الفلك

كيف عرف علماء الفلك القدماء ترتيب الكواكب من الأقرب إلى الأبعد عن الشمس؟

كيف عرف علماء الفلك القدماء ترتيب الكواكب من الأقرب إلى الأبعد عن الشمس؟

إذا افترضنا نموذجًا لمركزية الأرض للكون (كما فعل علماء الفلك القدماء) كيف يمكننا اكتشاف (مرة أخرى ، كما فعل علماء الفلك القدماء) المسافات الصحيحة للكواكب؟ على سبيل المثال ، كيف عرفوا أن كوكب المشتري أبعد من المريخ ، إذا كان المشتري أكثر إشراقًا؟


وفقًا لتاريخ كامبريدج الموجز لعلم الفلك (الصفحة 33 من إصداري) ، اتخذ الإغريق بشكل أساسي وجهة نظر (ليست غير منطقية) مفادها أن الكواكب التي تتحرك ببطء أكبر كانت على مسافة أبعد وتدور في مدارات أكبر.

من الواضح أن هذا لا يماثل الإيحاء بأنهم يعرفون "المسافات الصحيحة" للكواكب ، بل الترتيب فقط. لقد طوروا وسيلة رياضية سليمة لتقدير المسافة إلى القمر ، على الرغم من أن بيانات الرصد الخاصة بهم خذلتهم على تقدير صحيح.

اعتقدوا أيضًا أن الشمس كانت في الكرة الرابعة حول الأرض (لشرح السلوك المرصود لعطارد والزهرة).

لم يعتقد جميع الإغريق أن الشمس تدور حول الأرض ، وقال أولئك الذين جادلوا من أجل كون مركزية الشمس أن أسباب عدم تحرك النجوم كما فعلت الأرض كانت لأنها كانت بعيدة جدًا جدًا.


كيف عرف علماء الفلك القدماء ترتيب الكواكب من الأقرب إلى الأبعد عن الشمس؟ - الفلك

بدايات علم الفلك

النقاط الأساسية: لماذا اتبع البشر القدامى علم الفلك الحركات الواضحة للنجوم والكواكب في السماء أمثلة على المعالم الفلكية الكبرى

معرفة الوقت من السنة بالنسبة للفصول أمر بالغ الأهمية لتحديد وقت زراعة المحاصيل. كان من الواضح أن الشهر كان حول 30 يوما وكان السنة حول 365 يومًا أو 12 شهرًا ، ولكن ليس أيًا من هذه العلاقات دقيقًا ، لذا يجب أن يكون أي مخطط عد & quot؛ تعيين & quot حتى لا ينجرف & # 146t.

المراصد الأولى التي نعرفها عالجت هذه المشكلة

ستونهنج مثال مشهور. من بين أشياء أخرى ، تم استخدامه لتحديد اليوم الأول من الصيف ، الانقلاب الشمسي & quotsummer. & quot ؛ يمكن لعلماء الفلك القدماء استخدامه مثل رؤية بندقية عملاقة لتحديد وقت شروق الشمس في اتجاه معين. (من Getty Trust ، http://www.getty.edu/artsednet/images/I/stone2.html)
تعطيك هذه الصورة فكرة عن كيف كانت تبدو في أوج ظهورها. إنه حفل كاهن أعيد بناؤه في ستونهنج (من C. Witcombe http://witcombe.sbc.edu/earthmysteries/EMStonehengeB.html)

يمكن العثور على مثال سابق في Newgrange ، شمال دبلن مباشرة

من خلال هذه الملاحظات ، طور علماء الفلك القدماء تقاويم تطورت في النهاية إلى التقويم الذي نستخدمه اليوم

عرف الإنسان الأوائل أيضًا أن النجوم التي يمكن رؤيتها وكيف بدت وكأنها تتحرك أثناء الليل تعتمد على مكان وجوده على الأرض:

كلما اتجه المرء شمالًا ، كلما ظهر نجم الشمال أعلى في السماء ويبدو أن النجوم تقترب من موازاة الأفق.

إليك كيف تبدو الحركات من توكسون (بافتراض أننا ننظر إلى الجنوب ولدينا عيون واسعة الزاوية للغاية يمكنها الرؤية من الشرق إلى الغرب) (الرسوم المتحركة بواسطة جي ريكي) ، قد تضطر إلى إعادة التحميل لبدء ذلك.
وإليك كيف سيبدوون من القطب الشمالي (بافتراض أن عيوننا ذات الزاوية الواسعة للغاية تأخذ نجم القطب في الجزء العلوي من الرسوم المتحركة) (بقلم جي ريكي) .

هذا هو السلوك الذي يشير إلى أن النجوم والكواكب قد وُضعت على كرات بلورية كبيرة كانت تتمحور حول الأرض وتدور حولها.

أدى اعتماد المواقع الظاهرة على السماء على موقع الشمال والجنوب إلى استخدام النجوم للملاحة. أعيد بناؤها اليونانية Trireme ، أوليمبيوس ، (من Perseus Encyclopedia ، http://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/image؟lookup=1989.02.0009)
& quot مجيد أوديسيوس ، سعيد بالرياح ، ينشر الأشرعة ويجلس ببراعة مع مجذاف التوجيه الذي أمسكه بها في مسارها [هي عبارة عن طوف صنعه للإبحار بعيدًا عن حورية كاليبسو] ، ولم ينزل عليه النوم أبدًا جفونه بينما كان يراقب الثريا [مجموعة من النجوم] والأقلاع المتأخرة [كوكبة ، نمط يمكن التعرف عليه من النجوم في السماء] والدب [الكوكبة المعروفة الآن باسم الدب الأكبر] ، الذين يعطي الرجال أيضًا اسم العربة ، التي تدور في مكان ثابت وتنظر إلى أوريون [كوكبة أخرى يسهل التعرف عليها] ، وهي وحدها لا تغرق أبدًا في مياه المحيط. لأن كاليبسو ، اللامع بين الآلهة ، قال له أن يشق طريقه عبر البحر ، مع إبقاء الدب في يده اليسرى.

بدت بعض الأجسام وكأنها نقاط ضوء تتحرك بالنسبة للنجوم. أعطى الإغريق هذا النوع من الكائنات الاسم & quotplanet & quot للتجول. عُرف عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل منذ عصور ما قبل التاريخ.

أدت هذه التعقيدات إلى أنظمة معقدة في علم الفلك / علم التنجيم. للتنبؤ بالأحداث السماوية الدرامية ، طور علماء الفلك / الكهنة / المنجمون تقاويم ونصوص دقيقة طويلة المدى.

تقدم المايا في أمريكا الوسطى مثالاً على الإنجازات العظيمة في علم الفلك ، والتي جسدوها في الجوانب الدينية / الاحتفالية لثقافتهم.

لذلك تطلب بناء مثل هذه المعالم الضخمة استثمارات كبيرة في علم الفلك وكذلك في الهندسة المعمارية مثال على ذلك El Caracol ، مرصد المايا في تشيتشن إيتزا ، ليس بعيدًا عن إل كاستيلو (ج. ريكي )
المعابد في تيكال ، غواتيمالا ، مرتفعة فوق رؤوس الأشجار للسماح بمشاهدة النجوم دون عائق. المعبد الرابع في تيكال ، الذي بني في حوالي 470 م ، يرتفع إلى ارتفاع 212 قدمًا فوق أرضية الغابة . (ج. ريكي)
الحديث (الأيام) مايا في أيام
الشهر القمري (المجمع) 29.53059 29.53086
الفترة المجمعية للزهرة 583.93 583.92027
الفترة السينودية للمريخ 779.94 780
السنة الشمسية (الاستوائية) 365.24198 365.242

ومع ذلك ، تم تناول هذا الإنجاز بشكل أكبر نحو التنبؤ بالأوقات المناسبة للحكام لاتخاذ الإجراءات ، أي التنبؤ بالمستقبل. إنه ينتمي إلى عالم علم التنجيم المتطور للغاية أكثر من علم الفلك. إن فشل المايا في البحث عن الأسباب الكامنة وراء العمليات التي قاموا بقياسها على وجه التحديد يعني أن نهجهم كان طريقًا مسدودًا علميًا.

لم تنجز جميع المجتمعات القديمة في علم الفلك مثل حضارة المايا. ومع ذلك ، فجميعهم تقريبًا لديهم أساطير مرتبطة بالسماء والأرض ، وخاصة أساطير الخلق بشكل عام ، لا يتم تنقيح هذه الأساطير من خلال قياسات تفصيلية (مثل تلك الموجودة في الجدول أعلاه بواسطة المايا) وقد لا يتم تحديثها حتى مع اكتساب معرفة فلكية جديدة. وبالتالي ، فهي في الأساس ليست أمثلة على نهج علمي.


1. تدور الكواكب حول الشمس

بعد عدة قرون ، كان هناك الكثير من التقدم. جادل Aristarchus of Samos (310 قبل الميلاد إلى 230 قبل الميلاد) بأن الشمس كانت "النار المركزية" للكون وقد وضع جميع الكواكب المعروفة في ذلك الوقت في ترتيبها الصحيح للمسافات حولها. هذه هي أقدم نظرية مركزية للشمس معروفة للنظام الشمسي.

لسوء الحظ ، فقد النص الأصلي الذي قدم فيه هذه الحجة في التاريخ ، لذلك لا يمكننا أن نعرف على وجه اليقين كيف استوعبها. عرف أريستارخوس أن الشمس أكبر بكثير من الأرض أو القمر ، وربما كان يعتقد أنه يجب أن يكون لها موقع مركزي في النظام الشمسي.

