Человек смотрит на звёзды, наверное, с момента своего появления на планете. Люди побывали в космосе и уже планируют осваивать новые планеты, но даже учёные до сих пор не знают, что происходит в глубинах вселенной. Мы собрали 15 фактов о космосе, которым современная наука объяснения пока дать не может.
Когда обезьяна впервые подняла голову и посмотрела на звезды, то она стала человеком. Так гласит легенда. Однако, несмотря на все столетия развития науки, человечество до сих пор не знает, что творится в глубинах вселенной. Приведем 15 странных фактов о космосе.
1. Темная энергия
По мнению некоторых ученых, темная энергия - это сила движет галактики и расширяет Вселенную. Это всего лишь гипотеза, и подобная материя не была обнаружена, но ученые предполагают, что почти 3/4 (74%) нашей Вселенной состоит именно из неё.
2. Темная материя
Большинство из оставшейся четверти (22%) Вселенной состоит из темной материи. Темная материя имеет массу, но он невидима. Ученые догадываются о ее существовании только благодаря силе, которую она оказывает на других объекты во Вселенной.
3. Пропавшие барионы
На межгалактический газ приходится 3,6%, а на звезды и планеты - всего 0,4% всей вселенной. Однако, на самом деле почти половина из этой оставшейся «видимой» материи отсутствует. Она была названа барионной материей и ученые бьются над загадкой, где же она может находиться.
4. Как взрываются звезды
Ученые знают, что когда в конечном итоге у звезд заканчивается топливо, то они заканчивают свою жизнь гигантским взрывом. Точной механики процесса, однако, не знает никто.
5. Высокоэнергетические космические лучи
Уже более десятка лет ученые наблюдают то, чего не должно существовать по законам физики, во всяком случае, по земным. Солнечную систему буквально заливает потоком космического излучения, энергия частиц которого в сотни миллионов раз больше, чем у любой искусственной частицы, полученной в лаборатории. Откуда они берутся, не знает никто.
6. Солнечная корона
Корона - это верхние слои атмосферы Солнца. Как известно, они очень горячие - более 6 миллионов градусов по Цельсию. Вопрос только в том, как же солнце поддерживает столь нагретым этот слой.
7. Откуда появились галактики
Хотя наука в последнее время придумала массу объяснений насчет происхождения звезд и планет, галактики все еще остаются загадкой.
8. Другие планеты земного типа
Уже в 21-ом веке учёные обнаружили множество планет, которые вращаются вокруг других звезд и вполне могут быть обитаемы. Но пока вопрос и том, если ли жизнь хотя бы на одной из них остаётся открытым.
9. Множественные вселенные
Роберт Антон Уилсон предложил теорию множественных вселенных, каждая из которых обладает своими собственными физическими законами.
10. Инопланетные объекты
Были зафиксированы многочисленные случаи, когда астронавты утверждали, что видели НЛО или другие странные явления, намекающие на внеземное присутствие. Теоретики заговора утверждают, что правительства скрывают много известных им фактов об инопланетянах.
11. Ось вращения Урана
Все остальные планеты имеют почти вертикальную ось вращения по отношению к плоскости орбиты вокруг Солнца. Однако, Уран практически "лежит на боку" - его ось вращения наклонена по отношению к орбите на 98 градусов. Есть много теорий относительно того, почему так случилось, но ученые не имеют ни единого убедительного доказательства.
12. Буря на Юпитере
Последние 400 лет в атмосфере Юпитера бушует гигантский шторм, размерами в 3 раза больше Земли. Ученым трудно объяснить, почему это явление длится так долго.
13. Несоответствие температуры солнечных полюсов
Почему южный полюс Солнца холоднее, чем северный полюс? Этого не знает никто.
14. Гамма-всплески
Непостижимо яркие взрывы в глубинах Вселенной, при которых происходит выброс колоссального количества энергии, наблюдаются в течение последних 40 лет в разные моменты времени и в случайных районах космоса. За несколько секунд такого гамма-всплеска высвобождается столько же энергии, сколько Солнце выработало бы за 10 миллиардов лет. До сих пор нет правдоподобного объяснения их существования.
15. Ледяные кольца Сатурна
Ученые знают, что кольца этой огромной планеты состоят из льда. Но почему и как они возникли - остается загадкой.
Хотя неразгаданных космических тайн более, чем достаточно, сегодня космический туризм стал реальностью. Существует, как минимум, . Главное - желание и готовность расстаться с кругленькой суммой денег.
Космические явления и процессы - события космического происхождения, связывающее или могущее оказать поражающее воздействие на людей, с/х животных и растения, объекты экономики и окружающую природную среду. Такими космическими явлениями могут быть падения космических тел и опасные космические излучения.
У человечества есть враг опаснее, чем ядерная бомба, глобальное потепление или СПИД. В настоящее время известно около 300 космических тел, которые могут пересекать орбиту земли. В основном это астероиды размером от 1 до 1000км. Всего в космосе обнаружено около 300тыс астероидов и комет. До последнего момента мы можем ничего не узнать о приближающей катастрофе. Ученые астрономы признали: самые современные системы слежения за космосом очень слабы. В любой момент прямо из космической бездны может «вынырнуть» астеройд – убийца, стремительно приближающийся к Земле и наши телескопы обнаружат его лишь тогда, когда будет уже слишком поздно.
