Зоряні системи - галактики. Всесвіт і його складові. Астрономія - наука, що вивчає Всесвіт. Освоєння космосу
Зоряні системи - галактики
Тисячі яскравих і ледь помітних зір, що їх бачимо на небі неозброєним оком, мільйони і мільярди слабкших, доступних для спостережень лише в потужні телескопи, об’єднуються у велетенські зоряні системи - галактики.
Наша Галактика
На небі існують мільярди галактик, серед яких є і наша Галактика (з грец. Молочний Шлях), яку називають Молочний, або Чумацький, Шлях.
На нічному небі ми бачимо її найяскравішу частину як сріблясту смугу (мал. 76). Наша Галактика - це величезна зоряна система, у якій обертаються навколо центра 400 млрд зір.
Галактику часто зображують як зоряну систему у вигляді велетенського млинця, у якому зорі рухаються в одній площині. Насправді Галактика має сферичну форму з діаметром майже 300 000 світлових років, але більшість яскравих зір розміщується приблизно в одній площині, тому їх видно на небі як туманну світлу смугу. Зверніть увагу, що всі яскраві зорі (сузір’я Оріон, Лебідь, Ліра, Орел) розташовуються у смузі Молочного Шляху.
Молочний Шлях - цю основну частину зір Галактики - найкраще видно восени. Цієї пори року ввечері він перетинає небосхил у напрямі з південного заходу на північний схід. У такому ж напрямку на території Запорізької й Херсонської областей тече Дніпро. Тож для чумаків, які протягом століть їздили в Крим по сіль і поверталися назад наприкінці літа, Молочний Шлях у нижній частині Дніпра слугував дороговказом. Тому й сама ця яскрава смуга зір дістала назву Чумацький Шлях.
Світ галактик надзвичайно різноманітний. У 1925 р. американський учений Едвін Габбл (мал. 78) класифікував їх за зовнішнім виглядом. Він розподілив галактики на три типи: еліптичні, спіральні та неправильні (мал. 77).
Еліптичні галактики мають вигляд кругів чи еліпсів, яскравість яких плавно зменшується від центра до краю. Спіральні галактики складаються із центра і к ількох спіральних рукавів або гілок. До неправильних галактик належать ті, що не мають чітко вираженого центра і симетричної побудови.
Найближча до нас у Північній півкулі неба галактика Туманність Андромеди (мал. 79) - це спіральна галактика. У Південній півкулі спостерігають дві неправильні галактики - Велику Магелланову Хмару (мал. 80) і Малу Магелланову Хмару.
Що таке туманності.
Між зорями знаходяться розріджений газ, пил, магнітні поля і світлові промені від зір. Такі сукупності газів і пилу отримали назву туманності. Гази, з яких складаються туманності, - це водень, гелій, азот, кисень та ін.
Розрізняють кілька видів туманностей (мал. 81). Темною називають туманність, у хмарах газів і пилу якої немає зір. Якщо до складу туманності входять зорі, то вона світиться. Відомо понад 150 світних туманностей, які відбивають світло близьких яскравих зір. Темних туманностей в Галактиці може бути в тисячі разів більше.
Розрізняють туманності і за їхніми обрисами, що можна спостерігати в телескоп. Якщо вона маленька і має правильну форму, то її називають планетарною. На сьогодні відкрито і досліджується понад 1000 таких туманностей. Більшість з них має вигляд слабких, ледве помітних дисків зеленуватого відтінку. Жодну із цих туманностей не можна побачити в бінокль.
- Тисячі яскравих і ледь помітних зір, мільйони і мільярди слабкіших об’єднуються у велетенську зоряну систему - Галактику.
- Нашу Галактику називають І\/Іолочний, або Чумацький, Шлях.
- Розрізняють три типи галактик: еліптичні, спіральні та неправильні.
- Об’єднання газів і пилу отримали назву туманності.
існують різноманітні способи позначень туманностей. Найпоширеніший спосіб - присвоєння назви, яка вказує на сузір’я, у якому туманність знаходиться. Яскравим прикпадом може слугувати туманність Оріона, яка й знаходиться в сузір’ї Оріона. Інший спосіб позначення полягає в тому, що об’єктам присвоюється назва, що описує їхній зовнішній вигляд. Наприклад, туманність Орла в сузір’ї Змії називається так тому, що нагадує великого птаха в польоті.
