Астрономія. Профільний рівень. 11 клас. Пришляк

Шановне учнівство!

Ви починаєте вивчення однієї з найдавніших і цікавих наук — астрономії, яка досліджує природу, походження та еволюцію як окремих небесних тіл, так і Всесвіту в цілому. У підручнику ви здійсните своєрідні космічні мандри крізь простір і час.

Так, у розділах:

  • «Що вивчає астрономія?» ви розглянете історію зародження науки астрономії та еволюцію уявлень людини про Всесвіт;
  • «Основи практичної астрономії» і «Вимірювання часу та календар» ви навчитесь розпізнавати сузір’я на нічному небі й за допомогою небесних світил орієнтуватись на місцевості та вимірювати час;
  • «Закони руху планет» ви вивчите основні закони «небесної механіки», адже всі космічні тіла, супутники та космічні кораблі рухаються згідно із законом всесвітнього тяжіння, який ви вивчали в курсі фізики. Ви дізнаєтесь, який вагомий вклад в освоєння космосу зробили видатні українські вчені.

В астрофізичних розділах ви дізнаєтесь, які фізичні умови існують на поверхні планет Сонячної системи, чому навколо планет існують кільця, як народжуються нові зорі й перетворюються у пил планетні системи.

Окрім того, у підручнику ви знайдете відповіді на такі цікаві питання:

  • Що впливає на зміну клімату на Землі?
  • Скільки часу ще буде світити Сонце?
  • Як долетіти до чорної діри?
  • Що загрожує існуванню земної цивілізації?
  • Чи існують у Всесвіті «темна енергія» і «темна матерія»?

До розділів додаються контрольні запитання, теми для дискусій і завдання для спостережень.

Підручник містить докладні відомості про телескопи, що дозволяють дослідити поверхню Місяця, супутники Юпітера, кільця Сатурна, а також спостерігати галактики, які розташовані на відстані десятків мільйонів світлових років від Землі.

Працюючи за матеріалом підручника, ви отримаєте можливість самостійно перевіряти набуті знання та закріплювати практичні навички. Окрім того, рубрика «Дізнайтеся більше» познайомить вас із цікавими фактами, які стосуються теми й підвищать інтерес до вивчення предмета. Посилання на електронні матеріали розміщено на сторінках підручника спеціальною позначкою і.

Звертаємо особливу увагу, що під час астрономічних спостережень не можна дивитися на Сонце ані в телескоп, ані неозброєним оком.

Вступ

Предмет астрономії та його особливості

Завдання астрономії на різних історичних етапах. Розвиток астрономічної науки пройшов довгий шлях від вірувань у небесні надзвичайні сили і Землю, як центр Всесвіту, до запуску в космос людей і автоматичних станцій для дослідження не тільки навколоземного простору, а й інших планет Сонячної системи.

Основні причини, що обумовили і стимулювали зародження й розвиток астрономії:

  • практичні потреби, пов'язані з землеробством, мисливством, орієнтуванням у просторі;
  • накопичення астрономічних знань для розвитку астрології (необґрунтоване з позицій сучасної науки намагання за положенням планет на небі передбачати хід подій на Землі (погоду та урожай, мир або війну для держави, долю правителя, а згодом — і кожної людини);
  • найголовнішою причиною для розвитку астрономії було нестримне бажання людської думки проникнути в суть речей, усвідомити справжнє положення Землі й людини у Всесвіті, пізнати закони, за якими рухаються світила.

Галузі астрономії. Сучасна астрономія — надзвичайно розгалужена наука, розвиток якої безпосередньо пов’язаний з науково-технічним прогресом людства. Астрономія поділяється на окремі підрозділи (або напрями), у яких використовуються властиві лише їм методи та засоби досліджень.

Астрометрія — розділ астрономії, що вивчає положення і рух небесних тіл та їхніх систем.

Небесна механіка — розділ астрономії, що вивчає закони руху небесних тіл.

Астрофізика — розділ астрономії, що вивчає фізичні явища й хімічні процеси, які відбуваються в небесних тілах, їхніх системах та в космічному просторі.