ومع ذلك ، فهو اكتشاف خادع ، خاصة عندما تفكر في أنه لم يتم اكتشافه مرة أخرى حتى القرن السادس عشر ، بواسطة نيكولاس كوبرنيكوس ، الذي اعترف حتى بأريستارخوس أثناء تطوير عمله.


ما هو ترتيب الكواكب في النظام الشمسي؟

على مدار الستين عامًا الماضية ، بدأ البشر في استكشاف نظامنا الشمسي بجدية. منذ عمليات الإطلاق الأولى في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي وحتى اليوم ، أرسلنا مجسات ومركبات مدارية وهبوط وحتى مركبات جوالة (مثل Perseverance Rover التابعة لناسا والتي هبطت على سطح المريخ في فبراير 2021) إلى كل كوكب في نظامنا الشمسي. لكن هل يمكنك تسمية كل تلك الكواكب الثمانية؟ (نعم ، هناك ثمانية فقط - وليس تسعة. تم & الاقتباس من بلوتو & الاقتباس في عام 2006.) وهل يمكنك وضعها بالترتيب الصحيح؟

في حال كنت صدئًا بعض الشيء ، سنقوم بتفصيل بعض الطرق الشائعة لترتيب الكواكب بالإضافة إلى بعض الحيل لمساعدتك على تذكرها أثناء المضي قدمًا. لنبدأ بالمسافة من الشمس.

ترتيب الكواكب حسب المسافة

الطريقة الأكثر شيوعًا لترتيب الكواكب هي بعدها عن الشمس. باستخدام هذه الطريقة ، يتم سرد الكواكب بالترتيب التالي:

  • عطارد - 0.39 AU من الشمس
  • الزهرة - 0.72 AU
  • الأرض - 1.00 AU
  • المريخ - 1.52 AU
  • كوكب المشتري - 5.20 AU
  • زحل - 9.54 AU
  • أورانوس - 19.20 AU
  • نبتون - 30.06 AU

يرمز AU للوحدات الفلكية - وهو ما يعادل متوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس (وهذا هو السبب في أن الأرض هي 1 AU من الشمس). إنها طريقة شائعة يقيس بها علماء الفلك المسافات في النظام الشمسي والتي تمثل المقياس الكبير لهذه المسافات. بعبارة أخرى ، عطارد ، الأقرب ، يبعد 35.98 مليون ميل عن الشمس ، بينما نبتون ، الأبعد ، هو 2.79 مليار أميال من الشمس. تبعد الأرض 92.96 مليون ميل عن الشمس.

كيف تتذكر ترتيب الكواكب

هناك العديد من التعبيرات المفيدة لتذكر ترتيب الكواكب. هذه هي عادة فن الإستذكار والتي تستخدم الحرف الأول من اسم كل كوكب للتوصل إلى عبارة يسهل تذكرها.

  • قدمت لنا والدتي الممتازة للتو المعكرونة (أو الناتشوز)
  • طريقتي السهلة للغاية تعمل على تسريع الأسماء
  • قفزت سفينتي Malamute باهظة الثمن للغاية إلى الشمال

في كل حالة ، تشير & quotM & quot إلى & quotMercury و & quot & quotV & quot لـ & quotVenus & quot وما إلى ذلك. يمكنك أيضًا محاولة تذكرها ببعض الآيات القافية:

أخيرًا ، إذا كنت من عشاق الموسيقى ، فهناك بعض الأغاني التي قد تساعدك على التذكر. اثنان من الأغاني الشعبية هما Mr.R's Planet Song و The Planet Song من Kids Learning Tube.

يمكنك طلب الكواكب بطرق أخرى

بينما يرغب معظم الناس في معرفة ترتيب الكواكب عن طريق المسافة ، إلا أن هناك طرقًا أخرى لترتيب الكواكب التي قد تثير فضولك.

على سبيل المثال ، إذا طلبت الكواكب حسب الحجم (نصف القطر) من الأكبر إلى الأصغر ، فستكون القائمة:

  • كوكب المشتري (43441 ميل / 69.911 كيلومترًا)
  • زحل (36184 ميل / 58232 كم)
  • أورانوس (15759 ميل (25362 كم)
  • نبتون (15299 ميل / 24.622 كم)
  • الأرض (3959 ميل / 6371 كم)
  • كوكب الزهرة (3761 ميل / 6052 كم)
  • المريخ (2460 ميل / 3390 كم)
  • ميركوري (1،516 ميل / 2،440 كم)

أو يمكنك ترتيب الكواكب بالوزن (الكتلة). بعد ذلك ، ستكون القائمة من الأكبر إلى الأقل كتلة: كوكب المشتري (1.8986 × 10 27 كجم) ، زحل (5.6846 × 10 26 كجم) ، نبتون (10.243 × 10 25 كجم) ، أورانوس (8.6810 × 10 25 كجم) ، الأرض (5.9736 × 10 24 كجم) ، كوكب الزهرة (4.8685 × 10 24 كجم) ، المريخ (6.4185 × 10 23 كجم) ، وعطارد (3.3022 × 10 23 كجم). ومن المثير للاهتمام أن كتلة نبتون أكبر من كتلة أورانوس ، على الرغم من أن أورانوس أكبر! لا يمكن للعلماء وضع كوكب على مقياس ، لذلك لتحديد الكتلة ، فإنهم ينظرون إلى المدة التي تستغرقها الأجسام القريبة للدوران حول الكوكب ومدى بُعد هذه الكائنات عن الكوكب. كلما زاد وزن الكوكب ، زادت قوة شد الأجسام القريبة منه.

أخيرًا ، هناك طريقة ممتعة لترتيب الكواكب عن طريق عدد الأقمار الموجودة لديهم. سنبدأ بالكوكب الذي يمتلك أكبر قدر من:

  • ساتورن (82)
  • جوبيتر (79)
  • اورانوس (27)
  • نبتون (14)
  • المريخ (2)
  • ايرث (1)
  • الزهرة وعطارد (كلاهما صفر)

(لاحظ أن هذه الأرقام تتضمن أقمارًا مؤقتة لا يزال علماء الفلك يؤكدونها).

باختصار ، هناك عدد من الطرق لترتيب وإعادة ترتيب الكواكب بناءً على حقائق مختلفة عنها طالما أنك تتذكر أن هناك ثمانية كواكب في المجموع ، وهذا هو المهم. (آسف بلوتو!)

بالحديث عن بلوتو ، ما هي الصفقة؟ بعد اكتشافه في عام 1930 ، تم تصنيف بلوتو على أنه كوكب. ومع ذلك ، في عام 2006 ، قام الاتحاد الفلكي الدولي بخفض تصنيف بلوتو من & quotplanet & quot إلى & quot؛ كوكب قزم & quot ؛ وذلك لأن تعريف الكوكب يعني أنه قد طهر مداره من أجسام أخرى (وهو ما لم يفعله بلوتو ، حيث يشترك في فضاءه مع كثيرين. كائنات حزام كايبر). بلوتو هو واحد من خمسة كواكب قزمة في نظامنا الشمسي - وهو ليس حتى أكبر الكواكب (هذا هو إيريس).


2.2 علم الفلك القديم

دعونا الآن ننظر إلى التاريخ بإيجاز. الكثير من الحضارة الغربية الحديثة مستمدة بطريقة أو بأخرى من أفكار الإغريق والرومان القدماء ، وهذا صحيح في علم الفلك أيضًا. ومع ذلك ، طورت العديد من الثقافات القديمة الأخرى أيضًا أنظمة متطورة لمراقبة وتفسير السماء.

علم الفلك حول العالم

عرف علماء الفلك البابليون والآشوريون والمصريون الطول التقريبي للسنة. المصريون منذ 3000 عام ، على سبيل المثال ، تبنوا تقويمًا يعتمد على 365 يومًا في السنة. لقد تابعوا بدقة وقت ارتفاع نجم الشعرى الساطع في السماء قبل الفجر ، والتي لها دورة سنوية تتوافق مع فيضان نهر النيل. كان لدى الصينيين أيضًا تقويم عمل قاموا بتحديد طول العام في نفس الوقت تقريبًا مثل المصريين. سجل الصينيون أيضًا المذنبات والنيازك اللامعة والبقع الداكنة على الشمس. (تم تقديم أنواع عديدة من الأجسام الفلكية في "العلم والكون": جولة مختصرة. إذا لم تكن معتادًا على مصطلحات مثل المذنبات و الشهب، قد ترغب في مراجعة هذا الفصل.) لاحقًا ، احتفظ علماء الفلك الصينيون بسجلات دقيقة لـ "النجوم الضيفة" - تلك التي عادةً ما تكون باهتة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها ولكنها تندلع فجأة لتصبح مرئية للعين المجردة لبضعة أسابيع أو أشهر. ما زلنا نستخدم بعض هذه السجلات في دراسة النجوم التي انفجرت منذ زمن بعيد.

طورت ثقافة المايا في المكسيك وأمريكا الوسطى تقويمًا متطورًا يعتمد على كوكب الزهرة ، وقاموا بعمل ملاحظات فلكية من مواقع مخصصة لهذا الغرض منذ ألف عام. تعلم البولينيزيون الإبحار بواسطة النجوم على مدى مئات الكيلومترات من المحيط المفتوح - وهي مهارة مكنتهم من استعمار جزر جديدة بعيدة عن المكان الذي بدأوا فيه.

