С чего начать?
Тему мироустройства и нашей Вселенной можно поднимать с ребёнком ещё в дошкольном возрасте. Космос для детей 5-6 лет полон загадок и тайн, и главное тут – не отпугнуть маленьких слушателей терминами и подробным описанием физических и химических процессов. Прежде всего, стоит рассказать ребёнку, что мы называем космосом.
- Это бесконечное пространство вокруг нашей планеты Земля, которое включает разные звёзды, планеты, астероиды, кометы и даже инопланетные формы жизни, если они существуют. В самом упрощённом смысле космос можно просто противопоставить Земле. Именно околоземное пространство в космосе изучено лучше всего: туда изначально запускали ракеты.
- Раньше под космосом понимали не конкретное место, а всё мироздание и порядок в пространстве. Древние греки, например, считали, что отсутствие хаоса – важный признак красоты чего-либо.
С понятием «космос» тесно связан и термин «Вселенная». Для философов за этим словом скрывается всё существующее в мире, а для астрономов – только та часть мира, которая поддаётся научному изучению, не имея при этом начала и конца. В таком случае космос и Вселенная нередко становятся синонимами, но есть те, кто считает, что космос – это первооснова, а Вселенная – уже результат одного космического взрыва. Наконец, есть версия, что космос, наоборот, – лишь часть безграничной Вселенной.
Вся Вселенная подчиняется закону всемирного тяготения. Это значит, что между объектами есть притяжение, поэтому Землю тянет к Солнцу, а Луну – к Земле. Гравитация также притягивает нас к нашей планете. А вот в космосе, где любой объект теряет вес из-за отсутствия силы тяжести, но гравитация при этом остаётся, человек может испытать состояние невесомости. Поэтому космонавты на станциях и в ракетах зависают в воздухе и почти летают (хотя вернее – плавают, как и предметы вокруг них).
Считается, что Вселенная появилась 14 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва, причины и подробности которого не раскрыты наукой и по сей день. От взрыва Вселенная стала расширяться во все стороны и постепенно охладилась. Спустя какое-то время появился свет, а через миллионы лет газовые облака стали объединяться в звёзды.
Звёзды
Космос для детей обычно начинается с ночного неба, в котором они видят яркие точки – звёздочки. Поэтому неплохо рассказать, что же это такое. Звезда – это большой шар из газа, выделяющий много энергии. Такие объекты зарождаются в космосе, когда пылевое облако – его называют туманность – сильно нагревается. Первые звёзды появились 150 миллионов лет назад после Большого взрыва. С Земли может показаться, что все звёзды в небе – серебряные или золотые. В реальности же цвет звезды определяется её температурой и размерами. Так, горячие объекты имеют белое или синее свечение, а холодные – оранжевое и красное.
Самая большая звезда примерно в 200 раз массивнее Солнца, а самая маленькая – в 75 раз крупнее планеты Юпитер. Интересно, что у гигантских звёзд срок жизни обычно короткий, но по человеческим меркам это всё равно очень много – миллионы лет. Количество звёзд во Вселенной неизвестно никому, поскольку даже их скоплений – галактик – насчитывают под сотню миллиардов. Говорят, в безоблачную ночь человек может заметить до трёх тысяч звёзд.
Вторая после Солнца по близости к нашей планете – звезда Проксима Центавра. Расстояние до неё, а это 40 триллионов километров, человечество может преодолеть на самом продвинутом космическом корабле только за 75 тысяч лет. Понять, насколько звезда от нас далеко, можно и по тому факту, что свет, который она сейчас излучает, дойдёт до Земли только через четыре года.
Галактики
Большое число звёзд собирается в галактику. Земля находится в галактике Млечный Путь. В маленьких галактиках насчитывается несколько миллиардов звёзд, а в крупных – сотни миллиардов. Между собой звёзды в галактике связаны силой притяжения и постоянно перемещаются. Появляются новые молодые звёзды, а старые – взрываются. Многие учёные считают, что звёзды, как и сами галактики, постепенно отдаляются друг от друга, т. е. Вселенная расширяется. А ещё в нашей галактике до 500 миллионов планет, которые теоретически могут быть обитаемы.
Наша галактика Млечный Путь – спиральная, а Солнечная система находится в одном из её ответвлений, так называемых рукавов. Благодаря таким особенностям мы можем увидеть часть собственной галактики в ночном небе и даже сфотографировать эту яркую звёздную полоску. Другую, ближайшую к нам, галактику Андромеды, тоже можно заметить без приборов. Учёные рассчитали, что две галактики плывут навстречу друг другу и даже могут столкнуться, но очень нескоро – через три миллиарда лет.