Туманності можуть також позначатись літерою І\/І на честь французького вченого Шарля Мессьє, який жив у XVIII ст. і вивчав комети. Він часто плутав туманності з кометами. Тому в 1781 році І\/Іессьє склав перелік найпоказовіших туманностей і зоряних скупчень, вказавши їхнє місцезнаходження в небі, щоб він сам та інші астрономи більше не плутали комети з іншими об’єктами. Туманність Орла в його списку була 16-ю, тому отримала позначення І\/І16.
1. До складу якої галактики належить Сонячна система?
2. Які небесні тіла входять до складу галактики?
3. Що таке туманності? З чого вони складаються?
4. Які існують види туманностей?
5. Які існують відмінності між галактиками? Назви типи галактик.
Всесвіт і його складові
Що таке Всесвіт
Всесвіт - це весь світ, включно з усіма галактиками, зорями, планетами й іншими небесними тілами. Всесвіт не має меж, хоча це тяжко уявити. У вужчому сенсі під Всесвітом мають на увазі світ небесних тіл із законами їхнього руху й розвитку.
Складові Всесвіту розташовані вкрай нерівномірно. Значна їх частина зосереджена в окремих космічних сукупностях: галактиках і туманностях. Відстані між окремими об’єктами зазвичай вимірюють у світлових роках, тобто відстанях, які світло долає за один рік (від Сонця до найближчої до нас зорі воно йде понад 4 роки).
Небесні тіла, з яких складається Всесвіт, вивчає наука астрономія. Вона намагається пояснити явища і процеси, що відбуваються у Всесвіті.
Всесвіт постійно розширюється. Це означає, що відстані між астрономічними об’єктами збільшуються. І це явище не має меж, принаймні наукових свідчень про обмеженість Всесвіту не існує. Отож границі Всесвіту, якщо вони й існують, лежать далеко за межами сучасних спостережень. Розширення Всесвіту постійно прискорюється, і невідомо, чи зупиниться воно колись у майбутньому.
Людство завжди замислювалось над таємницею походження життя і Всесвіту. Від наших предків до нас дійшло багато міфів і легенд про створення світу і появу життя на Землі. Тому немає нічого дивного в тому, що вчені різних часів і наукових напрямків вивчають Всесвіт і унікальне призначення людини в ньому. Протягом багатьох століть мешканці Землі прагнуть віднайти життя ще десь у Всесвіті - на планетах Сонячної системи чи поза її межами, серед зоряних світів.
Для людини характерна тривала історія розвитку, яка є невід’ємною частиною розвитку Всесвіту. Розуміння майбутнього людини і Всесвіту є складним завданням сучасної науки.
- Всесвіт включає всі галактики, зорі, планети та інші небесні тіла.
- Всесвіт такий великий, що його межі важко уявити.
- Історія розвитку людини є невід’ємною частиною розвитку Всесвіту.
Учені висувають різноманітні гіпотези походження Всесвіту. Вони намагаються пояснити, із чого виник Всесвіт і як він набув сучасного вигляду.
Нині основною гіпотезою походження Всесвіту є теорія про Великий вибух, який відбувся понад 13 млрд років тому з подальшим розширенням Всесвіту. На думку вчених, до моменту вибуху весь Всесвіт був спресований в одну неймовірно густу розплавлену масу. Вибух розкидав її по всьому простору. Приблизно через 10 секунд сформувалися частинки, з яких складаються всі небесні тіла Всесвіту. Більшість зір, планет утворилися лише через декілька сотень тисяч років після Великого вибуху.
Іншою гіпотезою походження Всесвіту є, наприклад, теорія стаціонарного Всесвіту, за якою Всесвіт існував вічно й не змінювався. Проте після чергових відкриттів у науці ця гіпотеза втратила своїх прибічників. Використовуючи радіотелескопи, вчені зареєстрували радіошуми на всьому зоряному небі й вважають їх відголосками Великого вибуху.
1. Із чого складається Всесвіт?
2. Які розміри Всесвіту?
3. Як пов’язані людина і Всесвіт?
Астрономія - наука про всесвіт
Астрономія (у перекладі з грецької мови астро - зоря і номос - закон) виникла у зв’язку з практичними потребами людини і є дуже давньою наукою, адже перші астрономічні записи датуються XXI-XVII ст, до н. е.
Уявлення людини про Всесвіт
Нині відомо, ш;о у Всесвіті, крім зір, існує ш;е багато інших космічних тіл та їхніх сукупностей - планет, астероїдів, комет, гЕїлактик, туманностей. Тому астрономи вивчають усі об’єкти, які розташовані за межами Землі, та їхню взаємодію між собою.