في بريطانيا ، قبل الاستخدام الواسع للكتابة ، استخدم القدماء الحجارة لتتبع حركات الشمس والقمر. ما زلنا نجد بعض الدوائر الحجرية العظيمة التي بنوها لهذا الغرض ، والتي يعود تاريخها إلى 2800 قبل الميلاد. أشهرها هو ستونهنج ، الذي تمت مناقشته في الأرض والقمر والسماء. 1

علم الكونيات اليونانية والرومانية المبكرة

يُطلق على مفهومنا للكون - تركيبته الأساسية وأصله - علم الكونيات ، وهي كلمة ذات جذور يونانية. قبل اختراع التلسكوبات ، كان على البشر الاعتماد على الدليل البسيط لحواسهم للحصول على صورة للكون. طور القدماء علم الكونيات الذي جمع بين رؤيتهم المباشرة للسماء ومجموعة غنية من الرموز الفلسفية والدينية.

قبل 2000 عام على الأقل من كولومبوس ، كان المتعلمون في منطقة شرق البحر الأبيض المتوسط ​​يعرفون أن الأرض كروية. ربما نشأ الإيمان بالأرض الكروية من زمن فيثاغورس ، الفيلسوف وعالم الرياضيات الذي عاش منذ 2500 عام. كان يعتقد أن الدوائر والأجواء هي "أشكال مثالية" واقترح أن الأرض يجب أن تكون كرة. كدليل على أن الآلهة أحبوا الكرات ، استشهد الإغريق بحقيقة أن القمر هو كرة ، باستخدام الأدلة التي وصفناها لاحقًا.

تلخص كتابات أرسطو (384-322 قبل الميلاد) ، معلم الإسكندر الأكبر ، العديد من الأفكار في عصره. يصفون كيف أن تطور مراحل القمر - شكله المتغير الظاهر - ينتج عن رؤيتنا لأجزاء مختلفة من نصف الكرة الأرضية المضاء بنور الشمس مع مرور الشهر (انظر الأرض والقمر والسماء). عرف أرسطو أيضًا أن الشمس يجب أن تكون بعيدة عن الأرض أكثر من القمر لأن القمر يمر أحيانًا بين الأرض والشمس تمامًا ويخفي الشمس مؤقتًا عن الأنظار. نسمي هذا أ كسوف الشمس.

استشهد أرسطو بحجج مقنعة مفادها أن الأرض يجب أن تكون مستديرة. الأول هو حقيقة أنه عندما يدخل القمر أو يخرج من ظل الأرض أثناء خسوف القمر ، فإن شكل الظل المرئي على القمر يكون دائمًا مستديرًا (الشكل 2.9). فقط الكائن الكروي ينتج دائمًا ظلًا دائريًا. إذا كانت الأرض عبارة عن قرص ، على سبيل المثال ، فستكون هناك بعض المناسبات عندما يضربها ضوء الشمس بحافة ويكون ظلها على القمر خطًا.

كحجة ثانية ، أوضح أرسطو أن المسافرين الذين يتجهون جنوبًا لمسافة كبيرة قادرون على مراقبة النجوم غير المرئية في أقصى الشمال. ويقل ارتفاع النجم الشمالي - النجم الأقرب للقطب السماوي الشمالي - كلما تحرك المسافر جنوبًا. على الأرض المسطحة ، سيرى الجميع نفس النجوم فوق رؤوسهم. التفسير الوحيد الممكن هو أن المسافر يجب أن يكون قد تحرك فوق سطح منحني على الأرض ، ليظهر النجوم من زاوية مختلفة. (راجع ميزة كيف نعرف أن الأرض مستديرة؟ لمزيد من الأفكار حول إثبات أن الأرض مستديرة.)

اقترح أحد المفكرين اليونانيين ، Aristarchus of Samos (310-230 قبل الميلاد) ، أن الأرض كانت تدور حول الشمس ، لكن أرسطو ومعظم العلماء اليونانيين القدماء رفضوا هذه الفكرة. كان أحد أسباب استنتاجهم هو الاعتقاد بأنه إذا تحركت الأرض حول الشمس ، فسيكونون يرصدون النجوم من أماكن مختلفة على طول مدار الأرض. مع تقدم الأرض ، يجب أن تغير النجوم القريبة مواقعها في السماء بالنسبة إلى النجوم البعيدة. بطريقة مماثلة ، نرى الأجسام الأمامية تبدو وكأنها تتحرك على خلفية أبعد كلما كنا في حالة حركة. عندما نركب قطارًا ، يبدو أن الأشجار في المقدمة تغير موقعها بالنسبة للتلال البعيدة أثناء مرور القطار. دون وعي ، نستخدم هذه الظاهرة طوال الوقت لتقدير المسافات من حولنا.

يسمى التحول الظاهر في اتجاه الجسم نتيجة لحركة المراقب بالمنظر. نحن نسمي التحول في الاتجاه الظاهري للنجم بسبب الحركة المدارية للأرض المنظر النجمي. بذل الإغريق جهودًا مكرسة لمراقبة اختلاف النجوم ، حتى أنهم استعانوا بمساعدة الجنود اليونانيين بأوضح رؤية ، ولكن دون جدوى. يبدو أن النجوم الأكثر إشراقًا (والأقرب منها على الأرجح) لا تتغير كما لاحظها الإغريق في الربيع ثم مرة أخرى في الخريف (عندما تكون الأرض على الجانب الآخر من الشمس).

كان هذا يعني إما أن الأرض لم تكن تتحرك أو أن النجوم يجب أن تكون بعيدة جدًا لدرجة أن تغير المنظر كان صغيراً بما لا يقاس. يتطلب الكون بهذا الحجم الهائل قفزة من الخيال لم يكن معظم الفلاسفة القدامى مستعدين للقيام بها ، لذلك تراجعوا إلى سلامة وجهة النظر المتمحورة حول الأرض ، والتي ستهيمن على التفكير الغربي لما يقرب من ألفي عام.

أساسيات علم الفلك

كيف نعرف أن الأرض كروية؟

بالإضافة إلى الطريقتين (من كتابات أرسطو) التي تمت مناقشتها في هذا الفصل ، يمكنك أيضًا التفكير فيما يلي:

  1. دعونا نشاهد سفينة تغادر مينائها وتبحر في المسافة في يوم صافٍ. على الأرض المسطحة ، سنرى السفينة أصغر وأصغر عندما تبحر بعيدًا. لكن هذا ليس ما نلاحظه بالفعل. بدلاً من ذلك ، تغرق السفن تحت الأفق ، مع اختفاء بدن السفينة أولاً وبقي الصاري مرئيًا لفترة أطول. في النهاية ، يمكن رؤية قمة الصاري فقط عندما تبحر السفينة حول انحناء الأرض. أخيرًا ، تختفي السفينة تحت الأفق.
  2. تدور محطة الفضاء الدولية حول الأرض مرة كل 90 دقيقة أو نحو ذلك. تظهر الصور الملتقطة من المكوك والأقمار الصناعية الأخرى أن الأرض كروية من كل منظور.
  3. افترض أنك صنعت صديقًا في كل منطقة زمنية على الأرض. تتصل بهم جميعًا في نفس الساعة وتسأل ، "أين الشمس؟" على الأرض المسطحة ، سيعطيك كل متصل الإجابة نفسها تقريبًا. لكن على الأرض المستديرة ، ستجد أنه بالنسبة لبعض الأصدقاء ، ستكون الشمس عالية في السماء بينما بالنسبة للآخرين ستكون تشرق أو تغرب أو تكون بعيدة عن الأنظار تمامًا (وهذه المجموعة الأخيرة من الأصدقاء ستكون منزعجة منك بسبب إيقاظهم).

قياس الأرض بواسطة إراتوستينس

لم يعرف الإغريق أن الأرض كانت مستديرة فحسب ، بل تمكنوا أيضًا من قياس حجمها. تم إجراء أول تحديد دقيق إلى حد ما لقطر الأرض في حوالي 200 قبل الميلاد من قبل إراتوستينس (276–194 قبل الميلاد) ، وهو يوناني يعيش في الإسكندرية بمصر. كانت طريقته أسلوبًا هندسيًا ، بناءً على ملاحظات الشمس.

الشمس بعيدة جدًا عنا لدرجة أن جميع أشعة الضوء التي تصطدم بكوكبنا تقترب منا على طول خطوط متوازية بشكل أساسي. لمعرفة السبب ، انظر إلى الشكل 2.10. خذ مصدرًا للضوء بالقرب من الأرض - على سبيل المثال ، في الموضع أ. تصطدم أشعته بأجزاء مختلفة من الأرض على طول مسارات متباينة. من مصدر الضوء عند B أو C (الذي لا يزال بعيدًا) ، تكون الزاوية بين الأشعة التي تصطدم بأجزاء متقابلة من الأرض أصغر. كلما كان المصدر بعيدًا ، كلما كانت الزاوية بين الأشعة أصغر. بالنسبة لمصدر بعيد جدًا ، تنتقل الأشعة على طول خطوط متوازية.

بالطبع ، الشمس ليست بعيدة بشكل لا نهائي ، ولكن نظرًا لمسافة 150 مليون كيلومتر ، فإن أشعة الضوء التي تصطدم بالأرض من نقطة على الشمس تتباعد عن بعضها البعض بزاوية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن ملاحظتها بالعين المجردة. نتيجة لذلك ، إذا قام الناس في جميع أنحاء الأرض والذين يمكنهم رؤية الشمس بالإشارة إليها ، فستكون أصابعهم ، بشكل أساسي ، موازية لبعضها البعض. (الأمر نفسه ينطبق أيضًا على الكواكب والنجوم - وهي فكرة سنستخدمها في مناقشتنا لكيفية عمل التلسكوبات.)