За всю историю земли известны столкновения с космическими телами диаметром от 2 до 100км, которых было более 10.
Справка: Утром 30 июня 1908 года жители Восточной Сибири были поражены ужасающим видением – на небе появилось второе солнце. Оно возникло внезапно и на какое - то время затмило привычный дневной свет. Это странное новое «солнце с удивительной скоростью двигалось по небосводу. Через несколько минут, окутанное черным дымом, оно с диким ревом упало за линию горизонта. В то же мгновение над тайгой взметнулся огромный огненный столб и раздался грохот чудовищного взрыва, который был слышен за сотни и сотни верст. Ужасающий жар, мгновенно распространившийся от места взрыва, был так силен, что даже за десятки верст от эпицентра, на людях начала тлеть одежда. В результате падения Тунгусского метеорита, было опустошено 2500кв. км (это составляет 15 территорий Княжества Лихтенштейн) тайги в бассейне реки Подкаменная Тунгуска. Его взрыв был эквивалентен 60 млн. т. тротилового эквивалента. И это при том, что его диаметр составлял всего лишь 50 – 60м. Если бы он прилетел на 4 часа позже, то от Санкт – Петербурга остались бы рожки да ножки.
В штате Аризона, имеется кратер диаметром 1240м и глубиной 170м.
Потенциально опасным считается примерно 125 небесных тел, наиболее опасным является астеройд №4 «Апофис», который 13 апреля 2029г. может врезаться в землю. Скорость его составляет 70км/сек, диаметр 320м, вес 100млрд. т.
Недавно ученые обнаружили астеройд 2004 VD17, который имеет в диаметре примерно 580м и весит1млрд. т., вероятность его столкновение с землей выше в 5 раз, и это столкновение возможно уже в 2008 году.
Чрезвычайные и экстремальные ситуации , вызванные температурно-влажностным состоянием среды.
Во время перепада температуры и влажности воздуха, а также их сочетаний, появляются такие источники ЧС, как сильные морозы, сильная жара, туман, гололед, суховей, заморозки. Они могут стать причиной обморожений, или переохлаждений тела, тепловых или солнечных ударов, роста количества травм и летальных исходов при падениях.
От соотношения температуры и влажности воздуха зависят условия жизнедеятельности человека.
Справка: В 1932г. от сильных морозов замерз Неагарский водопад.
Тема. Чрезвычайные ситуации техногенного характера
План лекции:
Введение.
1. Чрезвычайные ситуации, вызванные транспортными происшествиями.
2. Чрезвычайные ситуации, вызванные пожарами и взрывами на хозяйственных объектах
3. Чрезвычайные ситуации, вызванные выбросом химически опасных веществ.
4. Чрезвычайные ситуации, связанные с выбросом радиоактивных веществ.
5. Чрезвычайные ситуации, вызванные гидродинамическими авариями.
1. Защита населения и хозяйственных объектов в ЧС
Радиационная безопасность, ч 1.
2. Защита населения и территории в ЧС
авт. В.Г.Шахов, изд. 2002 г.
3. Чрезвычайные ситуации и правила поведения населения при их возникновении
авт. В.Н.Ковалев, М.В.Самойлов, Н.П.Кохно, изд. 1995 г.
Источником техногенной ЧС является опасное техногенное происшествие, в результате которого на объекте, определенной территории или акватории произошла техногенная ЧС.
Чрезвычайная ситуация техногенного характера – это неблагоприятная обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, катастрофы, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей, окружающей среде, значительные материальные потери и нарушение жизнедеятельности людей.
К опасным техногенным происшествиям относят аварии и катастрофы на промышленных объектах или на транспорте, пожаре, взрыве или высвобождении различных видов энергии.
Основные понятия и определения согласно ГОСТу 22.00.05-97
Авария – это опасное техногенное происшествия, создающая на объекте, определенной территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также нанесению ущерба окружающей природной среды.
Катастрофа – это крупная авария, как правило с человеческими жертвами.
Техногенная опасность – это состояние, внутреннее присущее технической системе, промышленному или транспортному объекту, обладающим энергией. Высвобождение этой энергии в виде поражающего фактора может нанести ущерб человеку и окружающей среде.
Промышленная авария – авария на промышленном объекте, технической системе или на промышленной обстановке.
Промышленная катастрофа – крупная промышленная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей, либо разрушения и уничтожения объекта, материальных ценностей значительных размеров, а также приведшая к серьезному ущербу окружающей природ
12 апреля исполняется 56 лет со дня появления человека в космосе. С тех пор космонавты регулярно рассказывают невероятные истории, приключившиеся с ними в космосе. Странные звуки, которые не могут распространяться в безвоздушном пространстве, необъяснимые видения и загадочные объекты присутствуют в докладах многих космонавтов. Далее рассказ пойдет о том, чему пока нет однозначных объяснений.
Уже спустя несколько лет после полета, Юрий Гагарин посетил один из концертов популярного ВИА. Тогда он признался, что уже слышал похожую музыку, но не на Земле, а во время полета в космос.
Этот факт является тем более странным, поскольку до полета Гагарина электронной музыки в нашей стране еще не существовало, а именно такую мелодию и услышал первый космонавт.
Подобные ощущения испытывали и люди, которые посетили космос позже. Например, Владислав Волков рассказал о странных звуках, которые буквально окружали его во время пребывания в космосе.
