Нажмите "Enter", чтобы перейти к содержанию

Кто изучает звезды космос: Отличия наук о космосе | Астрономическое сообщество БФУ им. Канта

Содержание

Отличия наук о космосе | Астрономическое сообщество БФУ им. Канта


С ростом популярности космической тематики в информационных потоках, нас окружающих, всё больше и больше людей задаются вопросом – а чем занимаются многочисленные учёные, изучающие космическое пространство? Ответ на этот вопрос не так очевиден, как может показаться на первый взгляд, ведь за последние десятилетия исследования космоса сделали огромный рывок вперёд. Что ж, попытаемся разобраться в многообразии космических наук.

Астрономия

Самая древняя из наук, изучающих космос, и, наверное, наиболее известная из всех них. Именно астрономические приборы и инструменты первыми приходят на ум, когда говорят об исследовании Вселенной – исполинские «тарелки» радиотелескопов, белоснежные купола обсерваторий и немыслимо дорогие космические телескопы вроде «Хаббла».  Всё это находится в ведении наблюдательной астрономии, чья история насчитывает не одну тысячу лет. Ещё в Древнем Китае и Древней Греции люди, глядя на звёзды, пытались понять, как устроен наш мир.

Тогда же возникают и первые инструменты – секстанты и астролябии, что верой и правдой служили учёным и путешественникам на протяжении двух тысячелетий.

Древняя астрономия, зачастую перемешивающаяся с религией и предрассудками, к началу XVII века превращается в точную науку. Астрономы берут на вооружение первые оптические инструменты, телескопы, и открытия начинают сыпаться как из рога изобилия. Лавинообразный рост числа астрономических открытий не прекратился до сих пор, в основном благодаря тому, что астрономы XX века сначала перешли к изучению небесных объектов посредством не только оптического, но и радио, гамма и рентгеновского излучения, а затем начали размещать астрономические инструменты на орбите. Эти изменения по значимости сравнимы с изобретением телескопа – так много они дали для современной астрономии.

Сегодня астрономия как наука продолжает динамично развиваться – строятся новые обсерватории, конструируются телескопы и делаются потрясающие открытия. Оперирующие огромными и дорогостоящими инструментами, астрономы собирают и анализируют информацию о Вселенной, на базе которой строятся все прочие науки о космосе.

Небесная механика

Эта наука обосновывает и изучает движение небесных тел в пространстве. В отличие от астрономии, она появилась лишь в XVII веке, когда гений великого английского физика Исаака Ньютона фактически создал эту науку. Труды Ньютона, на принципиально новом уровне описывающие механические движения, оказалось возможным применить и к небесным телам. Эта теория во многом базировалась на трудах другого выдающегося учёного, Иоганна Кеплера, который смог построить первую эмпирическую модель движения планет Солнечной системы. Она оказалась удивительно точной и с небольшими поправками остаётся актуальной до сих пор. После многочисленных попыток усовершенствования казалось, что небесная механика как наука закончена, но уже в XX веке она пережила второе рождение. Это связано с двумя факторами – открытием кратных звёзд и экзопланет, а также появлением космических аппаратов.

Наличие во Вселенной сложных систем, как звёздных, так и планетарных, заставило небесную механику адаптировать для них свои модели. Для этого законы небесной механики нужно было обобщить на более интересные случаи, чем в привычной для нас Солнечной системе. Подобные задачи требовали использования усовершенствованного математического аппарата приближённых вычислений, что повлекло за собой усложнение и расширение небесной механики как науки. С другой стороны, запуск первых межпланетных космических аппаратов требовал точных расчётов траектории их движения, с учётом влияния на неё планет и других небесных объектов. Со временем эти работы были выделены в отдельную науку, названную астродинамикой.

Астрофизика

Наука, лежащая на стыке астрономии и физики (что следует из её названия) занимается изучением процессов, протекающих в звёздах. Как именно светила вырабатывают свою энергию, на какие типы делятся, что за причудливые физические процессы протекают внутри них, как они рождаются и умирают – на все эти вопросы отвечают астрофизики. Опираясь на многочисленные данные астрономических наблюдений и сложнейшие физические теории, эти специалисты пытаются строгим математическим языком описать небесные светила. Астрофизика – наука теорий и вычислений, где главный инструмент исследователя не телескоп или антенна, а суперкомпьютер или вычислительный центр.

Космология

Одна из самых молодых наук о космосе, возникшая около века назад. Долгие тысячелетия Человечество не сомневалось в статичности Вселенной – сменялись поколения, а величественная картина звёздного неба не изменялась. Лишь в начале XX века, благодаря созданию Альбертом Эйнштейном теории относительности, учёные получили инструмент для описания Вселенной. Достаточно быстро стало ясно – она отнюдь не является статичным объектом, а эволюционирует по сложным законам. Это сенсационное открытие породило целую россыпь моделей и теорий, которые совершенствовались или отвергались по мере получения новых наблюдательных данных. Так родилась космология – наука, изучающая рождение и эволюцию Вселенной как целого. Сегодня она динамично развивается, используя передовые астрономические наблюдения для уточнения существующих и создания новых моделей эволюции Вселенной. Как и астрофизика, космология лишь пользуется наблюдательными данными, а сами учёные более оперируют формулами и цифрами, нежели конкретными астрономическими инструментами.

Космонавтика

Отдельно стоит выделить космонавтику, в строгом смысле слова наукой не являющейся. Её скорее можно назвать областью человеческой деятельности, тем не менее, очень важной для познания Вселенной. Рождённая на стыке инженерии, физики и астрономии, космонавтика стала настоящим символом XX века. Казалось бы, космонавтика лишь использует астрономические знания для своих целей – запуска в космос спутников различного назначения и обитаемых кораблей. На самом деле, впечатляющая доля космических проектов нацелена не на какой-то утилитарный результат, а на изучение самого космоса.

Космические исследования можно разделить на три больших класса. Первый – это разнообразные эксперименты, проводимые космонавтами на орбитальных станциях. Не изучая космос непосредственно, они дают бесценные знания о поведении тех или иных физических, химических и биологических законов в космических условиях.

Куда значимее для астрономии, так называемые космические обсерватории. Эти аппараты представляют собой настоящие автоматизированные исследовательские станции, выведенные на орбиту. Они могут включать в себя телескопы (как оптические, так и радио или рентгеновские), многочисленные датчики и сенсоры, приборы начальной обработки данных и системы связи. Несмотря на сложность и дороговизну, создание подобных инструментов вполне оправданно – за счёт идеальных условий ближнего космоса они позволяют собирать поистине уникальную информацию о Вселенной.

Наконец, третий тип космических исследований – это запуски автоматических межпланетных станций (АМС) к объектам Солнечной системы. Именно эти аппараты собрали львиную долю информации о составе, строении и процессах, протекающих на планетах, их спутниках, кометах и астероидах. АМС позволили учёным в деталях изучить ближайшие к нам небесные тела, исследования которых с наземных или орбитальных обсерваторий было бы куда менее эффективным. К этому же классу исследований следует отнести и пока что единственную обитаемую межпланетную миссию – посещение Луны аппаратами серии «Апполон».

Лженауки

Увы, популярность в широких массах наук о космосе послужила не только росту образованности и научной грамотности населения. Разного рода мошенники, а также просто некомпетентные, но твёрдо стоящие на своём, люди всерьёз и надолго обосновались и в этой области.

Наиболее известной и древней из «околокосмических лженаук» по праву считается астрология. Рождённая тысячелетия назад как ответвление языческих культов, в современном мире астрология является всего лишь средством зарабатывания денег предприимчивыми людьми, пользующимися слепой верой людей в гороскопы. Несмотря на очевидное отсутствие мистической связи между далёкими созвездиями и судьбой конкретного человека, сотни миллионов людей по всему миру продолжают верить в «знаки звёзд». Как ни прискорбно, никакие успехи науки и технологического прогресса не могут переубедить многочисленных поклонников астрологии, а потому приходиться с этим смириться.

Другое известное порождение космического ажиотажа – уфология. Адепты этой «науки» уверены в посещении нашей планетой инопланетянами и активно ищут на Земле следы этих самых посещений. В принципе, существование во Вселенной разумной жизни не противоречит никаким научным доводам. Больше того, серьёзная наука осуществляет масштабные проекты по поиску внеземного разума, такие как проект SETI, над которым работают ведущие радиообсерватории мира. Но нужно чётко понимать разницу между научно обоснованными поисками «братьев по разуму» на планетах вокруг далёких звёзд и утверждениями «очевидцев» о посещении их зелёными человечками. Несмотря на то, что возможность контакта с представителями инопланетных цивилизаций не исключается наукой, многочисленные спекуляции и журналистские «сенсации» на этой почве не имеют к науке никакого отношения.

Астрономы изучают звезды | Лаборатория космических исследований

   Не все люди интересуются звездами, но и они состоят из вещества звезд, так как в звездах образовались и продолжают образовываться все химические элементы, кроме простейшего – водорода, который служит исходным материалом. На Земле и других планетах в природных условиях химические элементы не образуются (!), образуются только их соединения.

   Наша звезда Солнце светит всем, а его природу и эволюцию изучают астрофизики, наблюдая звезды разных типов на разных стадиях развития. Знания о звездах также необходимы  при изучении структуры и эволюции Вселенной.

   Звезды так далеки, что даже в самые большие телескопы мира видны только точками. Чем лучше оптика телескопов и чем прозрачнее и спокойнее атмосфера, тем более точечное изображение звезд.

   На наземных и космических обсерваториях электромагнитное излучние звезд (от радио до гамма) принимается современными приборами и передается в научно-исследовательские институты для изучения. Астрономы столько смогли узнать о звездах, что даже  перечень определяемых параметров – поражает.

   Как эти параметры изменяются в процессе эволюции звезд?  Какими способами это определяют? Каковы полученные результаты? Этому посвящена большая часть науки астрофизики.

   Вот далеко не полный перечень определяемых характеристик звезд:

     точные координаты в нескольких системах координат, расстояние,

     величина и направление пространственной скорости,

     период вращения вокруг собственной оси,

     темперетура, химический состав,

     степень ионизации  химических элементов, напряженность и конфигурация магнитного поля,

     масса, радиус, светимость, эволюционная стадия,

     термоядерные реакции в ядре звезды, ее внутреннее строение,

     энергия излучения в разных диапазонах длин волн, цвет,

     наличие газовых и пылевых оболочек, наличие невидимых спутников, планетных систем,

     давление в атмосфере, параметры зведного ветра, потоков истечения вещества, сбрасываемых оболочек.

     Еще больше информации можно получить при исследовании переменных звезд, двойных и кратных звездных систем.

   В действительности каждая из этих характеристик – большая тема.

   Сейчас доступны наблюдениям звезды, свет которых в миллионы раз слабее света самых слабых звезд, видимых невооруженным глазом, но не для всех звезд получают весь набор параметров.

   В Институте Астрономии Российской Академии Наук ИНАСАН действует филиал  Международного Центра Астрономических Данных – МЦАД, расположенного в Страссбурге.

   Это «Виртуальная обсерватория, которая представляет собой реализацию концепции электронной науки в астрономии. Виртуальная обсерватория интегрирует в единую среду гигантские астрономические архивы и базы данных, включает в себя все значительные национальные и международные проекты по созданию виртуальных обсерваторий. Основная цель – объединить существующие архивы наземных и космических инструментов и обеспечить исследователям и общественности удобный доступ к ним».

   Объединяющая все базы данных система SIMBAD позволяет найти  имеющиеся сведения о запрашиваемом объекте, а объектов — миллионы. Например, на основе наблюдений космического аппарата Spitzer в инфракрасной области спектра создан каталог, содержащий 30 000 000 звезд. наблюдения космического аппарата Hipparcos позволили создать несколько астрометрических каталогов. Данные о 526 000 000 звезд передал космический аппарат WIZE. Каталог USNO-1,0 содержит более 1 000 000 000 звезд.

   Данные SIMBAD постоянно обновляются, последние – на текущую дату.

Астрономы и их открытия | Большой новосибирский планетарий

Аристарх Белопольский

Аристарх Белопольский (01.07.1854-16.05.1934) — русский и советский астроном и астрофизик. Разработал метод и сконструировал прибор, с помощью которых первым получил экспериментальное доказательство существования эффекта Доплера применительно к световым волнам. Белопольский применил эффект Доплера, проявляющийся в виде смещения спектральных линий в оптических спектрах, для исследований в астроспектроскопии. Он в числе первых определил элементы орбит нескольких переменных и спектрально-двойных звёзд, исследовал спектры новых звёзд и солнечной поверхности, краев и короны; — лучевые скорости небесных светил, один из пионеров в фотографировании их спектров с помощью спектрографов. Ученый обнаружил периодическое изменение лучевой скорости у цефеид. Он всесторонне исследовал кометы, вращение около оси Венеры, Юпитера и колец Сатурна. Внёс существенный вклад в развитие и оснащение Пулковской обсерватории и её отделений.

Василий Яковлевич Струве

Василий Яковлевич Струве (15.04. 1793 — 23.11.1864) (при рождении Фридрих Георг Вильгельм Струве)— выдающийся российский астроном, один из основоположников звёздной астрономии, член Петербургской академии наук, первый директор Пулковской обсерватории. Родился в немецкой семье, близ Гамбурга. Из-за угрозы призыва в Великую армию Наполеона он бежал из Германии в Дерпт, где изучил астрономию и поступил на работу в Дерптскую университетскую астрономическую обсерваторию, позже став его директором. За двадцать лет на посту директора обсерватории он оснастил её первоклассными для того времени инструментами: рефрактором Фраунгофера и гелиометром фирмы Репсольд. Провёл микрометрические измерения 2714 двойных звезд. В 1830 году Николаю I был представлен доклад В. Я. Струве о задачах новой большой астрономической обсерватории под Санкт-Петербургом. 19 августа 1839 года была открыта Пулковская обсерватория, В. Я. Струве стал её первым директором. Благодаря его усилиям Пулковская обсерватория была оборудована совершенными инструментами (самым большим в мире рефрактором с 38-сантиметровым объективом). Было проведено градусное измерение дуги меридиана на огромном пространстве от побережья Ледовитого океана до устья Дуная и получены ценные материалы для определения формы и размеров Земли. Была определена система астрономических постоянных, получившая в своё время всемирное признание и использовавшаяся в течение 50 лет. С помощью построенного по его идее пассажного инструмента Струве определил постоянную аберрации света. В области звёздной астрономии Струве открыл реальное сгущение звёзд к центральным частям Галактики и обосновал вывод о существовании и величине межзвёздного поглощения света. Изучая двойные звёзды, составил два каталога. Струве принадлежит одно из первых в истории (1837) успешное измерение ‎годичного параллакса звезды (Веги в созвездии Лиры). В середине XIX века участвовал в создании Лиссабонской астрономической обсерватории. В. Я. Струве был почётным членом многих иностранных академий и обществ. В 1913 году открытая русским астрономом Г. Н. Неуйминым малая планета номер 768 была названа Струвеана, в честь астрономов семейной династии Струве.

Галилео Галилей

Галилео Галилей (15.02.1564-08.01.1642) – итальянский физик, механик, астроном, философ, математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Сам термин телескоп ввёл в науку именно Галилей. Первые телескопические наблюдения небесных тел Галилей провёл 7 января 1610 года. Эти наблюдения показали, что Луна, подобно Земле, имеет сложный рельеф — покрыта горами и кратерами. Известный с древних времён пепельный свет Луны Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй. Галилей обнаружил также либрацию Луны и довольно точно оценил высоту лунных гор. У Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна. Ведь Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической). Полтора года наблюдений позволили Галилею оценить период обращения этих спутников (1612), хотя приемлемая точность оценки была достигнута только в эпоху Ньютона. Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море. Галилей открыл также (независимо от Иоганна Фабрициуса и Хэрриота) солнечные пятна. Он установил, что Венера меняет фазы. Ученый отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа и поворот кольца, скрывший его от земного наблюдателя.