قيل لإراتوستينس أنه في اليوم الأول من الصيف في سين ، مصر (بالقرب من أسوان الحديثة) ، ضرب ضوء الشمس قاع بئر عمودي عند الظهر. يشير هذا إلى أن الشمس كانت فوق البئر مباشرة - مما يعني أن Syene كانت على خط مباشر من مركز الأرض إلى الشمس. في الوقت والتاريخ المطابقين في الإسكندرية ، لاحظ إراتوستينس الظل عمودًا مصنوعًا ورأى أن الشمس لم تكن فوق الرأس مباشرة ، ولكنها كانت جنوبًا قليلاً من السمت ، بحيث صنعت أشعةها زاوية عمودية تساوي حوالي 1/50 من دائرة (7 درجات). لأن أشعة الشمس التي تضرب المدينتين تتوازى مع بعضها البعض ، فلماذا لا يصنع الشعاعان نفس الزاوية مع سطح الأرض؟ استنتج إراتوستينس أن انحناء الكرة الأرضية يعني أن "مستقيم" ليس هو نفسه في المدينتين. وأدرك أن قياس الزاوية في الإسكندرية أتاح له معرفة حجم الأرض. رأى أن الإسكندرية يجب أن تكون 1/50 من محيط الأرض شمال سين (الشكل 2.11). تم قياس الإسكندرية لتكون 5000 ملعب شمال سيناء. (ال ملعب كانت وحدة طول يونانية ، مشتقة من طول مضمار السباق في الملعب.) وهكذا وجد إراتوستينس أن محيط الأرض يجب أن يكون 50 × 5000 ، أو 250000 ملعب.

لا يمكن إجراء تقييم دقيق لدقة محلول إراتوستينس لأن هناك شكوكًا حول الأنواع المختلفة من الملاعب اليونانية التي استخدمها كوحدة للمسافة الخاصة به. إذا كان هذا هو الملعب الأولمبي المشترك ، فإن نتيجته كبيرة جدًا بنسبة 20٪. وفقًا لتفسير آخر ، استخدم ملعبًا يساوي حوالي 1/6 كيلومتر ، وفي هذه الحالة كان رقمه في حدود 1 ٪ من القيمة الصحيحة البالغة 40 ألف كيلومتر. حتى لو لم يكن قياسه دقيقًا ، فإن نجاحه في قياس حجم كوكبنا باستخدام الظلال وأشعة الشمس فقط وقوة الفكر البشري كان من أعظم الإنجازات الفكرية في التاريخ.

هيبارخوس والسبق

ربما كان أعظم علماء الفلك في العصور القديمة هو هيبارخوس ، المولود في نيقية في ما يُعرف اليوم بتركيا. أقام مرصدًا في جزيرة رودس حوالي عام 150 قبل الميلاد ، عندما كانت الجمهورية الرومانية توسع نفوذها في جميع أنحاء منطقة البحر الأبيض المتوسط. هناك قام بقياس مواقع الأجسام في السماء بأكبر قدر ممكن من الدقة ، وقام بتجميع كتالوج النجوم الرائد مع حوالي 850 إدخالًا. قام بتعيين إحداثيات سماوية لكل نجم ، وتحديد موقعه في السماء ، تمامًا كما نحدد موقع نقطة على الأرض من خلال تحديد خط الطول والعرض.

كما قسَّم النجوم إلى مقادير ظاهرة وفقًا لمعانها الظاهري. أطلق على ألمع النجوم اسم "نجوم من الدرجة الأولى" المجموعة التالية الأكثر سطوعًا ، "نجوم الحجم الثاني" وهكذا دواليك. هذا النظام التعسفي إلى حد ما ، في شكل معدل ، لا يزال قيد الاستخدام اليوم (على الرغم من أنه أقل فائدة لعلماء الفلك المحترفين).

من خلال مراقبة النجوم ومقارنة بياناته مع الملاحظات الأقدم ، قام هيبارخوس بواحد من أكثر اكتشافاته تميزًا: لقد تغير الموقع في سماء القطب السماوي الشمالي على مدار القرن ونصف القرن الماضي. استنتج هيبارخوس بشكل صحيح أن هذا لم يحدث فقط خلال الفترة التي غطتها ملاحظاته ، بل كان يحدث في الواقع طوال الوقت: يتغير الاتجاه الذي تدور حوله السماء ببطء ولكن بشكل مستمر. تذكر من القسم الخاص بالأقطاب السماوية وخط الاستواء السماوي أن القطب السماوي الشمالي هو مجرد إسقاط للقطب الشمالي للأرض في السماء. إذا كان القطب السماوي الشمالي يتأرجح حوله ، فلا بد أن الأرض نفسها تتأرجح. اليوم ، نحن نفهم أن الاتجاه الذي يشير إليه محور الأرض يتغير بالفعل ببطء ولكن بشكل منتظم - وهي حركة نسميها حركة الاستباق. إذا سبق لك أن شاهدت اهتزازًا دوارًا ، فقد لاحظت نوعًا مشابهًا من الحركة. يصف المحور العلوي مسارًا على شكل مخروط ، حيث تحاول جاذبية الأرض الإطاحة به (الشكل 2.12).

نظرًا لأن كوكبنا ليس كرويًا دقيقًا ، ولكنه ينتفخ قليلاً عند خط الاستواء ، فإن شدتي الشمس والقمر يتسببان في اهتزازه مثل القمة. يستغرق محور الأرض حوالي 26000 سنة لإكمال دائرة واحدة من الحركة الاستباقية. نتيجة لهذه الحركة ، تتغير النقطة التي يشير إليها محورنا في السماء مع مرور الوقت. في حين أن Polaris هو أقرب نجم إلى القطب السماوي الشمالي اليوم (سيصل إلى أقرب نقطة له حوالي عام 2100) ، فإن النجم Vega في كوكبة Lyra سيكون نجم الشمال بعد 14000 عام.

نموذج بطليموس للنظام الشمسي

كان آخر علماء الفلك العظماء في العصر الروماني هو كلاوديوس بطليموس (أو بطليموس) ، الذي ازدهر في الإسكندرية حوالي عام 140. كتب مجموعة ضخمة من المعرفة الفلكية ، والتي تسمى اليوم باسمها العربي ، المجسطى (تعني "الأعظم"). المجسطى لا يتعامل حصريًا مع عمل بطليموس ، بل يشمل مناقشة الإنجازات الفلكية في الماضي ، ولا سيما إنجازات هيبارخوس. اليوم ، هو مصدرنا الرئيسي للمعلومات حول عمل هيبارخوس وعلماء الفلك اليونانيين الآخرين.

كانت أهم مساهمة لبطليموس هي التمثيل الهندسي للنظام الشمسي الذي توقع مواقع الكواكب في أي تاريخ ووقت مطلوبين. قام هيبارخوس ، الذي لم يكن لديه بيانات كافية لحل المشكلة بنفسه ، بتجميع مواد المراقبة لاستخدامها من قبل الأجيال القادمة. أكمل بطليموس هذه المادة بملاحظات جديدة خاصة به وأنتج نموذجًا كونيًا استمر لأكثر من ألف عام ، حتى عصر كوبرنيكوس.

العامل المعقد في تفسير حركات الكواكب هو أن تجولهم الواضح في السماء ناتج عن مزيج من حركاتهم الخاصة مع ثورة الأرض في مدار الأرض. بينما نشاهد الكواكب من وجهة نظرنا على الأرض المتحركة ، فإن الأمر يشبه إلى حد ما مشاهدة سباق سيارات وأنت تتنافس فيه. في بعض الأحيان تمر سيارات الخصوم بك ، ولكن في أوقات أخرى تتخطىها ، مما يجعلها تبدو وكأنها تتحرك للخلف لفترة من الوقت فيما يتعلق بك.

يوضح الشكل 2.13 حركة الأرض وكوكب بعيدًا عن الشمس - المريخ في هذه الحالة. تدور الأرض حول الشمس في نفس اتجاه الكوكب الآخر وفي نفس المستوى تقريبًا ، لكن سرعتها المدارية أسرع. ونتيجة لذلك ، فإنها تتفوق على الكوكب بشكل دوري ، مثل سيارة سباق أسرع على المضمار الداخلي. يوضح الشكل المكان الذي نرى فيه الكوكب في السماء في أوقات مختلفة. يتضح مسار الكوكب بين النجوم في حقل النجم على الجانب الأيمن من الشكل.

ارتباط بالتعلم

يسمح لك محاكي التكوينات الكوكبية من Foothill AstroSims برؤية التقدم المعتاد والحركة الارتجاعية العرضية للكواكب الأخرى. يمكنك التبديل بين عرض الحركة من الأرض والمريخ (بالإضافة إلى الكواكب الأخرى).

عادة ، تتحرك الكواكب باتجاه الشرق في السماء على مدار الأسابيع والأشهر أثناء دورانها حول الشمس ، ولكن من المواضع B إلى D في الشكل 2.13 ، عندما تمر الأرض بالكواكب في مثالنا ، يبدو أنها تنجرف للخلف ، وتتحرك غربًا في السماء. على الرغم من أنها تتحرك بالفعل إلى الشرق ، إلا أن الأرض الأسرع قد تجاوزتها ويبدو ، من وجهة نظرنا ، أنها تتركها وراءنا. بينما تدور الأرض حول مدارها نحو الموقع E ، يأخذ الكوكب مرة أخرى حركته الظاهرة باتجاه الشرق في السماء. تسمى الحركة المؤقتة الظاهرة غربًا لكوكب ما بينما تتأرجح الأرض بينه وبين الشمس حركة رجعية. هذه الحركة إلى الوراء أسهل كثيرًا بالنسبة لنا لفهمها اليوم ، بعد أن علمنا الآن أن الأرض هي أحد الكواكب المتحركة وليست المركز الثابت لكل الخليقة. لكن بطليموس واجه مشكلة أكثر تعقيدًا بكثير تتمثل في تفسير مثل هذه الحركة أثناء افتراض أن الأرض ثابتة.