"Внизу летела земная ночь. И вдруг из этой ночи донесся… лай собаки. А потом стал отчетливо слышен плач ребенка! И какие-то голоса. Объяснить все это невозможно", – так Волков описал пережитое.
Звуки преследовали его практически все время полета.
Американский астронавт Гордон Купер рассказывал, что, пролетая над территорией Тибета, он смог невооруженным взглядом рассмотреть дома с окружающими постройками.
Ученые дали эффекту название “увеличение наземных объектов”, но научного объяснения возможности рассмотреть что-то с расстояния в 300 километров пока нет.
Подобное явление испытал на себе и космонавт Виталий Севастьянов, который рассказал, что при пролете над Сочи он смог рассмотреть собственный двухэтажный дом, чем вызвал споры среди специалистов-оптиков.
Кандидат технических и философских наук, космонавт-испытатель Сергей Кричевский впервые услышал о необъяснимых космических видениях и звуках от своего коллеги, который полгода провел на орбитальном комплексе "Мир".
Когда Кричевский готовился к первому полету в космос, коллега сообщил ему, что при нахождении в космосе человек может быть подвержен фантастическим грезам наяву, которые наблюдали многие космонавты.
Дословно, предупреждение было следующим: "Человек претерпевает одну или несколько трансформаций. Превращения в тот момент кажутся ему естественным явлением, как будто, так и должно быть. Видения у всех космонавтов разные...
Сходно одно: побывавшие в подобном состоянии определяют некий идущий извне мощный поток информации. Никто из космонавтов назвать это галлюцинациями не может - слишком реальны ощущения".
Позже Кричевский назвал это явление – "эффектом Соляриса", который описал автор Станислав Лемм, чье фантастическое произведение "Солярис", достаточно точно спрогнозировало необъяснимые космические явления.
Хотя однозначного научного ответа по поводу возникновения подобных видений нет, некоторые ученые считают, что возникновение подобных необъяснимых случаев происходит из-за воздействия микроволнового излучения.
В 2003 году Ян Ливэй, ставший первым китайским астронавтом, побывавшем в космосе, также стал свидетелем необъяснимого.
Он был на борту "Шэньчжоу-5", когда однажды ночью 16 октября услышал странный звук снаружи, похожий на треск.
По словам космонавта, у него возникло ощущение, что кто-то стучит о стену космического корабля так же, как стучит железный ковш о дерево. Ливэй говорит, что при этом звук шел не извне, но и не изнутри космического корабля.
Рассказы Ливэя были поставлены под сомнение, поскольку в вакууме распространение любого звука невозможно. Но во время последующих миссий "Шэньчжоу" в космосе два других китайских астронавта услышали тот же стук.
В 1969 году американские астронавты Том Стаффорд, Джин Сернан и Джон Янг находились на темной стороне Луны, спокойно снимая кратеры. В этот момент они услышали “потусторонний организованный шум”, исходящий от их гарнитуры.
“Космическая музыка” продолжалось в течение одного часа. Ученые предположили, что звук возник из-за радиопомех между космическими аппаратами, но могли ли три опытных астронавта принять за чужеродное явление обычные помехи.
5 мая 1981 года Герой Советского Союза летчик-космонавт генерал-майор Владимир Коваленок в иллюминаторе станции "Салют" заметил нечто необъяснимое.
"Многие космонавты видели явления, которые выходят за пределы опыта землян. В течение десяти лет я никогда не говорил о таких вещах. В то время мы были над районом Южной Африки, двигаясь в направлении Индийского океана. Я просто делал некоторые гимнастические упражнения, когда увидел перед собой через иллюминатор объект, появление которого я не мог объяснить…
Я смотрел на этот объект, а потом что-то случилось, что невозможно по законам физики. Объект имел эллиптическую форму. Со стороны казалось, будто он вращается в направлении полета. После этого произошел своего рода взрыв золотого света...
Затем спустя одну или две секунды последовал второй взрыв где-то еще и появились две сферы, золотые и очень красивые. После этого взрыва я видел белый дым. Две сферы никогда не возвращались".
В 2005 году американский астронавт Лерой Чиао, командир МКС, руководил ей в течение шести с половиной месяцев. В один из дней он устанавливал антенны на расстоянии 230 миль над Землей, когда стал свидетелем необъяснимого.
"Я видел огни, которые, казалось бы, выстроились в линию. Я видел, как они летят, и думал, что это смотрится ужасно странно", - позже рассказывал он.
Космонавт Муса Манаров в сумме провел 541 день в космосе, из которых один в 1991 году запомнился ему более других. На пути к космической станции "Мир" ему удалось снять на камеру сигарообразное НЛО.
Видеозапись длится две минуты. Космонавт рассказал, что этот объект светился в определенные моменты и двигался спиралью в космосе.
Доктор Стори Масгрэйв имеет шесть ученых степеней, а помимо этого является астронавтом NASA. Именно он рассказал очень красочную историю об НЛО.
В интервью 1994 года он рассказывал: "Я видел змею в космосе. Она эластична, поскольку имела внутренние волны, и она следовала за нами в течение достаточно длительного периода времени. Чем больше вы будете находиться в космосе, тем больше невероятных вещей сможете там увидеть".
Космонавта Василия Циблиева мучили видения во сне. Во время сна в таком положении Циблиев вел себя крайне беспокойно, он кричал, скрипел зубами, метался.