Гипатия Александрийская

Гипатия Александрийская (350-370 (?) — март 415 г.)– женщина-ученый греческого происхождения, философ, математик, астроном. Около 400 года Гипатия была приглашена читать лекции в Александрийскую школу, где заняла одну из ведущих кафедр — кафедру философии. Преподавала философию Платона и Аристотеля; также преподавала математику, занималась вычислением астрономических таблиц.

Гиппарх Никейский

Гиппарх Никейский (ок. 190 до н. э. — ок. 120 до н. э) — древнегреческий астроном, механик, географ и математик. Гиппарх составил первый в Европе звёздный каталог, включивший точные значения координат около тысячи звёзд. Новшеством Гиппарха при составлении каталога явилась система звёздных величин: звёзды первой величины самые яркие и шестой — самый слабые, видимые невооружённым взглядом. Эта система в усовершенствованном виде используется в настоящее время. Наиболее важным достижением древнегреческого ученого считается открытие предварения равноденствий, или астрономической прецессии, заключающееся в том, что точки равноденствий постепенно перемещаются среди звёзд, благодаря чему каждый год равноденствия наступают раньше, чем в предшествующие годы. Гиппарх сделал это открытие, сопоставляя определённые им самим координаты Спики с измерениями александрийского астронома Тимохариса.

Григорий Шайн

Григорий Шайн (19.04.1892 — 4.08. 1956) — советский астроном, академик АН СССР. Родился в Одессе, в семье столяра. В десятилетнем возрасте под влиянием книг Фламмариона он увлёкся астрономией, и его первая научная работа «Определение радианта Персеид», основанная на собственных наблюдениях метеоров, была опубликована в «Известиях Русского астрономического общества», когда ему было 18 лет. После окончания Юрьевского университета, работал в Пулковской обсерватории, затем в ее Симеизском отделении, где под его руководством был установлен телескоп-рефлектор с метровым зеркалом. Затем стал директором Крымской астрофизической обсерватории. Основные работы посвящены астрофизике: звёздной спектроскопии и физике газовых туманностей. Совместно с В. А. Альбицким определил лучевые скорости возле 800 звёзд и составил каталог, считавшийся одним из лучших в этой области. Совместно с О.Л.Струве предложил способ определения скоростей осевого вращения звёзд, показал, что звёзды ранних спектральных классов вращаются в десятки раз быстрее, чем Солнце. Исследовал содержание изотопов углерода в звёздах спектральных классов N и R. Открыл примерно 150 новых туманностей, обнаружил особенный класс туманностей, у которых значительная доля материи сосредоточена на периферии. Исследования Шайна показали, что звёзды и туманности образуются в едином процессе, причём существуют системы туманностей, которые должны распадаться за астрономически короткое время (порядка миллионов лет). Опубликовал совместно с В. Ф. Газе «Атлас диффузных газовых туманностей». Исследовал двойные звёзды, малые планеты, солнечную корону и другие объекты. Открыл новую непереодическую комету C/1925 F1 (Шайна — Комаса Сола) и немного десятков спектрально-двойных звезд, переоткрыл комету 16P/Брукса. Именем Шайна названа малая планета (1 648 Shajna) и лунный кратер. Созданный по его инициативе 2,6-м телескоп — рефлектор, установленный в Крымской астрофизической обсерватории, носит его имя (ЗТШ — «зеркальный телескоп Шайна»).

Жозеф Луи Лагранж

Жозеф Луи Лагранж (25.01.1736-10.04.1813) — французский математик, астроном и механик итальянского происхождения. В 1764 году Французская академия наук объявила конкурс на лучшую работу по проблеме движения Луны. Лагранж представил работу, посвященную либрации Луны. Точки либрации – это точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействие никаких других сил, кроме гравитационных, со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел. Более точно точки Лагранжа представляют собой частный случай при решении так называемой ограниченной задачи трёх тел — когда орбиты всех тел являются круговыми и масса одного из них намного меньше массы любого из двух других. В этом случае можно считать, что два массивных тела обращаются вокруг их общего центра масс с постоянной угловой скоростью. В пространстве вокруг них существуют пять точек, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой может оставаться неподвижным во вращающейся системе отсчёта, связанной с массивными телами. В этих точках гравитационные силы, действующие на малое тело, уравновешиваются центробежной силой.

Иоганн Кеплер

Иоганн Кеплер (27.12.1571-15.11.1630) – немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы. В конце XVI века в астрономии ещё происходила борьба между геоцентрической системой Птолемея и гелиоцентрической системой Коперника. Противники системы Коперника ссылались на то, что в отношении погрешности расчётов она ничем не лучше птолемеевской. Открытые Кеплером три закона движения планет полностью и с превосходной точностью объяснили видимую неравномерность движений планет. Вместо многочисленных надуманных эпициклов модель Кеплера включает только одну кривую — эллипс. Второй закон установил, как меняется скорость планеты при удалении или приближении к Солнцу, а третий позволяет рассчитать эту скорость и период обращения вокруг Солнца. Хотя исторически кеплеровская система мира основана на модели Коперника, фактически у них очень мало общего (только суточное вращение Земли). Исчезли круговые движения сфер, несущих на себе планеты, появилось понятие планетной орбиты. В системе Коперника Земля всё ещё занимала несколько особое положение, поскольку центром мира Коперник объявил центр земной орбиты. У Кеплера Земля — рядовая планета, движение которой подчинено общим трём законам. Все орбиты небесных тел — эллипсы (движение по гиперболической траектории открыл позднее Ньютон), общим фокусом орбит является Солнце. Кеплер вывел также «уравнение Кеплера», используемое в астрономии для определения положения небесных тел. Законы планетной кинематики, открытые Кеплером, послужили позже Ньютону основой для создания теории тяготения. Ньютон математически доказал, что все законы Кеплера являются прямыми следствиями закона тяготения. Кеплер стал автором первого обширного (в трёх томах) изложения коперниканской астрономии (1617—22), которое немедленно удостоилось чести попасть в «Индекс запрещённых книг». В эту книгу, свой главный труд, Кеплер включил описание всех своих открытий в астрономии. Летом 1627 года Кеплер после 22 лет трудов опубликовал астрономические таблицы, которые в честь императора назвал «Рудольфовыми». Спрос на них был огромен, так как все прежние таблицы давно разошлись с наблюдениями. Немаловажно, что труд впервые включал удобные для расчётов таблицы логарифмов. Кеплеровы таблицы служили астрономам и морякам вплоть до начала XIX века.

Исаак Ньютон

Исаак Ньютон (4.I. 1643 — 31.III. 1727)- английский физик, астроном и математик, член Лондонского королевского общества. Один из основоположников современного естествознания. Родился в Вулсторпе в семье фермера. В 12 лет Ньютон начал учебу в школе, в 19 лет поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, который окончил в 22 года со степенью бакалавра. Возглавляя физико-математическую кафедру Кембриджского университета, он издал величайший труд «Математические начала натуральной философии», в котором изложил закон всемирного тяготения и три закона механики. На их основе Ньютон вывел законы движения тел Солнечной системы — планет, их спутников и комет. Объяснил главные особенности движения Луны, приливы и отливы в океанах, сжатие Юпитера и дал теорию фигуры Земли. В работах по оптике доказал, что с помощью стеклянной призмы можно разложить белый свет на лучи разных цветов, создал телескоп-рефлектор. Его открытия привели к пониманию природы изображения в телескопе. На основе его работ была развита небесная механика, давшая миру предсказание существования Нептуна и Плутона. В честь Ньютона названы кратеры на Луне и на Марсе

Клавдий Птолемей

Клавдий Птолемей (ок. 100 – ок. 170) — позднеэллинистический астроном, математик, механик, оптик, теоретик музыки и географ. Жил и работал в Александрии Египетской, где проводил астрономические наблюдения. Основным трудом Птолемея стало «Великое математическое построение по астрономии в тринадцати книгах» , представлявшее собой энциклопедию астрономических и математических знаний древнегреческого мира. В своей книге Птолемей изложил собрание астрономических знаний древней Греции и Вавилона, сформулировав весьма сложную геоцентрическую модель мира. При создании данной системы он проявил себя как умелый механик, поскольку сумел представить неравномерные движения небесных светил в виде комбинации нескольких равномерных движений по окружностям. Книга также содержала каталог звёздного неба. Список из 48 созвездий не покрывал полностью небесной сферы: там были только те звёзды, которые Птолемей мог видеть, находясь в Александрии. Система Птолемея была практически общепринятой в западном и арабском мире — до создания гелиоцентрической системы Николая Коперника.

Михаил Ломоносов

Михаил Ломоносов (08.11.1711 – 04.04.1765) — первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик. В астрономии прославился открытием атмосферы у планеты Венера. Это открытие он совершил 26 мая 1761 года, когда наблюдал прохождение Венеры по солнечному диску. Учёным было сконструировано и построено несколько принципиально новых оптических приборов, им создана русская школа научной и прикладной оптики. М. В. Ломоносов создал катоптрико-диоптрическую зажигательную систему; прибор «для сгущения света», названную им «ночезрительной трубой», предназначавшаяся для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время. Ломоносов, хорошо знавший телескопы И. Ньютона и Д. Грегори, предложил свою конструкцию. Суть и отличие от двух предыдущих предложенного им усовершенствования заключались в том, что новая конструкция имела лишь одно вогнутое зеркало, расположенное под углом около 4° к оси телескопа, и отражённые этим зеркалом лучи попадали в расположенный сбоку окуляр, что позволяло увеличить световой поток. Опытный образец такого телескопа был изготовлен под руководством М. В. Ломоносова в апреле 1762 года, а 13 мая учёный демонстрировал его на заседании Академического собрания. Изобретение это оставалось неопубликованным до 1827 года, поэтому, когда аналогичное усовершенствование телескопа предложил У. Гершель, такую систему стали называть его именем.

Николай Коперник

Николай Коперник (19.02.1473-24.05.1543) – польский астроном, математик, механик, экономист. Наиболее известен как автор гелиоцентрической системы мира, положившей начало первой научной революции. Главное и почти единственное сочинение Коперника «О вращении небесных сфер» было издано в 1543 году. В нем говорится о шарообразности мира и Земли, а вместо положения о неподвижности Земли помещена иная аксиома: Земля и другие планеты вращаются вокруг оси и обращаются вокруг Солнца. Эта концепция подробно аргументируется, а «мнение древних» убедительно опровергается. С гелиоцентрических позиций он без труда объясняет возвратное движение планет. Коперник в своем труде дает сведения по сферической тригонометрии и правила вычисления видимых положений звезд, планет и Солнца на небесном своде. Упоминается Луна, планеты и причины изменения широт планет. Гелиоцентрическая система в варианте Коперника может быть сформулирована в семи утверждениях: • орбиты и небесные сферы не имеют общего центра; • центр Земли — не центр Вселенной, но только центр масс и орбиты Луны; • все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира; • расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами; • суточное движение Солнца — воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе; • Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) — не более чем эффект движения Земли; • это движение Земли и других планет объясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.

Павел Карлович Штернберг

Павел Карлович Штернберг (3. 04.1865 — 1.02.1920)- советский астроном. Родился в городе Орле. В гимназии увлёкся астрономией, когда 15-летнему подростку отец подарил подзорную трубу и шеститомное пособие по астрономии. Будущий учёный устрол на крыше дома астрономический наблюдательный пункт, где проводил все ясные летние ночи, наблюдая за небесными телами. После окончания физико-математического факультета Московского университета, был приглашён на работу в обсерваторию Московского университета. Затем стал директором этой обсерватории. Первая научная работа была посвящена продолжительности вращения Красного пятна на Юпитере. Остальные научные работы относятся к изучению вращательного движения Земли, фотографической астрономии, гравиметрии (определение силы тяжести). За свои гравиметрические определения в ряде пунктов европейской части России с маятником Репсольда получил серебряную медаль Русского географического общества. Изучал движение земных полюсов, вызывающее изменение широт различных мест на Земле. Выполнил капитальное исследование «Широта Московской обсерватории в связи с движением полюсов». Все эти работы помогают обнаруживать залежи полезных ископаемых. Сейчас такие исследования развернулись на территории нашей страны в огромных масштабах. Фотографические наблюдения двойных звезд, которые проводил Штернберг, были одними из первых в науке разработанные для точных измерений взаимного положения звездных пар. Полученные им сотни фотоснимков двойных звезд и других объектов служат и сейчас хорошим материалом для специальных исследований. Имя Штернберга носит Государственный астрономический институт Московского университета, лунный кратер и астериод № 995, открытый в 1923 году.

Пьер-Симон Лаплас

Пьер-Симон Лаплас (23.03.1749-05.03.1827) — французский математик, механик, физик и астроном; известен работами в области небесной механики, дифференциальных уравнений, один из создателей теории вероятностей. Лаплас дал всесторонний анализ известных движений тел Солнечной системы на основе закона всемирного тяготения и доказал её устойчивость в смысле практической неизменности средних расстояний планет от Солнца и незначительности колебаний остальных элементов их орбит. Наряду с массой специальных результатов, касающихся движений отдельных планет, спутников и комет, фигуры планет, теории приливов и т. д., важнейшее значение имело общее заключение, опровергавшее мнение, что поддержание настоящего вида Солнечной системы требует вмешательства каких-то посторонних сверхъестественных сил. Лаплас доказал устойчивость солнечной системы, состоящую в том, что благодаря движению планет в одну сторону, малым эксцентриситетам и малым взаимным наклонам их орбит, должна существовать неизменяемость средних расстояний планет от Солнца, а колебания прочих элементов орбит должны быть заключены в весьма тесные пределы. Также, ученый открыл, что ускорение в движении Луны, приводившее в недоумение всех астрономов, является периодическим изменением эксцентриситета лунной орбиты, и возникает оно под влиянием притяжения крупных планет. Рассчитанное им смещение Луны под влиянием этих факторов хорошо соответствовало наблюдениям. По неравенствам в движении Луны Лаплас уточнил сжатие земного сфероида. Вообще исследования, произведенные Лапласом в движении нашего спутника, дали возможность составить более точные таблицы Луны, что, в свою очередь, способствовало решению навигационной проблемы определении долготы на море. Лаплас первый построил точную теорию движения галилеевых спутников Юпитера, орбиты которых из-за взаимовлияния постоянно отклоняются от кеплеровских. Он также обнаружил связь между параметрами их орбит, выражаемую двумя законами, получившими название «законов Лапласа». Вычислив условия равновесия кольца Сатурна, Лаплас доказал, что они возможны лишь при быстром вращении планеты около оси, и это действительно было доказано потом наблюдениями Уильяма Гершеля. Лаплас разработал теорию приливов при помощи двадцатилетних наблюдений уровня океана в Бресте. Опередив своё время, Лаплас в «Изложении системы мира» (1796) фактически предсказал «чёрные дыры».

Тихо Браге

Тихо Браге (14.12.1546-24.10.1601) — датский астроном эпохи Возрождения. Первым в Европе начал проводить систематические и высокоточные астрономические наблюдения, на основании которых Кеплер вывел законы движения планет. В ноябре 1577 года на небе появилась яркая комета. Тихо Браге тщательно проследил её траекторию вплоть до исчезновения видимости в январе 1578 года. Сопоставив свои данные с полученными коллегами в других обсерваториях, он сделал однозначный вывод: кометы — не атмосферное явление, как полагал Аристотель, а внеземной объект, втрое дальше, чем Луна. Свои научные достижения Браге изложил в многотомном астрономическом трактате. Сначала вышел второй том, посвящённый системе мира Тихо Браге и комете 1577 года. Первый же том (о сверхновой 1572 года) вышел позднее, в 1592 году в неполном виде. В 1602 году, уже после смерти Браге, Иоганн Кеплер опубликовал окончательную редакцию этого тома. Браге собирался в последующих томах изложить теорию движения других комет, Солнца, Луны и планет, однако осуществить этот замысел уже не успел.