Слово космос, яке ми часто використовуємо як синонім Всесвіту, у перекладі з грецької означає порядок. Тобто ще в Давній Греції вчені розуміли, ш;о Всесвіт існує за деякими законами, тому на небі існує певний порядок. У наш час під словом космос астрономи розуміють навколоземне й міжпланетне середовище за межами атмосфери Землі.
Відомо, що вже за 3000 років до н. е. єгипетські жерці за першою появою найяскравішої зорі земного зоряного неба Сіріуса визначали час настання розливу річки Ніл. У давньому Китаї за 2000 років до н.е. видимі рухи Сонця та Місяця були так добре вивчені, що китайські астрономи передбачали настання сонячних і місячних затемнень.
Моделі системи світу
Тривалий час, протягом 1500 років, вважали, що нерухома Земля розташована в центрі Всесвіту, а навколо неї обертаються планети, Сонце, Місяць. Зорі начебто розташовані на сфері, яка обмежує Всесвіт. Цю систему світу, яка отримала назву геоцентрична модель світу, запропонував грецький учений Клавдій Птолемей у 150 році до н. е. (мал. 82).
Одним з перших понад 500 років тому ці уявлення спростував польський учений Микола Коперник. Після тридцяти років тривалих спостережень і завдяки складним математичним розрахункам він довів, що Земля є не центром Всесвіту, а лише однією з планет, що обертаються навколо Сонця. Ця система отримала назву геліоцентрична (мал. 83).
Проте минуло ще багато років, перш ніж відкриття М. Коперника набуло визнання. Для його підтвердження потрібні були роботи Тіхо Браге, що спостерігав рух планет, Йоганна Кеплера, який відкрив закони руху планет, Галілео Галілея, який за допомогою збудованого ним телескопа зробив багато астрономічних відкриттів.
Методи і прилади для вивчення Всесвіту
Астрономія істотно відрізняється від інших галузей природознавства. В основі інших природничих наук лежить експеримент. Фізик чи хімік можуть штучно створювати різні умови й досліджувати, як зміна цих умов впливає на перебіг певного процесу.
Основа астрономії - спостереження. Вивчаючи світло, що надходить до Землі від небесних світил, астрономи не тільки змогли визначити відстані до них, дослідити їхні надра, вивчити їхню будову, а й з’ясували історію їхньої появи і розвитку.
Можна сказати, що сучасна астрономія утримується на трьох «китах»:
1) потужна техніка, тобто телескопи з найрізноманітнішими допоміжними приладами й пристосуваннями (мал. 84);
2) уся сукупність законів, ідей і методів фізики, встановлених і розроблених за останні триста років;
3) увесь складний і різноманітний математичний апарат у поєднанні з можливостями сучасної обчислювальної техніки.
Розвиток науки астрономіїСучасна астрономія - дуже розвинена наука: у ній існує понад десять напрямків досліджень. Так, небесна механіка досліджує рух небесних тіл. Астрофізика вивчає хімічний склад і внутрішню будову та природу зір. Зоряна астрономія вивчає будову нашої Галактики й інших зоряних систем.
Людина як розумна істота освоює Землю, змінюючи обличчя планети. Вона створила сучасну техніку й нові технології, які дали змогу вийти за межі Землі і почати практичне освоєння космосу. Людина вийшла у відкритий космос, здійснила посадку на Місяць, космічні зонди досягли Марса (мал. 85).
t Астрономія вивчає небесні тіла, їхню будову, походження і взаємодію між собою.
t Основний метод досліджень в астрономії - спостереження. t У сучасній астрономії існує понад десять окремих напрямків наукових досліджень.
Визначення відстані до зір завжди було одним з головних завдань астрономії. У1838 році три астрономи (у різних частинах світу) успішно виміряли відстані до деяких зір. Фрідріх Бессель у Німеччині визначив відстань до однієї із зір у сузір’ї Лебідь. Видатний російський астроном Василь Струве визначив відстань до зорі Веги. На мисі Доброї Надії в Південній Африці Томас Гендерсон виміряв відстань до найближчої до Сонця зорі - Альфи в сузір’ї Кентавра. їхній успіх був зумовлений тим, що зорі, до яких вони вимірювали відстані, перебували відносно близько до Землі. Визначивши відстані до зір, учені змогли дати їм характеристики.
1. Що вивчає наука астрономія?
2. Які існували моделі світу? У чому полягали відмінності між ними?
3. Кого з дослідників Всесвіту ти знаєш? Який їхній внесок у його вивчення?
4. Які методи дослідження використовують в астрономії?