"Я спросил Василия, в чем дело? Оказалось, ему снились феерические сны, которые он порой принимал за явь. Пересказать их он не мог. Твердил только, что ничего подобного в жизни не видел," - рассказывал коллега командира корабля.
Шесть космонавтов на борту МКС, ожидая прибытие Союза-6, в течение 10 минут наблюдали полупрозрачные фигуры высотой 10 метров, которые сопровождали станцию, а потом исчезли.
Николай Рукавишников наблюдал вспышки в околоземном космическом пространстве во время полета на борту космическою корабля "Союз-10".
Во время отдыха он находился в затемненном отсеке с закрытыми глазами. Внезапно он увидел вспышки, которые сначала принял за сигналы мигающего светового табло, просвечивавшие сквозь веки.
Однако табло горело ровным светом и яркость его была недостаточной, чтобы создавать наблюдаемый эффект.
Эдвин "Базз" Олдрин вспоминал: "Было там что-то, достаточно близко к нам, чтобы мы могли это рассмотреть".
"Во время миссии Аполлона 11 на пути к Луне, я заметил свет в иллюминаторе корабля, казалось, что он движется вместе с нами. Было несколько объяснений этому явлению, другой корабль из другой страны, или это были панели, которые отошли, когда мы извлекли из посадочного модуля ракеты. Но все это было не то."
"Я чувствую себя абсолютно убежденным, что мы нос к носу столкнулись с чем то непонятным. Что это было я не смог классифицировать. Технически, определение может быть одно "неопознанный"."
Джеймс Макдивитт 3 июня 1965 года совершил первый пилотируемый полет на "Джемини-4" и зафиксировал: "Я посмотрел в иллюминатор и увидел на фоне черного неба белый шарообразный объект. Он резко изменял направление полета".
Макдивитту удалось также сфотографировать длинный металлический цилиндр. Командование ВВС вновь прибегло к испытанному приему, объявив, что пилот перепутал увиденное со спутником "Пегас-2".
Макдивитт ответил: "Сообщаю, что во время своего полета я действительно видел то, что некоторые люди называют НЛО, а именно неопознанный летающий объект".
При это многие коллеги астронавтов также наблюдали неопознанные летающие объекты во время полетов.
Говорят, в архивах Роскосмоса описана необычная история с экипажем космического корабля Союз-18, случившаяся в апреле 1975 года, - она была засекречена в течение 20 лет. Из-за аварии ракеты-носителя кабина корабля была отстрелена от ракеты на высоте 195 км и устремилась к Земле.
Космонавты испытали огромные перегрузки, во время которых услышали "механический, как у робота", голос, который спросил, хотят ли они жить. Ответить сил у них не было, тогда голос сообщил: Мы не дадим вам умереть для того, чтобы вы передали своим - нужно отказаться от покорения космоса.
Приземлившись и выбравшись наружу из капсулы, космонавты стали ждать спасателей. Когда наступила ночь, они разожгли костер. Вдруг они услышали нарастающий свист и одновременно увидели на небе какой-то светящийся объект, зависший прямо над ними.
Кстати, камеры МКС фиксируют неизвестные космические объекты с завидной регулярностью.
Свое мнение по этому вопросу высказал космонавт Александр Серебров: "Там, в глубинах Вселенной, с людьми происходит неизвестно что. Состояние физическое худо-бедно изучается, а вот изменения сознания - темный лес. Медики делают вид, что человека можно ко всему подготовить на Земле. На самом деле это абсолютно не так".
Владимир Воробьев, доктор медицинских наук и старший научный сотрудник центра РАМН, утверждает следующее: "Но, видения и другие необъяснимые ощущения на космической орбите, как правило, не мучают космонавта, а доставляют ему своеобразное удовольствие, не смотря на то, что вызывают страх...
Стоит учесть, что в этом тоже есть скрытая опасность. Не секрет, что, после возвращения на Землю, большинство покорителей космоса начинают испытывать состояние тоски по этим явлениям и при этом испытывают непреодолимую, а иногда и болезненную тягу вновь ощутить эти состояния.”
В селенная - совокупность всего физически существующего (человек тоже часть Вселенной). Вселенная не имеет ни начала, ни конца: если бы мы долетели до самой далёкой из видимых с Земли звёзд, то увидели бы дальше другие звёзды. Вселенная считается вечной. Но отдельные её части - Земля и другие планеты, Солнце и звёзды - непрерывно изменяются и развиваются по сложным законам, которые изучает наука астрономия .
Астрономия - комплекс наук, изучающих движение, строение, происхождеие и развитие космических тел и их систем.
Космос
- весь мир за пределами Земли. Часто космос называют космическим пространством.
Пространство имеет три измерения - длину, ширину и высоту. Пространство
- это некое трёхмерное вместилище, в котором помещается материя. Материя
- это всё, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания. Время
характеризует последовательную смену явлений и состояний материи, длительность их бытия. Время имеет одно направление - от прошлого к будущему. Физические объекты, расположенные в космическом пространстве, называются космическими телами
.
Космические тела подразделяют на классы: галактики, звёзды, звёздные скопления, туманности, планеты, спутники, метеорные тела, кометы. Названия классов космических тел пишут с маленькой буквы. Названия планет, их спутников, светил, собственные названия звёзд, астероидов и комет пишут с большой буквы : Земля, Марс, Луна, Каллисто, Солнце, Полярная, Сириус, комета Галлея...
