Лекции по астрономии

Введение в астрономию
-Что изучает астрономия
-Современные представления о Вселенной
-Методы изучения астрономии
Лекция 1
При составлении презентации были использованы материалы сайта
multiurok.ru, страница Жернаковой Ирины Михайловны, учителя физики
МБОУ«СШ №2 г. Евпатория Республики Крым»

Астрономия –
одна из древнейших
и самых увлекательных наук

наука, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем
(от двух греческих слов:
астрон - светило, звезда и номос - закон)
Астрономия -

Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:
Забота о своей судьбе, породившая астрологию.
Потребность счета времени, ведение календаря.
Ориентация на местности, находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям.
Любознательность - разобраться в происходящих явлениях.

Первые попытки объяснить таинственные небесные явления были предприняты в Древнем Египте
более 4000 лет назад
и в Древней Греции
еще до начала нашей эры.
Египетские жрецы
составили первые карты
звездного неба,
дали названия планетам.

Великий древнегреческий философ и математик
Пифагор в VI в. до н. э. выдвинул идею, что Земля имеет форму шара и «висит» в пространстве,
ни на что не опираясь.
Астроном Гиппарх
во II в. до н. э.
определил расстояние
от Земли до Луны и
открыл явление
прецессии оси
обращения Земли.

Современная астрономия связана с отказом
от геоцентрической системы мира и заменой ее гелиоцентрической системой
(Н. Коперник, сер. XVI в.),
с началом телескопических
исследований небесных тел
(Г. Галилей, нач. XVII в.)
и открытием закона
всемирного тяготения
(И. Ньютон, кон. XVII в.).

Один из телескопов
Яна Гевелия
(1611—1687) -
польский астроном,
конструктор телескопов,
градоначальник Гданьска
Длина телескопа
49 м
Для обслуживания
телескопа Ян Гевелий
нанимал команду матросов,
которая с помощью канатов
и блоков его перемещала…

Велика заслуга немецкого астронома Иоганна Кеплера
(1571-1630 гг.),
открывшего
кинематические
законы
движения
планет.

Этапы развития астрономии
I. Античный мир (до н. э.)
II. Дотелескопический (наша эра до 1610г.)
III. Телескопический (1610-1814г.г.)
IV. Спектроскопия (1814-1900г.г.)
V. Современный (1900 - настоящее время)
Современная астрономия тесно связана с математикой и физикой, с биологией и химией, с географией, геологией и с космонавтикой.

Астрометрия - раздел астрономии, изучающий положение и движение небесных тел и их систем
Небесная механика - раздел астрономии, изучающий законы движения небесных тел
Космология изучает строение и эволюцию Вселенной как единого целого
Астрофизика - раздел астрономии, изучающий природу космических тел: их строение, химический состав, физические свойства
Космогония изучает происхождение и развитие космических тел и их систем

Мы живем на планете Земля -
одной из планет Солнечной системы.

Давайте «выдадим паспорт» Солнечной системе!
Вспомните,
что Вам известно
о Солнечной системе…

В центре -
звезда Солнце, а все прочие космические объекты системы под действием гравитации вращаются вокруг нее.
Планетарная система
Земля находится в Солнечной системе

Галактика
- это связанная гравитацией система из звезд с их планетарными системами, межзвездного газа и пыли.
Все объекты в галактике
движутся вокруг
общего центра масс.
Солнечная система
входит в состав
галактики
Млечный Путь.

Млечный Путь (наша Галактика или просто Галактика) относится к спиральным галактикам с перемычкой
Солнечная система в рукаве Ориона.

Скопление галактик
Три крупные галактики
(Млечный путь,
Андромеда и
Треугольник)
и более полусотни соседних карликовых галактик
составляют
Местную группу галактик.
Галактики тоже связаны гравитацией.