В галактиках есть не только планеты, звёзды и скопления газа и пыли. До 90 % их массы приходится на тёмную материю и энергию, которые пока не изучены учёными в полной мере. Вся Вселенная состоит из тёмной материи примерно на 25 % и из тёмной энергии – на 70 %. Тёмная материя проявляет себя через гравитацию, а энергия – через расширение Вселенной.
Созвездия
Небольшие группы звёзд, которые можно увидеть в ночном небе невооружённым глазом, – это созвездия. Люди наблюдали их издавна и по общим сходным очертаниям давали названия в честь героев, богов, животных. У каждого народа есть своё описание созвездий, но сегодня мы чаще используем древнегреческие наименования. Внимание к созвездиям было связано не только с мифологическим сознанием древнего человека, но и с тем, что по их расположению люди ориентировались в путешествиях, когда не было карт, компаса и навигатора.
Одно из самых известных созвездий, заметное почти везде, – Большая Медведица. Оно состоит из 7 звёзд и похоже на ковшик с ручкой. По легенде, жена древнегреческого бога Зевса – богиня Гера – превратила в медведицу прекрасную нимфу Каллисто, поскольку в неё влюбился муж. Чтобы спасти обращённую девушку от смерти во время охоты, Зевс закинул медведицу на небо. Рядом с созвездием Большой Медведицы можно увидеть и Малую. Здесь находится Полярная звезда, всегда указывающая на север.
Солнечная система
Все школьники знают, что под этим названием скрываются те объекты из космоса, которые вращаются вокруг одного центра – Солнца. По своим характеристикам это обычная звезда, которых в нашей галактике еще 200-400 миллиардов. Но именно она ближе остальных к Земле: нас разделяют каких-то 149 млн км, а это действительно немного в масштабах Вселенной. По составу Солнце представляет собой смесь гелия и водорода, а его масса в 300 тысяч раз больше массы Земли.
Близость Солнца обеспечивает нам тепло и энергию, но в целом, все звёзды горячие, яркие и светящиеся. Это, кстати, отличает их от холодных планет, которые мы видим в космосе только потому, что они отражают звёздный свет. Солнечное излучение влияет на земной климат и помогает поддерживать жизнь, участвуя в выделении кислорода растениями.
Учёные говорят, что наша система образовалась после взрыва других звёзд, а произошло это больше четырёх миллиардов лет назад. Сначала из газового облака появилось Солнце, а потом из пыли и газа – планеты. Земля, например, сначала была огненной, потом застыла и стала каменной пустыней. Около 200 миллионов лет ушло на то, чтобы на нашей планете появились океаны и атмосферные газы.
Вот, что сегодня входит в состав Солнечной системы:
Планеты
Учёные делят их на земные и гиганты. К земному типу относят Меркурий, Венеру, Землю, Марс. Это небольшие планеты из железного ядра и силикатных минералов в мантии. В свою очередь, планеты-гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, и они состоят из водорода в газообразном состоянии и гелия.
- Меркурий
Это самая близкая к Солнцу планета. Меркурий маленький и очень быстро вращается вокруг звезды, но очень медленно – вокруг самого себя. Поэтому на планете сильный перепад температур: на одной стороне невыносимая жара, а на другой – жуткий холод.
- Венера
Вторая планета по удалённости от Солнца. Своей каменистой пустыней она напоминает Землю, но содержит в воздухе ядовитые газы, поэтому дышать человеку невозможно. Иногда там может выпасть свинцовый снег, а ещё Венера, относительно движения других планет, вращается в обратную сторону. Это самая горячая и самая яркая планета нашей системы, поэтому её называют Утренней и Вечерней звездой.
- Земля
Это третья планета от Солнца. Ей около пяти миллиардов лет, и она отличается от других планет тем, что на ней – благодаря воде – есть жизнь. Кроме того, Земля имеет газообразную оболочку – атмосферу, которая защищает от перепадов температуры, радиации Солнца и метеоритных дождей. В атмосфере содержится кислород, которым дышит большинство живых существ.
Пока Земля вращается вокруг Солнца, на одной из её сторон – той, что ближе к звезде, – наступает лето, а на другой – зима. Полный круг Земля совершает за 365 дней – один год. Кроме того, наша планета вращается ещё и по своей оси (один круг за 24 часа), что определяет наступление дня и ночи.