Уильям Гершель

Уилльям Гершель (15.11.1738-25.08.1822) — английский астроном немецкого происхождения. Прославился открытием планеты Уран, а также двух её спутников — Титании и Оберона. Он также является первооткрывателем двух спутников Сатурна и инфракрасного излучения. В 1773 году, не имея средств для покупки большого телескопа, он стал сам шлифовать зеркала и конструировать телескопы и в дальнейшем сам изготавливал оптические приборы как для собственных наблюдений, так и на продажу. Король Великобритании Георг III, сам любитель астрономии, произвёл Гершеля в чин Королевского Астронома и снабдил его средствами для постройки отдельной обсерватории. С 1782 года Гершель и ассистировавшая ему сестра Каролина постоянно работали над совершенствованием телескопов и астрономическими наблюдениями. Благодаря некоторым техническим усовершенствованиям и увеличению диаметра зеркал Гершель смог в 1789 году изготовить самый большой телескоп своего времени (фокусное расстояние 12 метров). Однако главные работы Гершеля относятся к звёздной астрономии. Из наблюдений за двойными звёздами, предпринятых с целью определения параллаксов, Гершель сделал новаторский вывод о существовании звёздных систем. Гершель много наблюдал туманности и кометы, также составляя тщательные описания и каталоги. Он также изучал структуру Млечного Пути и пришёл к выводу, что он имеет форму диска, а Солнечная система находится в составе Млечного Пути. Также Гершель открыл движение Солнечной системы в сторону созвездия Геркулеса.

Фалес Милетский

Фалес Милетский (640/624 — 548/545 до н. э.) — древнегреческий философ и математик. Считается, что Фалес «открыл» для греков созвездие Малой Медведицы как путеводный инструмент; ранее этим созвездием пользовались финикийцы. По мнению исследователей, Фалес первым открыл наклон эклиптики к экватору и провёл на небесной сфере пять кругов: арктический круг, летний тропик, небесный экватор, зимний тропик, антарктический круг. Он научился вычислять время солнцестояний и равноденствий, установил неравность промежутков между ними. Фалес первым указал, что Луна светит отражённым светом; что затмения Солнца происходят тогда, когда его закрывает Луна. Фалес первым определил угловой размер Луны и Солнца; он нашёл, что размер Солнца составляет 1/720 часть от его кругового пути, а размер Луны — такую же часть от лунного пути. Можно утверждать, что Фалес создал «математический метод» в изучении движения небесных тел. Также он ввёл календарь по египетскому образцу (в котором год состоял из 365 дней, делился на 12 месяцев по 30 дней, и пять дней оставались выпадающими).

Шарль Мессье

Шарль Мессье (26.06.1730 – 12.04. 1817) – французский астроном, член Парижской Академии наук. Интерес к астрономии пробудился после его наблюдений Большой кометы 1744 года, а позже – кольцеобразного солнечного затмения 1748 года. В возрасте 21 год Шарль стал сотрудником обсерватории военно-морского флота в Париже. Здесь и начались его практические наблюдения, которые принесли ему заслуженную славу. За выдающиеся заслуги ученого французская Академия наук избрала его своим действительным членом в 1770 году. Свои наблюдения звездного неба Мессье продолжал до 1807 года. Коллеги назвали его «Ловец комет», поскольку большую часть своего времени посвятил именно наблюдениям за кометами. Первая из них была открыта 25 января 1760 года. За следующие восемь лет им было открыто еще 8. А всего за свою жизнь открыл 14 комет. Составил знаменитый каталог туманностей, включив в него все наблюдаемые планетарные и звездные туманности, а также галактики. В него вошло 103 туманности всех видов. Большую часть из них (около 60) Мессье открыл лично, как например знаменитую Крабовидную туманность, которая вошла в каталог под номером М1. Помимо комет, наблюдал и за другими объектами на небе. Это планета Уран, вскоре после ее обнаружения У.Гершелем, спутники Юпитера, кольца Сатурна, прохождения Венеры и Меркурия по солнечному диску. По результатам данных наблюдений удалось достаточно точно вычислить орбиту Урана и уточнить ряд элементов движения других небесных тел. Имя Шарля Мессье носит один из самых известных каталогов небесных объектов.

Эдвин Пауэлл Хаббл

Эдвин Пауэлл Хаббл- выдающийся американский астроном. Хаббл родился в Менсфилде, США, 20 ноября 1889 г. в семье преуспевающего владельца страхового агентства. Он был третьим ребёнком, всего в семье было восемь детей. Духовная жизнь семьи Хаббл была разносторонней. Эдвин много читал, увлекался фантастическими романами Жюля Верна. Он рано заинтересовался астрономией. Окончив школу, поступил в Чикагский университет, где изучал астрономию, математику и физику. В числе наиболее способных студентов он получил стипендию для продолжения образования в Великобритании. Первая научная работа была посвящена собственным движениям звёзд. Хаббл открыл 512 новых туманностей на крупномасштабных фотографиях неба. Хаббл много наблюдал. Он разделил все туманности на два типа: галактические, связанные с Млечным Путём, и внегалактические, видимые в основном в стороне от него. Особый интерес Хаббл проявил к знаменитой туманности Андромеды. Хаббл оценил её удалённость в 1 млн световых лет (по современным данным, около 2 млн световых лет). Работая в обсерватории Маунт-Вилсон, исследует галактики, изучает их состав, структуру и вращение, их распределение в пространстве и движения. Им была предложена первая научная классификация галактик по их формам. Все внегалактические туманности Хаббл подразделил на три типа: эллиптические, спиральные и иррегулярные, неправильные. В ближайших галактиках Хаббл открыл новые звёзды, цефеиды, шаровые скопления, газовые туманности, красные и голубые сверхгиганты. Он установил шкалу внегалактических расстояний, разработал методику оценки расстояний до самых далёких объектов Вселенной. Хаббла интересовал вопрос об общем строении нашего мира — Вселенной. Он полагал, что только наблюдения могут привести к пониманию истинной природы вещей. Скончался 28 сентября 1953 г. Имя Эдвина Хаббла носит крупнейший космический телескоп.

Эдмунд Галлей

Эдмунд Галлей (29.10.1656-14.01.1742) – английский Королевский астроном, физик, математик, метеоролог и демограф. Ещё в 1676 году, будучи студентом третьего курса Оксфордского университета, Галлей опубликовал свою первую научную работу — «Об орбитах планет» — и открыл большое неравенство Юпитера и Сатурна. Это открытие впервые поставило перед астрономами важнейший для человечества вопрос об устойчивости, долговечности Солнечной системы. В 1693 году Галлей обнаружил вековое ускорение Луны, что могло свидетельствовать о её непрерывном приближении к Земле. В 1677 году Галлей предложил новый метод определения расстояния до Солнца, то есть астрономическую единицу. Для этого необходимо было наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца из двух мест, удалённых по широте. Способ Галлея позволил к концу XIX века в 25 раз снизить ошибку при определении солнечного параллакса. Возвратился в Англию в ноябре 1678 года, а в 1679 году издал «Каталог Южного неба», в который включил информацию о 341 звезде Южного полушария. За особые достижения Галлей был представлен к званию магистра астрономии в Оксфорде и был принят в члены Лондонского Королевского Общества. С именем Эдмунда Галлея связан и коренной перелом в представлениях о кометах. В Новое время до Ньютона все считали их чужеродными странниками, лишь пролетающими сквозь Солнечную систему по незамкнутым параболическим орбитам. После того как в 1680 и 1682 годах появились две яркие кометы, Галлей рассчитал и опубликовал в 1705 году орбиты 24 комет и обратил внимание на сходство параметров орбит у нескольких из них, наблюдавшихся в XVI—XVII веках, с параметрами кометы 1682 года. Промежутки времени между появлениями этих комет оказались кратными 75—76 годам. В 1716 году он опубликовал подробные расчёты, указал, что это одна и та же комета, и следующее её появление должно произойти в конце 1758 года. И действительно, она была обнаружена Иоганном Георгом Паличем 25 декабря 1758 года. Возвращение кометы в предсказанный срок стало первым триумфальным подтверждением теории тяготения Ньютона и прославило имя самого Галлея. Эта комета в наши дни называется кометой Галлея. Галлей был первым, кто привлёк внимание астрономов к совершенно загадочному тогда объекту — туманностям. В статье 1715 года он уже утверждал, что это самосветящиеся космические объекты. Учёный также сделал и далеко идущее заключение, что таких объектов во Вселенной, «без сомнения», много больше и «они не могут не занимать огромных пространств, быть может, не менее, чем вся наша Солнечная система».

Ян Гевелий

Ян Гевелий (1611 — 1687) — польский астроном, конструктор телескопов, градоначальник Гданьска. Астрономия была любительским занятием Гевелия. Свою первую обсерваторию он построил в 1641 году на средства, унаследованные от отца. Гевелий строил телескопы огромных размеров, самый большой из них имел 45 метров в длину. Это был «воздушный телескоп» без трубы и без жёсткой связи объектива и окуляра. Телескоп подвешивался на столбе при помощи системы канатов и блоков. Для управления такими телескопами использовались специальные команды из отставных матросов, знакомых с обслуживанием такелажа. Первым научным трудом Гевелия была «Селенография, или описание Луны». В ней содержалось детальное описание видимой поверхности Луны, 133 гравюры, изображавшие 60 участков лунной поверхности и общий вид Луны в различных фазах. Гевелий предложил названия для объектов на поверхности Луны, отчасти сохранённые до нашего времени, правильно оценил высоту лунных гор, открыл явление оптической либрации. Гевелию принадлежат астрономические открытия в разных областях. Он занимался вопросами лунного движения, измерял расстояние от Земли до Луны, период обращения Луны, период собственного вращения Солнца, периоды обращения спутников Юпитера. Занимался наблюдениями двойных и переменных звёзд. Составил каталог 1564 звёзд с точностью до 1’. Гевелий открыл четыре кометы и опубликовал трактат «Кометография», где изложил историю наблюдений всех известных в то время комет; показал, что некоторые кометы движутся по параболическим орбитам. В честь ученого названы кратер на поверхности Луны, борозды на Луне и малая планета № 5703.

Астрономы впервые нашли гигантскую экзопланету на большом расстоянии от звезды — Космос

ТАСС, 19 апреля. Планетологи впервые обнаружили крупную экзопланету на очень большом расстоянии от звезды: оно примерно в 110 раз больше дистанции между Солнцем и Землей. Существование этого объекта противоречит общепринятым теориям формирования планет, пишут ученые в статье для научного журнала Astronomy & Astrophysics.

«Планета YSES 2b вряд ли могла сформироваться там, где она находится, поскольку для этого просто не хватило бы материи. Это делает планету пока самым интересным объектом для изучения секретов формирования крупных планет», – пишут исследователи.

Экзопланетами называют планеты, которые находятся вне Солнечной системы. За последние несколько лет астрономы открыли более тысячи подобных объектов и несколько тысяч кандидатов на эту роль.

Вопрос о том, где и как возникают подобные экзопланеты, очень давно интересует ученых. Ответить на него очень важно: благодаря этому ученые могут понять, могут ли в подобных звездных системах формироваться похожие на Землю планеты, на которых может зародиться жизнь.

Пока планетологи не могут выяснить это. Одна из главных помех заключается в том, что все подобные объекты находятся далеко от Земли. Современные научные приборы не могут ни сфотографировать их, ни получить данные об их химическом составе иным образом.

Подобными исследованиями занимается множество проектов, один из которых – YSES – изучает окрестности нескольких сотен молодых звезд. По своим размерам и массе они похожи на Солнце и расположены в скоплении Скорпиона – Центавра.

Ученые предполагают, что на снимках достаточно мощных оптических телескопов можно будет разглядеть крупные планеты у далеких солнцеподобных звезд, если удалить оттуда все следы излучения самого светила. Руководствуясь подобными соображениями, астрономы под руководством доцента Лейденского университета Франка Сника два года наблюдают за звездами с помощью европейского оптического телескопа VLT.

Первоначально астрономы не ожидали получить результаты в первые годы наблюдений. Однако они практически сразу нашли сначала одну, а потом еще две крупных экзопланеты примерно в 6-12 раз тяжелее Юпитера. Внимание ученых привлекла третья из открытых планет, YSES 2b.

Расстояние между этим газовым гигантом и его звездой примерно в 20 раз больше, чем между Юпитером и Солнцем. При этом YSES 2b гораздо тяжелее Юпитера. Учитывая, что размеры Солнца и звезды YSES 2 похожи, подобное расстояние между планетой и светилом означает, что планета YSES 2b ранее находилась на краю газопылевого диска, внутри которого возникла эта звездная система.

Расчеты ученых показывают, что в этой области протопланетного диска не было столько материи, сколько нужно для формирования столь крупного газового гиганта. При этом особенности орбиты YSES 2b и некоторые другие данные исключают возможность того, что эта планета сформировалась не на своей нынешней орбите, а попала на окраины звездной системы в результате гравитационных взаимодействий или захвата из межзвездной среды.

Исследователи надеются, что смогут узнать историю формирования этой планеты в ходе дальнейших наблюдений. Таким образом можно будет понять, как часто крупные газовые гиганты могут возникать на большом расстоянии от солнцеподобных звезд. Ответ на этот вопрос поможет астрономам, которые занимаются поисками Планеты X – крупного газового гиганта, который, предположительно, существует на окраинах Солнечной системы и влияет на характер движения сотен карликовых планет.

Астрономы выяснили, где искать звёзды из антивещества

Учёные изучили объекты, которые могут оказаться звёздами из антиматерии, и подсчитали, сколько таких антизвёзд может быть в нашей галактике.

Злой двойник вещества

Напомним, что у каждой элементарной частицы есть античастица: у протона – антипротон, у нейтрона – антинейтрон, и так далее. Частица очень похожа на свою античастицу, но имеет противоположный электрический заряд.

Свойства антивещества совершенно аналогичны свойствам вещества. Во всяком случае, так гласит теория, и пока все проведённые эксперименты её подтверждают. Антипротоны и антинейтроны объединяются в ядра атомов антиматерии. Добавив к ним антиэлектроны (позитроны), можно получить и сами антиатомы. Теоретически из них могли бы образоваться антизвёзды, антипланеты и антилюди.

Нужна самая малость: чтобы нигде в окрестностях не было обычного вещества в сколько-нибудь заметных количествах. Ведь когда частица и её античастица встречаются, они уничтожают друг друга, полностью превращаясь в излучение. Этот процесс называется аннигиляцией. К слову, при аннигиляции одного килограмма материи с килограммом антиматерии выделились бы десятки мегатонн энергии в тротиловом эквиваленте. Воистину, это был бы впечатляющий фейерверк.

Учёные подсчитали, сколько звёзд из антивещества может быть в Млечном Пути.

Где находится антикосмос?

Возможно ли, чтобы одни регионы космоса были заполнены веществом, а другие – антивеществом? Эта гипотеза выглядит очень сомнительной. Всё, что мы знаем о первых секундах и минутах после Большого взрыва, говорит о том, что материя и антиматерия должны были образоваться в виде равномерной смеси. Но по какой-то причине вещества образовалось больше, чем антивещества. Поэтому, когда вся антиматерия встретилась с материей в смертельном объятии, в космосе всё-таки осталось некоторое количество вещества. Именно из этого остатка состоит всё, что нас окружает, и мы сами.

К слову, учёные до сих пор не знают, как вышло, что материи образовалось больше, чем её практически идеального двойника – антиматерии. Это загадка, над которой физики бьются десятилетиями.

Однако недавние экспериментальные данные заставили исследователей поставить под сомнение общепринятые теории. Дело в том, что установленный на борту МКС прибор AMS-02 зафиксировал в космических лучах нечто, похожее на ядра антигелия.

Это довольно неожиданный результат. Физикам известно немало процессов, в которых рождаются позитроны (антиэлектроны). Это происходит даже при ударах молнии. В некоторых ядерных реакциях, протекающих в космосе, получаются антипротоны. Но ядро антигелия устроено куда сложнее. Оно содержит два антипротона и два или три антинейтрона.