Одиночными космическими телами являются Солнце и другие отдельные звёзды, Земля и другие отдельные планеты, Луна и отдельные спутники других планет, отдельные астероиды, планетоиды, кометы, отдельные метеорные тела.
Космические тела часто образуют системы космических тел .
Солнечная система (Солнце, планеты со спутниками, кометы, астероиды, планетоиды, метеорные тела, межпланетная пыль и газ - все вместе); система Земля-Луна; Юпитер со спутниками; Сатурн со спутниками; неизвестные нам планетные системы у других звёзд; двойные, тройные, кратные звёзды; звёздные скопления; наша Галактика (около 200 миллиардов звёзд) и другие галактики; местная группа галактик; наконец, вся Вселенная - всё это системы космических тел. В любой системе космические тела связаны между собой силами тяготения. Именно взаимное притяжение не позволяет распасться, например, системе Земля-Луна. Части, образующие систему, называются элементами системы
. В системе должно быть как минимум два взаимосвязанных между собой элемента.
Созвездие не является системой космических тел, поскольку деление звёздного неба на созвездия условно. В созвездиях звёзды не взаимосвязаны между собой и медленно движутся в различных направлениях (с большого расстояния это незаметно).
Астрономия изучает также и небесные явления. Явления
- это любые изменения в природе. Небесные явления
- это изменения на небе, которые порождаются космическими явлениями
, т.е. движением или взаимодействием космических тел. Таким образом, космические явления (причины) и небесные явления (следствия этих причин) - это не одно и то же.
| Космические явления (причина) | Небесные явления (следствия этих причин) |
| Вращение Земли вокруг своей оси |
1. Смена дня и ночи. 2. Видимое вращение звёздного неба вместе с Солнцем и Луной в течение суток. 3. Восход и заход Солнца, Луны, планет, звёзд...
|
| Обращение Луны вокруг Земли |
1. Смена фаз Луны (новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть). 2. Видимое перемещение Луны из одного созвездия в другое. 3. Солнечные и лунные затмения.
|
| Обращение Земли вокруг Солнца |
1. Смена времён года (весна, лето, осень, зима).
2. Изменение вида звёздного неба в течение года. 3. Видимое перемещение Солнца по зодиакальным созвездиям (Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Змееносец, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы). 4. Изменение полуденной высоты Солнца в течение года. 5. Изменение продолжительности дня и ночи в течение года.
|
Нельзя путать небесное явление с космическим телом.
Одна из распространённых ошибок - метеор. Что это - тело или явление? В астрономии метеор - это вспышка метеорного тела в верхних слоях атмосферы Земли. Метеор - это явление. А вот тело, которое вспыхивает и сгорает в атмосфере, называется метеорным телом
. Болид
- тоже явление, это вспышка, но более крупного метеорного тела. Если метеорное тело полностью не успело сгореть и упало на поверхность Земли, то его называют метеоритом
. Метеорит - это уже не явление, это физическое тело. Итак, метеор, метеорное тело и метеорит - это не одно и то же.
Запомни также: когда говорят об осевом движении (движении вокруг своей оси), то употребляют слово "вращается", а когда говорят о движении вокруг другого тела, то употребляют слово "обращается". Например, Земля вращается вокруг своей оси и Земля обращается вокруг Солнца.
Астрономия тесно связана с другими естественными науками. Например, с физикой
- наукой о самых простых и самых общих свойствах и законах природы. Астрономия использует физические знания для объяснения явлений и процессов, происходящих во Вселенной, и создания астрономических приборов. Физика использует астрономические знания для проверки своих теорий и открытий новых законов природы. Так, ещё в древности на основе наблюдений за движением Солнца и Луны люди создали календарь. В настоящее время наблюдение Солнца и звёзд помогают учёным-физикам овладеть тайнами атомной энергии. Наука астрофизика изучает физическую природу небесных тел и небесных явлений. Химия
- наука о веществе и его превращениях - позволяет установить состав космических тел и понять причину некоторых физических явлений в звёздах, планетах, туманностях. Биология
- наука о живом. Вся жизнь на Земле зависит от протекания космических процессов, например, тепла и света, излучаемых Солнцем. Астрономия тесно связана с географией
: когда мы смотрим на карту, на календарь, на часы, мы даже не представляем, сколько труда вложили астрономы в создание этих вещей, ведь ориентация на местности и измерение времени основаны на астрономических наблюдениях. Учёные-историки
иногда обращаются к астрономам для уточнения дат исторических событий. Красота звёздного неба вдохновляла также и поэтов, писателей, художников, музыкантов. Астрономические знания нужны учёным, педагогам, инженерам, геологам, морякам, космонавтам, лётчикам, военным...
Чтобы знать астрономию, нужно знать математику
. Любая область человеческих знаний может называться наукой только тогда, когда начнёт выражать свои основы на языке математики, использовать математику для своих нужд. Связи астрономии и математики сложны и многообразны. Астрономия - исторически первая наука, во многом стимулировавшая появление и развитие математических знаний. А без них невозможно ориентироваться в путешествиях и составлять календари. Для описания движения небесных тел и происходящих во Вселенной процессов астрономы решают сложные математические задачи, иногда специально изобретая новые разделы математики. Все великие астрономы прошлого были выдающимися математиками, но на решение многих астрономических задач уходили месяцы, годы, десятилетия. В настоящее время астрономы используют для своих расчётов компьютеры.