Галактика Андромеда
(1 триллион звёзд, что в 2,5-5 раз больше Млечного Пути)
Галактика Треугольника (в 5-10 раз меньше Млечного Пути по массе. По диаметру в 2 раза меньше Млечного Пути и в 4 раза меньше галактики Андромеды)

Местное сверхскопление галактик (Сверхскопление Девы)
Если сгруппировать скопления галактик, то получатся сверхскопления галактик!
Сверхскопление Девы
является лишь одним из миллионов сверхскоплений во всей Вселенной.
Всего в состав Местного сверхскопления входят как минимум 100 групп и
скоплений галактик
(с доминирующим скоплением Девы в центре)
и около 30 тысяч галактик;
его масса по порядку величины 10¹⁵ масс Солнца (2·10⁴⁵ кг).

Скопление Девы
состоит не менее чем из 1300
(скорее всего, около2000)
галактик.

Сверхскопление Девы притягивается к гравитационной аномалии под названием Великий аттрактор, которая расположена рядом со скоплением Наугольника.
Великий аттрактор (Великий центр притяжения, от англ. attract –
«привлекать,
притягивать,
пленять») –
гравитационная
аномалия,
расположенная
в межгалактическом
пространстве
около 250 млн св.лет
от Земли
в созвездии Наугольник.

Ланиакея (по-гавайски - «необъятные небеса») - сверхскопление галактик
в котором, в частности,
содержатся
Сверхскопление
Девы и
Великий аттрактор,
в котором расположен
центр тяжести
Ланиакеи.

Комплекс
сверхскоплений
Рыб-Кита -
скопление
сверхскоплений галактик, или гиперскопление.
Ланиакея - часть комплекса сверхскоплений
Рыб-Кита.

Галактическая нить - самое крупное структурное понятие
во Вселенной.
Нить Волосы Вероники,
Нить Персея-Пегаса,
Нить Большой Медведицы,
Нить Рыси-Большой Медведицы,
Великая стена CfA2 (Великая Северная Стена),
Стена Скульптора (Великая Южная Стена),
Великая стена Слоуна,
Великая стена Геркулес-Северная Корона,
Стена Журавль,
Стена Печь.
Определены и найдены следующие галактические нити:

Нить Персея-Пегаса!
Ланиакея (в центре и слева) и сверхскопление Персея-Рыб (справа и снизу)
А какая же из них -
«родная» нам?
Она образуется из двух сверхскоплений галактик: нашего сверхскопления
Рыб-Кита и
соседнего Персея-Рыб.

Галактическая Нить Персея-Пегаса,
комплекс сверхскоплений Рыб-Кита,
Ланиакея,
сверхскопление Девы,
Местная группа галактик,
галактика Млечный Путь,
рукав Ориона,
Солнечная система!
«Космический адрес» Солнечной системы
во Вселенной:

Для своих расчётов астрономы используют особые единицы измерения
Оно и понятно, ведь если бы космические расстояния измерялись километрами, то от количества нулей рябило бы в глазах.
Поэтому для измерения космических расстояний принято использовать гораздо большие величины…

Астрономическая единица примерно равна среднему расстоянию от Земли до Солнца.
Почему "примерно" и "среднему"? Потому что Земля движется вокруг Солнца не по правильной круговой орбите - в крайних точках расстояние от Земли до Солнца меняется от 147,5 до 152,5 миллионов километров.
1 а.е. = 149 597 870 700 м = 149 597 870,7 км ≈ 150•10⁶ км

Один световой год равен расстоянию, которое проходит свет за один год.
1 св. год = 9 460 730 472 580 800 м =
= 9 460 730 472 580,8 км ≈
≈ 9,47•10¹² км
1 св. год = 63 241,077 а. е.
Свет от Солнца проходит это расстояние чуть более чем за 499 с

Световой год одновременно показывает и расстояние, и время.
Бетельгейзе расположена от нас на расстоянии
от 495 до 640 световых лет.
Если она взрывается прямо сейчас, то этот взрыв жители Земли увидят лишь через 500-600 лет.
А если вы видите взрыв сегодня, то на самом деле взрыв произошёл примерно во времена Ивана Грозного...