- Марс
Четвёртая от Солнца планета. Поверхность его покрыта железом, поэтому он оранжево-красный, а закаты на нём синего цвета. На Марсе можно встретить не только пустыни, но и вулканы, каньоны и даже ледяные шапки, растопив которые можно покрыть всю планету водой. Кроме того, на этой планете находится самая большая гора Солнечной системы – потухший вулкан высотой в 21 км. Учёные до сих пор изучают, была и есть ли на Марсе жизнь, и даже планируют организовать там базу для космонавтов и добровольцев.
- Юпитер
Это пятая по удалённости планета, а заодно и самая большая в Солнечной системе. Юпитер очень тяжёлый, но по нему невозможно погулять – он полностью состоит из газа и похож на звезду. Здесь постоянно дуют ветра и проходят ураганы, которые заметны при наблюдениях красными пятнами.
- Сатурн
Шестая от Солнца планета и вторая по размеру. Тоже состоит из газа, но отличается от Юпитера тем, что имеет вокруг себя большие кольца из пыли, камней и льда. До сих пор учёные не поняли, как эти кольца образовались. Сатурн может сам вырабатывать энергию, даже больше той, что получает от Солнца, и он вращается по своей оси так быстро, что немного сплющивается. А ещё на этой планете шестиугольные облака и северные сияния. Сатурн – очень лёгкая планета, поэтому если бы он оказался в огромном океане, то плавал бы там как надувной мячик.
- Уран
Предпоследняя планета в нашей системе. Она самая холодная (даже с ледяными облаками), состоит из газа, льда и жидкостей и также имеет кольца, но гораздо меньшие, чем у Сатурна. Цвет Урана – сине-зелёный, поскольку на нём много газа метана. Эта планета вращается вокруг Солнца необычным образом: она будто лежит на боку. Поэтому здесь по 42 года длятся и светлое лето, и холодная полярная ночь.
- Нептун
Это крайняя планета Солнечной системы, тоже из газа. Солнечные лучи почти не достигают поверхности Нептуна, а ещё здесь дуют сильнейшие ветра со скоростью более чем 2000 км/ч. Поверхность планеты красивого голубого цвета. Нептун открыли только в XIX веке и даже не в ходе наблюдений, а в результате расчётов.
До 2006 года считалось, что в Солнечной системе 9 планет. Но Плутон – самый миниатюрный объект, состоящий из камня и льда и находящийся в максимальном удалении от Солнца – потом перестали рассматривать как классическую планету и перевели в разряд Карликовых. Карликовые планеты – это разные космические тела, которые вращаются вокруг Солнца и поддерживают сферическую форму, но не являются спутниками и имеют на своей орбите другие объекты.
Кометы
Это яркие объекты изо льда и пыли, которые можно заметить не всегда, но они точно запоминаются: их горящий «хвост» эффектно проносится по небу. На краю Солнечной системы летают миллионы комет, и, когда они сталкиваются, некоторые из них меняют траекторию и отправляются прямо к Солнцу. Подлетая к звезде, комета испытывает на себе влияние так называемого солнечного ветра: с неё слетают пылинки, а газовый слой истончается. Комета медленно начинает плавиться, а сзади неё образуется пылающий след.
Астероиды
Так называют малые планеты без воздуха, которые по сути состоят из камня и вращаются около звёздных орбит. Проще говоря, астероид – это то, что осталось после формирования крупных объектов Солнечной системы. Поскольку астероидов немного и они, по меркам космоса, миниатюрные (самые большие – 500 км в диаметре), увидеть их с нашей планеты нелегко. Как и кометы, астероиды могут иногда сталкиваться и подлетать к звёздам поближе.
Метеориты
Это тоже камни – маленькие обломки астероидов. Если астероиды скапливаются в отдельных местах Солнечной системы, то метеориты летают везде и часто падают на Землю. Отыскать их на планете можно даже невооруженным глазом, но чаще учёные находят мелкие метеориты с помощью металлоискателя. Самый крупный из всех метеоритов – «Гоба» – упал в Африке, на 85 % состоял из железа и весил 60 тонн. Кстати, если на одной территории обнаружили несколько кусочков одного такого объекта, то говорят, что прошёл так называемый метеорный дождь.
Спутники
Это космические тела, которые вращаются вокруг планет, звёзд и астероидов по определённым траекториям – орбитам. Спутники никуда не могут деться от других объектов, потому что их притягивает гравитация. Для сравнения, у Юпитера и Сатурна больше 60 спутников на каждого, а у Меркурия и Венеры нет совсем.