Астрономия использовалась раньше и используется сейчас для:
- определения точных географических координат населённых пунктов и составления точных географических атласов;
- ориентирования на суше, в море и в космосе (по Полярной звезде, по Солнцу и Луне, по ярким, навигационным звёздам и созвездиям);
- вычисления наступления морских приливов и отливов (зависят от движения Луны);
- составления календаря и хранения точного времени;
- определения даты создания древних сооружений;
- в космонавтике для расчёта траекторий движения космических станций и кораблей (а от работы спутников зависят телевидение, мобильная связь, составление прогноза погоды, слежение за пожарами, изучение перемещения айсбергов и рыб, тёплых и холодных течений и т.д.);
- определения координат звёзд и других космических тел, составление каталогов звёзд;
- вычисления траекторий движения новых открытых небесных объектов - комет, астероидов, планетоидов...
- для расчёта наступления различных небесных явлений и т.д.
Астрономические наблюдения - основной метод астрономических исследований. Десятки тысяч лет назад люди проводили астрономические наблюдения лишь невооружённым глазом, т.е. безо всяких оптических приборов.
На юге Англии сохранилась до наших дней знаменитая каменная постройка - Стоунхендж
. Для примитивных племён каменного и бронзового векок Стоунхендж служил лишь местом ритуальных церемоний. Астрономическое значение Стоунхенджа передавалось из уст в уста лишь немногим древним жрецам-друидам.
Шумеры, ассирийцы, вавилоняне тысячи лет назад возводили ступенчатые храмы-зиккураты
(некоторые сохранились до наших дней). Зиккураты были не только храмами или административными зданиями, но и местом для наблюдений светил. С верхней площадки жрецы вели наблюдения за звёздами.
Тысячи лет назад были изобретены угломерные приборы (квадрант, секстант, астролябия и др.) - первые астрономические инструменты, с помощью которых определяли положение небесных светил на небе и время наступления небесных явлений. Но о физической природе небесных тел люди могли тогда только догадываться.
Медленно, но верно развивалась идея о шарообразности Земли. Одно из первых доказательств выдвинул в IV веке до н.э. великий древнегреческий учёный Аристотель . Справедливо полагая, что лунное затмение – это прохождение тени Земли по диску Луны, он обращает внимание, что форма этой тени всегда такая, которую может дать только шар. Аристотель указал и на то, что при перемещении наблюдателя к югу или северу звезды изменяют свое видимое положение относительно горизонта, а именно в направлении перемещения наблюдателя новые звёзды поднимаются из-за горизонта, а позади опускаются за горизонт. Поскольку звёзды далеки и при перемещении наблюдателя направление на них изменяется мало, то, значит, изменяется положение горизонта, т.е. имеет место кривизна поверхности. Греческий учёный Эратосфен впоследствии сумел определить размеры земного шара.
С древнейших времён Земля считалась неподвижным центром мироздания. В трудах Аристотеля и Птолемея оформилась геоцентрическая (т.е. с Землёй в центре) система мира. Птолемей считал, что планеты и светила движутся по круговым орбитам вокруг неподвижной Земли, являясь при этом вечными и неизменными.
Однако, ещё до Аристотеля и Птолемея Аристарх Самосский
считал Землю подвижной, рядовой планетой, обращающейся вокруг Солнца. Эти взгляды спустя почти две тысячи лет развил и дополнил Николай Коперник
. Его можно назвать реформатором астрономии древнего мира, потому что его теория о вращении Земли вокруг своей оси и об обращении Земли вокруг Солнца опровергала принятое религиозное описание строения Вселенной. Эту систему мира принято называть гелиоцентрической
(т.е. с Солнцем в центре).
Тихо Браге
в конце XVI века выдвинул свою, компромиссную систему мира. Она называется гео-гелиоцентрической
, потому что она сочетает элементы геоцентрической и гелиоцентрической систем. Согласно воззрениям Браге, планеты обращаются вокруг Солнца, а уж само Солнце вместе с Луной обращается вокруг Земли.
Время показало, что прав был Николай Коперник. Его гелиоцентрическая система мира сегодня является общепринятой.
В начале XVII века был изобретён телескоп
- прибор, позволяющий наблюдать слабые, невидимые невооружённым глазом объекты и увеличивать их видимые размеры. В 1609 г. в руки к итальянскому учёному Г. Галилею
попала изобретённая голландскими мастерами-оптиками подзорная труба. Разгадав её конструкцию, Галилей создаёт свою трубу (перспективу, как он её называет). Но самая большая заслуга Галилея заключается не в том, что он усовершенствовал подзорную трубу, а то, что он использовал её для наблюдения звёздного неба, что повлекло серию замечательных открытий. Так Галилей получил новые подтверждения в пользу теории Коперника.
1 января 1801 года была открыта Церера
- первый астероид (ныне Церера считается малой планеой). В 1781 г. с помощью гигантского телескопа В. Гершель
открыл планету Уран.
Благодаря телескопам были открыты неизвестные ранее небесные тела, а об известных узнали много нового, необычайного. Телескоп стал ключом к познанию тайн Вселенной. С его помощью были впервые измерены космические расстояния и размеры небесных тел, а в середине позапрошлого века благодаря изобретённым физическим приборам астрономы научились определять состав небесных тел.