علاوة على ذلك ، لأن الإغريق اعتقدوا أن الحركات السماوية يجب أن تكون دوائر ، كان على بطليموس أن يبني نموذجه باستخدام الدوائر وحدها. للقيام بذلك ، احتاج إلى عشرات الدوائر ، بعضها يتحرك حول دوائر أخرى ، في هيكل معقد يجعل المشاهد الحديث يشعر بالدوار. لكن يجب ألا ندع حكمنا الحديث يلقي بظلاله على إعجابنا بإنجاز بطليموس. في أيامه ، كان الكون المعقد المتمركز على الأرض منطقيًا تمامًا ، وبطريقته الخاصة ، كان جميلًا جدًا. ومع ذلك ، كما ورد أن ألفونسو العاشر ، ملك قشتالة ، قد قال بعد أن شرح له النظام البطلمي لحركات الكوكب ، "إذا كان الرب سبحانه وتعالى قد استشارني قبل الشروع في الخلق ، كان يجب أن أوصي بشيء أبسط."

حل بطليموس مشكلة شرح الحركات المرصودة للكواكب من خلال جعل كل كوكب يدور في مدار صغير يسمى فلك التدوير. ثم دار مركز فلك التدوير حول الأرض على دائرة تسمى أ محترم (الشكل 2.14). عندما يكون الكوكب في موقعه x في الشكل 2.14 على مدار فلك التدوير ، يتحرك في نفس اتجاه مركز فلك التدوير من الأرض ، ويبدو أن الكوكب يتحرك باتجاه الشرق. عندما يكون الكوكب في ذ، ومع ذلك ، فإن حركته في الاتجاه المعاكس لحركة مركز فلك التدوير حول الأرض. من خلال اختيار التركيبة الصحيحة من السرعات والمسافات ، نجح بطليموس في جعل الكوكب يتحرك غربًا بالسرعة الصحيحة والفاصل الزمني الصحيح ، وبالتالي تكرار الحركة التراجعية مع نموذجه.

ارتباط بالتعلم

استخدم محاكي النظام البطلمي من Foothill AstroSims لاستكشاف كيف أوضح نظام بطليموس من المؤجِّلات والأفلاكات الحركة الظاهرة للكواكب.

ومع ذلك ، سنرى في المدارات والجاذبية أن الكواكب ، مثل الأرض ، تسافر حول الشمس في مدارات عبارة عن أشكال بيضاوية وليست دوائر. لا يمكن تمثيل سلوكهم الفعلي بدقة من خلال مخطط الحركات الدائرية المنتظمة. لمطابقة الحركات المرصودة للكواكب ، كان على بطليموس أن يركز الدوائر المختلفة ، ليس على الأرض ، ولكن على مسافة من الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، قدم حركة دائرية منتظمة حول محور آخر يسمى نقطة إيكوانت. كل هذه الأمور معقدة إلى حد كبير مخططه.

إنه تكريم لعبقرية بطليموس كعالم رياضيات أنه تمكن من تطوير مثل هذا النظام المعقد لتفسير ملاحظات الكواكب بنجاح. It may be that Ptolemy did not intend for his cosmological model to describe reality, but merely to serve as a mathematical representation that allowed him to predict the positions of the planets at any time. Whatever his thinking, his model, with some modifications, was eventually accepted as authoritative in the Muslim world and (later) in Christian Europe.


The Inner Planets:

The four inner planets are called terrestrial planets because their surfaces are solid (and, as the name implies, somewhat similar to Earth — although the term can be misleading because each of the four has vastly different environments). They’re made up mostly of heavy metals such as iron and nickel, and have either no moons or few moons. Below are brief descriptions of each of these planets based on this information from NASA.

Mercury: Mercury is the smallest planet in our Solar System and also the closest. It rotates slowly (59 Earth days) relative to the time it takes to rotate around the sun (88 days). The planet has no moons, but has a tenuous atmosphere (exosphere) containing oxygen, sodium, hydrogen, helium and potassium. The NASA MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) spacecraft is currently orbiting the planet.

The terrestrial planets of our Solar System at approximately relative sizes. From left, Mercury, Venus, Earth and Mars. Credit: Lunar and Planetary Institute

Venus: Venus was once considered a twin planet to Earth, until astronomers discovered its surface is at a lead-melting temperature of 900 degrees Fahrenheit (480 degrees Celsius). The planet is also a slow rotator, with a 243-day long Venusian day and an orbit around the sun at 225 days. Its atmosphere is thick and contains carbon dioxide and nitrogen. The planet has no rings or moons and is currently being visited by the European Space Agency’s Venus Express spacecraft.

أرض: Earth is the only planet with life as we know it, but astronomers have found some nearly Earth-sized planets outside of our solar system in what could be habitable regions of their respective stars. It contains an atmosphere of nitrogen and oxygen, and has one moon and no rings. Many spacecraft circle our planet to provide telecommunications, weather information and other services.

Mars: Mars is a planet under intense study because it shows signs of liquid water flowing on its surface in the ancient past. Today, however, its atmosphere is a wispy mix of carbon dioxide, nitrogen and argon. It has two tiny moons (Phobos and Deimos) and no rings. A Mars day is slightly longer than 24 Earth hours and it takes the planet about 687 Earth days to circle the Sun. There’s a small fleet of orbiters and rovers at Mars right now, including the large NASA Curiosity rover that landed in 2012.

The outer planets of our Solar System at approximately relative sizes. From left, Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune. Credit: Lunar and Planetary Institute


The Science: Orbital Mechanics

Kepler&rsquos Laws of Planetary Motion

While Copernicus rightly observed that the planets revolve around the Sun, it was Kepler who correctly defined their orbits. At the age of 27, Kepler became the assistant of a wealthy astronomer, Tycho Brahe, who asked him to define the orbit of Mars. Brahe had collected a lifetime of astronomical observations, which, on his death, passed into Kepler&rsquos hands. (Brahe, who had his own Earth-centered model of the Universe, withheld the bulk of his observations from Kepler at least in part because he did not want Kepler to use them to prove Copernican theory correct.) Using these observations, Kepler found that the orbits of the planets followed three laws.

Like many philosophers of his era, Kepler had a mystical belief that the circle was the Universe&rsquos perfect shape, and that as a manifestation of Divine order, the planets&rsquo orbits must be circular. For many years, he struggled to make Brahe&rsquos observations of the motions of Mars match up with a circular orbit.

Eventually, however, Kepler noticed that an imaginary line drawn from a planet to the Sun swept out an equal area of space in equal times, regardless of where the planet was in its orbit. If you draw a triangle out from the Sun to a planet&rsquos position at one point in time and its position at a fixed time later&mdashsay, 5 hours, or 2 days&mdashthe area of that triangle is always the same, anywhere in the orbit. For all these triangles to have the same area, the planet must move more quickly when it is near the Sun, but more slowly when it is farthest from the Sun.

This discovery (which became Kepler&rsquos second law of orbital motion) led to the realization of what became Kepler&rsquos first law: that the planets move in an ellipse (a squashed circle) with the Sun at one focus point, offset from the center.

Kepler&rsquos third law shows that there is a precise mathematical relationship between a planet&rsquos distance from the Sun and the amount of time it takes revolve around the Sun. It was this law that inspired Newton, who came up with three laws of his own to explain why the planets move as they do.

Newton&rsquos Laws of Motion

If Kepler&rsquos laws define the motion of the planets, Newton&rsquos laws define motion. Thinking on Kepler&rsquos laws, Newton realized that all motion, whether it was the orbit of the Moon around the Earth or an apple falling from a tree, followed the same basic principles. &ldquoTo the same natural effects,&rdquo he wrote, &ldquowe must, as far as possible, assign the same causes.&rdquo Previous Aristotelian thinking, physicist Stephen Hawking has written, assigned different causes to different types of motion. By unifying all motion, Newton shifted the scientific perspective to a search for large, unifying patterns in nature. Newton outlined his laws in Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (&ldquoMathematical Principles of Natural Philosophy,&rdquo) published in 1687.

Law I. Every body perseveres in its state of rest, or of uniform motion in a right line, unless it is compelled to change that state by forces impressed theron.

In essence, a moving object won&rsquot change speed or direction, nor will a still object start moving, unless some outside force acts on it. The law is regularly summed up in one word: inertia.

Law II. The alteration of motion is ever proportional to the motive force impressed and is made in the direction of the right line in which that force is impressed.

Newton&rsquos second law is most recognizable in its mathematical form, the iconic equation: F=ma. The strength of the force (F) is defined by how much it changes the motion (acceleration, a) of an object with some mass (m).

Law III. To every action there is always opposed an equal reaction: or the mutual actions of two bodies upon each other are always equal, and directed to contrary parts.

As Newton himself described: &ldquoIf you press a stone with your finger, the finger is also pressed by the stone.&rdquo

الجاذبية

Within the pages of Principia, Newton also presented his law of universal gravitation as a case study of his laws of motion. All matter exerts a force, which he called gravity, that pulls all other matter towards its center. The strength of the force depends on the mass of the object: the Sun has more gravity than Earth, which in turn has more gravity than an apple. Also, the force weakens with distance. Objects far from the Sun won&rsquot be influenced by its gravity.

Newton&rsquos laws of motion and gravity explained Earth&rsquos annual journey around the Sun. Earth would move straight forward through the universe, but the Sun exerts a constant pull on our planet. This force bends Earth&rsquos path toward the Sun, pulling the planet into an elliptical (almost circular) orbit. His theories also made it possible to explain and predict the tides. The rise and fall of ocean water levels are created by the gravitational pull of the Moon as it orbits Earth.

