si transmisiile TV.

Dar viitorul ? Viitorul ni-l imaginam !

C.6. Evaluare sumativa

Modelul unui ipotetic contact cu o civilizasie extraterestra !