Антигелий трудно получить в результате реакции между частицами обычного вещества. Впрочем, это всё-таки возможно. Экспериментаторы наблюдали этот процесс на ускорителях. А в космосе есть природные ускорители, до которых очень далеко любым рукотворным установкам. Так что теоретически в космических лучах действительно могут встретиться атомы антигелия.

Но есть ещё одна возможность, которая обеспечит присутствие антигелия на орбите Земли. Нужно только допустить, что в космосе всё-таки существуют регионы, заполненные антивеществом.

Мы знаем, что звёзды состоят в основном из водорода и гелия. Тогда антизвёзды должны состоять из антиводорода и антигелия. И, между прочим, звёзды выбрасывают часть своего вещества в космос в течение всей своей жизни и особенно в её финале. Если антизвёзды поступают так же, то понятно, как в космическом пространстве мог оказаться антигелий. А со временем он мог преодолеть межзвёздные бездны и оказаться в нашем регионе, где бал правит материя, а не антиматерия.

Карта неба, на которой кружками показаны потенциальные антизвёзды.

Сияние с небес

Если забыть на минуту о том, как маловероятен подобный сценарий, и допустить, что в Галактике есть антизвёзды, то каким образом мы можем отличить их от звёзд?

В оптический телескоп это сделать невозможно. Свет, испускаемый антизвёздами, ничем не должен отличаться от света звёзд. Но есть ещё одна возможность.

В пространстве вокруг антизвёзд должна быть и обычная материя: разреженный межзвёздный водород. Падая на антизвёзды или же сталкиваясь с антизвёздным ветром, это вещество будет аннигилировать и испускать гамма-лучи. Таким образом, близкая антизвезда будет выглядеть как яркий источник гамма-излучения.

Этим и воспользовались авторы нового исследования. Они изучили данные, собранные орбитальным гамма-телескопом Fermi за десять лет. В каталоге гамма-источников исследователи искали объекты, которые могли бы оказаться антизвёздами по свойствам своего излучения, и при этом не были бы надёжно отнесены к какому-либо классу небесных тел.

Всего астрофизики обнаружили 14 кандидатов в антизвёзды. Разумеется, это могут быть никакие не антизвёзды, а пульсары, чёрные дыры или другие знакомые астрономам источники гамма-лучей. Ведь антигелий, даже если он действительно был обнаружен детектором, далеко не гарантия существования «антисветил». Впрочем, кто знает?.. Вселенная порой преподносит учёным очень неожиданные сюрпризы.

Эксперты также рассчитали, сколько вообще в Галактике может быть антизвёзд, с учётом того факта, что мы их ещё не обнаружили. Оказалось, что на 300 тысяч обычных светил может приходиться не более одной антизвезды. Конечно, это мизерная доля. Но в Млечном Пути сотни миллиардов звёзд, так что в сумме речь может идти о миллионах их «злых двойников».

Научная статья с результатами исследования была опубликована в журнале Physical Review D.

Ранее мы рассказывали и о других необычных гипотетических объектах. Так, некоторые учёные не исключают существования «звёзд» из тёмной материи, планет из странной материи и прозрачных звёзд-призраков.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

о чем еще расскажут в планетарии в честь 60-летия первого полета в космос / Новости города / Сайт Москвы

Познакомиться с интересными фактами из истории отечественной космонавтики и погрузиться в мир занимательной астрономии приглашает Московский планетарий. В честь 60-летия полета Юрия Гагарина в космос здесь приготовили обширную познавательную программу. До конца апреля посетителей ждут уроки, фильмы и лекции, которые пройдут онлайн и офлайн.

«День космонавтики — праздник науки, техники, технологий и смелости постигать новое и неизведанное, один из главных в России и мире. Полет Юрия Гагарина в свое время воодушевил ученых на новые открытия, конструкторов — на создание новой ракетной техники. Миллионам людей подарили мечту о космосе. Нам хотелось бы, чтобы полет Юрия Гагарина и история освоения космоса продолжали и впредь вдохновлять на новые открытия и свершения», — отметил генеральный директор Московского планетария Виталий Тимофеев.

12 апреля в рамках всероссийской акции «Космос — это мы» пройдет в режиме онлайн Гагаринский урок. Зрителям расскажут об истории планетария и его роли в освоении космоса. Также всех желающих обучат азам астронавигации — ориентированию с помощью звездной карты. На уроке можно будет детально изучить макет специального стенда-тренажера под названием «Гагаринский планетарий». Он создан для тренировки поиска навигационных звезд из иллюминатора космического корабля. Подобные тренажеры использовали на занятиях по астронавигации для советских космонавтов с 1960 по 1975 год, Юрий Гагарин тоже им пользовался.

Гагаринский урок пройдет на канале Московского планетария в YouTube в 17:00. Занятие бесплатное, принять участие в нем можно без предварительной регистрации. Запись останется на странице планетария и будет постоянно доступна для просмотра.

Кроме того, с 14 по 18 апреля в планетарии можно будет увидеть стенд проекта «Российская неделя космонавтики: космос и технологии». Это интерактивный выставочный объект с очками виртуальной реальности. С его помощью гости отправятся в виртуальное путешествие в 2038 год и посетят лунную станцию, а также сыграют в игру, по условиям которой надо убрать космический мусор с орбиты Земли. Познакомиться с необычным стендом могут все, кто купит билет в Большой звездный зал. Интерактивный экспонат покажут в залах музея Урании на втором этаже.

Также 14 апреля начнется новая программа лекций «Путеводные звезды». Участники смогут продолжить изучение астронавигации и увидеть научно-познавательные фильмы об устройстве Вселенной. Занятия запланированы до конца апреля. Гостям расскажут, как распознать путеводные светила и запомнить звездные маршруты: например, где искать Полярную звезду и некоторые созвездия.

После знакомства с картой зрители смогут посмотреть фильмы о работе комических аппаратов, устройстве Вселенной и загадочной темной материи. Их будут показывать на куполе-экране планетария. Подробное расписание есть на его официальном сайте. 

Посетителям необходимо соблюдать санитарные правила, помогающие предотвратить распространение COVID-19. Билеты продают так, чтобы наполняемость залов и помещений не превышала 50 процентов от возможной. Гости должны быть в масках, им нужно пользоваться перчатками и соблюдать социальную дистанцию.

‎App Store: Star Walk Kids — Атлас космоса

Star Walk for Kids — это детская астрономическая игра, которая в доступной и интересной форме познакомит ваших детей с Солнечной системой и нашей Вселенной.

Сделано родителями для детей.

Приложение Star Walk for Kids создано специально для того, чтобы родители могли дать ответы на все вопросы своих маленьких «почемучек» о космосе, Солнечной системе, планетах, звездах и созвездиях и прочих небесных объектах.

Почему Солнце горячее?
Какие бывают планеты?
Есть ли жизнь на Марсе?
Почему Большая Медведица называется так?

Познакомьте своих детей с Star Walk for Kids, и они узнают ответы на все свои вопросы об устройстве Вселенной.

В чем преимущество Star Walk for Kids?

— Энциклопедия о космосе, разработанная специально для детей
— Простое управление, интуитивно понятный интерфейс
— Дизайн, разработанный специально для детей
— Нет рекламы и встроенных покупок
— Приложение полностью переведено на русский язык
— Веселые персонажи и приятное музыкальное сопровождение

ИГРАЙ и ИЗУЧАЙ Солнечную систему
СЛУШАЙ интересные астрономические факты
СМОТРИ занимательные мультфильмы о космосе
ПРОВЕРЯЙ свои знания
ВЕСЕЛО и С ПОЛЬЗОЙ проводи время

Возможности:
● Изучение Солнечной системы шаг за шагом в форме занимательной игры
● Мультфильмы о самых важных небесных телах и космических явлениях
● Любопытные астрономические факты, озвученные профессиональными актерами
● Забавные персонажи, яркие иллюстрации, приятное музыкальное сопровождение
● Небольшие тесты для проверки и закрепления полученных знаний

Вы научитесь:
— Определять созвездия
— Определять стороны света по Полярной звезде
— Находить на небе Международную космическую станцию и телескоп Хаббл
— Понимать, как Земля вращается вокруг Солнца, а Луна вокруг Земли
— Называть самые яркие звезды созвездий и их латинские имена.

Star Walk for Kids это переработка знаменитого астрономического приложения Star Walk, обладателя награды Apple Design Award 2010, полюбившегося 10 миллионам пользователей по всему миру.

Star Walk for Kids поможет Вам и вашим детям весело и с пользой провести свободное время.

Скачивайте Star Walk for Kids и изучайте астрономию играя!

Что такое астрономия? Определение и история

Люди давно смотрят в небеса, пытаясь внести смысл и порядок во вселенную вокруг себя. Хотя движение созвездий — узоры, отпечатанные на ночном небе — было легче всего отследить, другие небесные события, такие как затмения и движение планет, также были нанесены на карту и предсказаны.

Определение астрономии: Астрономия — это изучение солнца, луны, звезд, планет, комет, газа, галактик, газа, пыли и других неземных тел и явлений.В учебной программе для студентов K-4 НАСА определяет астрономию как простое «изучение звезд, планет и космоса». Астрономия и астрология исторически были связаны, но астрология не является наукой и больше не считается имеющей какое-либо отношение к астрономии. Ниже мы обсуждаем историю астрономии и смежных областей исследования, включая космологию.

NGC 7026, планетарная туманность, находится сразу за кончиком хвоста созвездия Лебедя. (Изображение предоставлено: ЕКА / Хаббл и НАСА)

Исторически астрономия сосредоточивалась на наблюдениях за небесными телами.Это близкий родственник астрофизики. Короче говоря, астрофизика включает изучение физики астрономии и концентрируется на поведении, свойствах и движении объектов. Однако современная астрономия включает в себя множество элементов движения и характеристик этих тел, и сегодня эти два термина часто используются как синонимы.

Современные астрономы делятся на две области: теоретическую и наблюдательную.

  • Наблюдательные астрономы занимаются прямым изучением звезд, планет, галактик и т. Д.
  • Астрономы-теоретики моделируют и анализируют, как могли развиваться системы.

В отличие от большинства других областей науки, астрономы не могут полностью наблюдать систему от рождения до смерти; время жизни миров, звезд и галактик составляет от миллионов до миллиардов лет. Вместо этого астрономы должны полагаться на снимки тел на разных стадиях эволюции, чтобы определить, как они формировались, эволюционировали и умирали. Таким образом, теоретическая и наблюдательная астрономия, как правило, сочетаются друг с другом, поскольку ученые-теоретики используют фактически собранную информацию для создания симуляций, а наблюдения служат для подтверждения моделей — или для указания на необходимость их настройки.

Астрономия разбита на несколько подразделов, что позволяет ученым специализироваться на определенных объектах и ​​явлениях.

Красные пятна на Юпитере, сфотографировано 27 февраля 2006 г. (Изображение предоставлено Кристофером Го через НАСА)

Планетарные астрономы (также называемые планетологами ) сосредотачиваются на росте, эволюции и смерти планет. В то время как большинство изучает миры внутри Солнечной системы, некоторые используют растущее количество данных о планетах вокруг других звезд, чтобы выдвинуть гипотезы о том, какими они могут быть.Согласно Университетскому колледжу Лондона, планетология «представляет собой междисциплинарную область, включающую аспекты астрономии, атмосферных наук, геологии, космической физики, биологии и химии».

Звездные астрономы обращают свои взоры на звезды, включая черные дыры, туманности, белые карлики и сверхновые, которые переживают звездные смерти. Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе заявляет: «В центре внимания звездной астрономии находятся физические и химические процессы, происходящие во Вселенной.«

Солнечные астрономы проводят время, анализируя одну звезду — наше Солнце. По данным НАСА,« количество и качество солнечного света варьируется во временных масштабах от миллисекунд до миллиардов лет ». Понимание этих изменений может помочь Помогите ученым распознать влияние Земли. Солнце также помогает нам понять, как работают другие звезды, поскольку это единственная звезда, которая находится достаточно близко, чтобы раскрыть подробности о своей поверхности.

Галактические астрономы изучают нашу галактику, Млечный Путь, в то время как внегалактические астрономы смотрят за его пределы, чтобы определить, как эти скопления звезд образуются, изменяются и умирают.Университет Висконсин-Мэдисон говорит: «Установление закономерностей в распределении, составе и физических условиях звезд и газа позволяет проследить историю нашей развивающейся родной галактики».

Космологи сосредотачиваются на Вселенной в целом, от ее насильственного рождения в результате Большого взрыва до ее нынешней эволюции, вплоть до ее возможной смерти. Астрономия часто (не всегда) касается очень конкретных, наблюдаемых вещей, тогда как космология обычно включает крупномасштабные свойства Вселенной и эзотерические, невидимые, а иногда и чисто теоретические вещи, такие как теория струн, темная материя и темная энергия, а также понятие множественных вселенных. .

Астрономические наблюдатели полагаются на разные длины волн электромагнитного спектра (от радиоволн до видимого света и вплоть до рентгеновских и гамма-лучей) для изучения широкого спектра объектов во Вселенной. Первые телескопы были сосредоточены на простых оптических исследованиях того, что можно было увидеть невооруженным глазом, и многие телескопы продолжают это сегодня. [Небесные фотографии: новейшие космические снимки космического телескопа Хаббл]

Но по мере того, как световые волны становятся более или менее энергичными, они движутся быстрее или медленнее.Для изучения различных длин волн необходимы разные телескопы. Более энергичное излучение с более короткими длинами волн появляется в виде длин волн ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения, в то время как менее энергичные объекты излучают более длинноволновые инфракрасные и радиоволны.

Это изображение с большим полем обзора солнечных пятен в Активной области 10030 было получено 15 июля 2002 года. Исследователи покрасили изображение в желтый цвет из эстетических соображений. (Изображение предоставлено Шведской королевской академией наук)

Астрометрия , самый древний раздел астрономии, служит для измерения Солнца, Луны и планет.Точные расчеты этих движений позволяют астрономам в других областях моделировать рождение и эволюцию планет и звезд, а также предсказывать такие события, как затмения, метеорные дожди и появление комет. Согласно Планетарному обществу, «астрометрия — самый старый метод, используемый для обнаружения внесолнечных планет», хотя это остается сложным процессом.

Ранние астрономы заметили узоры на небе и попытались организовать их, чтобы отслеживать и предсказывать их движение.Эти узоры, известные как созвездия, помогали людям в прошлом определять времена года. Движение звезд и других небесных тел отслеживалось по всему миру, но было распространено в Китае, Египте, Греции, Месопотамии, Центральной Америке и Индии.

Изображение астронома — одинокая душа перед телескопом в любое время суток. На самом деле, большая часть суровой астрономии сегодня осуществляется с помощью наблюдений с удаленных телескопов — на земле или в космосе — которые контролируются компьютерами, а астрономы изучают компьютерные данные и изображения.

С появлением фотографии, особенно цифровой, астрономы создали удивительные снимки космоса, которые не только информируют науку, но и восхищают публику. [Великие фотографии галактик за все время]

Астрономы и программы космических полетов также вносят свой вклад в изучение нашей собственной планеты, когда миссии, направленные на то, чтобы смотреть вовне (или путешествовать на Луну и за ее пределы), оглядываются назад и делают великолепные снимки Земли из космоса.

Следуйте за Нолой Тейлор Редд в @NolaTRedd, Facebook или Google+.Следуйте за нами в @Spacedotcom, Facebook или Google+.

Карли Питман | Планетарный ученый и астрофизик — NASA Solar System Exploration

Этот профиль был частично адаптирован из оригинального интервью, проведенного Сьюзан Нибур для веб-сайта Woman in Planetary Science. Чтобы прочитать полный текст интервью, нажмите здесь.

Ты откуда?

Я армейский «BRAT» (аббревиатура от «Born, Raised, And Trapped») из США, и я вырос во многих штатах, в основном на Среднем Западе и Юге.

В настоящее время я живу в Калифорнии, а контракт с Лабораторией реактивного движения (JPL) находится в Калифорнии, но штаб-квартира моей компании находится в Аризоне, и я работаю на предприятиях по всей стране, поэтому обычно я много в разъездах.

