Описание ОК-01 Предмет астрономии [A5]. 1. Определение астрономии Слово астрономия
 Скачать 36.62 Kb.
|
|
ОК-01 ПРЕДМЕТ АСТРОНОМИИ. 1. Определение астрономии 2. Небесные тела 3. Разделы астрономии 4. История астрономии 5.Особенности астрономии 1. Определение астрономии Слово «астрономия» происходит от двух греческих слов: («астрон») - звезда и («номос») - закон. Во многих учебниках даётся примерно такое определение: АСТРОНОМИЯ – наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и образованных ими систем. Таким образом, астрономия изучает небесные тела. Это – Солнце и Луна, звёзды, планеты, астероиды, кометы, огромные звёздные острова – галактики и т.д. Чаще всего небесные тела образуют системы: звёзды – шаровые или рассеянные скопления, планеты со спутниками также составляют системы (одна из них – система Земля-Луна), далёкие галактики собираются в огромные скопления или даже сверхскопления. Ну а самая известная система небесных тел – это наша Солнечная система. 2. Небесные тела Звёзды – это то, что мы в первую очередь видим, глядя на ночное небо. В древности считалось, что это некие огоньки, прикреплённые к гигантской небесной сфере. Теперь мы знаем, что звёзды представляют собой огромные газовые шары, излучающие свет, энергию, расположенные на самых разных расстояниях от нас, но так далеко, что кажутся светящимися точками. Мир звёзд очень разнообразен – звёзды-гиганты и карлики, двойные, кратные и переменные. Теперь мы многое знаем о них – как они рождаются, как протекает их эволюция и каковы конечные её этапы. Планеты, в отличие от звёзд, сами не излучают, а только отражают свет. Самые яркие планеты на нашем небе – это Венера, Марс, Юпитер, Меркурий, Сатурн. Древние греки выделяли их в первую очередь по перемещению среди звёзд, ведь в переводе с греческого планета означает буквально «блуждающее светило». Без телескопа разглядеть диск планеты практически невозможно, поэтому для невооружённого глаза выглядят они так же, как и звёзды. Можно ли отличить на небе планету от звезды? Если внимательно приглядеться, можно заметить, что звёзды мерцают, а планеты светят ровным немигающим светом. Дело в том, что звёзды так далеки, что представляют собой точечный источник света. Луч света звезды, проходя сквозь атмосферу, через движущиеся воздушные массы с различной плотностью, неизбежно хаотично меняет свою яркость, что и воспринимается нами как мерцание. Планету уже нельзя считать точечным источником, её свет приходит от всего светящегося диска. Поэтому колеблющиеся лучи, складываясь вместе и компенсируя мерцания друг друга, дают в среднем ровный немерцающий источник света, так он воспринимается нашим глазом. Комета– с греческого переводится как «косматая», «волосатая». Приходят кометы издалека, с самых окраин Солнечной системы, где находится облако ледяных кометных ядер – облако Оорта. Приближаясь к Солнцу, ледяная глыба «испаряется», образуя длинный хвост. И вот среди извечного покоя и порядка, царящего на небе, вдруг среди звёзд появляется «хвостатая гостья». В древности подобное зрелище вызывало суеверный страх, считалось, что кометы приносят ужасные несчастья. Сейчас же мы с нетерпением ждём приближения яркой небесной странницы, чтобы полюбоваться редким и необычным явлением природы. Солнце является самым ярким светилом неба, вся наша жизнь зависит от него. В древности у каждого народа был свой бог Солнца, которому поклонялись, приносили дары. Теперь мы знаем, что Солнце – обычная «рядовая» звезда, жёлтый карлик. Наша маленькая планета получает лишь одну двухмиллиардную долю солнечного излучения, но и этого хватает, чтобы на Земле процветала жизнь. Как выяснилось, солнечная активность, связанная с количеством солнечных пятен, вспышек, непосредственно влияет на многие процессы и живые организмы на Земле. Поэтому изучать Солнце очень важно. Луна–естественный спутник Земли, самое близкое к нам небесное тело. Она вызывает приливы и отливы в морях и океанах. По изменению лунных фаз люди уже в древности научились считать время. А в 1969 году на Луну впервые ступил человек. Астероиды,или малые планеты, были открыты в начале XIX