"Физика", Изергин Э.Т.
Астрономия изучает небесные тела, космические системы и явления во Вселенной. Она помогает понять, как устроены Солнечная система и галактики, почему Солнце и звёзды движутся по небу и как учёные исследуют далёкий космос. Главные идеи темы: звезда излучает собственный свет, планета отражает его, созвездие является условным участком неба, а свет от далёких объектов показывает их прошлое.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Астрономия — наука о небесных телах, космических системах и явлениях в космосе. Она изучает звёзды, планеты, спутники, галактики, их движение и взаимодействие. Это понятие нужно, чтобы отличать научное исследование Вселенной от случайных наблюдений за небом.
Небесное тело — естественный космический объект, возникший не благодаря деятельности человека. К небесным телам относятся Солнце, Земля, Луна, астероиды и кометы, а искусственный спутник создан людьми и запущен на орбиту. Такое различие показывает, какие объекты изучает природа, а какие являются результатом техники.
Вселенная — всё существующее космическое пространство, небесные тела, системы и связи между ними. В неё входят галактики, звёзды, планеты и процессы, происходящие на разных расстояниях и масштабах. Это самое широкое понятие темы: отдельная галактика является только частью Вселенной.
Созвездие — участок звёздного неба с условно выделенной группой звёзд, которую удобно узнавать и использовать для ориентирования. Звёзды в таком рисунке могут быть удалены друг от друга на разные расстояния. Поэтому созвездие обозначает видимую область неба, а не обязательно настоящую систему связанных звёзд.
Астрономия выделилась в самостоятельную науку, потому что небесные явления нельзя объяснить только наблюдением земных предметов. Людям нужно было определять время и стороны горизонта, составлять календари, предсказывать затмения и понимать смену дня и ночи. Позже главными вопросами стали происхождение и развитие звёзд, движение планет, устройство галактик и история Вселенной.
Космические объекты образуют иерархию, то есть последовательность систем от меньших к большим. Спутник обращается вокруг планеты, планеты и другие тела входят в планетную систему, а звёздные системы являются частью галактик. Галактики, в свою очередь, вместе с пространством между ними входят во Вселенную, поэтому нельзя ставить знак равенства между галактикой и Вселенной.
Солнце, Луна и звёзды кажутся перемещающимися по небу с востока на запад в течение суток. Это происходит главным образом потому, что Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток, а наблюдатель движется вместе с её поверхностью. Подобно тому как из окна движущегося поезда предметы кажутся перемещающимися назад, небесные тела создают впечатление собственного суточного движения.
Космические расстояния настолько велики, что километры становятся неудобными для записи и сравнения. Поэтому используют специальные единицы, например световой год — расстояние, которое свет проходит за год. Свет движется очень быстро, но не мгновенно: если объект далёкий, его сигнал идёт к нам долго, и мы видим не его настоящее состояние, а прошлое.
Главный источник сведений об удалённых объектах — наблюдение приходящего от них излучения. Телескоп собирает больше света и позволяет различать слабые или далёкие объекты, а приборы разделяют излучение на спектр. По спектру и изменениям яркости учёные узнают состав, температуру, скорость движения и другие свойства, не отправляясь к звезде.
| Объект или система | Что представляет собой | Пример | Как связан с другими объектами |
|---|---|---|---|
| Звезда | Самосветящееся небесное тело, излучающее энергию | Солнце | Может быть центром планетной системы и входит в галактику |
| Планета | Небесное тело, обращающееся вокруг звезды и отражающее её свет | Земля | Вместе со спутниками входит в планетную систему |
| Спутник планеты | Тело, обращающееся вокруг планеты | Луна | Является частью системы планеты |
| Солнечная система | Солнце и все тела, движущиеся под его притяжением | Солнце, планеты и их спутники | Входит в галактику Млечный Путь |
| Галактика | Гигантская система звёзд, газа, пыли и тёмной материи | Млечный Путь | Содержит множество звёздных и планетных систем |
| Созвездие | Условная область небесной сферы с узнаваемым рисунком звёзд | Большая Медведица | Помогает ориентироваться на небе, но не обязательно является физической системой |
Сначала определите, является ли объект отдельным телом, системой тел, галактикой или условной областью неба. Затем проверьте, вокруг чего он движется или в состав чего входит. Такая последовательность помогает не путать, например, Луну, Солнечную систему и Млечный Путь.