Опишите, как вы впервые установили личную связь с космосом.

Я в значительной степени вышел из утробы матери, зная, что интересуюсь космической наукой, с «интересом», если не сказать ничего: либо это, либо безумие.

Мои родители говорят, что я объявил им о своем намерении стать ученым еще в детском саду, но за пару лет до этого серьезно обдумывал это. Я вспоминаю, как мучил свою бедную мать поездками в библиотеку для проведения моих «исследований» еще в трехлетнем возрасте и пытался запомнить книги по астрономии Солнечной системы. Первым феноменом, который я действительно заинтересовался исследованием в библиотеке, было северное сияние, которое я видел однажды и которое бесконечно взволновало меня.К восьми годам моя одержимость звездами и камнями была до боли очевидна для всех, кто встречал меня.

Когда «Вояджер-2» достиг Нептуна, я был в ужасе от сообщений о розовом снеге на Тритоне и хотел ничего, кроме наземной правды. Вместо того, чтобы вешать на стены плакаты с группами или горячими парнями, я спал под фотографиями системы Сатурна и лунными картами. Я просматривал списки астероидов в поисках имен для моего будущего первенца. (К вашему сведению: в этом году я жду своего первого ребенка, которому на самом деле будут даны имена астероида и луны, которые я выбрал еще в 1986 году.)

Однако мои первые личные связи с космосом, вероятно, были связаны с тем, что у меня было больше возможностей, чем у большинства других детей моего возраста, увидеть ночное небо. Поскольку мои родители учились в колледже или аспирантуре большую часть моего детства, а мой отец работал до трех или четырех часов утра, наше домашнее хозяйство, естественно, было переведено на ночное время, и мы занялись дешевыми формами развлечений, такими как недорогие развлечения. технологическое наблюдение за звездами. В детстве я никогда не мог заснуть до полуночи (все еще не могу), поэтому я просто не ложился спать по ночам, думая или глядя в окно, и это превратилось в слишком много размышлений о том, на что я смотрю.

Я в значительной степени вышел из утробы матери, зная, что меня интересует космическая наука, причем «интерес» — это преуменьшение: либо это, либо безумие.

— Карли Питман

Как вы попали в космическую программу?

На самом деле подключение к планетологическому сообществу потребовало усилий.

Я получил двойную специализацию в области астрономии и геологии, как и планировал, в Вассаре, и в любой момент у меня было около четырех великих советников.Однако у меня не было крупного профессора, специализирующегося на планетологии. Итак, на первом курсе я попросил у своего профессора геологии копию справочника Американского геофизического союза (AGU) и разослал электронные письма всем и каждому, кто имеет отношение к планетарной науке, за советом по аспирантуре. Несколько человек были достаточно любезны, чтобы ответить, в том числе Майк Гаффи (тогда работал в Политехническом институте Ренсселера (RPI)), Карл Питерс и Джим Хед из Брауна, а также Адриан Брирли и Риан Джонс из Института метеоритики.Эти ученые несколько раз писали мне с хорошими отзывами, рассказывали об астероидах и метеоритах и ​​щедро одалживали мне образцы для моей дипломной работы.

Большинство моих рекомендательных писем для поступления в аспирантуру были от астрономов, и это, вкупе с советами, полученными в ходе «кампании по электронной почте», привело меня к группе межзвездной пыли на факультете вычислительной физики в Университете штата Луизиана (LSU). .

Мой советник в ЛГУ, Джефф Клейтон, был готов работать со мной над диссертацией о рассеянии света в планетарном реголите.Он познакомил меня со своим сотрудником Майком Вольфом, который тогда выполнял работу по переносу атмосферного излучения для миссий на Марс (MARCI, CRISM, MER и т. Д.). Майк нанял меня на планетарные гранты через Институт космических наук, научил меня инструментам торговли и помог мне установить контакты с другими планетологами, когда я начал выступать на конференциях.

Джош Бэндфилд и ребята из Университета штата Аризона (ASU) были первыми, кто действительно познакомил меня с работой с данными миссии на Марс, лабораторными и полевыми спектрометрами.Аллан Трейман из Института Луны и планет (LPI) предоставил мне доступ к объектам планетарной науки и метеоритным проектам ближе к дому.

Кто такой ученый-исследователь?

Моя официальная должность — ученый-исследователь. Ученые-исследователи зарабатывают на жизнь, развивая идеи и выступая в качестве главных исследователей по грантам и контрактам. Ученые-исследователи могут работать в университетах, национальных лабораториях или других институтах, таких как мой, некоммерческая компания с мягкими деньгами.Я теоретик / экспериментатор, поэтому провожу научные эксперименты и компьютерные расчеты, а также управляю бюджетами проектов и людьми. Сейчас я веду четыре грантовых проекта и помогаю пятому. Обычно я провожу каждый день недели над другим проектом или работаю над несколькими проектами в день.

Мои исследовательские специальности — планетология и астрофизика. Планетолог — это тот, кто изучает солнечные системы (нашу или другие), а также все, что есть в солнечной системе, например.г., планеты, луны, астероиды, метеориты, кометы, пыль. Ученые-планетологи обычно являются гибридными экспертами в области астрономии, геологии, химии, физики и / или биологии. Астрофизики больше обращают внимание на то, как физика применяется к астрономическим объектам, таким как звезды, галактики, межзвездная среда и т. Д.

Расскажите о любимом моменте в вашей карьере.

Я очень обрадовался, когда впервые выиграл грант. Это почти как выиграть премию Оскар, потому что ваши коллеги голосуют за то, выиграете вы или проиграете (поэтому это большая честь и признание важности вашей работы).Поскольку финансирование науки ограничено, шансы на то, что вы выиграете, очень малы, поэтому также приятно знать, что вы будете хорошо трудоустроены.

Кто вас вдохновил?

Не было ни одного человека, который вдохновил меня стать ученым; Я всегда знал, что я один, еще до того, как знал слово для этого. Но я хотел бы отметить старания моих родителей сделать так, чтобы моя мечта о работе в космической программе стала реальностью.

Мои родители не ученые или инженеры, но они (и особенно моя мать) всегда серьезно относились к моему желанию стать космическим ученым и обладали хорошими инстинктами, которые направили меня на верный путь к тому, чтобы им стать (например.g., очень рано сказав мне, что мне понадобится докторская степень; следить за тем, чтобы Санта каждый год приносил мне планетарии, микроскопы, наборы для химии, книги по геологии и математические игрушки; воспитывать меня, чтобы я был крутым и не сдавался).

Мой дедушка, который был вице-президентом горного карьера, рано поддержал мою любовь к камням и минералам.

Двоюродная сестра моей матери Нэнси, химик и патентный поверенный, дала отличный совет как постоянный друг по переписке и помощница.

Меня также вдохновляют мои друзья, которые в конечном итоге воплотили в жизнь свои детские мечты, и особенно мои друзья и коллеги, которые работают в экстремальных условиях.

Какой совет вы бы дали тем, кто хочет пойти по тому же пути карьеры, что и вы?

Базовый карьерный путь ученого выглядит так:

Диплом средней школы -> Степень бакалавра -> Степень магистра (по желанию) -> Доктор философии. -> Постдокторантура (необязательно) -> PI = Real Job

(Вы можете выйти из этого пути по любой из стрелок; я прошел прямо, без перерывов.)

PI обозначает главного исследователя; этот титул означает, что вы можете обеспечить себя (и других) финансово для проведения научных исследований.Статус PI — это чемпионский титул, за который вы должны бороться каждый год (думайте о каждой победе в гранте как о золотой олимпийской медали), и он важен для работы в качестве ученого, независимо от того, в какой компании или стране вы в конечном итоге будете работать.

Кроме того, очень важно развивать свои предпринимательские навыки в тандеме с вашими научными знаниями, а также стать всемирно известным экспертом хотя бы в одной области (путем публикации статей в профессиональных журналах, проведения презентаций на конференциях и неформального информирования людей о том, что вы приносите. к столу).

Самые успешные ученые — это оригиналы (т. Е. Не клоны своих консультантов), которые разнообразили свою базу знаний и постоянно поставляют качественные продукты в срок — это те качества, к которым я бы рекомендовал стремиться.

Что вы делаете для развлечения?

Мои текущие хобби и интересы включают: конструирование и пошив собственной одежды, производство / потребление десертов, мечты о рукопашном бою и когда-нибудь владение винтовкой MP5, волонтерство в начале карьеры и участие женщин в научных инициативах, а также чтение сравнительной литературы. — все это довольно восхитительно.

Если бы вы разговаривали со студентом, интересующимся естествознанием, математикой или инженерией, какой совет вы бы ему дали?

Во-первых, я хотел бы сделать оговорку, что совет — это просто мнение, рожденное для вас чьим-то собственным опытом и надеждами или опасениями. Буквальное следование чьим-то советам, а не своему инстинкту — плохая идея, особенно для тех, кто рассматривает карьеру в области STEM (наука, технология, инженерия и математика), где важна самообеспеченность.

Для студентов, интересующихся STEM, сначала определите, насколько именно вы заинтересованы в STEM: достаточно ли, чтобы стать профессионалом (т. Е. Работать сверхурочно или переезжать в любую точку мира, где есть работа)? Если вам нравится эта тема, но вы не уверены, что хотите такой образ жизни, изучите различные варианты карьеры (например, на веб-сайте Сети неакадемических астрономов Американского астрономического общества).

Если вы не возражаете против карьерных требований, связанных с прямым исследованием или преподавательской деятельностью, я бы порекомендовал преуспеть в курсовой работе по естествознанию и математике, а также брать факультативы в других областях, которые помогут в письме и публичных выступлениях.Карьера в STEM включает в себя много соревнований (индивидуальных и командных), поэтому записывайтесь на как можно больше турниров и бросайте себе академический вызов, чтобы сохранить свое преимущество.

И поскольку стать ученым — это марафон на всю жизнь, где можно работать до 90 лет, не забудьте делать перерывы для развлечения и упражнений по пути.

NASA Astrophysics | Управление научных миссий

В Управлении научных миссий (SMD) отдел астрофизики изучает Вселенную.Научные цели отдела астрофизики SMD захватывают дух: мы стремимся понять Вселенную и свое место в ней. Мы начинаем исследовать самый момент создания Вселенной и близки к изучению полной истории звезд и галактик. Мы открываем, как формируются планетные системы и как развивается среда, благоприятная для жизни. И мы будем искать признаки жизни в других мирах, возможно, чтобы узнать, что мы не одиноки.

Задача НАСА в области астрофизики — «открыть для себя, как устроена Вселенная, изучить, как она зародилась и развивалась, а также найти жизнь на планетах вокруг других звезд».»Из этих целей вытекают три широких научных вопроса.

  • Как устроена Вселенная? — Узнайте о происхождении и судьбе нашей Вселенной, включая природу черных дыр, темную энергию, темную материю и гравитацию.
  • Как мы сюда попали? — Исследуйте происхождение и эволюцию галактик, звезд и планет, из которых состоит наша Вселенная.
  • Мы одни? — Открывайте и изучайте планеты вокруг других звезд и выясняйте, могут ли они питать жизнь.

Национальные академии начали работу над десятилетним обзором по астрономии и астрофизике 2020 года.Посетите страницу «Десятилетнее планирование на 2020 год» для получения дополнительной информации об опросе.

Текущие программы

Астрофизика состоит из трех целевых и двух сквозных программ. Эти целенаправленные программы обеспечивают интеллектуальную основу для развития науки и проведения стратегического планирования. В их числе:

Текущие миссии

Текущие миссии Astrophysics включают три большие обсерватории, первоначально запланированные в 1980-х годах и запущенные в течение последних 28 лет.Текущий набор действующих Великих обсерваторий включает космический телескоп Хаббла и рентгеновскую обсерваторию Чандра. Кроме того, космический гамма-телескоп Ферми исследует высокоэнергетический конец спектра. Инновационные исследовательские миссии, такие как Обсерватория Нила Герелса Свифта, NuSTAR, TESS, а также Mission of Opportunity NICER, дополняют стратегические миссии астрофизики. SOFIA, воздушная обсерватория для инфракрасной астрономии, находится на этапе расширенной миссии. Все миссии вместе составляют большую часть накопленных человечеством знаний о небесах.Многие из этих миссий достигли своих основных научных целей, но продолжают приносить впечатляющие результаты в своих расширенных операциях.

Исследователи, финансируемые НАСА, также участвуют в наблюдениях, анализе данных и разрабатывают инструменты для астрофизических миссий наших международных партнеров, включая XMM-Newton ЕКА.

Ближайшее будущее

В ближайшем будущем будут доминировать несколько миссий. В настоящее время разрабатывается космический телескоп Джеймса Уэбба, имеющий особенно широкое научное применение.Также в работе находятся детекторы для миссии Евклида ЕКА и оборудование для XRISM (рентгеновское изображение и спектроскопия) JAXA, чтобы обеспечить прорыв в изучении формирования структуры Вселенной, истоков из ядер галактик и темной материи.

Завершение разрабатываемых миссий, поддержка оперативных миссий и финансирование программ исследований и анализа потребуют большей части ресурсов Астрофизического отдела.

В феврале 2016 года НАСА официально запустило лучшую десятилетнюю рекомендацию Astro2010 — широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп (WFIRST).Весной 2020 года WFIRST был переименован в Римский космический телескоп Нэнси Грейс. Роман будет помогать исследователям в их усилиях разгадывать секреты темной энергии и темной материи и исследовать эволюцию космоса. Он также откроет новые миры за пределами нашей солнечной системы и продвинет поиск миров, пригодных для жизни.

В январе 2017 года НАСА выбрало новую миссию Small Explorer (SMEX) IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), которая использует состояние поляризации света от астрофизических источников, чтобы дать представление о нашем понимании образования рентгеновских лучей в таких объектах, как нейтроны. звезды и туманности пульсарного ветра, а также звездные и сверхмассивные черные дыры.

В марте 2017 года НАСА выбрало исследовательскую миссию возможностей GUSTO (Галактическая / внегалактическая ULDB спектроскопическая терагерцовая обсерватория) для измерения выбросов из межзвездной среды, чтобы помочь ученым определить жизненный цикл межзвездного газа в нашем Млечном Пути, засвидетельствовать образование и разрушение звездообразующие облака и понять динамику газовых потоков в окрестностях центра нашей галактики.

Будущее

После декадного обзора 2001 года взгляд на Вселенную кардинально изменился.Было обнаружено более 3800 планет, вращающихся вокруг далеких звезд. В настоящее время известно, что черные дыры присутствуют в центре большинства галактик, включая галактику Млечный Путь. Возраст, размер и форма Вселенной были нанесены на карту на основе первичного излучения, оставленного Большим взрывом. И стало известно, что большая часть материи во Вселенной темная и невидимая, и что Вселенная не только расширяется, но и ускоряется неожиданным образом.

На долгосрочную перспективу цели астрофизики будут определяться на основе результатов десятилетнего обзора 2010 года « Новые миры, новые горизонты в астрономии и астрофизике». Приоритетные научные цели, выбранные исследовательским комитетом, включают: поиск первых звезд, галактик и черных дыр; поиск ближайших пригодных для жизни планет; и продвижение понимания фундаментальной физики Вселенной. В 2016 году был выпущен New Worlds, New Horizons: A Midterm Assessment .

В 2012 году был выпущен План внедрения астрофизики, в котором описываются мероприятия, предпринимаемые в настоящее время в ответ на рекомендации десятилетних исследований в рамках текущих бюджетных ограничений.План обновлялся в 2014, 2016 и последний раз в 2018 году.

Дорожная карта астрофизики «Несокрушимые квесты, смелые видения» была разработана рабочей группой Подкомитета по астрофизике (APS) в 2013 году. Дорожная карта представляет собой 30-летнее видение астрофизики с использованием последнего десятилетнего обзора в качестве отправной точки.

Астрономия: Исследование Вселенной

На следующие вопросы ответила астроном доктор Кэти Имхофф из Научного института космического телескопа.

Что такое астрономия?

