_Лекция 1 по АстрономииДокумент Microsoft Word. История развития астрономии, ее значение и связь с другими науками
 Скачать 24.66 Kb.
|
|
Лекция 1 Тема: История развития астрономии, ее значение и связь с другими науками Астрономия (от греч. «астрон» — «заря», «номос» — «закон») — наука, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем. Астрономия изучает всю совокупность небесных объектов: планеты и их спутники, кометы и метеорные тела, Солнце, звезды, звездные скопления, туманности, галактики, а также вещество и поля, заполняющие пространство между светилами. Слово космос в переводе с греческого означает порядок, в отличие от хаоса, где царит беспорядок. Еще в Древней Греции ученые понимали, что во Вселенной действуют какие-то законы, поэтому на небе существует определенный порядок. В наше время под словом космос мы представляем себе Вселенную. Астрономия существенно отличается от других отраслей естествознания. В основе других естественных наук лежит эксперимент. Физики или химики могут искусственно создавать те или иные условия и исследовать, как изменение этих условий влияет на протекание определенного процесса. Основа астрономии - наблюдения. Астрономия — единственная наука, которая получила свою музу-покровительницу — Уранию. С самых древних времен развитие астрономии и математики было тесно связано между собой. Первые измерения радиуса земного шара были проведены в III веке до н.э. на основе астрономических наблюдений за высотой Солнца в полдень. Изучая потоки электромагнитных волн от небесных светил, астрономы не только смогли определить расстояния до них, исследовать физические условия в их недрах, установить химический состав их атмосфер, выяснить внутреннее строение, но и наметить пути их эволюции на протяжении миллиардов лет. Можно сказать, что современная астрономия держится на трех «китах»: • во-первых, это мощные телескопы с самыми разнообразными вспомогательными приборами и свет регистрирующими приспособлениями; • во-вторых, вся совокупность законов, идей и методов теоретической физики, установленных и разработанных за последние триста лет;• в-третьих, весь сложный и разнообразный математический аппарат в сочетании с возможностями современной вычислительной техники. В современной астрономии астрономы не только собирают информацию о далеких мирах, но и проводят эксперименты в окружающем и дальнем космическом пространстве. Вселенная - все сущее, что расположено на Земле и за ее пределами. Современная астрономия является настолько развитой наукой, что делится на более десяти отдельных дисциплин, в каждой из которых используются только ей присущие методы исследований, типы инструментов, понятийный аппарат: • Астрометрия разрабатывает методы измерения положений небесных светил и угловых расстояний между ними, она же решает проблемы измерения времени. • Небесная механика выясняет динамику движения небесных тел. • Астрофизика изучает физическую природу, химический состав и внутреннее строение зрение. • Звездная астрономия изучает строение нашей Галактики и других звездных систем. - Вопросами происхождения и развития небесных тел занимается космогония - Развитием Вселенной в целом — космология (от греч. «космос» — «Вселенная», «гон» - «происхождение», «логос» - «учение»). С давних времен небо поражало воображение людей своей загадочностью, но много веков оно оставалось для них недосягаем, а потому священным. Фантазия людей населила небо могучими существами — богами, которые управляют миром и даже решают судьбу каждого человека. Ночью призрачное сияние зрение очаровывало людей, поэтому выдумка древних астрономов объединила отдельные звезды в фигуры людей и животных — так появились названия созвездий. Потом были замечены светила, которые движутся среди звезд, - их назвали планетами (с греческого — блуждающая). Первые астрономические записи, найденные в древнеегипетских гробницах, датируемых XXI-XVIII вв. до н. э. Так, известно, что уже за 3000 лет до н. э. египетские жрецы за первой утренней появлением ярчайшей звезды земного звездного неба Сириус определяли время наступления разлива реки Нил. В древнем Китае за 2000 лет до н. э. видимые движения Солнца и Луны были настолько хорошо изучены, что китайские астрономы предсказывали наступление солнечных и лунных затмений. Было по крайней мере три причины, что обусловили и стимулировали зарождение и развитие астрономии. Первый самый древний стимул — это практические потребности людей. Для первобытных кочевых племен, занимавшихся охотой, очень важным обстоятельством было чередование темных безлунных и светлых лунных ночей, что требовало наблюдений за изменением фаз Луны. С ритмичной сменой времен года связан летний цикл жизни земледельцев. Для народов