Einstein and Relativity

The ideas outlined in Newton&rsquos laws of motion and universal gravitation stood unchallenged for nearly 220 years until Albert Einstein presented his theory of special relativity in 1905. Newton&rsquos theory depended on the assumption that mass, time, and distance are constant regardless of where you measure them.

The theory of relativity treats time, space, and mass as fluid things, defined by an observer&rsquos frame of reference. All of us moving through the universe on the Earth are in a single frame of reference, but an astronaut in a fast-moving spaceship would be in a different reference frame.

Within a single frame of reference, the laws of classical physics, including Newton&rsquos laws, hold true. But Newton&rsquos laws can&rsquot explain the differences in motion, mass, distance, and time that result when objects are observed from two very different frames of reference. To describe motion in these situations, scientists must rely on Einstein&rsquos theory of relativity.

At slow speeds and at large scales, however, the differences in time, length, and mass predicted by relativity are small enough that they appear to be constant, and Newton&rsquos laws still work. In general, few things are moving at speeds fast enough for us to notice relativity. For large, slow-moving satellites, Newton&rsquos laws still define orbits. We can still use them to launch Earth-observing satellites and predict their motion. We can use them to reach the Moon, Mars, and other places beyond Earth. For this reason, many scientists see Einstein&rsquos laws of general and special relativity not as a replacement of Newton&rsquos laws of motion and universal gravitation, but as the full culmination of his idea.


Ancient geometry: cosmological and metaphysical

The Pythagoreans used geometrical figures to illustrate their slogan that all is number—thus their “triangular numbers” ( n(n−1) /2 ), “square numbers” (n 2 ), and “altar numbers” (n 3 ), some of which are shown in the figure . This principle found a sophisticated application in Plato’s creation story, the Timaeus, which presents the smallest particles, or “elements,” of matter as regular geometrical figures. Since the ancients recognized four or five elements at most, Plato sought a small set of uniquely defined geometrical objects to serve as elementary constituents. He found them in the only three-dimensional structures whose faces are equal regular polygons that meet one another at equal solid angles: the tetrahedron, or pyramid (with 4 triangular faces) the cube (with 6 square faces) the octahedron (with 8 equilateral triangular faces) the dodecahedron (with 12 pentagonal faces) and the icosahedron (with 20 equilateral triangular faces). (يرى animation .)

The cosmology of the Timaeus had a consequence of the first importance for the development of mathematical astronomy. It guided Johannes Kepler (1571–1630) to his discovery of the laws of planetary motion. Kepler deployed the five regular Platonic solids not as indicators of the nature and number of the elements but as a model of the structure of the heavens. In 1596 he published Prodromus Dissertationum Mathematicarum Continens Mysterium Cosmographicum (“Cosmographic Mystery”), in which each of the known six planets revolved around the Sun on spheres separated by the five Platonic solids, as shown in the photograph. Although Tycho Brahe (1546–1601), the world’s greatest observational astronomer before the invention of the telescope, rejected the Copernican model of the solar system, he invited Kepler to assist him at his new observatory outside of Prague. In trying to resolve discrepancies between his original theory and Brahe’s observations, Kepler made the capital discovery that the planets move in ellipses around the Sun as a focus.


The History of How We Discovered All the Planets in the Solar System

Satellites such as the Kepler have been working overtime to uncover hundreds of new planets in our galaxy. But how did we first discover the planets in our local volume of space? Here are the stories of how astronomers living hundreds of years ago discovered each planet in our solar system.

Photo of the 18th Century Jantar Mantar observatory in Jaipur, India, by Norman Koren .

The innermost planet in our solar system, Mercury orbits our sun between just under 70 million and 46 million kilometers. Ancient astronomers knew of the planet's speed around the sun: Assyrian astronomers associated it with gods such as Nabu, the scribe and messenger to the gods, while the Greeks named the body Mercury, the messenger of the gods. The association is apt: the planet has a short year of 88 days in all.

In 1631, astronomer Pierre Gassendi first observed Mercury making a transit across the sun, and just a couple of years later, another astronomer, Giovanni Zupi discovered phases, indicating that the planet orbited the sun. Other astronomers followed, making incremental discoveries along the way: Italian Astronomer Giovanni Schiaparelli observed the planet, and concluded that Mercury was tidally locked with the sun.

More discoveries came during the modern era of space exploration: much more about the planet has been found recently. Soviet scientists first used radar to study the planet in the early 1960s, while scientists at Puerto Rico's Arecibo Observatory Radio Telescope discovered that the planet in fact rotated once every 59 days, rather than 88 as previously thought. In 1974, Mariner 10 first visits the planet, making several passes, mapping the surface, and in 2008, the MESSENGER satellite marked a return to the planet, where it's currently in orbit.

The second planet in the solar system, Venus is the brightest of the planets as observed Earth. As a result, it's been studied since ancient times, with the first records coming from the Babylonians, who named the planet Ishtar. The Romans viewed Venus as the goddess of beauty, while the Mayans believed that the planet was the brother of the Sun. In 1610, Galileo Galilei observed phases of Venus, confirming that the planet did indeed orbit the sun. Due to the planet's thick atmosphere, observation of the surface wasn't possible until the 1960s, but many believed that Venus harbored life, due to the planet's similar size to Earth.

In 1958, radar imagery found that the planet's surface was hot – inhospitably so. Mankind was about to get a closer look. The first attempt, the Soviet Union's Venera 1, launched in 1961, failed, but Mariner 2, launched by the United States, succeeded in a flyby confirming the planet's temperature and that it lacked a magnetic field. A new Soviet mission, Venera 4, successfully reached Venus and sent back information about its atmosphere before it burned up during entry. Several additional probe followed: Mariner 5, Venera 5 and 6, before Venera 7 successfully landed, becoming the first manmade object to land on another planet while Venera 8, landed two years later. Both were destroyed by the planet's heat and pressure, but the Soviet Union continued to send probes: 9 through 12 took pictures and gathered information on the planet's geology. NASA also continued to send probes: Pioneer 12 orbited the planet for 14 years, mapping the surface, while Pioneer 13 sent several probes down to the surface.

Earth has been continually observed by humanity as long as we've been around. But, while we knew we stood on solid ground, the true nature of our home took a little while longer to figure out. For many centuries, humanity believed that Earth wasn't an object such as those that they observed above them: everything was thought to revolve around us. As early as Aristotle, philosophers had determined that Earth was spherical by observing its shadow against the Moon.

Mikołaj Kopernik – known as Nicholas Copernicus posited a Heliocentric view of the solar system as early as 1514. Titled De revolutionibus orbium coelestium (On the Revolutions of the Heavenly Spheres), the book was first published in 1543, challenged the conventional wisdom of the day. The theory was controversial, but was followed up by Johannes Kepler with his three volume work, Epitome astronomiae Copernicanae (Epitome of Copernican Astronomy). Kepler had devised three laws of planetary motion: "Planets move around the Sun in ellipses, with the Sun at one focus", "the line connecting the Sun to a planet sweeps equal areas in equal times" and "the square of the orbital period of a planet is proportional to the cube (3rd power) of the mean distance from the Sun in (or in other words—of the "semi-major axis" of the ellipse, half the sum of smallest and greatest distance from the Sun)". These laws helped define the motion of the planets and allowed us the first real idea that our solar system was vastly different than previously thought. Kepler's theories weren't popular at first, but eventually caught on in Europe. At the same time that Copernicus was publishing his views, Ferdinand Magellan's expedition was able to circumnavigate the globe in 1519.

However, it wasn't until October 24th, 1946 when we first got a look at our home world when the first picture of Earth was taken from a modified V-2 Rocket fired from the White Sands Missile Range in New Mexico.

The blood-red fourth planet of our solar system has long been associated with the Roman God of war, bearing the same name: Mars. Where many people thought that Venus might very well enjoy an earth-like atmosphere, there were similar thoughts about Mars. Most notoriously, astronomer Giovanni Schiaparelli examined the planet through a telescope in 1877, describing a number of features, which he described as Canali. The mistranslated word was understood to mean that he had discovered Canals on Mars, and by extension, people assumed that they were artificial. Twenty years later, another astronomer, Camille Flammarion, further identified the features as artificial, and the general public generally assumed that the planet could support life. Undoubtedly, the public's perception led to the rise of a number of Mars-oriented SF novels, such as The War of the Worlds, by H.G. Wells, and Edgar Rice Burrough's John Carter series.

Advances in telescopic technology that came later allowed for new observations of the planet. Astronomers were able to measure the temperature of the planet, determine its atmospheric content and it's mass. Throughout the 1960s, the Soviet Union attempted to send eight probes towards Mars, each resulting in failure, although several additional orbiters that followed in the 1970s were successful in orbiting the planet. NASA would have poor luck with the Mariner 3 mission, but Mariner 4, launched in 1964, successfully flew by the planet, taking readings as it did so, revealing a dead world. Mariner 9 would later orbit the planet, further adding to our knowledge of the planet. Where those missions were the scouts, the Viking missions represented the initial invasion: On July 20th, 1976, the probe touched down on the planet for an unprecedented mission that would last for until 1982. Viking 2 followed shortly thereafter, landing in September 1976, remaining in operation until 1980.

Despite the mission's success, it wasn't until 1997 that the Mars Pathfinder mission successfully landed on Mars, the first mobile rover to be landed on a planetary body. A follow up mission, the Mars Climate Orbiter, failed due to human error, and several additional Mars Probes failed as well. It wasn't until 2004 when NASA launched the Mars Exploration Rover Mission with the Spirit and Opportunity rovers that a successful landing was made. The rovers outdid everyone's expectations, and it wasn't until 2011 that their missions were closed down. In 2012, NASA successfully landed the Curiosity Rover, which landed on August 6th, 2012, where it has begun to perform its duties.

