Scuola media statale n. 5 + 12 Via Mastino, 6 07100 Sassari La Terra e il Sistema solare Lavoro della classe 3^B/Mas Gloria Achenza Roberto Angius P. C. Stefano Carta - Sabrina Casu - Maria Ilaria Corda Matteo Curreli - Silvia Di Pietro - Marco Fois - Francesca Langiu Jasmin Maghamifar - Dino Manca - Laura Mura - Paola Murtas - Sara Palmas Alessandra Rosa - Alessandro Sanna - Alessio Sanna - Giuseppe Sanna Federica Sannia - Rossana Scudino - Salvatore Sechi Vincenza Sulas - Renato Villani Luigi Zucca Docente: prof.ssa E. Venditti Scienze matematiche Anno scolastico 2008-09
LE ANTICHE IPOTESI SULL' UNIVERSO Tra le varie ipotesi sorte per spiegare la struttura dell'universo le più note sono quelle di Claudio Tolomeo e quelle di Niccolò Copernico. IL SISTEMA GEOCENTRICO O TOLEMAICO L'astronomo e geografo greco Claudio Tolomeo, nato e vissuto in Egitto nel II secolo d.c., perfezionò e divulgò il sistema geocentrico (= avente per centro la Terra). Secondo tale sistema la Terra è al centro dell Universo e attorno ad essa ruotano 7 pianeti (Luna, Mercurio, Venere, Sole, Marte, Giove, Saturno) disposti su altrettanti cieli. L'ottavo cielo, secondo la teoria, è quello delle stelle fisse e oltre questo ci sono rispettivamente: il Primo Mobile, cioè Dio che muove gli altri, e l Empìreo, cielo immobile sede di Dio e dei Beati. Tutti i cieli mobili impiegano un giorno per ruotare attorno alla Terra. Questa era la teoria conosciuta e utilizzata da Dante nella sua opera La Divina Commedia. IL SISTEMA ELIOCENTRICO O COPERNICANO. Il sistema geocentrico fu accettato per altri 1000 anni. Fu solo verso il 1500 che venne formulata, su basi scientifiche, una nuova teoria. L'astronomo polacco Niccolò Copernico, vissuto tra il XV e il XVI secolo (1473-1543), sulla base delle osservazioni di Aristarco, un matematico greco del III secolo a.c., elaborò il suo sistema eliocentrico (= avente per centro il Sole). Egli provò che il Sole è al centro del sistema solare e che i pianeti, compresa la Terra, ruotano intorno ad esso in orbite circolari. 2
Tale teoria fu sostenuta da Galileo Galilei, scienziato italiano vissuto tra il XVI e il XVII secolo (1564 1642), e perfezionata dall astronomo tedesco Giovanni Keplero, suo contemporaneo (1571 1630). Galileo scoprì, tra l altro, 4 satelliti di Giove che chiamò Pianeti Medìcei in onore del Granduca di Toscana, Cosimo dei Medici. IL SISTEMA SOLARE Il sistema solare è l'insieme del Sole e di migliaia di corpi celesti (pianeti, satelliti, pianetini, comete e meteore) che gli ruotano attorno, avvinti dalla sua forza. I pianeti più importanti del sistema solare, andando dal più vicino al sole al più lontano, sono nove: 1. Mercurio: è il più piccolo e non è osservabile al telescopio per la sua vicinanza al Sole; solo nel 1964 si è potuto vedere la sua conformazione grazie alle foto inviate da una sonda spaziale. La superficie del pianeta è simile a quella della Luna: crivellata di crateri provocati dagli urti delle meteoriti, e conservatisi intatti per miliardi di anni a causa dell'assenza di aria e d'acqua. Durante il giorno la superficie raggiunge i 400 C, la notte scende a -200 C. 2. Venere: è poco più piccola della Terra, ruota su se stessa in direzione contraria a quella degli altri pianeti con un moto detto per questo 'retrogrado'; è avvolta da nubi, l atmosfera è irrespirabile e la temperatura si aggira sui 500 C. 3
3. Terra: si trova alla giusta distanza dal Sole, per cui la temperatura alla superficie è vivibile, grazie anche alla presenza dell'aria e dell'acqua che hanno consentito lo sviluppo della vita; il suo unico satellite è la Luna, privo di atmosfera e quindi di vita, con la superficie butterata da crateri provocati dalla caduta di meteoriti. 4. Marte: ha diametro uguale alla metà di quello terrestre; possiede due calotte polari e vaste zone della superficie mutano colore al cambiare delle stagioni. Nel 1800 si credeva che su Marte ci fosse la vita intelligente (i marziani appunto); oggi si sa che non esistono esseri umani, ma non si può né escludere né confermare la presenza della vita elementare. 5. Giove: è il più grande dei nove pianeti del sistema: il suo diametro è undici volte quello della Terra. Ha sedici satelliti e l'atmosfera è composta da ammoniaca. 6. Saturno: è il più caratteristico per la presenza di anelli piatti, formati da frammenti solidi che ruotano sul piano equatoriale. 4