Астрономия — это научное исследование Вселенной: звезд, планет, галактик и всего, что между ними. Это довольно большая тема!

Есть ли разные области астрономии?

Да! Во-первых, многие астрономы считают себя теоретиками, инструменталистами или наблюдателями. Теоретики специализируются на создании моделей с использованием компьютерных программ для моделирования звезды, сверхновой или чего-то еще, что они изучают.Инструменталисты специализируются на разработке и создании новых инструментов для проведения измерений или создании новых телескопов. Наблюдатели специализируются на получении, анализе и интерпретации данных. Конечно, есть астрономы, которые все это делают.

Мы также склонны классифицировать себя по типу астрономических объектов, которые мы изучаем. Есть те, кто специализируется на изучении Солнечной системы, и они обычно сосредотачиваются только на газообразных планетах, скалистых планетах, кометах, астероидах и т. Д.Есть астрономы, специализирующиеся на изучении звезд. Обычно они сосредотачиваются только на горячих звездах, холодных звездах или некоторых типах звезд, таких как двойные, переменные звезды и т. Д. То же самое верно для туманностей, галактик и так далее.

Какова длина светового года?

Световой год — это расстояние, которое луч света может пройти за один год. Поскольку свет движется очень быстро, это большое расстояние. Это более 5 000 000 000 000 миль! Термин «световой год» очень сбивает с толку многих людей.Звучит как мера времени, но на самом деле это мера расстояния. Ближайшая к нашему Солнцу звезда находится на расстоянии немногим более одного светового года.

Сколько световых лет в одном парсеке?

В 1 парсеке 3,26 световых года. Итак, ближайшая звезда, Альфа Центавра, находится на расстоянии около 4,3 световых лет, но на расстоянии 1,3 парсека.

Как вы знаете, астрономы обычно используют парсеки в наших исследованиях. Но определение расстояний в световых годах тоже полезно, потому что это говорит вам, сколько времени потребовалось свету, чтобы добраться до вас.

Каковы характеристики света? Например, почему все цвета радуги всегда образуют один и тот же четкий узор?

Как вы, возможно, знаете, свет действует как волна, а это значит, что у него есть длина волны. У каждого фотона или светового пучка своя длина волны. Длина волны говорит нам, сколько энергии несет фотон, а также какого он цвета.

Солнечный свет состоит из света многих длин волн. Когда свет проходит через каплю дождя или призму, свет преломляется (искривляется).Степень изгиба света зависит от его длины волны. Фиолетовый свет изгибается больше всего, затем синий, затем зеленый, желтый, оранжевый и красный. Это потому, что у фиолетового самая маленькая длина волны, затем у синего, затем у зеленого … Итак, капля дождя или призма распространила смешанный белый свет на длины волн, которые соответствуют цветам, воспринимаемым нашими глазами. Сэр Исаак Ньютон доказал это в отношении света. Возможно, вы захотите попробовать его эксперимент, который доказал, что белый свет состоит из многих цветов и что эти цвета различны и неизменны.Сначала он пропустил свет через призму, сделав знакомую радугу также известной как спектр — это научный термин. Если вы пропустите часть этого цветного света, скажем синего, через другую призму, выйдет только синий свет. То есть вы можете разбить белый свет на разные цвета (длины волн), но вы не можете разбить синий на части (потому что все они примерно одной длины волны).

П.С. Исаак Ньютон был интересным парнем! Вы можете прочитать о нем и его экспериментах со светом.

Вы знаете, что содержится в озоне? Вы знаете, где находится озоновая дыра и чем она сейчас закончилась?

Вы спросили об озоне. Озон — это просто особая форма кислорода. Кислород, которым мы дышим, представляет собой молекулу, состоящую из двух атомов кислорода. Озон — это молекула, состоящая из ТРЕХ атомов кислорода. Нам не нравится, когда рядом с землей находится озон — нам нехорошо дышать. Но находиться высоко в атмосфере — это здорово, потому что она поглощает ультрафиолетовый свет солнца.Обычно в атмосфере по всей Земле есть слой озона.

Однако нас беспокоит то, что озоновый слой очень тонкий — «дыра» — в области над Южным полюсом. Мы пытаемся понять, как образуется дыра, чтобы, надеюсь, не сделать дыру больше или не повлиять на остальную часть земли.

Астрономы нашли жизнь на других планетах?

Астрономы некоторое время искали планеты за пределами Солнечной системы.Это действительно непростая задача. Планеты маленькие и очень тусклые по сравнению со звездами. Это похоже на попытку увидеть маленького мотылька, летающего вокруг огромного костра. Это одна из задач, над которой работает космический телескоп Хаббл. Он находится над атмосферой Земли и имеет отличные зеркала (несмотря на плохую прессу). Таким образом, он может очень хорошо видеть слабые объекты и объекты, расположенные очень близко друг к другу в небе. Большинству ученых кажется, что где-то должна быть жизнь. Элементы и химические вещества, из которых состоит жизнь на Земле, очень распространены по всей Вселенной.Мы даже нашли аминокислоты в метеоритах! Трудно поверить, что среди всех этих миллиардов галактик, в каждой из которых есть миллиарды звезд, мы — единственные живые существа. Но найти жизнь «вне дома» очень сложно. Мы очень внимательно смотрели на Марс и пока что никакой жизни (но мы собираемся посмотреть еще — может быть, мы выбрали плохое место для посадочного модуля Viking Lander еще в 1976 году). Мы прислушивались к очень слабым радиосигналам, которые могли исходить от другой цивилизации на планете вокруг ближайшей звезды. Пока ничего — но будем искать!

Как телескоп Хаббл фотографирует предметы, а затем отправляет их на Землю?

Космический телескоп Хаббла имеет на борту несколько инструментов.Те, которые делают снимки, называются широкоугольной / планетарной камерой, а другая — камерой для слабых объектов. Это электронные камеры, которые записывают изображения цифрами, а не пленкой. Затем эти числа отправляются по радио на антенны на земле, передаются на компьютеры, которые затем могут снова объединить числа в картинку.

Позволил ли телескоп Хаббла узнать о каких-либо новых галактиках?

Да, астрономы были особенно взволнованы, когда увидели самые далекие и самые молодые галактики.Они оказываются гораздо более неправильными и менее организованными, чем более знакомые и близкие галактики. Мы думаем, что молодые галактики должны много взаимодействовать друг с другом, иногда даже сталкиваться. Позже они отдаляются друг от друга и принимают более правильные формы (спирали, эллипсы), с которыми мы знакомы.

Как выглядит астролябия и как ею пользоваться?

Астролябия — один из первых инструментов, используемых для измерения времени, а также положения солнца и звезд на небе.Обычно он сделан из латуни и имеет диаметр около 6 дюймов. Он состоит из нескольких плоских круглых пластин, вращающихся на штифте. На пластинах начертаны круги высоты и азимута для данной широты на Земле. Я никогда не использовал астролябию, но понимаю, что, вращая диски в нужных местах, вы можете использовать положение солнца днем, чтобы определить время, или положение звезд ночью, чтобы определить время. Астролябия использовалась в основном между 800 и 1650 годами нашей эры, после чего стали доступны более сложные устройства, такие как секстант.

Как компьютеры помогают вам в изучении Вселенной?

Вы можете быть удивлены, узнав, что астрономы часто используют компьютеры почти для всего, что мы делаем. Вот несколько способов: (1) Мы используем компьютеры, чтобы управлять большими телескопами, инструментами для сбора данных и спутниками, изучающими звезды и планеты. (2) Мы используем компьютеры для анализа данных и пытаемся понять, что они означают. (3) Мы используем компьютеры для создания математических моделей поведения звезд и галактик.(4) Мы используем компьютеры для доступа к хранилищам данных, известным как архивы. Например, спутник, над которым я работаю, сделал более 100 000 изображений, которые хранятся на компьютере. (5) Мы используем компьютеры для общения с другими астрономами по электронной почте, через Интернет и так далее. (6) Мы используем компьютеры при написании статей, описывающих наши результаты и графически отображающих данные. Я никогда не осознавал, насколько астрономы используют компьютеры, пока со мной не работали несколько учителей и студентов над исследовательским проектом.Мы обнаружили, что они должны были узнать о компьютерах, прежде чем они смогут помочь в работе над исследовательским анализом! Я использую в своей работе около шести компьютеров разного типа каждый день!

Как было создано пространство?

Мальчик, ты задаешь сложные вопросы! Я расскажу вам, как, по мнению астрономов, образовалась Вселенная. Мы думаем, что он был создан в результате большого взрыва, произошедшего около 15 миллиардов лет назад. Люди назвали это «Большим взрывом». Это, наверное, звучит немного безумно.Но когда мы смотрим далеко во Вселенную, мы видим, что все уходит, как будто все это разносит на части большой взрыв!

Как измеряется сила тяжести?

Измеряем, уронив что-нибудь!

Конечно, чтобы правильно измерить силу тяжести, мы должны быть осторожны. Например, воздух помогает замедлить падение чего-либо. Итак, чтобы правильно провести измерение, нам понадобится длинная трубка без воздуха, а затем очень тщательно измерить длину трубки и время, необходимое для того, чтобы что-то упало.

Если все вместе скрепляет гравитация, то повсюду ли гравитация? А из чего сделана гравитация?

Гравитация — одна из фундаментальных сил во Вселенной. Все, что имеет массу (вес), также имеет силу тяжести. Так что да, гравитация повсюду. Кроме того, чем массивнее объект, тем больше у него гравитации. Но то, сколько гравитационного притяжения мы ощущаем от чего-либо, зависит также от того, насколько мы далеко от него. Итак, хотя Земля намного меньше Солнца, мы намного ближе к Земле, поэтому ее гравитационное притяжение на нас больше.Обычные предметы, такие как стул или автобус, на самом деле тоже обладают гравитацией, но они настолько меньше, что их гравитационное притяжение чрезвычайно мало.

В каком направлении будет указывать компас в космическом пространстве?

Это зависит от того, где вы находитесь в космосе. Если бы вы находились на орбите вокруг Земли, как в космическом шаттле, он бы следил за магнитным полем Земли, что очень похоже на ее поверхность. Однако, если бы вы были рядом с Солнцем, ваш компас реагировал бы на магнитное поле вокруг Солнца.Даже далеко в космосе обычно есть слабое магнитное поле, на которое реагирует ваш компас.

Интересный вопрос! Но я не думаю, что астронавты будут использовать компасы в космосе, чтобы ориентироваться!

Не могли бы вы объяснить колебательную теорию возникновения Вселенной?

Я полагаю, что вы имеете в виду «Большое сжатие» — идею о том, что Вселенная сейчас расширяется, но позже она остановится, развернется и снова схлопнется до определенной точки («хруст»).Затем, по-видимому, это вызовет еще один «Большой взрыв», поскольку все это снова взорвется наружу. Таким образом, Вселенная будет «взорваться», расшириться, схлопнуться, «сжаться», «взорваться», расшириться, схлопнуться и так далее.

Эта идея пришла из того факта, что, хотя мы знаем, что Вселенная расширяется, мы также знаем, что гравитация всей материи во Вселенной замедляет это расширение. Если во Вселенной достаточно вещества, у нее будет достаточно сильная гравитация, чтобы остановить расширение и вызвать коллапс.

Другая идея, конечно, заключается в том, что материи и гравитации НЕ хватает, поэтому Вселенная будет продолжать расширяться вечно. Пока сделанные нами наблюдения не дали ответа на этот вопрос.

Знаете ли вы какие-либо другие теории, кроме Большого взрыва и колебаний?

Есть старая теория, называемая теорией «устойчивого состояния». В нем говорится, что материя постоянно образуется по всей вселенной и что «Большого взрыва» не было.»На самом деле британский астроном Фред Хойл, который был одним из главных сторонников этой теории, дал теории» Большого взрыва «название (он имел в виду это как сарказм, но название прижилось). Лишь несколько астрономов все еще поддерживают к этой теории.

Новая идея «инфляционной вселенной». Эта теория утверждает, что наша расширяющаяся часть Вселенной была вызвана «большим взрывом», но это только одна часть Вселенной. Повсюду существуют пузырьковые вселенные, каждая из которых возникла в результате «большого взрыва».«Характеристики каждой вселенной различаются в зависимости от деталей того, что произошло во время ее особого« большого взрыва ». Так что то, что мы называем законами физики (как материя и энергия ведут себя в нашей Вселенной), не будет таким же в какой-то другой пузырьковой вселенной.

Одна из идей, выдвинутых Альбертом Эйнштейном, заключается в том, что то, что мы думаем как «пространство», определяется наличием материи и энергии. Материя имеет гравитацию, массу, энергию движения и так далее. Это то, что мы можем измерить.Вот что составляет вселенную. Предположим, мы думаем о «месте», где нет материи и энергии — ничего. Это «не-пространство». Насколько это велико? Мы никак не можем это измерить. Мы не можем туда поехать, иначе в этом что-то есть. Мы можем только представить это. Так что это «не определено». Вы не можете использовать науку, чтобы описать это.

Теперь мы знаем, что наша Вселенная расширяется. Это потому, что внутри него есть вещи, которые мы можем использовать для измерения. Например, мы знаем скорость света.Мы знаем, как далеко от Земли до Солнца. Итак, мы — существа внутри этой вселенной — можем проводить измерения и показывать, что галактики во Вселенной в значительной степени удаляются друг от друга. Двигаясь наружу, они расширяют то, что мы можем «пространство».

Есть ли у вселенной конец?

Мы думаем, что у него есть начало — Большой взрыв. В конце, кажется, есть две возможности.

Во-первых, Вселенная будет расширяться вечно.Однако если это произойдет, все звезды в конечном итоге сгорят, и Вселенная превратится в холодное темное место.

Другая возможность состоит в том, что в какой-то момент Вселенная перестанет расширяться, а затем схлопнется сама по себе. Если он схлопнется сам по себе, произойдет «Большой хруст», который, по сути, станет концом для нас с вами!

Что происходит при столкновении двух галактик?

Возможно, вы недавно видели в новостях фотографии столкновения двух галактик.Когда это происходит, они иногда сливаются вместе. Вероятно, со звездами ничего особенного не происходит, потому что на самом деле между звездами много места. Но облака газа и пыли сталкиваются. Выбрасываются большие потоки газа, пыли и звезд, образуя довольно диковатую пару галактик! Прохладный!

Есть ли у космоса конец?

Это сложная концепция! Одна из идей, выдвинутых Альбертом Эйнштейном, заключается в том, что то, что мы считаем «пространством», определяется наличием материи и энергии.Материя имеет гравитацию, массу, энергию движения и так далее. Это то, что мы можем измерить. Вот что составляет вселенную.

Предположим, мы думаем о «месте», где нет материи и энергии — ничего. Это «не-пространство». Насколько это велико? Мы никак не можем это измерить. Мы не можем туда поехать, иначе в этом что-то есть. Мы можем только представить это. Так что это «не определено». Вы не можете использовать науку, чтобы описать это.

Теперь мы знаем, что наша Вселенная расширяется. Это потому, что внутри него есть вещи, которые мы можем использовать для измерения.Например, мы знаем скорость света. Мы знаем, как далеко от Земли до Солнца. Итак, мы — существа внутри этой вселенной — можем проводить измерения и показывать, что галактики во Вселенной в значительной степени удаляются друг от друга. Двигаясь наружу, они расширяют то, что мы можем «пространство».

Правда ли, что будущее людей можно определить по звездам и солнцу? Говорят ли они людям, что они будут делать дальше?
Астрология основана на древней религии. Нет никаких научных оснований полагать, что звезды управляют нашей жизнью.Например, однажды я вычислил, что крошечная сила тяжести врача, который рожает ребенка, больше, чем сила тяжести ближайшей звезды.

Как давно образовалась Вселенная?

Мы думаем, что он образовался от 12 до 20 миллиардов лет назад. Это число все еще остается неопределенным, но мы знаем, что в нашей галактике есть звезды возрастом около 12 миллиардов лет, так что это должно быть по крайней мере.

Действительно ли существует внеземная жизнь?