века. Движутся они вокруг Солнца и представляют собой глыбы неправильной формы, остатки протопланетного облака, из которого формировались большие планеты. Между орбитами Марса и Юпитера были обнаружены сотни тысяч астероидов. Первый открытый и самый крупный астероид Церера размером около 1000 км, теперь относят к классу карликовых планет. Галактики – огромные звёздные острова, состоящие из миллиардов звёзд. Мы сами живём в одном из таких островов, мир галактик окружает нас и простирается до пределов возможностей современных телескопов. Самая близкая к нам спиральная галактика – Туманность Андромеды – находится в 2,5 млн. световых лет от нас и видна на небе невооружённым глазом как слабое туманное пятнышко. Галактики очень разнообразны, некоторые имеют неофициальные названия, например, «Водоворот» в Гончих Псах, «Сомбреро» в созвездии Девы. Занимаются ли современные астрономы гаданием по звёздам или предсказанием погоды? Конечно же, нет. Гаданием по звёздам занимаются астрологи, а предсказание погоды – прерогатива метеорологов и синоптиков. 3. Разделы астрономии Иногда говорят, что астрономия возникла из практических потребностей людей. Уже в древности наблюдения за движением небесных светил, изучение их закономерностей дали возможность определять сезоны года, ориентироваться, считать время. С другой стороны, человеку всегда хотелось понять как устроен мир, что представляют собой небесные светила. Во все времена астрономия играла важнейшую роль в познании мира, в формировании научного мировоззрения. О важности её изучения говорили известные учёные: «И если все науки возвышают дух человеческий, то больше всего это свойственно астрономии, не говоря уже о величайшем духовном наслаждении, связанном с её изучением» (Николай Коперник) «Астрономия - это основа общего образования. Изучение её не только не представляет никаких трудностей, но наоборот, доставляет удовольствие, которое все увеличивается, по мере того как мы ближе знакомимся с чудесами мироздания ... Наука о звездах и планетах ... воочию показывает, что без неё человек никогда не знал бы, какое место он занимает во Вселенной; поэтому изучение её, даже в элементарном виде, необходимо для каждого, кто хочет считать себя образованным человеком». (Камиль Фламмарион) Наука астрономия прошла длинный и сложный путь развития. Она состоит в основном из трёх больших разделов – астрометрии, небесной механики и астрофизики. Астрометрия занимается изучением расположения небесных светил, определением точного времени, построением календаря. Небесная механика изучает законы движения небесных тел под действием сил всемирного тяготения, определяет массы и форму небесных тел. Астрофизика изучает физическую природу небесных тел, их строение, происхождение и эволюцию. Кроме этих трёх, важнейшими разделами (которые можно было бы отнести к астрофизике) являются: Космогония, которая рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел, в том числе и нашей Земли. Космология, изучающая общие закономерности строения и развития Вселенной как целого. 4. История астрономии Подтверждением того, что уже в эпоху неолита люди использовали наблюдения Солнца, Луны для своих практических нужд, являются древние мегалитические сооружения. Один из самых известных мегалитических комплексов – Стоунхендж на юге Англии, возраст которого около 4 – 5 тысяч лет. Вероятно, назначение Стоунхенджа не только ритуальное. Некоторые учёные заметили, что положение камней можно увязать с астрономическими явлениями, в первую очередь с точками восхода Солнца в определённые дни года. По-видимому, древние жрецы проводили здесь астрономические наблюдения. В настоящее время Стоунхендж посещает много туристов. Особенно известный праздник – встреча восхода Солнца в день летнего солнцестояния. В Древнем Египте астрономия имела большое значение. Египтяне заметили, что вскоре после предутреннего восхода звезды Сотис (так называли самую яркую звезду неба Сириус) начинался разлив священной реки Нил. «Сотис великая сияет на небе, и Нил выходит из берегов своих» - гласит древнеегипетская надпись. Поначалу египетский календарь содержал 