Распределим Солнце, Землю, Луну, Млечный Путь и Большую Медведицу по группам: небесное тело, система, галактика или созвездие. Для решения нужно определить не размер объекта, а его астрономический тип и назначение.
Ответ: Солнце, Земля и Луна — небесные тела; Млечный Путь — галактика; Большая Медведица — созвездие. В данном наборе отдельной системы нет. Не следует считать Млечный Путь всей Вселенной.
Свет от Солнца до Земли идёт 8 минут 20 секунд, а его скорость равна 300 000 км/с. Расстояние найдём по формуле s = vt, где s — путь, v — скорость, t — время. Сначала всё время нужно выразить в секундах.
Ответ: свет проходит примерно 150 миллионов километров. Единица секунды сокращается, поэтому результат получается в километрах. Это расстояние называют примерно одной астрономической единицей.
Почему далёкую галактику мы видим такой, какой она была в прошлом? Любое сообщение о галактике передаётся излучением, а скорость света имеет конечное значение. Значит, между событием и его наблюдением всегда проходит некоторое время.
Ответ: телескоп показывает прошлое далёкой галактики, потому что свет не распространяется мгновенно. Чем дальше объект, тем более ранний этап его существования мы наблюдаем. Узнать его современное состояние можно только после прихода нового света.
Ошибка: считать созвездие реальной группой близко расположенных звёзд. Её допускают из-за того, что звёзды образуют заметный рисунок на небе, хотя находятся на разных расстояниях от Земли. Проверьте себя: спросите, описывается ли объект физическим взаимодействием звёзд или только условными границами неба.
Ошибка: называть Солнце планетой. Так бывает, если ориентироваться на то, что вокруг Солнца движутся планеты, но само Солнце является звездой и излучает собственный свет. Проверка проста: тело, являющееся источником собственного света, относят к звёздам.
Ошибка: путать галактику и Вселенную. Галактика — огромная система звёзд, а Вселенная включает все галактики, пространство и происходящие процессы. Чтобы проверить ответ, определите, говорит ли название об одной системе или обо всём существующем космосе.
Ошибка: объяснять суточное движение звёзд их обращением вокруг Земли. Наблюдаемое перемещение в основном вызвано вращением Земли вокруг своей оси, поэтому одинаково меняется вид всего неба. Проверьте себя, заменив Землю на вращающийся наблюдательный пункт: кажущееся движение станет понятным.
Для астрономических задач нужны знания о движении, скорости, времени и расстоянии. Основная связь выражается формулой s = vt, а единицы величин необходимо согласовывать. Эти умения позволяют вычислять расстояния, пройденные светом.
С географией астрономию связывают стороны горизонта и ориентирование по небесным объектам. Вращение Земли объясняет смену дня и ночи и видимое суточное движение светил. Наблюдение за небом помогает определять направление и время.
Дальше эти знания пригодятся при изучении Солнечной системы, всемирного тяготения и движения планет. Они также нужны для понимания космических исследований и работы телескопов. Иерархия объектов помогает связывать отдельные явления в единую картину.
Чем астрономия отличается от астрологии?
Астрономия — естественная наука, основанная на наблюдениях, измерениях и проверяемых расчётах. Астрология пытается связывать положение небесных тел с судьбой людей, но научных доказательств таким предсказаниям нет.
Почему звёзды кажутся маленькими точками, хотя многие из них больше Солнца?
Звёзды находятся от Земли на огромных расстояниях, поэтому их размеры не различимы невооружённым глазом. Мы видим их как светящиеся точки, хотя некоторые звёзды действительно намного больше Солнца.
Созвездие — это группа близких звёзд или только рисунок на небе?
Созвездие — условно выделенная область небесной сферы и видимый рисунок из звёзд. Звёзды одного созвездия могут находиться очень далеко друг от друга и не образовывать единой физической системы.
Почему мы не видим обратную сторону Луны с Земли?
Луна вращается вокруг своей оси за то же время, за которое обращается вокруг Земли. Поэтому к нашей планете почти всегда обращена одна и та же её сторона.
Как учёные узнают свойства звёзд, если не могут до них добраться?
Астрономы изучают свет и другие виды излучения, приходящие от звёзд. По спектру, яркости и изменению излучения определяют температуру, состав, движение и другие свойства.
АСТРОНОМИЯ
