Yer ve gökyüzü doğal dünyamızın temel parçalarıdır. Bu derste bu kavramlar astronomi ve yer bilimi perspektiflerinden incelenecek ve bunların birbirleriyle nasıl etkileşime girdiği ve birbirini nasıl etkilediği açıklanacaktır. Dünya ve gökyüzü ayrı alanlar gibi görünse de, bunlar çevreyi, iklimi ve Dünya üzerindeki yaşamı etkileyen birçok açıdan birbirine bağlıdır.
Gezegenimiz Dünya, Güneş Sistemindeki sekiz gezegenden biridir ve Güneş'in etrafında her 365,25 günde bir tur atar. Dünyanın ekseni Güneş etrafındaki yörüngesine göre yaklaşık 23,5 derecelik bir açıyla eğiktir. Bu eğim, Dünya Güneş'in etrafında dönerken mevsimlerin değişmesinden sorumludur. Güneş'e doğru eğik olan yarımkürede daha sıcak sıcaklıklar ve daha uzun günler yaşanır, bu da yaz mevsimini işaret ederken, karşı yarımkürede kış yaşanır.
Dünyanın atmosferi, gezegeni çevreleyen, onu Güneş'ten gelen zararlı radyasyondan koruyan ve sıcaklığın düzenlenmesine yardımcı olan bir gaz tabakasıdır. Atmosfer esas olarak nitrojen (%78) ve oksijenden (%21) ve az miktarda argon ve karbondioksit gibi diğer gazlardan oluşur. Atmosfer, en alçaktan en yükseğe doğru çeşitli katmanlara bölünmüştür: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer ve ekzosfer. Stratosferdeki ultraviyole güneş ışınımını emen ve dağıtan ozon tabakası gibi her katmanın kendine has özellikleri ve işlevleri vardır.
Gökyüzü, gezegenin yüzeyinden görülen Dünya'nın atmosferidir. Yukarıya baktığımızda güneş ışığının atmosfer tarafından saçılmasından dolayı gündüzleri mavi gökyüzünü görürüz. Bu saçılma, ışığın daha kısa dalga boylarında (mavi), daha uzun dalga boylarına (kırmızı) göre daha etkilidir. Gün doğumu ve gün batımında ışığın Dünya atmosferinin büyük bir kısmından geçmesi gerekir, bu da mavi ışığın çoğunun dağılmasına ve gökyüzünün kırmızı veya turuncu görünmesine neden olur.
Geceleri, Dünya'nın üzerinde bulunduğunuz kısmı Güneş'ten uzak olduğunda yıldızları, gezegenleri ve Ay'ı görebilirsiniz. Yıldızlar ışık yayan devasa uzak güneşlerdir; Venüs ve Mars gibi gezegenler ise Dünya'ya daha yakın olup güneş ışığını yansıtarak parlarlar. Yıldızların gökyüzünde oluşturduğu desenler, insanlık tarihi boyunca yön bulma ve hikaye anlatma amacıyla kullanılan takımyıldızlar olarak biliniyor.
Dünyanın tek doğal uydusu olan Ay, Dünya ve Güneş'e göre konumuna bağlı olarak farklı evrelerden geçer. Bu aşamalar arasında Dünya ile Güneş arasında hizalandığı Yeni Ay; Dolunay, Dünya'nın Ay ile Güneş arasında olduğu zaman; ve Ay'ın yarısının aydınlandığını gördüğümüz ilk ve son dördün. Aşamaların döngüsü her 29,5 günde bir tekrarlanır.
Dünya Güneş'in etrafında dönerken gece gökyüzünde görülebilen takımyıldızlar değişir. Bunun nedeni, Dünya'nın gece tarafının yılın farklı zamanlarında uzayın farklı bölgelerine bakmasıdır. Ayrıca Güneş'in gökyüzündeki konumu yıl boyunca değişir ve yaz gündönümünde en yüksek noktasına, kış gündönümünde ise en düşük noktasına ulaşır.
Tutulma Dünya, Ay ve Güneş aynı hizaya geldiğinde meydana gelir. Güneş tutulması sırasında Ay, Dünya ile Güneş'in arasından geçerek Dünya'nın üzerine gölge düşürüyor ve bazı bölgelerde Güneş'in ışığını geçici olarak engelliyor. Ay tutulması sırasında Dünya, Güneş ile Ay arasındadır ve Dünya'nın gölgesi Ay'ın üzerine düşer. Güneş tutulmaları yalnızca Yeni Ay sırasında meydana gelebilirken, Ay tutulmaları Dolunay sırasında meydana gelebilir.
Aşırı yapay ışığın neden olduğu ışık kirliliği, gece gökyüzünde yıldızların görünürlüğünü önemli ölçüde azaltabilir. Bu, özellikle yapay aydınlatmanın yoğunluğunun en parlak yıldızlar ve gezegenler dışında hepsini gözlemlemeyi zorlaştırdığı kentsel alanlarda fark edilir.
Dünya ve gökyüzü yakından iç içe geçmiş durumda ve bize daha geniş evrene ve onun içindeki yerimize açılan bir pencere sunuyor. Dünya atmosferinin temellerini ve uzaydaki hareketini anlamaktan yıldızları, gezegenleri ve gökyüzündeki Ay'ı gözlemlemeye kadar her zaman keşfedilecek yeni bir şeyler vardır. Işık kirliliği gece gökyüzünü gözlemlemeyi daha da zorlaştırsa da, evrenin harikalarının çıplak gözle görülebildiği, bize yaşadığımız dünyanın güzelliğini ve karmaşıklığını hatırlatan birçok yer ve zaman hâlâ mevcut.