360 суток, поэтому мы до сих пор делим окружность на 360–каждый градус это шаг Солнца по небу за сутки. Затем, изучив периодичность появления Сириуса, впервые была установлена продолжительность года в 365 дней и 6 часов. Древние римляне звезду Сириус называли Каникула (в переводе – «маленькая собака»), а период летней жары, начинающийся с её утренней видимостью, –«diescaniculares» или «собачьи дни». Отсюда происходит слово «каникулы». Астрономы Древнего Китая вели подробные записи всех «небесных событий» — затмений, появления новых звёзд, комет, метеоров, поскольку считалось, что они непосредственно влияют на судьбы людей. Например, была зафиксирована «звезда-гостья»– вспышка сверхновой звезды 1054 года, сиявшая на небе в течение 23 дней и видимая даже днём. Известна также история, случившаяся в 2137 г.до н.э., о двух придворных астрономах Хи и Хо, не предсказавших вовремя солнечное затмение, за что они по указу императора были казнены. Астрономия Древней Греции является одним из важнейших этапов развития науки. Гиппарх, живший во IIвеке до н.э. построил первые модели движения Солнца и Луны, проводил наблюдения положений звёзд на небесной сфере, открыл прецессию, для астрономических расчётов применял математику и геометрию. Аристотель (IVв. до н.э.) создал первую всеобъемлющую систему философских представлений, в том числе и о небесных явлениях и о том, как устроен мир. Геоцентрическая система мира Аристотеля была усовершенствована Клавдием Птолемеем (IIв. н.э.) и просуществовала многие века. Когда-то вместе с астрономией возникла и астрология как представление о том, что небесные тела воздействуют на земной мир и человека. Потребности астрологии, составление гороскопов способствовали развитию астрономии, но в дальнейшем их пути разошлись. В настоящее время ни одна из попыток дать физическое обоснование астрологии не увенчалась успехом. Поэтому астрологию не считают наукой, это всего лишь некое наукообразное гадание. Традиции европейской астрологии опираются на «Тетрабиблос»– математический трактат Клавдия Птолемея в четырёх книгах. В Средние века центр развития астрономии смещается на Ближний Восток, в государства Арабского халифата и затем уже в эпоху Возрождения снова возвращается в Европу. Гелиоцентрическая система мира Николая Коперника ознаменовала революционные изменения в астрономии Нового Времени. Теория Коперника объяснила многие явления, которые невозможно было понять на основе птолемеевых представлений. Ещё дальше шагнул Джордано Бруно, который считал, что Солнце – одна из звёзд бесконечной Вселенной, в которой существует множество обитаемых миров. Галилео Галилей, направив впервые на небо телескоп, находит наблюдательные подтверждения правильности идей Коперника. 5. Особенности астрономии 1. Наблюдения – основной источник информации в астрономии. Астрономы практически лишены возможности ставить опыты и проводить эксперименты, что отличает эту науку от других естественных наук (физики, химии). 2. Значительная продолжительность изучаемых явлений. Поэтому наблюдать непосредственно многие явления невозможно. Например, невозможно проследить весь жизненный путь одной конкретной звезды, т.к. на это потребовались бы сотни миллионов или даже десятки миллиардов лет. Но можно изучать звёзды разного возраста, находящиеся на различных этапах эволюции. Таким же образом, например, можно понять, как растёт дуб, наблюдая в лесу все возможные фазы его роста – от желудей до столетних гигантов. 3. Небесные тела наблюдаются на небесной сфере и поэтому невозможно сразу различать дальность расположения объектов. На первый взгляд все наблюдаемые светила кажутся одинаково далёкими. В XXвеке астрономия стала всеволновой. Наблюдательные возможности астрономии за это столетие значительно расширились. Помимо оптических телескопов появились радиотелескопы, космические телескопы, ведущие наблюдения в различных диапазонах – инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском, гамма-диапазоне. Получаемая информация о небесных телах многократно увеличилась, т.к. для наблюдений используется теперь вся шкала электромагнитных волн. |