Космологія — розділ астрономії, що вивчає походження, будову та еволюцію Всесвіту як єдиного цілого.

Об’єкти дослідження в астрономії. Астрономія — наука про Всесвіт, що вивчає походження, будову, рух та розвиток небесних тіл і створених ними систем. Всесвіт у широкому розумінні цього слова — все суще, що розташоване на Землі та за її межами.

У наш час відомо, що у Всесвіті крім зір існує ще багато інших космічних тіл та їхніх комплексів — планет, астероїдів, комет, галактик, туманностей та ін. Тому астрономи вивчають всі об’єкти, які перебувають у космічному просторі та їхню взаємодію між собою. Слово «космос» у перекладі з грецької означає порядок, на відміну від «хаосу», де панує безлад. Тобто ще в Давній Греції вчені розуміли, що у Всесвіті діють якісь закони, тому на небі існує певний порядок, і у наш час під словом «космос» ми уявляємо собі Всесвіт.

Галактика «Колесо огляду». Знімок телескопу «Габбл»

У сучасній астрономії використовуються різноманітні методи дослідження Всесвіту. Астрономи не тільки збирають інформацію про далекі світи, вивчаючи випромінювання, яке надходить з космосу до поверхні Землі, а й проводять експерименти у навколишньому та далекому космічному просторі.

Важливими завданнями астрономії стали пояснення і прогнозування астрономічних явищ, таких як сонячні й місячні затемнення, поява комет, проходження повз Землю астероїдів та великих метеорних тіл.

Щоб краще пізнати еволюцію Землі, астрономія займається вивченням фізичних процесів, що відбуваються в надрах та атмосферах відомих нам планет. Дослідження небесних тіл дозволяє відповісти на питання щодо стійкості Сонячної системи, вірогідності небезпеки зіткнення нашої планети з космічними тілами.

Актуальними у наш час лишаються проблеми відкриття нових об’єктів Сонячної системи, дослідження процесів, які відбуваються на Сонці, тому що від їх пізнання залежить існування усього живого на Землі. Вивчення еволюції далеких зір та порівняння їх із Сонцем допомагають ученим визначити етапи його розвитку.

Серед найближчих перспектив у галузі астрономії пріоритетними об’єктами для досліджень обрані Місяць, Сонце та Марс. Зокрема програма НАСА планує невдовзі здійснити першу в світі експедицію з астронавтами на Червону планету. Інша міжнародна космічна програма пов’язана з освоєнням супутника Землі й зведенням на ньому станції для астрономічних спостережень. Це відкриє перед ученими нові можливості дослідження космічного простору.

Зв’язок астрономії з іншими науками. Астрономічні методи мають надзвичайно велике значення не тільки в космонавтиці, а й для навігації у мореплавстві та авіації. Під час складання географічних і топографічних карт, календарів для народного господарства, обчислення настання морських припливів і відпливів, визначення сили тяжіння в різних точках земної поверхні з метою виявлення покладів корисних копалин також використовують астрономічні дані. Тобто значення астрономії в житті сучасного суспільства неможливо переоцінити.

Галактика NGC 4036, схожа на Молочний Шлях. Знімок телескопу «Габбл»

Астрономія споріднена з іншими науками — фізикою, хімією, математикою, біологією, філософією, тому що на Землі й у космосі діють одні й ті самі закони природи.

Для допитливих

Астрономічні дослідження в Україні мають давні традиції. За часів Княжої доби осередками таких досліджень були монастирі. Саме в давніх літописах можна знайти свідоцтва про спостереження космічних явищ. Так, у Лаврентіївському літописі 1064 р. вперше було зафіксовано сонячне затемнення. Старовинні тексти також розповідають про подібні природні явища, що сталися 1091 р., 1115 р. Цікаво, що такі відомості виявилися цінними не лише в галузі астрономії, а й історії, оскільки дозволяють з великою точністю встановлювати дату визначної події, з якою літописці неодмінно пов’язували настання затемнення.

