Підручник з Астрономії (рівень стандарту). 11 клас. Пришляк - Нова програма

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;

• розглянете історію зародження науки астрономії та еволюцію уявлень людини про Всесвіт;

• навчитесь розпізнавати сузір'я на нічному небі й за допомогою небесних світил орієнтуватись на місцевості та вимірювати час;

• 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;

• познайомитесь з видатними українськими вченими, які зробили вагомий внесок в освоєння космосу.

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 на пил планетні системи.

Ви дізнаєтесь, що сучасна астрономія використовує для спостережень найдосконалішу техніку. Спостереження ведуть у різних діапазонах електромагнітного випромінювання: радіодіапазоні, інфрачервоному, видимому, ультрафіолетовому, рентгенівському й у гамма-променях. Сучасні приймачі випромінювання передають інформацію безпосередньо на комп'ютери. Завдяки новітнім технологіям науковці отримують надзвичайно якісні зображення космічних тіл, віддалених від Землі на відстані у кілька сотень світлових років; здатні наочно відтворювати процеси, які відбувалися у Всесвіті мільйони років тому або відбуватимуться у неоглядному майбутньому.

Працюючи за матеріалами підручника, ви отримаєте можливість самостійно перевіряти набуті знання та закріплювати практичні навички. Крім того, рубрика «Для допитливих» познайомить вас із цікавими фактами, які стосуються певної теми й підвищать інтерес до вивчення предмета.

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

Вступ

Предмет астрономії. Її розвиток і значення в житті суспільства. Короткий огляд об'єктів дослідження в астрономії

Астрономія — фундаментальна наука, яка вивчає об'єкти Всесвіту та Всесвіт в цілому. Астрономія (грец. αστρον — зоря і νομος — закон) — наука, що вивчає будову, рух, походження та розвиток небесних тіл, їх систем й усього Всесвіту. Вона виникла кілька тисячоліть тому, коли в людства з'явилася потреба у вимірюванні часу, визначенні суходільних та морських шляхів, у передбаченні сезонних явищ (дощів, посух, снігопадів). Відтоді знання про космос набули постійного розвитку й спонукали людину на пошук, оскільки кожне нове відкриття породжувало й нові питання.

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.

Галузі астрономії. Зв'язок астрономії з іншими науками. Астрономічні методи мають надзвичайно велике значення не тільки в космонавтиці, а й для навігації у мореплавстві та авіації. При складанні географічних і топографічних карт, календарів для народного господарства, вирахуванні настання морських припливів і відпливів, визначенні 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.

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

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 їх 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, їх системах та в космічному просторі.

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

Історія розвитку астрономії. Псевдонауковість астрології та її завбачень. Розвиток астрономічної науки пройшов довгий шлях від вірувань у небесні надзвичайні сили до запуску в космос людей і автоматичних станцій для дослідження не тільки навколоземного простору, а й інших планет Сонячної системи.

Ніхто не знає, коли людина вперше помітила, що за висотою зір над горизонтом можна визначати нічний час та зміну пір року. Але час, коли зоряні скупчення люди стали називати сузір'ями, дали їм імена і почали стежити за їх рухом, перетворив споглядання «небесних вогнищ предків» на найважливішу практичну науку, що здатна передбачити, коли краще за все сіяти та збирати врожай, чекати сезону дощів й розливу річок, як безпомилково знайти потрібний шлях у невідомій місцевості.

Мабуть, саме тоді й виникли перші астрономічні обсерваторії. Прикладом може слугувати загадкове спорудження з гігантських кам'яних плит й грубо обтесаних брил — Стоунхендж. Положення його каміння можна пов'язати з різноманітними астрономічними явищами, що дає привід вважати це диво прадавньої архітектури першою величезною астрономічною обсерваторією.

Стоунхендж. Вік споруди налічує 5-6 тис. років

Багато тисячоліть мудреці різних країн намагалися зрозуміти й описати будову космічного простору (до речі, давньогрецьке слово «космос» означає «порядок усіх речей, що оточують нас»). Давні мислителі, зокрема Аристарх Самоський (310-230 рр. до н.е.), вважали, що в центрі Всесвіту розташоване Сонце.

Проте з часом ці геніальні здогадки були забуті — й на довгі століття в астрономії провідною стала так звана геоцентрична система світу, що визначала центром Всесвіту Землю. Найбільшого розвитку ця теорія набула в монографії «Альмагест» («Велика побудова») александрійського астронома, географа й математика Клавдія Птолемея (бл. 100-170).