Спутники бывают естественными и искусственными, т. е. запущенными человеком. Это специальные летательные аппараты, которые помогают с радиосвязью и навигацией, наблюдают за климатом Земли и другими планетами и т. д.
Единственный естественный спутник Земли – Луна, которая в несколько раз меньше нашей планеты. В 1959 году люди впервые достигли поверхности спутника, а через десять лет по Луне уже шагал человек – американский астронавт Нил Армстронг. Исследования показали, что жить там у людей не получится: атмосферы почти нет, а температура падает слишком сильно и неожиданно. Луна состоит из железа, и есть версия, что она могла образоваться из осколков Земли, когда наша планета давным-давно столкнулась с другим объектом.
Хотя мы легко обнаружим Луну на небе в виде светящегося кружочка, важно понимать, что она не светит сама, а только отражает солнечные лучи. При этом Солнце всегда освещает наш спутник по-разному, так что мы иногда видим только часть Луны (месяц или полумесяц). В новолуние спутник не увидеть совсем, а в полнолуние, напротив, можно рассмотреть во всей красе. Человечество давно заметило циклы прибывающей и убывающей Луны и подстроилось под эти фазы. Так, современный календарь содержит в месяце столько дней, за сколько Луна проходит все стадии роста и уменьшения.
С Луной связано несколько интересных астрономических событий. Например, второе полнолуние за месяц, что бывает очень редко, называется Голубой Луной, а второе новолуние – Черной. Если Луна подходит к нашей планете на максимально близкое расстояние, происходит так называемое суперлуние. Кровавая, т. е. красная Луна появляется, когда Земля оказывается между спутником и Солнцем и отбрасывает на Луну тень. Такое явление называют затмением. Бывает и так, что объекты выстраиваются наоборот: Луна бросает тень на Солнце. Звезда пропадает, и мы наблюдаем Солнечное затмение.
Кто такие космонавты?
Человек, который работает в открытом космосе или на орбите Земли, а также испытывает разные летательные аппараты и технику, называется космонавтом (в западной традиции – астронавтом). Космонавтами становятся очень выносливые люди, которые несколько лет тренируются, адаптируются к будущим перегрузкам и совершенствуют свои физические параметры, прежде чем оторвутся от Земли на ракете.
Космонавтам в состоянии невесомости приходится нелегко, хотя со стороны некоторые их трудности выглядят забавно или просто как что-то интересное о космосе. Например, они не могут дотронуться кончиком пальца до носа, питаются едой из тюбиков, чтобы не мусорить и не гоняться за продуктами по всему кораблю, спят пристегнутыми к ракете с постоянным ощущением падения и не плачут, потому что вода в космосе прилипает к лицу, а не растекается.
До людей в космос отправляли животных. Например, собаки Белка и Стрелка в 1960 году успешно облетели нашу планету 17 раз за 25 часов. В США на летательных аппаратах в космос отправляли обезьян, а во Франции – крыс и кошек.
Первым человеком, покинувшим пределы Земли, стал советский космонавт Юрий Гагарин. В 1961 году он совершил полет длительностью почти два часа на корабле «Восток-1» и успешно вернулся на нашу планету. В честь этого события 12 апреля отмечают День космонавтики.
Что такое чёрная дыра?
Одна из главных загадок космоса. Сказать точнее нелегко: чёрные дыры мало изучены до сих пор, хотя про них часто можно встретить сюжеты в книгах и фильмах про фантастику. Есть предположение, что это погасшие звёзды, которые намного массивнее Солнца и не отражают свет. Собственно, именно поэтому их трудно исследовать. Есть вероятность, что с помощью чёрной дыры можно попасть в параллельную вселенную.
Внутри дыры сильное давление и мощнейшая гравитация, поэтому она работает как пылесос, затягивая даже те объекты, что движутся со скоростью света. Обнаружить чёрную дыру как раз можно по движению объектов вокруг неё – их орбиты меняются. Если к дыре притягивается звезда или прибавляется другая такая же дыра, получается сверхмассивная чёрная дыра. Как раз такая есть в середине Млечного Пути. Учёные думают, что чёрные дыры также могут исчезать, но зафиксировать такой процесс пока не удавалось.
Интересные факты про космос для детей
- Земля – единственная планета Солнечной системы, которую назвали не в честь древних греческих и римских богов. А ещё раньше люди считали, что наша планета плоская, причём у разных цивилизаций она стояла на черепахе, трёх китах или просто плавала в космосе. Также до XVI-XVII вв. учёные полагали, что Земля находится в центре Вселенной, а вокруг неё вращаются Солнце, планеты, спутники и звёзды.