Междуречья, Египта, Китая очень важным было предсказания разливов крупных рек, в долинах которых они жили. А это требовало, как наблюдений за высотой Солнца над горизонтом в течение года, так и сопоставление событий на Земле с видом звездного неба. Опираясь на эти наблюдения, люди уже издавна разработали определенные системы счета времени — календари. Наблюдая восход Солнца утром и его закат вечером, они смогли выделить для ориентации в пространстве одно из главных направлений - направление восток-запад. Слово «ориентироваться» происходит от латинского «орієнс», что означает «восток», а также «восход Солнца». Для установки направления ночью люди запоминали расположение на небе ярких зрение и их отдельных характерных групп, выясняли условия видимости светил на небе в течение года. Вторым стимулом для тщательных наблюдений звездного неба, а в целом - для накопления астрономических знаний и развития астрономии, были астрологические предсказания. Уже в III тыс. до н. э. древние вавилоняне внимательно следили за движением так называемых «блуждающих светил», которые, в отличие от неподвижных звезд, не занимали постоянных положений на небе, а двигались, перемещаясь из созвездия в созвездие. От древних греков до нас дошла их общее название-планеты, от римлян - собственные названия: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. К числу планет в те времена относили еще и Солнце, и Луну, потому что они также «блуждали» небом по созвездиям. Не зная истинных причин движения планет на небе, древние наблюдатели составили представление, по которому Солнце, Луна и упомянутые пять светил является «глашатаями воли богов». Более 4000 лет назад зародилась астрология - необоснованное с позиций современной науки попытки за положением планет на небе предвидеть ход событий на земле: погоду и урожай, мир или войну для государства, судьбу правителя, а впоследствии - и каждого человека. Третьим, наверное, самым главным стимулом для развития астрономии было неудержимое желание человеческой мысли проникнуть в суть вещей, осознать истинное положение Земли и человека во Вселенной, познать законы, по которым движутся светила и которые определяют их рождение, строение и развитие. То есть астрономия удовлетворяла потребность человека в объяснении происхождения и развития окружающего мира. Играя огромную мировоззренческую роль, астрономия всегда занимала видное место в духовной жизни человечества. Вот что писал по этому поводу А. Пуанкаре: «Астрономия полезна потому, что она возвышает нас над нами самими; она полезна потому, что она величественна; она полезна, потому что она прекрасна. Она показывает нам, какая ничтожен человек телом и величественная она духом, ибо ум его в состоянии объять сияющие бездны, где его тело — лишь темная точка, в состоянии насладиться их безмолвной гармонией. Так мы приходим к осознанию своего могущества, и это осознание ... делает нас сильнее». Астрономия зарождалась в разных уголках планеты: в Междуречье, Китае, Египте — везде, где, осознав себя, человек организовывала свою жизнь в определенном сообществе. В те времена ответы на вопросы о строении и происхождении окружающего мира и о месте Земли в нем люди давали на основании своих непосредственных впечатлений и ощущений. Поэтому не случайно сложилось представление о том, что Земля неподвижна и находится в центре мира. Как очевидный факт принималось, что Солнце, Луна и весь небосвод вращаются вокруг нее. Долгое время у людей не было оснований сомневаться даже в том, что Земля плоская. Результаты длительных наблюдений, в частности видимых движений Луны, Солнца, планет, передавались из поколения в поколение. Со временем они помогли смоделировать движения этих светил и благодаря этому вычислять их положение среди зрение на много лет вперед. Самое совершенное это удалось сделать греческому ученому Клавдию Птолемею около 150 г. н. э. Его геоцентрическая модель мира была так тщательно проработана, что ее использовали почти 1500 лет. В величественное здание современной астрономии укладывали кирпичи сотни ученых всех стран. Вклад учених в развитие астрономии Аристотель — философ античного мира (344 – 322 до н.э.) обобщил все знания, накопленные к IV в до н.э. Он охватывал все естественные науки – сведения о небе и Земле, закономерности движения планет и т.