Зузстріч двох галактик. Знімок телескопу «Габбл»

Найвидітніші астрономи. Найвидатніші вчені, що зробили суттєвий внесок у становлення астрономії: Микола Коперник (1473-1543) «зрушив Землю, зупинивши Сонце», Йоган Кеплер (1571-1630) встановив закони руху планет, Галілео Галілей (1564-1642) відкрив чотири супутники Юпітера, фази Венери та ін. Ці відкриття утверджували геліоцентричну модель світу Коперника. Ісаак Ньютон (1643-1724), узагальнивши закони Кеплера про рух планет, відкрив закон всесвітнього тяжіння і заклав основи небесної механіки. Вільям Гершель (1738-1822) створив модель нашої Галактики — велетенської, але скінченних розмірів системи зір. Йозеф Фраунгофер (1787-1826) вперше використав спектральний аналіз в астрономії. Едвін Габбл (1889-1953) довів, що за межами нашої Галактики є незліченне число інших таких же зоряних систем і що цей світ галактик розширюється. Альберт Айнштайн (1879-1955) створив теорію відносності, яка стала фундаментом космології.

Українські науковці зробили вагомий внесок у розвиток вітчизняної та світової астрономії.

Знайдіть в мережі Інтернет та інших джерелах відомості про розвиток астрономічної науки в Україні та підготуйте повідомлення або презентацію.

Скупчення галактик. Знімок телескопу «Габбл»

Астрономічні знання і розвиток цивілізації

У будь-які часи астрономія здійснювала великий вплив на практичну діяльність людини, але головне її значення полягає у формуванні наукового світогляду.

Найголовнішим стимулом для розвитку астрономії стало бажання людей осягнути сутність речей, усвідомити справжнє положення Землі у Всесвіті, пізнати таємничі закони космосу. Протягом усього свого існування ця наука задовольняла потреби людства в поясненні походження й розвитку навколишнього світу, пошуку істини. Відіграючи величезну світоглядну роль, астрономія завжди посідала чільне місце в духовному житті особистості й суспільства.

В астрономії кожен об’єкт існує у власних просторі й часі, що створюють його специфіку. У загальному розумінні простір — це форма сталості, збереження об’єкта та його змісту, а час — форма розвитку об’єкта, внутрішня міра буття та самознищення. Простір і час доповнюють один одного, і чим складніший об’єкт, тим складнішими є ці форми.

Пізнання особливостей простору і часу є історичним процесом, що відбувається на основі практичної діяльності людей, їхнього досвіду.

Сучасна астрономія, залишаючись фундаментальною наукою, має величезне прикладне значення і безпосередньо пов’язана з науково-технічним прогресом людства. Вивчення різноманітних небесних тіл, які можуть перебувати в умовах дуже високих і дуже низьких температур, густин і тиску, збагачує важливими даними «земні» науки — фізику, хімію та ін. Закони небесної механіки покладено в основу теорії руху космічних апаратів, а практичну космонавтику уявити без астрономії взагалі неможливо. Дослідження Місяця і планет дозволяють значно краще вивчати нашу Землю.

Крім того, астрономія є однією з найголовніших наук, завдяки яким створюється наукова картина світу — система уявлень про найзагальніші закони будови і розвитку Всесвіту та його окремих частин.

Дізнайтеся більше про історію розвитку астрономії.

Контрольні запитання

  • 1. Що вивчає астрономія?
  • 2. Як ви вважаєте, чому астрономія є однією з найдавніших наук?
  • 3. Назвіть відомих вам астрономів минулих часів.
  • 4. Назвіть тіла, що утворюють Сонячну систему.
  • 5. Астрономія має прикладне значення. Проілюструйте прикладами це твердження.
  • 6. Встановіть відмінності між астрономією та астрофізикою.
  • 7. Які причини обумовили зародження і розвиток астрономії? Проаналізуйте їх.
  • 8. Яке значення має астрономія у формуванні наукової картини світу? Поясніть.
Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка

Зміст