- Первым космическим аппаратом стал искусственный спутник Земли, запущенный в Советском Союзе в 1957 году. Сегодня кроме спутников у человечества есть корабли для изучения разных объектов. Например, марсоходы и луноходы присылают нам снимки, собирают образцы грунта и пыли. На орбите же нашей планеты построена Международная космическая станция. Производство ракет тоже не стоит на месте: если раньше такой транспорт, сжигая топливо, практически сгорал сам, сегодня делают ракеты, которые возвращаются на Землю.
- В космосе всегда темно, так как не происходит рассеивания света, и очень тихо, потому что звуковые волны не могут пройти через какую-либо среду. А ещё там довольно пусто, ведь расстояния между объектами огромные. Зато из-за определённых химических соединений в некоторых частях Вселенной пахнет горьким миндалём.
- Без скафандра человек может находиться в космосе только полторы минуты, если сразу выдохнет воздух. Но и за это время организм пострадает: замерзнёт нос, посинеет и одновременно обгорит кожа. Кстати, поскольку сила тяжести уменьшает позвоночник человека, люди в космосе подрастают, в среднем, на пять сантиметров.
- На Луне сила тяжести меньше, чем на Земле, поэтому любой прыжок будет выше примерно в шесть раз. По такому же принципу прыжок на Марсе будет больше в 2,5 раза, а вот на Юпитере – в 2,5 раза меньше.
- В 2011 году учёные нашли планету, которая на 92 % является алмазом. Она в пять раз больше Земли и тяжелее самого Юпитера. Планету можно увидеть в ночном небе (она расположена в созвездии Рака), но вряд ли мы когда-то доберёмся до такой удалённой точки в космосе.
- Несмотря на то, что планеты кружатся по своим траекториям, бывает, что они оказываются на одной линии от Солнца с небольшим, по космическим меркам, разбросом. Это астрономическое явление называется «Парад планет». Обычно на одной прямой оказываются 4-5 объектов, а происходит это не чаще, чем раз в 20 лет. В 1982 году был очень редкий парад планет Солнечной системы: все они выстроились в ряд.
- Деятельность в космосе регулируется международным космическим правом. Его главная мысль – космос принадлежит всем, а значит, никто не вправе претендовать там на конкретные объекты. Существует специальное «Лунное посольство», которое продаёт участки на разных спутниках и планетах и даже целые астероиды, но по факту – это лишь сувениры, и никакой юридической ценности такая покупка не имеет. А вот что точно никто не хочет покупать, так это мусор на нашей орбите, т. е. отходы космической деятельности человечества: вокруг Земли вращаются миллионы частиц разного размера, сталкиваются и разлетаются на кусочки ещё меньше.
- Увидеть ночное небо в подробностях можно в обсерваториях и планетариях. Разница в том, что планетарии открыты для зрителей и любителей космоса, там проводят лекции и экскурсии, тогда как обсерватория – сугубо научное учреждение. Есть версия, что первой обсерваторией на Земле было легендарное каменное сооружение в Англии – Стоунхендж, с помощью которого люди много веков назад отмечали положение Солнца и Луны.
Мультфильмы о космосе
- «Тайна третьей планеты»
- «Планета сокровищ»
- «Мартышки в космосе»
- «ВАЛЛИ-И»;
- «Лунный флаг»
- «Звёздные собаки: Белка и Стрелка»
- «Мухнём на Луну»
- «Планета 51»
Детские книги о космосе
- «Звёздная карусель» Генриха Сапгира
- «Незнайка на Луне» Николая Носова
- «Девочка с Земли» Кира Булычёва
- «Миллион и один день каникул» Евгения Велтистова
Рассказывать детям про космос, показывать фильмы и давать книжки – занятия полезные. Можно также устраивать игры: строить космодром и ракету из подручных средств, тренировать выносливость на качелях, пробовать космическое питание в тюбиках. Но не забывайте, что одно из самых важных в этой теме – смотреть на само небо.
Поэтому, если ваш ребёнок проявляет к космосу основательный интерес, не поскупитесь купить простенький телескоп или астрономический бинокль и устроить практический урок на балконе или во дворе. А если организовать выезд за город в ясную погоду, можно и без подручных средств рассмотреть Луну, Марс, Венеру и другие яркие объекты. Кроме того, ваши дети наверняка будут рады походу в музей космонавтики и планетарий.