Парсек
1 пк = 3,2616 св. года = 206 264,8 а.е. = 3,0856776·10¹⁶ м
Расстояние от Солнца до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра
равно 1,3 парсека,
до центра Галактики -
примерно 8 000 парсеков,
до туманности Андромеды -
770 000 парсеков.

Особенности астрономических наблюдений:
пассивны
относительность движения
очень далеко
Наблюдения - основ­ной источник информации о небесных телах, процессах и явлениях, происходящих во Вселенной.

Древним астрономам приходилось очень нелегко:
они наблюдали за звёздным небом лишь невооружённым глазом.
«теле» - далеко, «скопео» - смотреть
Галилей вошел в историю как ученый, первым наблюдавший в телескоп звездное небо (1609 г.)

Телескоп увеличивает угол зрения, под которым видны небесные тела (разрешающая способность), и собирает во много раз больше света, чем глаз наблюдателя (проникающая сила).
В телескоп можно рассмотреть невидимые невооруженным глазом поверхности ближайших к Земле небесных тел и увидеть множество слабых звезд. Все зависит от диаметра его объектива.

Космические телескопы
Лучший из аппаратов – российский Радиоастрон.
Космический гамма-телескоп Ферми

Очень Большой Телескоп (VLT), Чили
Астрономическая обсерватория, расположенная
на пике горы Мауна-Кеа,
на острове Гавайи, США.

Урания - муза астрономии.
Иногда изображается в лазоревом одеянии, в звёздочной короне.
Иногда в качестве атрибутов - зрительная трубка и лист с небесными знаками.
В честь Урании назван астероид Урания, открытый в 1854 году.
Атрибуты –
небесный глобус и циркуль.

Подведем итоги…
Астрономия - фундаментальная наука, изучающая физические тела, явления и процессы, происходящие во Вселенной.
Астрономия состоит из ряда разделов, например небесная механика, сравнительная планетология, астрофизика, космология и др.

Подведем итоги…
Основной способ исследования небесных объектов - астрономические наблюдения, выполняемые с помощью современных наземных и космических телескопов.
Основное назначение астрономии - формирование научного мировоззрения людей.

Подумаем…

1. Астрономия – наука, изучающая …
А. движение и происхождение небесных тел и их систем.
Б. развитие небесных тел и их природу.
В. движение, природу, происхождение и развитие небесных тел и их систем.

2. В центре геоцентрической системы мира находится…
А. Солнце
Б. Юпитер
В. Луна
Г. Земля

3. Гелиоцентрическую модель мира разработал …
А. Пифагор
Б. Николай Коперник
В. Галилео Галилей
Г. Клавдий Птолемей

4. Вокруг Солнца вращаются …
А. 6 планет
Б. 7 планет
В. 8 планет
Г. 9 планет

5. К планетам земной группы относятся …
А. Меркурий, Венера, Уран, Земля
Б. Марс, Земля, Венера, Меркурий
В. Венера, Земля, Меркурий, Фобос
Г. Меркурий, Земля, Марс, Юпитер

6. Второй от Солнца планета называется …
А. Венера
Б. Меркурий
В. Земля
Г. Марс

7. К планетам-гигантам относят планеты …
А. Фобос, Юпитер, Сатурн, Уран
Б. Плутон, Нептун, Сатурн, Уран
В. Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер
Г. Марс, Юпитер, Сатурн, Уран

8. Структура нашей Галактики…
А. Эллиптическая
Б. Спиральная
В. Неправильная
Г. Шаровидная

9. Межзвездное пространство …
А. не заполнено ничем
Б. заполнено пылью и газом
В. заполнено обломками космических аппаратов
Г. заполнено невидимым эфиром