The largest planet in our solar system, Jupiter has long been watched since ancient times. It helped guide the Chinese 12 year cycle, and the planet was named for the king of the Roman gods. It also provided a big target for early astronomers. Galileo was the first to observe Jupiter's four major moons, now known as the Galilean Moons: Io, Europa, Ganymede and Callisto, named for Zeus's lovers. Astronomer Robert Hooke first discovered a major storm system on the gas planet, and it was confirmed by Giovanni Cassini in 1665, believed to be the first sightings of Jupiter's Great Red Spot, which was later formally recorded in 1831. Without an underlying land mass, the storms of Jupiter are free to rage on, and the feature has remained on the planet since. Astronomers Giovanni Borelli and Cassini, using orbital tables and mathematics, discovered something odd: Jupiter, when in opposition to Earth, appeared to be seventeen minutes behind their calculations, lending the indications that light was not an instantaneous phenomenon.

As observations advanced in the 1900s, other discoveries were made: While using a radio telescope to study the Crab Nebula between 1954 and 1955, astronomer Bernard Berke was hampered by interference from one part of the sky, and eventually found that Jupiter was emitting the waves as part of the planet's radiation. In 1973, the Pioneer missions became the first probes to fly past the planet, taking a number of close-up pictures. In 1977, two space probe missions were launched from Earth: Voyagers 1 and 2, designed to explore the outer planets of the Solar system. They first reached Jupiter two years later: Voyager 1 arrived in March 1979, and Voyager 2 arrived on July 1979. Both uncovered a wealth of new information about the planet and its moons before they left, uncovering a small ring system and a number of additional moons. Other robotic missions have since followed: the Ulysses mission arrived in 1992, the Galileo probes orbited the planet in 1995, Cassini flew past in 2000, and New Horizons passed by in 2007. In 1994, scientists observed an astonishing event: a planetary impact, when the Shoemaker-Levy comet crashed into the Jupiter's southern horizon, leaving enormous impact scars in the planet's atmosphere. Currently, there are efforts underway to examine Jupiter's moons, thought to be the next best candidates for life.

Our system's sixth planet from the Sun is possibly one of the most striking, and is the last classically recognized planet: the Romans named the planet for their God of Agriculture. However, it wasn't until Galileo turned his attention to the planet in 1610 before the planet's dominant feature was uncovered when. While he studied the planet's features, he believed heɽ uncovered several orbiting moons. However, it wasn't until 1655, when Christiaan Huygens, with a more powerful telescope, discovered that the feature was actually a ring that encircled the entire planet. Shortly thereafter, he uncovered the Saturn's first moon, Titan. During his own observations, Giovanni Cassini, in 1671, uncovered four additional moons: Iapetus, Rhea, Tethys and Dione and a gap in the planet's rings, leading him to believe that the ringswere made up of smaller particles. In 1789, German astronomer William Herschel noted two additional moons: Mimas and Enceladus, and over the next hundred years, two other satellites were found: Hyperion, in 1848, and Phoebe, in 1899.

As NASA began to explore the outer planets, Saturn would first be visited by the Pioneer 11 mission in September 1979, taking a number of pictures. The twin Voyager probes would come next, in 1980 and 1981, taking high resolution pictures. The planet became a divergent point for the pair: Voyager 1 used Saturn to arc out of the Solar System, while Voyager 2 was directed to Uranus. The planet wouldn't be visited again until 2004 with the Cassini mission, which orbited the planet and studied its moons, where it remains today.

The seventh planet, Uranus, is hard to detect without the aid of a telescope, and thus, the planet doesn't have the same long history as its other neighbors. Watching the skies in December 1690, astronomer John Flamsteed first noted the planet, but identified it as a star, which he named 34 Tauri. It wasn't until March 13th, 1781 that Herschel first believed that the star that he was studying was a comet. It wasn't until he began to study the object's orbit when he found that it was nearly circular, leading him to believe that it was in fact a planet. Herschel named the planet Georgium Sidus, in honor of King George III, but the eventually the planet was named Uranus, after Chronos. It's discovery was sensational, the furthest known object in the solar system. In the 19th century, astronomers noted something odd about the planet's orbit: it didn't quite follow mathematical theories, and it deviated from its course. It was clearly being influenced by something further out in the Solar system.

The planet's most unusual feature is its orientation: rather than rotating like the other planets in the system, Uranus rotates on its side, with its rings and moons orbiting in bulls-eye pattern. The underlying reasons for this are unknown, and have at times been attributed to a planetary collision. However, in 2009, members of the Paris Observatory theorized that a moon in the planetary disk, formed while the planet was in its infant stages, could have made the planet wobble. In 1986, the Voyager 2 probe passed by Uranus, examining the planet's atmosphere and discovering a number of additional moons and the planet's ring system. It was the first and only probe to reach the planet, and at this point, no further missions are planned.


The Planets in our Solar System:

Having covered the basics of definition and classification, let’s get talking about those celestial bodies in our Solar System that are still classified as planets (sorry Pluto!). Here is a brief look at the eight planets in our Solar System. Included are quick facts and links so you can find out more about each planet.

Mercury:
Mercury is the closest planet to our Sun, at just 58 million km (36 million miles) or 0.39 Astronomical Unit (AU) out. But despite its reputation for being sun-baked and molten, it is ليس the hottest planet in our Solar System (scroll down to find out who that dubious honor goes go!)

Mercury, as imaged by the MESSENGER spacecraft, revealing parts of the never seen by human eyes. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Mercury is also the smallest planet in our Solar System, and is also smaller than its largest moon (Ganymede, which orbits Jupiter). And being equivalent in size to 0.38 Earths, it is just slightly larger than the Earth’s own Moon. But this may have something to do with its incredible density, being composed primarily of rock and iron ore. Here are the planetary facts:

  • Diameter: 4,879 km (3,032 miles)
  • Mass: 3.3011 x 10 23 kg ( 0.055 Earths)
  • Length of Year (Orbit): 87.97 Earth days
  • Length of Day: 59 Earth days.
  • Mercury is a rocky planet, one of the four “terrestrial planets” in our Solar System. Mercury has a solid, cratered surface, and looks much like Earth’s moon.
  • If you weigh 45 kg (100 pounds) on Earth, you would weigh 17 kg (38 pounds) on Mercury.
  • Mercury does not have any moons.
  • Temperatures on Mercury range between -173 to 427 degrees Celcius (-279 to 801 degrees Fahrenheit)
  • Just two spacecraft have visited Mercury: Mariner 10 in 1974-75 and MESSENGER, which flew past Mercury three times before going into orbit around Mercury in 2011 and ended its mission by impacting the surface of Mercury on April 30, 2015. MESSENGER has changed our understanding of this planet, and scientists are still studying the data.
  • Find more details about Mercury at this article on Universe Today, and this page from NASA.

Venus:
Venus is the second closest planet to our Sun, orbiting at an average distance of 108 million km (67 million miles) or 0.72 AU. Venus is often called Earth’s “sister planet,” as it is just a little smaller than Earth. Venus is 81.5% as massive as Earth, and has 90% of its surface area and 86.6% of its volume. The surface gravity, which is 8.87 m/s², is equivalent to 0.904 g – roughly 90% of the Earth standard.

A radar view of Venus taken by the Magellan spacecraft, with some gaps filled in by the Pioneer Venus orbiter. Credit: NASA/JPL

And due to its thick atmosphere and proximity to the Sun, it is the Solar Systems hottest planet, with temperatures reaching up to a scorching 735 K (462 °C). To put that in perspective, that’s over four and a half times the amount of heat needed to evaporate water, and about twice as much needed to turn tin into molten metal ( 231.9 °C )!

  • Diameter: 7,521 miles (12,104 km)
  • Mass: 4.867 x 10 24 kg (0.815 Earth mass)
  • Length of Year (Orbit): 225 days
  • Length of day: 243 Earth days
  • Surface temperature: 462 degrees C (864 degrees F)
  • Venus’ thick and toxic atmosphere is made up mostly of carbon dioxide (CO2) and nitrogen (N2), with clouds of sulfuric acid (H2SO4) droplets.
  • Venus has no moons.
  • Venus spins backwards (retrograde rotation), compared to the other planets. This means that the sun rises in the west and sets in the east on Venus.
  • If you weigh 45 kg (100 pounds) on Earth, you would weigh 41 kg (91 pounds) on Venus.
  • Venus is also known and the “morning star” or “evening star” because it is often brighter than any other object in the sky and is usually seen either at dawn or at dusk. Since it is so bright, it has often been mistaken for a UFO!
  • More than 40 spacecraft have explored Venus. The Magellan mission in the early 1990s mapped 98 percent of the planet’s surface. Find out more about all the missions here.
  • Find out more about Venus on this article from Universe Today, and this page from NASA.

أرض:
Our home, and the only planet in our Solar System (that we know of) that actively supports life. Our planet is the third from the our Sun, orbiting it at an average distance of 150 million km (93 million miles) from the Sun, or one AU. Given the fact that Earth is where we originated, and has all the necessary prerequisites for supporting life, it should come as no surprise that it is the metric on which all others planets are judged.