Одной из самых известных обсерваторий нашей страны является Пулковская (недалеко от Санкт-Петербурга). Она была открыта в 1839 г. Руководил созданием обсерватории известный учёный-астроном В.Я. Струве , ставший впоследствии её первым директором. Научная деятельность обсерватории охватывает практически все приоритетные направления фундаментальных исследований современной астрономии.
В середине прошлого века были изобретены радиотелескопы
, способные принимать и посылать космические радиосигналы. С помощью приборов, созданных учёными-физиками, астрономы могут наблюдать невидимое для глаз излучение небесных тел и космические лучи.
Возникшая благодаря развитию астрономических и физических знаний наука космонавтика
позволила непосредственно исследовать околоземное пространство и постичь природу ближайших к Земле планет и их спутников, а в будущем позволит исследовать и освоить всю Солнечную систему.
Освоение человеком космоса началось каких-то 60 лет назад, когда были запущены первые спутники и появился первый космонавт. Сегодня изучение просторов Вселенной производится с помощью мощных телескопов, непосредственное же изучение ближайших объектов ограничивается соседними планетами. Даже Луна является большой загадкой для человечества, объектом изучения ученых. Чего уж говорить о более масштабных космических явлениях. Расскажем о десяти самых необычных из них.
Галактический каннибализм. Явление поедания себе подобных присуще, оказывается, не только живым существам, но и космическим объектам. Не становятся исключением и галактики. Так, соседка нашего Млечного пути, Андромеда, сейчас поглощает более мелких соседей. Да и внутри самой "хищницы" находится более десятка уже съеденных соседей. Сам Млечный путь сейчас взаимодействует с Карликовой сфероидальной галактикой в Стрельце. По расчетам астрономов спутник, находящийся сейчас на расстоянии в 19 кпк от нашего центра, будет поглощен и разрушен через миллиард лет. Кстати, такая форма взаимодействия не единственная, часто галактики просто сталкиваются. Проанализировав более 20 тысяч галактик, ученые пришли к выводу, что все они когда-либо встречались с другими.
Квазары. Эти объекты являются своего рода яркими маяками, которые светят нам с самых краев Вселенной и свидетельствуют о временах зарождения всего космоса, бурных и хаотичных. Энергия, которая излучается квазарами, в сотни раз больше, чем энергия сотен галактик. Ученые выдвигают гипотезы, что эти объекты являются гигантскими черными дырами в центрах удаленных от нас галактик. Первоначально, в 60-х годах квазарами именовали объекты, имеющие сильное радиоизлучение, но при этом чрезвычайно малые угловые размеры. Однако потом оказалось, что только 10% из тех, кого принято считать квазарами соответствовали этому определению. Остальные же сильных радиоволн не излучали вовсе. Сегодня принято считать квазаром объекты, которые имеют изменчивое излучение. Чем являются квазары – одна из самых больших тайн космоса. Одна из теорий гласит, что это зарождающаяся галактика, в которых находится огромная черная дыра, поглощающая окружающее вещество.
Темная материя. Специалистами не удалось зафиксировать это вещество, как и вообще увидеть его. Предполагается лишь, что есть некие огромные скопления темной материи во Вселенной. Для анализа ее не хватает возможностей современных астрономических технических средств. Существует несколько гипотез того, из чего могут состоять эти образования – начиная от легких нейтрино и заканчивая невидимыми черными дырами. По мнению же части ученых никакой темной материи не существует вообще, со временем человек сможет лучше понять все аспекты гравитации, тогда и придет объяснение этим аномалиям. Другое название этих объектов – скрытая масса или темное вещество. Существуют две проблемы, которые и вызвали теорию о существовании неведомой материи – несоответствие наблюдаемой массы объектов (галактик и скоплений) и гравитационными эффектами от них, а также противоречие космологических параметров средней плотности космоса.
Гравитационные волны. Под этим понятием подразумеваются искажения пространственно-временного континуума. Явление это было предсказано еще Эйнштейном в его общей теории относительности, также другими теориями гравитации. Гравитационные волны перемещаются со скоростью света, а уловить их крайне трудно. Мы можем заметить лишь те из них, которые образуются в результате глобальных космических изменений наподобие слияния черных дыр. Сделать это возможно лишь с использованием огромных специализированных гравитационно-волновых и лазерно-интерферометрических обсерваторий, таких как LISA и LIGO. Гравитационная волна излучается любой движущейся ускоренно материей, чтобы амплитуда волны была существенной, необходима большая масса излучателя. Но это означает, что на него тогда действует другой объект. Выходит, что гравитационные волны излучаются парой объектов. К примеру, одним из наиболее сильных источников волн являются сталкивающиеся галактики.
Энергия вакуума. Ученые выяснили, что в космическом вакууме вовсе не так пусто, как принято считать. А квантовая физика прямо утверждает, что пространство между звездами наполнено виртуальными субатомными частицами, которые постоянно разрушаются и снова образуются. Именно они и наполняют все пространство энергией антигравитационного порядка, заставляя космос и его объекты двигаться. Куда и зачем – еще одна большая загадка. Нобелевский лауреат Р.Фейнман считает, что вакуум обладает настолько грандиозным энергетическим потенциалом, что в вакууме, объемом в лампочку заключено столько энергии, что ее хватит, чтобы вскипятить все мировые океаны. Однако до сих пор человечество считает единственно возможным получать энергию из вещества, игнорируя вакуум.