Ілюстрація з книги Аль-Біруні, де показані різні фази Місяця

У І тис. н.е. найвизначніші астрономічні відкриття зробили арабські астрономи. У Багдаді, Каїрі, містах Сірії та Середньої Азії були зведені обсерваторії, складені перші таблиці руху Місяця і планет, винайдені астрономічні прилади для визначення висоти небесних світил над лінією горизонту (квадранти) й спостережень (секстанти).

Омар Хайям (1048-1131) висунув надзвичайно сміливе припущення про імовірність населеності далеких світів й нескінченність нашого Всесвіту. Аль-Біруні (973-1048) у працях з астрономії описав гіпотезу про рух Землі навколо Сонця. Він стверджував про однакову вогняну природу Сонця й зір, на відміну від темних тіл — планет; зазначав, що зорі мають набагато більші розміри в порівнянні із Землею. Також Аль-Біруні описав різні фази Місяця.

Мірзо Улугбек (1394-1449) у Самарканді запровадив до використання сорокаметровий секстант, за допомогою якого міг обчислювати рух Сонця з небаченою до того часу точністю.

Теорія геоцентричної будови Всесвіту проіснувала до XVI ст., коли відбувся перший революційний переворот у світогляді. Польський астроном Миколай Коперник (1473-1543) у праці «Про обертання небесних тіл» представив власну геліоцентричну систему світу. За його теорією, центральне місце належить Сонцю, а Земля та інші планети обертаються навколо нього по колових (не еліптичних) орбітах. Це відкриття дало ключ до пізнання Всесвіту, але ще довго вчення Птолемея не поступалося місцем новій теорії.

М. Коперник

Остаточно затвердив вчення Коперника, отримавши безперечні докази його правдивості, італійський фізик, механік і астроном Галілео Галілей (1564-1642). Ним була виявлена зміна фаз Венери, що свідчило про її обертання саме навколо Сонця, а не Землі. Також Галілей за допомогою найпростішого телескопа побачив на Місяці гори й кратери, відкрив чотири супутники Юпітера.

Г. Галілей

Сучасник Галілея Йоганн Кеплер (1571-1630) уславлений тим, що, здійснюючи спостереження за рухом Марса, визначив три закони руху планет. Це стало значним проривом у розвитку уявлень про будову Сонячної системи.

Й. Кеплер

Англійський вчений ХVIII ст. Ісаак Ньютон відкрив основні закони механіки та закон всесвітнього тяжіння. Він довів універсальність сили тяжіння (гравітації), що керує рухом зір і галактик.

І. Ньютон

Найвидатніший учений ХХ ст. Альберт Айнштайн (1879-1955) став основоположником загальної теорії відносності, завдяки якій інтенсивного розвитку набув розділ сучасної астрономії, що вивчає походження, будову й еволюцію Всесвіту як єдиного цілого, — космологія.

Астрологія (грец. αστρον — зірка, λογος — вчення) — паранаукова система знань, спираючись на яку, нібито можливо за розташуванням небесних тіл передбачати майбутнє.

Астрономію іноді споріднюють з астрологією, оскільки вони мають схожі назви. Насправді між цими поняттями існує суттєва відмінність. Астрономія спирається на наукові методи дослідження: спостереження, вимірювання величин, спектральний аналіз, перевірку достовірності відомостей у лабораторіях. Для прогнозування будь-яких космічних явищ або їхнього аналізу застосовують закони фізики та механіки, проводять математичні обчислювання.

Якщо для астролога небесні тіла наділені особливими характеристиками, зумовленими їхньою сутністю, то астроном розглядає небесні тіла як фізичні об'єкти з реальними, доведеними шляхом докладного дослідження властивостями.

Відмінності між астрономією та астрологією

Астрономія

Астрологія

Офіційна наука

Паранаукова система знань

Досліджує безпосередньо космічні об'єкти й будову Всесвіту

Вивчає залежність характеру і життєвого шляху людини від впливу небесних тіл

Будь-яке положення підкріплене науковими доказами та дослідженнями

Відсутні наукові докази тверджень

Значення астрономії для формування світогляду та культури людини. Об'єкти дослідження та просторово-часові масштаби в астрономії. 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 одне 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.

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.

Дізнайтеся більше про історію розвитку астрономії.

Контрольні запитання

  • 1. Що вивчає астрономія? Що зумовило її формування як науки?
  • 2. З яких розділів складається астрономія? Стисло схарактеризуйте кожний із них.
  • 3. Розкажіть про основні періоди розвитку астрономії. Опишіть головні відмінності між астрономією та астрологією.
  • 4. Як дослідження астрономічних явищ вплинуло на розвиток людства в давнину? Яке значення має астрономія в житті сучасного суспільства?
Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка

Зміст