Освоєння космосу
Прилади для дослідження небесних тіл із Землі
Ти вже знаєш, що для проведення навіть простих досліджень потрібні прилади: лінійка, термометр, терези тощо. Так і для дослідження неба стародавні вчені розробили прості прилади: гномон, квадрант, астролябію (мал. 86). За їхньою допомогою дослідники визначали місце розташування і час перебування небесних тіл на небосхилі.
Для детального дослідження небесних тіл створено спеціальні прилади. Першим таким приладом став телескоп, назва якого означає «далеко дивлюся». Його винайшов італієць Галілео Галілей 1609 року (мал. 87).
Телескоп Галілея наближував зображення небесного тіла в 30 разів.
Сучасні оптичні телескопи набагато потужніші, але навіть за їхньою допомогою дослідження проводять переважно лише вночі і за безхмарної погоди. Нині вже створено прилади, які дають змогу вивчати небесні тіла із Землі цілодобово (мал. 88).
Прилади для дослідження небесних тіл з космосу
Спостереженнями із Землі дослідження небесних тіл не обмежується. В останнє п’ятдесятиріччя створено найрізноманітніші пристрої і прилади, які вивчають небесні тіла, перебуваючи в космосі, зокрема штучні супутники (мал. 89), орбітальні станції (мал. 90), зонди і міжпланетні станції.
Завдяки їм стало відомо, що на поверхні Венери є рівнини і гори, часто стаються виверження вулканів, а в надрах Марса існують величезні запаси замерзлої води.
Крім того, вони ще здійснюють теле- і радіозв’язок, інформують про зміни ногоди тощо.
Також створено і виведено на орбіти телескопи зі спеціальними фотокамерами, за допомогою яких фотографують небесні тіла. Знімки, зроблені ними, дають змогу детально роздивитися поверхні планет, астероїдів тощо.
Досягнення в освоєнні космосу
Із сивої давнини людство мріяло піднятися в небо, відірватися від Землі, полетіти в космос. Величезний внесок у здійснення цих мрій зробили такі особистості, як українці Ю. Кондратюк і С. Корольов, росіянин К. Ціолковський.
Початок проникненню людини в космос було покладено 4 жовтня 1957 року. У цей день на орбіту Землі було виведено перший штучний супутник. А 12 квітня 1961 року здійснилася довічна мрія людства. Росіянин Юрій Гагарін (мал. 91) на космічному кораблі-супутнику «Восток-1», що стартував з космодрому «Байконур» (Казахстан), облетів навколо Землі і приземлився в заданому районі. Політ тривав 1 год 48 хв після старту.
Після польоту Ю. Гагаріна розпочався справжній «штурм» космосу. Щороку збільшувалася кількість керованих польотів, запускали автоматичні станції для вивчення планет і їхніх супутників. У 1965 році росіянин
О. Леонов вийшов у відкритий космос. А 1969 року екіпаж американських астронавтів під керівництвом Піла Армстронга здійснив посадку на Місяць і взяв проби місячного ґрунту.
На орбіті Землі створено орбітальні станції, на яких космонавти тривалий час живуть і виконують дослідження. Серед таких дослідників космосу був і наш співвітчизник Леонід Каденюк - перший космонавт незалежної
України (мал. 92). Він у 1997 році разом з американськими дослідниками 16 діб працював на МКС орбітальній станції «Мир».
- Для дослідження небесних тіл використовують різноманітні спеціальні прилади.
- Юрій Гагарін - перший космонавт у світі, Леонід Каденюк - перший космонавт незалежної України.
Запуск першого штучного супутника Землі, який обертався навколо неї подібно до її природного супутника і\/1ісяця, було здійснено 4 жовтня 1957 року. Супутник був виготовлений з алюмінію та інших речовин, важив 84 кг і мав форму кулі діаметром лише 58 см. Чотири довгі антени, розміщені на ньому, передавали радіосигнали на Землю. Так розпочалася космічна ера.
Нині кількість супутників, відправлених різними країнами у космічний простір, дуже велика. Вони здійснюють радіозв’язок та телевізійні передачі, випробовують апаратуру для майбутніх космічних польотів. Існують супутники, за якими орієнтуються кораблі у морі та літаки в небі. Супутники-розвідники визначають місце розташування корисних копалин, допомагають складати прогнози погоди, виявляти радіаційні забруднення на нашій планеті тощо.
1. Які прилади допомагають людям вивчати Всесвіт із Землі?
2. Яких успіхів досягнуто в дослідженні Всесвіту?
3. Назви космонавтів, яких ти знаєш.
Автор: admin от 7-10-2013, 23:51, Переглядів: 47907