Очень сложно ответить на ваши вопросы, потому что единственная жизнь, о которой мы точно знаем, есть на Земле! Почти 20 лет назад мы высадили на Марс космический корабль Viking .Одна из его задач — поиск жизни. Он проверил на наличие бактерий или микробов, но не обнаружил их. О том, какой должна быть жизнь на другой планете, идут большие споры. Жизнь на Земле очень сложна, поэтому некоторые люди утверждают, что маловероятно, что жизнь возникнет где-то еще, как и мы. Но другие отмечают, что химические вещества и процессы, участвующие в жизни на Земле, очень распространены во Вселенной и, как ожидается, будут происходить где угодно при правильных условиях, поэтому жизнь в другом месте может быть похожа на жизнь на Земле.

Я слышал, что после путешествия в космос был немного моложе, чем вы были, когда впервые начали путешествовать в космосе. Как это возможно?

Наши астронавты не становятся моложе в космосе, но они стареют немного медленнее, чем все мы, живущие на поверхности Земли, за то время, пока они находятся в космосе. Это один из эффектов теории относительности, описанной Альбертом Эйнштейном. Когда что-то движется очень быстро, кажется, что время замедляется.Этот эффект очень мал, если вы не движетесь со скоростью, близкой к скорости света (186 000 миль в секунду!). Астронавты движутся не так быстро — всего около 17 000 миль в час (или пять миль в секунду)!

Все карты, на которые я смотрю, направлены в одном направлении. Как я узнаю, что они в правильном направлении?

Вы можете рисовать карту в любом направлении. Но во избежание путаницы большинство карт построено таким образом, что север находится вверху, а восток — вправо.Часто есть маленькая отметка «компас», которая показывает направления на север, юг, восток и запад. Я видел несколько карт с указанием направлений, но где-то на карте всегда есть отметка компаса, указывающая, какой путь есть.

Действительно, есть смысл поместить либо Северный полюс, либо Южный полюс наверху из-за вращения Земли. Это определяет север и юг. Я понимаю, что причина того, что Северный полюс находится на вершине, заключается в том, что многие из первых картографов были из Европы и, следовательно, жили в Северном полушарии.Я видел некоторые карты, нарисованные наоборот — с Южным полюсом наверху — обычно сделанные людьми, живущими в Южном полушарии, пытающимися донести эту мысль!

Как была открыта астрономическая навигация? Люди все еще используют его сегодня? По каким звездам лучше всего ориентироваться?

Мы все еще используем астрономическую навигацию, но по-новому. Многие из наших спутников ориентируются по звездам. Космический телескоп Хаббла, а также спутник, над которым я работаю, IUE, используют компьютер и датчики движения для перемещения по небу.Но чтобы указать точно в нужном месте, мы должны найти одну или две известные звезды, положение которых мы знаем. Затем по этим звездам мы можем указать точно в любую точку неба, какую захотим. Я считаю, что астрономическая навигация началась с моряков. В океане только вода, солнце и звезды. Итак, первые мореплаватели тысячи лет назад, вероятно, придумали основы навигации.

Вероятно, самая важная звезда для навигации, как тогда, так и сейчас, — Полярная звезда.Возможно, вы научились находить созвездие Большой Медведицы (Большой Медведицы). Две звезды на конце ковша указывают на Полярную звезду (которая является частью более тусклого созвездия, Малой Медведицы или Малой Медведицы). Пока вы находитесь в северном полушарии Земли, вы можете использовать Полярную звезду, чтобы найти север ночью (если не облачно, не идет дождь или не идет снег).

Как люди используют астрономическую навигацию? Есть ли на небе что-то еще, что они используют, кроме звезд?

Я думаю, что корабли больше не используют астрономическую навигацию.Корабли и самолеты используют радиомаяки, чтобы определить, где они находятся. Если вы можете подобрать два или более радиомаяка, вы сможете довольно точно определить, где вы находитесь. В последнее время стали использовать радиомаяки из космоса! На орбите есть несколько спутников, которые используются только для того, чтобы выяснить, где вы находитесь. Это называется глобальной системой позиционирования или GPS. Если я правильно помню, он был разработан военными США, но теперь доступен для всех. Теперь люди могут купить устройство GPS и установить его в свою лодку, даже если это просто яхта или весельная лодка.Он очень точен и сейчас доступен на коммерческой основе. В него встроены все радиодатчики и компьютер, который сделает за вас расчеты.

Кто поверил утверждению, что Солнце является центром Солнечной системы и что планеты вращаются вокруг него?

Идея о том, что Солнце является центром нашей солнечной системы, восходит к польскому астроному Николаю Копернику. Впервые он опубликовал эту идею в 1514 году. Но она была принята не сразу.

Датский астроном Тихо Браге провел очень тщательные наблюдения за движением планет — лучшее, что когда-либо было сделано. Эти наблюдения были проверкой любой теории об орбитах планет. Они были сделаны в конце 1500-х годов (он обнаружил сверхновую в 1572 году).

Немецкий астроном Иоганн Кеплер предложил математическую теорию, которая действительно работала для объяснения движения планет (с использованием тщательных наблюдений Тихо).Он показал, что планеты на самом деле движутся вокруг Солнца овалами, а не кругами. Его работа по планетным орбитам была опубликована в 1609–1627 годах.

Наконец, Галилей был первым человеком, который посмотрел на ночное небо в телескоп. Он обнаружил, что спутники вращаются вокруг Юпитера, у Венеры есть фазы, и что планеты кажутся больше и меньше, когда они движутся по небу. Он обнаружил, что эти наблюдения могут иметь смысл только в том случае, если Солнце является центром Солнечной системы. Его идеи были опубликованы в 1632 году.Однако он столкнулся с проблемой, потому что католическая церковь в то время настаивала на том, что Земля является центром вселенной.

Итак, идея исходит от Коперника, но потребовалось некоторое время, прежде чем ее можно было доказать, и прежде чем она была общепризнана как правильная.

Как магнит работает в космосе?

Магнит отлично подойдет для космоса. Для работы ему не нужны ни воздух, ни сила тяжести, ни что-либо еще. На самом деле Земля — ​​это большой магнит. Его магнитные поля помогают создавать полярные сияния, поскольку частицы, испускаемые Солнцем, взаимодействуют с магнитным полем.Эти поля называются поясами Ван Аллена.

Есть ли в космосе дождь или молния?

Если под космосом мы говорим о космосе вдали от планет и звезд, то нет, там нет дождя и молний, ​​потому что нет водяных облаков.

Но на другой планете может быть дождь, если есть водные облака. Марс подходит довольно близко. Воды немного, но она холодная, поэтому проявляется в виде инея и ледяных туманов. Мы также видели молнии на Юпитере.Там разные облака — метан, аммиак и все такое. Но молния — это, по сути, электрический разряд, и это может случиться. Я предполагаю, что молнии возникают и в облаках некоторых других планет.

Вы слышите, как говорите в космосе?

Разговор звучит. Звук — это колебания, проходящие через что-то — воздух, если вы говорите, но звук может распространяться и через жидкости (океан), и через твердые тела (земля). Пространство очень пустое, почти вакуум.Так бы не было звука. Все эти великолепные улюлюканья в научно-фантастических фильмах — отличные спецэффекты, но не настоящие.

Каково это в космосе?

Пусто, темно, жарко с одной стороны (там, где светит солнце), а с другой — холодно (в тени)!

Не могли бы вы объяснить, что подразумевается под искривленным пространством, как я полагаю, описанным Эйнштейном?

Обычно мы говорим об искривленном пространстве относительно силы тяжести.Большая масса, подобная Солнцу, искажает пространство своей гравитацией, заставляя материю и энергию «падать» на нее. Обычная аналогия — представить двумерную вселенную. Если бы в нем ничего не было, он был бы плоским, но если поставить «звезду» посередине, он «проседает» к звезде.

Как северное сияние (также называемое северным сиянием) приобретает свой цвет?

Северное (и южное) сияние возникает, когда заряженные частицы, испускаемые Солнцем, сталкиваются с магнитным полем Земли.Эти частицы скользят по магнитным силовым линиям к Северному и Южному полюсам. Когда частицы попадают в атмосферу Земли, они могут возбуждать (добавлять энергию) молекулы в воздухе. Если я правильно помню, зеленый цвет в северном сиянии связан с азотом (или кислородом?) В воздухе.

Существует абсолютный ноль там, где нет кинетической энергии в движении атома / молекулы. Есть ли температура, при которой больше не может быть кинетической энергии, противоположной абсолютному нулю?

Это очень интересная мысль.Давайте посмотрим — максимальная кинетическая энергия могла бы быть у атома или молекулы, если бы они могли двигаться со скоростью света. Должно быть, было почти так же жарко при формировании Вселенной во время Большого взрыва. Также возможно ускорить несколько атомов до скорости, близкой к скорости света в ускорителе частиц. В противном случае было бы трудно достичь этой «максимальной температуры». Конечно, достичь абсолютного нуля тоже сложно. Так что я думаю, что на практике, хотя на самом деле невозможно достичь этих значений, мы можем подойти довольно близко, чтобы концепции действовали.

звезд — факты и информация

Тихое пение Мерцание, мерцание, маленькая звездочка может убаюкивать ребенка, но за пределами атмосферы Земли эти слова не совсем точны. Правильное, хотя и менее успокаивающее, представление могло бы быть таким: Испускать, испускать, гигантский газовый шар .

Звезды — это огромные небесные тела, состоящие в основном из водорода и гелия, которые производят свет и тепло из вспениваемых ядерных кузниц внутри своих ядер. За исключением нашего Солнца, все точки света, которые мы видим на небе, находятся на расстоянии световых лет от Земли.Они являются строительными блоками галактик, которых во Вселенной миллиарды. Невозможно узнать, сколько существует звезд, но по оценкам астрономов, только в нашей галактике Млечный Путь их около 300 миллиардов.

Рождение звезды

Жизненный цикл звезды длится миллиарды лет. Как правило, чем массивнее звезда, тем короче продолжительность ее жизни.

Рождение происходит внутри водородных пылевых облаков, называемых туманностями. В течение тысяч лет гравитация заставляет карманы плотной материи внутри туманности схлопываться под их собственным весом.Одна из этих сжимающихся масс газа, известная как протозвезда, представляет собой фазу зарождения звезды. Поскольку пыль в туманностях скрывает их, астрономам бывает трудно обнаружить протозвезды.

По мере того, как протозвезда становится меньше, она вращается быстрее из-за сохранения углового момента — по тому же принципу, который заставляет вращающуюся фигуристку ускоряться, когда она тянет за собой руки. Повышение давления приводит к повышению температуры, и за это время звезда входит в так называемую относительно короткую фазу Т Тельца.

Миллионы лет спустя, когда температура ядра поднимается примерно до 27 миллионов градусов по Фаренгейту (15 миллионов градусов по Цельсию), начинается ядерный синтез, воспламеняющий ядро ​​и запускающий следующий — и самый продолжительный — этап жизни звезды, известный как ее главная последовательность.

Большинство звезд в нашей галактике, включая Солнце, относятся к категории звезд главной последовательности. Они существуют в стабильном состоянии ядерного синтеза, превращая водород в гелий и излучающего рентгеновские лучи. Этот процесс излучает огромное количество энергии, сохраняя звезду горячей и яркой.

Все, что блестит

Некоторые звезды светят ярче других. Их яркость является фактором того, сколько энергии они излучают, известной как светимость, и насколько далеко они находятся от Земли. Цвет также может варьироваться от звезды к звезде, потому что их температура не одинакова. Горячие звезды кажутся белыми или синими, а более холодные — оранжевыми или красными.

Нанося эти и другие переменные на график, называемый диаграммой Герцшпрунга-Рассела, астрономы могут классифицировать звезды по группам.Помимо звезд главной последовательности и белых карликов, в другие группы входят карлики, гиганты и сверхгиганты. Сверхгиганты могут иметь радиус в тысячу раз больше, чем у нашего Солнца.

Звезды проводят 90 процентов своей жизни в фазе главной последовательности. Солнцу Земли, которому сейчас около 4,6 миллиарда лет, считается желтый карлик среднего размера, и астрономы предсказывают, что оно будет оставаться в стадии главной последовательности еще несколько миллиардов лет.

По мере того, как звезды движутся к концу своей жизни, большая часть их водорода превращается в гелий.Гелий опускается в ядро ​​звезды и повышает температуру звезды, в результате чего ее внешняя оболочка из горячих газов расширяется. Эти большие набухающие звезды известны как красные гиганты. Но жизнь звезды может закончиться по-разному, и ее судьба зависит от того, насколько массивна звезда.

Фаза красного гиганта на самом деле является прелюдией к тому, что звезда сбрасывает свои внешние слои и становится маленьким плотным телом, называемым белым карликом. Белые карлики крутятся миллиарды лет. Некоторые из них, если они существуют как часть двойной звездной системы, могут собирать избыточное вещество со своих звезд-компаньонов до тех пор, пока их поверхности не взорвутся, вызывая яркую новую звезду.В конце концов все белые карлики темнеют и перестают вырабатывать энергию. На данный момент, который ученым еще предстоит наблюдать, они стали известны как черные карлики.

Большой взрыв

Массивные звезды избегают этого эволюционного пути и вместо этого взрываются взрывом, взрываясь как сверхновые. Хотя снаружи они могут казаться раздутыми красными гигантами, их ядра на самом деле сжимаются, в конечном итоге становясь настолько плотными, что коллапсируют, вызывая взрыв звезды. Эти катастрофические всплески оставляют после себя небольшое ядро, которое может стать нейтронной звездой или даже, если остаток достаточно массивным, черной дырой.

Поскольку определенные сверхновые имеют предсказуемую схему разрушения и результирующую светимость, астрономы могут использовать их в качестве «стандартных свечей» или астрономических измерительных инструментов, чтобы помочь им измерить расстояния во Вселенной и вычислить скорость ее расширения.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1/7

1/7

Знакомая форма глазного яблока туманности Хеликс показывает только два измерения этого сложного небесного тела. Но новые наблюдения показывают, что на самом деле он может состоять из двух газовых дисков, почти перпендикулярных друг другу.

Туманность Хеликс

Знакомая форма глазного яблока туманности Хеликс показывает только два измерения этого сложного небесного тела. Но новые наблюдения показывают, что на самом деле он может состоять из двух газовых дисков, почти перпендикулярных друг другу.

Фотография любезно предоставлена ​​NASA / ESA / C. Р. О’Делл (Университет Вандербильта)

Глядя вверх

В зависимости от облачности и того места, где вы стоите, вы можете увидеть бесчисленные звезды, покрывающие небо над вами, или вовсе не увидеть их.В городах и других густонаселенных районах световое загрязнение делает практически невозможным созерцание звезд. Напротив, некоторые части света настолько темны, что при взгляде вверх открывается ночное небо во всей его богатой небесной славе.

Из многих способов загрязнения Земли, о световом загрязнении говорят меньше всего. Этот короткометражный фильм, снятый в основном в Калифорнии Шрирамом Мурали, проходит через все уровни шкалы, показывая, как улучшается вид космоса в менее освещенных местах.

Древние культуры смотрели в небо по разным причинам. Определяя различные конфигурации звезд, известных как созвездия, и отслеживая их движения, они могли проследить время года для земледелия, а также прокладывать маршруты по морям. Есть десятки созвездий. Многие из них названы в честь мифических персонажей, таких как Кассиопея и Орион-Охотник. Другие названы в честь животных, на которых они похожи, таких как Малая Медведица (Маленькая Медведица) и Большая Пса (Большая Собака).

Сегодня астрономы используют созвездия как ориентиры для именования вновь открытых звезд.Созвездия также продолжают служить инструментами навигации. Например, в Южном полушарии в качестве ориентира используется знаменитое созвездие Южного Креста. Между тем люди на севере могут полагаться на Полярную звезду или Полярную звезду для определения направления. Полярная звезда является частью хорошо известного созвездия Малой Медведицы, которое включает в себя знаменитую звезду, известную как Малая Медведица.