Earth, pictured by the crew of the Apollo 17 mission. Credit: NASA

Whether it is gravity (g), distance (measured in AUs), diameter, mass, density or volume, the units are either expressed in terms of Earth’s own values (with Earth having a value of 1) or in terms of equivalencies – i.e. 0.89 times the size of Earth. Here’s a rundown of the kinds of

  • Diameter: 12,760 km (7,926 miles)
  • Mass: 5.97 x 10 24 kg
  • Length of Year (Orbit): 365 days
  • Length of day: 24 hours (more precisely, 23 hours, 56 minutes and 4 seconds.)
  • Surface temperature: Average is about 14 C, (57 F), with ranges from -88 to 58 (min/max) C (-126 to 136 F).
  • Earth is another terrestrial planet with an ever-changing surface, and 70 percent of the Earth’s surface is covered in oceans.
  • Earth has one moon.
  • Earth’s atmosphere is 78% nitrogen, 21% oxygen, and 1% various other gases.
  • Earth is the only world known to harbor life.
  • Find out more about Earth at a series of articles found here on Universe Today, and on this webpage from NASA.

Mars:
Mars is the fourth planet from the sun at a distance of about 228 million km (142 million miles) or 1.52 AU. It is also known as “the Red Planet” because of its reddish hue, which is due to the prevalence of iron oxide on its surface. In many ways, Mars is similar to Earth, which can be seen from its similar rotational period and tilt, which in turn produce seasonal cycles that are comparable to our own.

Global image of the planet Mars. Credit: NASA

The same holds true for surface features. Like Earth, Mars has many familiar surface features, which include volcanoes, valleys, deserts, and polar ice caps. But beyond these, Mars and Earth have little in common. The Martian atmosphere is too thin and the planet too far from our Sun to sustain warm temperatures, which average 210 K (-63 ºC) and fluctuate considerably.

  • Diameter: 6,787 km, (4,217 miles)
  • Mass: 6.4171 x 10 23 kg ( 0.107 Earths)
  • Length of Year (Orbit): 687 Earth days.
  • Length of day: 24 hours 37 minutes.
  • Surface temperature: Average is about -55 C (-67 F), with ranges of -153 to +20 °C (-225 to +70 °F)
  • Mars is the fourth terrestrial planet in our Solar System. Its rocky surface has been altered by volcanoes, impacts, and atmospheric effects such as dust storms.
  • Mars has a thin atmosphere made up mostly of carbon dioxide (CO2), nitrogen (N2) and argon (Ar).If you weigh 45 kg (100 pounds) on Earth, you would weigh 17 kg (38 pounds) on Mars.
  • Mars has two small moons, Phobos and Deimos.
  • Mars is known as the Red Planet because iron minerals in the Martian soil oxidize, or rust, causing the soil to look red.
  • More than 40 spacecraft have been launched to Mars. You can find out more about missions to Mars here.Find out more about Mars at this series of articles on Universe Today, and at this NASA webpage.

Jupiter:
Jupiter is the fifth planet from the Sun, at a distance of about 778 million km (484 million miles) or 5.2 AU. Jupiter is also the most massive planet in our Solar System, being 317 times the mass of Earth, and two and half times larger than all the other planets combined. It is a gas giant, meaning that it is primarily composed of hydrogen and helium, with swirling clouds and other trace gases.

Io and Jupiter as seen by New Horizons during its 2008 flyby. (Credit: NASA/Johns Hopkins University APL/SWRI).

Jupiter’s atmosphere is the most intense in the Solar System. In fact, the combination of incredibly high pressure and coriolis forces produces the most violent storms ever witnessed. Wind speeds of 100 m/s (360 km/h) are common and can reach as high as 620 km/h (385 mph). In addition, Jupiter experiences auroras that are both more intense than Earth’s, and which never stop.

  • Diameter: 428,400 km (88,730 miles)
  • Mass: 1.8986 × 10 27 kg ( 317.8 Earths)
  • Length of Year (Orbit): 11.9 Earth years
  • Length of day: 9.8 Earth hours
  • Temperature: -148 C, (-234 F)
  • Jupiter has 67 known moons, with an additional 17 moons awaiting confirmation of their discovery – for a total of 67 moons. Jupiter is almost like a mini solar system!
  • Jupiter has a faint ring system, discovered in 1979 by the Voyager 1 mission.
  • If you weigh 45 kg (100 pounds) on Earth, you would weigh 115 kg (253) pounds on Jupiter.
  • Jupiter’s Great Red Spot is a gigantic storm (bigger than Earth) that has been raging for hundreds of years. However, it appears to be shrinking in recent years.
  • Many missions have visited Jupiter and its system of moons, with the latest being the Juno mission will arrive at Jupiter in 2016. You can find out more about missions to Jupiter here.
  • Find out more about Jupiter at this series of articles on Universe Today and on this webpage from NASA.

Saturn:
Saturn is the sixth planet from the Sun at a distance of about 1.4 billion km (886 million miles) or 9.5 AU. Like Jupiter, it is a gas giant, with layers of gaseous material surrounding a solid core. Saturn is most famous and most easily recognized for its spectacular ring system, which is made of seven rings with several gaps and divisions between them.

  • Diameter: 120,500 km (74,900 miles)
  • Mass: 5.6836 x 10 26 k g ( 95.159 Earths )
  • Length of Year (Orbit): 29.5 Earth years
  • Length of day: 10.7 Earth hours
  • Temperature: -178 C (-288 F)
  • Saturn’s atmosphere is made up mostly of hydrogen (H2) and helium (He).
  • If you weigh 45 kg (100 pounds) on Earth, you would weigh about 48 kg (107 pounds) on Saturn
  • Saturn has 53 known moons with an additional 9 moons awaiting confirmation.
  • Five missions have gone to Saturn. Since 2004, Cassini has been exploring Saturn, its moons and rings. You can out more about missions to Saturn here.
  • Find out more about Saturn at this series of articles on Universe Today and at this webpage from NASA.

Uranus:
Uranus is the seventh planet from the sun at a distance of about 2.9 billion km (1.8 billion miles) or 19.19 AU. Though it is classified as a “gas giant”, it is often referred to as an “ice giant” as well, owing to the presence of ammonia, methane, water and hydrocarbons in ice form. The presence of methane ice is also what gives it its bluish appearance.

Uranus is also the coldest planet in our Solar System, making the term “ice” seem very appropriate! What’s more, its system of moons experience a very odd seasonal cycle, owing to the fact that they orbit Neptune’s equator, and Neptune orbits with its north pole facing directly towards the Sun. This causes all of its moons to experience 42 year periods of day and night.

  • Diameter: 51,120 km (31,763 miles)
  • Mass:
  • Length of Year (Orbit): 84 Earth years
  • Length of day: 18 Earth hours
  • Temperature: -216 C (-357 F)
  • Most of the planet’s mass is made up of a hot dense fluid of “icy” materials – water (H2O), methane (CH4). and ammonia (NH3) – above a small rocky core.
  • Uranus has an atmosphere which is mostly made up of hydrogen (H2) and helium (He), with a small amount of methane (CH4). The methane gives Uranus a blue-green tint.
  • If you weigh 45 kg (100 pounds) on Earth, you would weigh 41 kg (91 pounds) on Uranus.
  • Uranus has 27 moons.
  • Uranus has faint rings the inner rings are narrow and dark and the outer rings are brightly colored.
  • Voyager 2 is the only spacecraft to have visited Uranus. Find out more about this mission here.
  • You can find out more about Uranus at this series of articles on Universe Today and this webpage from NASA.

Neptune:
Neptune is the eighth and farthest planet from the Sun, at a distance of about 4.5 billion km (2.8 billion miles) or 30.07 AU. Like Jupiter, Saturn and Uranus, it is technically a gas giant, though it is more properly classified as an “ice giant” with Uranus.

Neptune photographed by the Voyager 2 space probe. Credit: NASA/JPL

Due to its extreme distance from our Sun, Neptune cannot be seen with the naked eye, and only one mission has ever flown close enough to get detailed images of it. Nevertheless, what we know about it indicates that it is similar in many respects to Uranus, consisting of gases, ices, methane ice (which gives its color), and has a series of moons and faint rings.

  • Diameter: 49,530 km (30,775 miles)
  • Mass: 1.0243 x 10 26 kg ( 17 Earths)
  • Length of Year (Orbit): 165 Earth years
  • Length of day: 16 Earth hours
  • Temperature: -214 C (-353 F)
  • Neptune is mostly made of a very thick, very hot combination of water (H2O), ammonia (NH3), and methane (CH4) over a possible heavier, approximately Earth-sized, solid core.
  • Neptune’s atmosphere is made up mostly of hydrogen (H2), helium (He) and methane (CH4).
  • Neptune has 13 confirmed moons and 1 more awaiting official confirmation.
  • Neptune has six rings.
  • If you weigh 45 kg (100 pounds) on Earth, you would weigh 52 kg (114 pounds) on Neptune.
    Neptune was the first planet to be predicted to exist by using math.
  • Voyager 2 is the only spacecraft to have visited Neptune. You can find out more about this mission here.
  • Find out more about Neptune at this series of articles on Universe Today and this NASA webpage. We have written many articles about the planets for Universe Today. Here are some facts about planets, and here’s an article about the names of the planets.If you’d like more info on the Solar System planets, dwarf planets, asteroids and more, check out NASA’s Solar System exploration page, and here’s a link to NASA’s Solar System Simulator.We’ve also recorded a series of episodes of Astronomy Cast about every planet in the Solar System. Start here, Episode 49: Mercury.Venus is the second planet from the Sun, and it is the hottest planet in the Solar System due to its thick, toxic atmosphere which has been described as having a “runaway greenhouse effect” on the planet.

Now you know! And if you find yourself unable to remember all the planets in their proper order, just repeat the words, “My Very Educated Mother Just Served Us Noodles.” Of course, the Pie, Ham, Muffins and Eggs are optional, as are any additional courses that might be added in the coming years!

We have many great articles on the Solar System and the planets here at Universe Today. Here is a rundown of the Inner Planets, the Outer Planets, a description of Terrestrial Planets, the Dwarf Planets, and Why Pluto is no Longer a Planet?.