7. Urano ha un diametro quattro volte quello della Terra, un atmosfera forse composta da ammoniaca, possiede 5 satelliti. Anch'esso, come Venere, ruota con un moto retrogrado, ma il suo asse di rotazione è coricato sull'orbita. 8. Nettuno: è molto simile ad Urano, anche nelle dimensioni, ma è più lontano dal sole. Ha due satelliti. 9. Plutone: ha diametro uguale alla metà di quello terrestre ed è l'ultimo pianeta del sistema solare: dista infatti dal sole 6 miliardi di km e per questo di esso si conosce poco. LA TERRA La Terra è il terzo pianeta del sistema solare, non ha una forma perfettamente sferica ma presenta delle anomalie in corrispondenza dei poli: il polo Nord infatti si trova 10 metri al di sopra della linea ideale della sfera, il polo Sud si trova 30 metri al di sotto di tale linea, formando una vasta depressione. Nel complesso dunque la Terra ha la forma di una pera e perciò i geografi la definiscono geoide, figura ipotetica che si avrebbe se la superficie del mare in tranquillità coprisse tutta la Terra. 5
I meridiani e i paralleli La Terra viene idealmente attraversa da un asse, passante per i poli, attorno a cui ruota da ovest verso est; esso viene chiamato asse terrestre e risulta inclinato sul piano dell'orbita di circa 23. Sulla Terra si immagina un reticolato geografico, usato per la navigazione e costituito da linee che attraversano tutte la superficie terrestre, dette paralleli e meridiani. I paralleli sono circoli che vanno sempre più rimpicciolendosi dall'equatore che è la circonferenza massima verso i poli Nord e Sud. I paralleli più importanti sono: a) l'equatore; b) il Tropico del Cancro e il Circolo Polare Artico nell'emisfero Nord; c) il Tropico del Capricorno e il Circolo Polare Antartico nell'emisfero sud. Un parallelo si indica per mezzo della sua latitudine che può dunque essere latitudine nord e latitudine sud. I circoli meridiani sono invece cerchi passanti per i poli. Le semicirconferenze, che vanno da un polo all'altro, sono dette semplicemente meridiani; quelle opposte sono dette antimeridiani. Un meridiano si indica per mezzo della sua longitudine: longitudine est e longitudine ovest. Il meridiano fondamentale è quello che passa per l'osservatorio Astronomico di Greenwich, presso Londra. 6
I fusi orari Ai meridiani sono legati i fusi orari; infatti, per ragioni di comodità gli uomini si sono messi d'accordo per unificare le ore. Si é diviso il globo in 24 fusi orari, ad ognuno di essi si è assegnata l'ora del meridiano che passa per centro del fuso. Chi viaggia verso est deve portare avanti il suo orologio di un'ora. In genere i fusi orari seguono i confini degli Stati; ma esistono Stati che, per la loro estensione in longitudine (come gli USA), hanno vari fusi orari. I movimenti della Terra La Terra compie vari movimenti, ma di essi ne ricorderemo solo alcuni: rotazione, rivoluzione, traslazione e precessione degli equinozi. Il moto di rotazione è quello che la Terra compie attorno al proprio asse da ovest verso est in 23 ore e 56 minuti. A questo movimento partecipa anche l'atmosfera e le conseguenze di esso sono l'apparente moto diurno del sole da est verso ovest e l'alternarsi del giorno e della notte. Il moto di rivoluzione è quello che la Terra compie attorno al Sole, sempre da ovest verso est, in 365 giorni e 6 ore, descrivendo un'orbita lievemente ellittica della eclittica; conseguenze di tale movimento sono l'alternarsi delle stagioni e la diversa durata del giorno e delle notte a seconda delle stagioni. Il moto di traslazione è quello che la Terra compie, insieme al Sole e a tutto il sistema solare, verso la costellazione di Ercole. 7
Il moto di precessione degli equinozi è dovuto al fatto che l'asse terrestre non rimane sempre rigorosamente parallelo a se stesso, ma in circa 26.000 anni descrive due coni il cui vertice è il centro della Terra. Quindi ogni 13.000 anni si ha l'inversione delle stagioni e il Polo Nord non è più indicato dalla Stella Polare ma dalla Stella Vega della Costellazione della Lira. Le stagioni Nel suo moto intorno al Sole la terra compie un orbita, di forma ellittica, di cui il Sole non occupa il centro ma uno dei fuochi, in una posizione cioè più decentrata. Durante questo percorso si alternano le stagioni: l'estate e l'inverno che cominciano rispettivamente il 21 giugno e il 22 dicembre, giorni detti rispettivamente solstizio d'estate e solstizio d'inverno, la primavera e l'autunno che hanno inizio il 21 marzo e il 23 settembre, giorni detti rispettivamente equinozio di primavera ed equinozio d'autunno. Nel nostro emisfero, detto emisfero Nord o boreale, il Sole è paradossalmente più vicino alla Terra che non in estate: in inverno infatti passa per una posizione detta perielio che significa vicino al Sole ; in estate passa invece per una posizione detta afelio che significa lontano dal Sole. Nell'emisfero Sud o anche emisfero australe, le stagioni sono invertite. Il caldo estivo non é dunque dato dalla maggiore o minore vicinanza al Sole, ma dalla diversa inclinazione con cui i raggi solari arrivano sulla Terra: quando giungono perpendicolari si ha una maggiore quantità di calore e quindi l'estate; quando arrivano obliqui sono invece meno caldi e perciò si ha l'inverno. 8