Микро черные дыры. Некоторые ученые подвергли сомнению всю теорию Большого взрыва, согласно их предположениям вся наша Вселенная наполнена микроскопическими черными дырами, каждая из которых не превышает размеров атома. Эта теория физика Хокинга возникла в 1971 году. Однако малютки ведут себя иначе, чем их старшие сестры. Такие черные дыры обладают какими-то неясными связями с пятым измерением, влияя загадочным образом на пространство-время. Исследования этого феномена предполагается в дальнейшем проводить с помощью Большого Адронного Коллайдера. Пока что даже проверить их существование экспериментально будет крайне трудно, а об исследовании свойств не может быть и речи, эти объекты существуют в сложных формулах и головах ученых.
Нейтрино. Так называются нейтральные элементарные частицы, практически не обладающие собственным удельным весом. Однако их нейтральность помогает, к примеру, преодолевать толстый слой свинца, так как эти частицы слабо взаимодействуют с веществом. Они пронзают все вокруг, даже нашу еду и нас самих. Без видимых для людей последствий ежесекундно через тело проходит 10^14 нейтрино, выпущенных солнцем. Такие частицы рождаются в обычных звездах, внутри которых находится своеобразная термоядерная топка, и при взрывах умирающих звезд. Увидеть нейтрино можно с помощью расположенных в толще льда или на дне моря огромных по площади нейтрино-детекторов. Существование этой частицы было обнаружено физиками-теоретиками, вначале даже оспаривался сам закон сохранения энергии, пока в 1930 Паули не предположил, что недостающая энергия принадлежит новой частице, которая в 1933 получила свое нынешнее название.
Экзопланета. Оказывается, планеты вовсе не обязательно существуют около нашей звезды. Такие объекты именуются экзопланетами. Интересно, что до начала 90-х годов человечество вообще считало, что планет вне нашего Солнца существовать не может. К 2010 году известно уже более 452 экзопланет в 385 планетных системах. Размеры объектов колеблются от газовых гигантов, которые сопоставимы по размеру со звездами, до небольших скалистых объектов, которые вращаются вокруг небольших красных карликов. Поиски планеты, похожей на Землю, так и не увенчались пока успехами. Ожидается, что ввод в действие новых средств для исследования космоса увеличит шансы человека найти братьев по разуму. Существующие методы наблюдения, как раз нацелены на обнаружение массивных планет, наподобие Юпитера. Первая же планета, более-менее похожая на Землю обнаружилась лишь в 2004 году в системе звезды Жертвенника. Полный оборот вокруг светила она делает за 9,55 суток, а ее масса в 14 раз больше массы нашей планеты, Наиболее же близкой к нам по характеристикам является открытая в 2007 году Глизе 581с с массой в 5 земных. Считается, что температура там находится в диапазоне 0 - 40 градусов, теоретически там могут быть запасы воды, что подразумевает жизнь. Год там длится всего 19 дней, а светило, намного более холодное, чем Солнце, выглядит на небе в 20 раз больше. Открытие экзопланет позволило астрономам сделать однозначный вывод, что наличие в космосе планетарных систем – явление довольно распространенное. Пока большинство обнаруженных систем отличается от солнечной, это объясняется селективностью методов обнаружения.
Микроволновый фон космоса. Это явление, именуемое CMB (Cosmic Microwave Background), обнаружилось в 60-х годах прошлого века, оказалось, что отовсюду в межзвездном пространстве излучается слабая радиация. Ее еще назвали реликтовым излучением. Считается, что это может быть остаточным явлением после Большого взрыва, который и положил начало всему вокруг. Именно CMB является одним из самых веских доводов в пользу этой теории. Точные приборы смогли даже измерить температуру CMB, это космические -270 градусов. За точное измерение температуры излучения американцы Пензиас и Вильсон получили в свое время Нобелевскую премию.
Антиматерия. В природе многое строится на противостоянии, как добро противостоит злу, так и частицы антиматерии находятся в оппозиции к обычному миру. У известного всем отрицательно заряженного электрона имеется свой отрицательный брат-близнец в антивеществе – положительно заряженный позитрон. При столкновении двух антиподов происходит их аннигиляция и выброс чистой энергии, которая равна их суммарной массе и описывается известной формулой Эйнштейна E=mc^2. Футуристы, фантасты и просто мечтатели предполагают, что в далеком будущем космические корабли будут приводиться в действие с помощью двигателей, которые будут использовать именно энергию столкновения античастиц с обычными. Подсчитано, что при аннигиляции 1 кг антиматерии с 1 кг обычной выделится количество энергии лишь на 25% меньшее, чем при взрыве самой большой на сегодня атомной бомбы на планете. Сегодня считается, что силы, определяющие строение как материи, так и антиматерии одинаковы. Соответственно структура антивещества должна быть такой же, как и у обычного вещества. Одной из самых больших загадок Вселенной является вопрос – почему наблюдаемая ее часть состоит практически из вещества, быть может, есть места, которые полностью состоят из противоположной материи? Считается, что такая значительная асимметрия возникла в первые секунды после Большого Взрыва. В 1965 году был синтезирован анти-дейтрон, а позже даже получен атом антиводорода, состоящий из позитрона и антипротона. Сегодня такого вещества получено достаточно, чтобы изучать его свойства. Это вещество, кстати, является самым дорогим на земле, 1 грамм анти-водорода стоит 62,5 триллиона долларов.