д. Он создал единую систему научных знаний. Николай Коперник (1473-1543) «сдвинул Землю, остановив Солнце». Иоганн Кеплер (1618-1621) на основании двадцатилетних наблюдений Тихо Браге (1546-1601) установил законы движения планет. Галилео Галилей (1564-1642), построив первый телескоп и направив его в небо, открыл четыре спутника Юпитера, фазы Венеры и многое другое. Эти открытия утверждали гелиоцентрическую модель мира Коперника. Исаак Ньютон (1643-1727), обобщив законы Кеплера о движении планет, открыл закон всемирного тяготения и заложил основы небесной механики. Уильям Гершель (1738-1822) создал модель нашей Галактики - гигантские, но конечных размеров системы зрение, открыл планету Уран. Йозеф Фраунгофер (1787-1826) впервые использовал спектральный анализ в астрономии. Эдвин Хаббл (1889-1953) доказал, что за пределами нашей Галактики есть несметное число других таких же звездных систем и что этот мир галактик расширяется. Альберт Эйнштейн (1879-1955) создал теорию относительности, которая стала фундаментом космологии. Современная астрономия, оставаясь фундаментальной наукой, имеет огромное прикладное значение и непосредственно связана с научно-техническим прогрессом человечества. Изучение разнообразных небесных тел, которые могут находиться в условиях очень высоких и очень низких температур, плотностей и давлений, обогащает важными данными «земные» науки — физику, химию и т.д. Законы небесной механики положен в основу теории движения космических аппаратов, а практическую космонавтику представить без астрономии вообще невозможно. Исследования Луны и планет позволяют значительно лучше изучать нашу Землю. Астрономия является одной из главнейших наук, благодаря которым создается научная картина мира — система представлений о самых общих законах строения и развития Вселенной и ее отдельных частей. И эта научная картина мира, в большей или меньшей степени, становится элементом мировоззрения каждого человека. Огромные пространственно-временные масштабы изучаемых объектов и явлений астрономии определяют отличительные особенности астрономии. Первая — наблюдение, которое даёт информацию обо всем в астрономии; Вторая — значительная продолжительность целого ряда изучаемых в астрономии явлений (от сотен до миллионов и миллиардов лет). Поэтому наблюдения проводят по родственным объектам – звездам. Третья особенность — необходимость указать положение небесных тел в пространстве (их координаты) и невозможность сразу указать, какое из небесных тел ближе, а какое дальше. Основные термины, понятия в астрономии Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца. Количественный состав Солнечной системы: • Солнце (звезда) – 1, Планеты – 8, Планеты-карлики – 3, Спутники планет — более 150, • Астероиды — свыше 500 000, Кометы -— более 1 000 000, Метеорное вещество. Звезда — массивное горячее тело, излучающее свет и имеет внутри источник энергии. Звезда — это фабрика по производству химических элементов, источник света и жизни. Звезды движутся вокруг центра галактики по сложным орбитам. Вселенная — бесконечное пространство, окружающее несчитанное количество небесных тел. Эти небесные тела представлены миллионами галактик, черными дырами, туманностями. Космическое пространство — расстояние между небесными телами. Космос — пространство Вселенной, которое находится за пределами границ нижних уровней атмосфер небесных тел. Цивилизация — локализованное во времени и пространстве общество. Галактиками называют гравитационно- связанные звездные системы, содержащие миллиарды звезд. Планета — холодное в сравнении с зарей космическое тело, вращающееся вокруг звезды и светящееся его отраженным лучами. Относительно Солнца планеты располагаются в такой последовательности: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. За Нептуном вокруг Солнца вращаются еще тысячи малых планет, которые почти не освещаются лучами Солнца. Наша Солнечная система входит в состав Галактики Млечный (Молочный) путь. Наша Галактика — это огромная система, в которой вращаются вокруг центра 400 млрд. лет. Измерения космических расстояний. Расстояния в космическом пространстве такие большие, что измерять их в обычных для нас единицах неудобно, поэтому астрономы выбрали единицами измерения астрономическую единицу и световой год. Астрономическая единица (а.е.) — среднее расстояние от Земли до Солнца. Свет преодолевает это расстояние за 8,3 минуты. 1 а.е.=149 597 870,7 км Световой год — единица длины (внесистемная), которая исчисляется расстоянием, которое свет проходит за один год. Поскольку скорость света в вакууме равна с =299 792 458 м/с, а Юлианский год составляет 31 557 600 секунд, то 1 св. год = 9 460 730 472 580,8 км ≈ 9,46•10 15 м≈9,46•10 13км. За пределами Солнечной системы, на расстоянии более чем 100 000 а.е., начинается зона притяжения других звезд. Миф — повествование, которое переда1т представления людей о мире, о богах, о героях и о происхождении всего сущего. Хаос — категория космогонии, первичное состояние Вселенной, бесформенная совокупность материи и пространства. Деферент — большой круг. Эпицикл — малый круг. Тестовые задания для закрепления знаний
|