Как стать астрономом

Астрономы изучают Вселенную и объекты в ней.Например, они могут изучать планеты, звезды, галактики, астероиды, черные дыры и другие небесные тела. Они используют радио- и оптические телескопы на Земле, а также космические телескопы и другие инструменты для проведения наблюдений и сбора данных. Астрономы используют данные о движении, составе и других свойствах космических объектов и явлений. Некоторые сосредотачиваются на близлежащих объектах в нашей солнечной системе, таких как планеты, солнце, кометы и астероиды. Другие могут специализироваться на изучении других звезд, галактик, черных дыр или пульсаров.

Астрономы расширяют наше понимание Вселенной и нашего места в ней. Фотографии Земли и «бледно-голубой точки» нашей солнечной системы, сделанные из космоса, передают хрупкость и изолированность нашей планеты, а также важность устойчивости. Космические миссии стимулировали технологические инновации, включая системы глобального позиционирования (GPS), достижения в области прогнозирования погоды, солнечную энергию и даже методы лечения рака, которые приносят пользу многим из нас здесь, на Земле. Астрономы предупреждают нас о солнечных бурях, которые могут повлиять на электросети, а некоторые отслеживают космический мусор, чтобы предотвратить повреждение спутников.

Чем занимаются астрономы?

Хотя существуют разные отрасли астрономии, большинство астрономов занимаются схожими видами деятельности. Например, они планируют программы наблюдений, используют телескопы и другие инструменты для изучения космических объектов и явлений, разрабатывают и проверяют научные теории, выполняют сложные математические вычисления для анализа данных, используют или разрабатывают программное обеспечение для анализа и моделирования данных, пишут предложения и подают заявки на исследования. гранты, писать статьи для публикации в научных журналах и представлять результаты исследований на конференциях.Они могут также разработать новое оборудование для наблюдений.

Астрономы могут специализироваться на одной из нескольких дисциплин:

  • Планетарные астрономы сосредотачиваются на жизненных циклах планет и открытии новых планет вблизи других звезд.
  • Звездные астрономы изучают жизненные циклы звезд и звездные явления, такие как черные дыры, туманности (из которых рождаются звезды), белые карлики, сверхновые и пульсары.
  • Солнечные астрономы изучают системы и характеристики Солнца, такие как его атмосфера, магнитное поле и штормы.Они также могут исследовать новые методы изучения солнца.
  • Галактические астрономы изучают галактику Млечный Путь, галактику, в которой мы живем.
  • Космологи изучают происхождение, историю и возможное будущее всей Вселенной. Космология — активная область исследований, в которой разрабатываются несколько важных теорий, в том числе теория струн, темная материя и энергия, а также мультивселенные.

Астрономы могут также специализироваться на определенных методах наблюдений и исследований, таких как радиоастрономия или оптическая астрономия .Астрономы-теоретики анализируют данные, собранные другими, для создания новых теорий или открытия новых объектов.

Где работает астроном?

Большинство профессиональных астрономов — профессора или научные сотрудники университетов и колледжей. Многие из них работают на физических факультетах, а не на отдельных факультетах астрономии, и могут преподавать как физику, так и астрономию. Члены факультета в первую очередь занимаются преподаванием и могут проводить исследования, если позволяет расписание занятий.

Национальные обсерватории и правительственные лаборатории
Около трети профессиональных астрономов напрямую наняты федеральным правительством или поддерживаемыми государством обсерваториями и лабораториями.Астрономы на этих должностях сосредоточены на исследовательских потребностях своего работодателя и имеют меньше возможностей для личных исследований, чем в академических кругах. Хотя национальные обсерватории поощряют личные исследования, они также требуют, чтобы астрономы работали над дизайном и работой инструментов. Это должности на государственной службе с отличным потенциалом для гарантии занятости.

Работа в частном секторе
Некоторые астрономы работают на частных работодателей, таких как аэрокосмические фирмы или консалтинговые компании, которые заключают контракты на свои услуги с государством.Другие астрономы работают в планетариях и научных музеях или преподают в средних школах.

Хотя астрономы проводят исследования в лабораториях и обсерваториях, они также могут проводить большую часть своего времени в офисах. Большинство астрономов работают полный рабочий день. Хотя для проведения наблюдений им, возможно, придется работать ночью, большинство астрономов посещают обсерватории лишь несколько раз в год, а в остальном работают в обычные рабочие часы.

Какова типичная зарплата астронома?

По состоянию на май 2012 года средняя зарплата физиков и астрономов составляла 106 360 долларов в год, или 51 доллар.14 в час. В академических кругах постдокторские должности в среднем составляют 35–45 000 долларов в год, а должности доцентов в этой области начинаются с 50 000 долларов.

$ Мексика
Штат Общая занятость Нижняя 25% Средняя зарплата Верхняя 75%
Калифорния ,13,840 $ ,133,840 90
Гавайи 90 $ 63 670 $ 113 130 160 350
Мэриленд
50 63 930 долл. США 102 330 долл. США 123 530 долл. США
Техас 91700 долл. США долл. США 114 590 долл. США Таблица данных http: www.bls.gov/oes/current/oes192011.htm)

Какой спрос на работу у астрономов?

Рабочие места для физиков и астрономов, как ожидается, будут расти со скоростью 10% и к 2022 году добавятся 2400 рабочих мест. Это так же быстро, как средний рост числа рабочих мест по всем профессиям. Однако сама астрономия — довольно небольшая область, в Северной Америке только 150 вакансий в год; конкуренция за позиции сильна. Астрономы могут работать на постдокторских должностях от трех до шести лет, прежде чем найти устойчивые долгосрочные должности.

Вакансии и описание работы в астрономии

Используя наземное оборудование, такое как радио и оптические телескопы, а также космическое оборудование, астрономы проводят наблюдения и собирают данные о небесных телах и процессах. Некоторые астрономы сосредотачивают свои исследования на близких объектах, таких как наше Солнце или планеты, и космическом мусоре, которые могут мешать работе спутников Земли, в то время как другие изучают далекие звезды, галактики и черные дыры. Другие должности астронома включают преподавание и прикладные исследования, но для того, чтобы продолжить карьеру, вас могут спросить о следующих навыках.Умеете ли вы:
  • Разрабатывать и проводить наблюдательные исследования, анализировать данные и разрабатывать компьютерные модели для расширения знаний и проверки гипотез о космических процессах и телах
  • Разрабатывать и использовать приборы и программное обеспечение для наблюдений и анализа
  • Эффективно общаться с партнерами по исследованиям и группами, состоящими из инженеров, техников и коллег-ученых
  • Предоставить исчерпывающее руководство для лиц, не являющихся учеными, по разработке технических решений
  • Разработка, обслуживание и устранение неполадок на всех этапах разработки, интеграции, внедрения и анализа аппаратного и программного обеспечения
  • Выполните моделирование и прогнозирование, используя творческий подход и вычислительный анализ
  • Разработка стандартов и руководств по задачам
  • Оценить новые технологии для применения в полевых условиях
  • Планировать, координировать, направлять и оценивать тестирование систем сбора данных

Старшие астрономы могут отвечать за обязанности, которые больше соответствуют роли команды или менеджера проекта, например:

  • Назначение ролей и задач другим членам команды и отслеживание прогресса команды и контрольных показателей
  • Обзор и источники финансирования проектов; составлять заявки на исследовательские гранты
  • Информ Процессы разработки и производства телескопов и оборудования
  • Оценить и снизить риски спутниковых систем
  • Сообщайте о производительности команды, сроках, расходах и сплоченности команды.
  • Установить ведущую роль в деятельности на местах

Получение астрономической степени

Большинство астрономов имеют докторскую степень. в астрономии или физике. Докторантура в этих областях необходима для преподавателей и исследовательских должностей. В некоторых случаях достаточно докторантуры в определенных областях техники. Кандидат наук. кандидаты должны иметь прочное основание в области физики, а также исчисления, статистики и других видов математики. Компьютерные навыки также необходимы для анализа и моделирования данных.

Недавно назначенные доктора астрономии начинают работать в постдокторских исследовательских должностях в колледжах и университетах. Эти должности длятся от одного до трех лет и полностью сосредоточены на исследованиях. Докторантура также требуется для должностей в федеральном правительстве. В то время как доктор философии выгодно для промышленных позиций, они, как правило, не требуются.

Те, кто не имеет степени бакалавра физики или астрономии, могут найти работу ассистентами в обсерваториях или техниками и научными сотрудниками в области инженерии и информатики.

Астрономия — связанные Градусы

Степень CompletedHigh School Diploma / GEDSome CollegeAssociate DegreeBachelor в DegreeMaster в DegreeDoctorate Степень

Желаемая DegreeDiploma / CertificateAssociate DegreeBachelor в DegreeMaster в DegreeDoctorate

Программа InterestAll ProgramsCriminal JusticeData ScienceElectrical EngineeringEmergency ManagementEngineering ManagementEnvironmental Наука / SustainabilityFire ScienceHealth AdministrationPublic AdministrationPublic Здоровье

Какие общества и профессиональные организации есть у астрономов?

  • Американское астрономическое общество (AAS) (http: // aas.org /) — ведущая профессиональная ассоциация астрономов в Северной Америке. Общество проводит ежегодные собрания, издает научные журналы, поддерживает работу и защищает астрономические науки.
  • Международный астрономический союз (http://www.iau.org/) способствует международному сотрудничеству с целью продвижения и развития профессии. Ежегодно организация проводит девять международных симпозиумов. Он также определяет астрономическую номенклатуру и служит авторитетом для именования небесных тел и их характеристик.Общество предлагает сетевые возможности через подразделения, охватывающие области специализации, комиссии и рабочие группы.

астрономии | Определение и факты

Популярные вопросы

Что такое астрономия?

Астрономия — это изучение объектов и явлений за пределами Земли. Астрономы изучают такие объекты, как Луна и остальная часть Солнечной системы, через звезды Галактики Млечный Путь и далекие галактики на расстоянии миллиардов световых лет от нас.

Чем астрономия отличается от космологии?

Полная статья

астрономия , наука, которая включает изучение всех внеземных объектов и явлений. До изобретения телескопа и открытия законов движения и гравитации в 17 веке астрономия в первую очередь занималась записью и предсказанием положения Солнца, Луны и планет, первоначально для календарных и астрологических целей, а затем для навигационных целей. использование и научный интерес.Каталог изучаемых в настоящее время объектов намного шире и включает в себя в порядке увеличения расстояния Солнечную систему, звезды, составляющие Галактику Млечный Путь, и другие, более далекие галактики. С появлением научных космических зондов Земля стала рассматриваться как одна из планет, хотя ее более подробное исследование остается областью наук о Земле.

Сфера астрономии

С конца 19 века астрономия расширилась, включив астрофизику, применение физических и химических знаний для понимания природы небесных объектов и физических процессов, которые контролируют их образование, эволюцию и излучение.Кроме того, газы и частицы пыли вокруг звезд и между ними стали объектами многих исследований. Изучение ядерных реакций, которые обеспечивают энергию, излучаемую звездами, показало, как разнообразие атомов, встречающихся в природе, может быть получено из Вселенной, которая после первых нескольких минут своего существования состояла только из водорода, гелия и небольшого количества атомов углерода. литий. Явлениями самого крупного масштаба занимается космология, изучение эволюции Вселенной. Астрофизика превратила космологию из чисто умозрительной деятельности в современную науку, способную делать предсказания, которые можно проверить.

Несмотря на большие успехи, астрономия все еще подвержена серьезному ограничению: это по своей сути скорее наблюдательная, чем экспериментальная наука. Практически все измерения необходимо проводить на большом расстоянии от интересующих объектов, без контроля таких величин, как их температура, давление или химический состав. Есть несколько исключений из этого ограничения, а именно: метеориты (большинство из которых — из пояса астероидов, хотя некоторые из них — с Луны или Марса), образцы горных пород и почвы, привезенные с Луны, образцы кометной и астероидной пыли, возвращенные роботизированный космический аппарат и частицы межпланетной пыли, собранные в стратосфере или над ней.Их можно исследовать с помощью лабораторных методов, чтобы получить информацию, которую невозможно получить никаким другим способом. В будущем космические миссии могут возвращать поверхностные материалы с Марса или других объектов, но большая часть астрономии, по-видимому, в остальном ограничивается наземными наблюдениями, дополненными наблюдениями с орбитальных спутников и космических зондов дальнего действия и дополненными теорией.

никель-железный метеорит

Никель-железный метеорит из каньона Дьябло, штат Аризона.

© Кеннет В.Pilon / Shutterstock.com

Определение астрономических расстояний

Центральным занятием астрономии является определение расстояний. Без знания астрономических расстояний размер наблюдаемого объекта в космосе оставался бы не более чем угловым диаметром, а яркость звезды не могла быть преобразована в ее истинную излучаемую мощность или светимость. Измерение астрономических расстояний началось с определения диаметра Земли, что послужило основой для триангуляции.В пределах внутренней солнечной системы некоторые расстояния теперь можно лучше определять по времени отражений радара или, в случае Луны, с помощью лазерной локации. Для внешних планет все еще используется триангуляция. За пределами Солнечной системы расстояния до ближайших звезд определяются с помощью триангуляции, в которой диаметр орбиты Земли служит базовой линией, а смещения звездного параллакса являются измеряемыми величинами. Звездные расстояния обычно выражаются астрономами в парсеках (пк), килопарсеках или мегапарсеках.(1 пк = 3,086 × 10 18 см, или около 3,26 светового года [1,92 × 10 13 миль].) Расстояния могут быть измерены с точностью до килопарсека с помощью тригонометрического параллакса ( см. Звезда : Определение расстояний до звезд. ). Точность измерений, сделанных с поверхности Земли, ограничена атмосферными эффектами, но измерения, сделанные со спутника Hipparcos в 1990-х годах, расширили шкалу до звезд до 650 парсеков с точностью около одной тысячной угловой секунды. Ожидается, что спутник Gaia будет измерять звезды на расстоянии до 10 килопарсек с точностью 20 процентов.Для более далеких звезд и галактик необходимо использовать менее прямые измерения.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Здесь описаны два общих метода определения галактических расстояний. В первом случае четко идентифицируемый тип звезды используется в качестве эталона, поскольку его светимость хорошо определена. Это требует наблюдения таких звезд, которые находятся достаточно близко к Земле, чтобы их расстояния и светимости были надежно измерены.Такая звезда называется «стандартной свечой». Примерами являются переменные цефеиды, яркость которых периодически меняется хорошо задокументированным образом, и определенные типы взрывов сверхновых, которые обладают огромной яркостью и, таким образом, могут быть видны на очень больших расстояниях. После калибровки яркости таких более близких стандартных свечей расстояние до более удаленной стандартной свечи можно рассчитать на основе ее калиброванной яркости и ее фактической измеренной интенсивности. (Измеренная интенсивность [ I ] связана со светимостью [ L ] и расстоянием [ d ] по формуле I = L / 4π d 2 .) Стандартная свеча может быть идентифицирована по ее спектру или паттерну регулярных изменений яркости. (Возможно, придется внести поправки на поглощение звездного света межзвездным газом и пылью на больших расстояниях.) Этот метод лежит в основе измерения расстояний до ближайших галактик.

Область спиральной галактики M100 (внизу) с тремя кадрами (вверху), показывающими возрастающую яркость цефеид. Эти изображения были получены с помощью широкоугольной планетарной камеры 2 (WFPC2) на борту космического телескопа Хаббла (HST).

Доктор Венди Л. Фридман, Обсерватории Института Карнеги в Вашингтоне и НАСА

Второй метод измерения расстояний до галактик использует наблюдение, что расстояния до галактик обычно коррелируют со скоростями, с которыми эти галактики удаляются от Земли (как определено по доплеровскому сдвигу длин волн излучаемого ими света). Эта корреляция выражается в законе Хаббла: скорость = H × расстояние, где H обозначает постоянную Хаббла, которая должна быть определена из наблюдений за скоростью, с которой галактики удаляются.

Ваш комментарий будет первым

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2019 Гранд Атлантис - перевозки груза по Дальнему Востоку.