3.1. Типы космических объектов: звезды, планеты, малые тела. Межзвездная среда. Приведите примеры одной из групп космических объектов космических тел
звезды, планеты, малые тела. Межзвездная среда.
В 1963 г. на очень больших расстояниях от нашей Галактики, на границе наблюдаемой Вселенной, были обнаружены удивительные объекты, получившие название квазаров.
Какие физические процессы могут приводить к выделению столь грандиозного количества энергии, все еще остается неясным. Но все же достигнуты некоторые успехи в решении другого вопроса: какое место занимают квазары в ряду других объектов Вселенной? Астрономы обратили внимание на определенное сходство между квазарами и ядрами некоторых галактик, проявляющими особенно высокую активность. Как уже отмечалось, квазары - весьма удаленные объекты. А чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем в более отдаленном прошлом мы его наблюдаем. Это связано с конечной скоростью распространения света. Хотя она и составляет около 300 тыс. км/с, даже при такой огромной скорости для преодоления космических расстояний необходимы десятки, сотни и даже миллиарды лет. Так что, глядя на небо, мы видим объекты Вселенной - Солнце, планеты, звезды, галактики - в прошлом. Причем различные объекты - в разном прошлом. Например, Полярную звезду - такой, какой она была около шести веков назад. А галактику в созвездии Андромеды мы наблюдаем с опозданием на 2 млн лет.
Вопрос об образовании космических объектов в результате нестационарных процессов и о самоорганизации Вселенной еще окончательно не решен. Кроме того, одна из важных проблем современного естествознания состоит в том, чтобы установить, в каком физическом состоянии находилось вещество до начала расширения Метагалактики.
Одно из предположений, следующих из концепции самоорганизации, заключается в том, что первоначальный сгусток материи возник из физического вакуума. Физический вакуум, как уже отмечалось, - своеобразная форма материи, способная при определенных условиях «рождать» вещественные частицы без нарушения законов сохранения материи и движения.
Вселенная в широком смысле - это среда нашего обитания. Поэтому немаловажное значение для практической деятельности человека имеет то обстоятельство, что во Вселенной господствует необратимые физические процессы, что она изменяется с течением времени, находится в постоянном развитии. И для того, чтобы учесть их близкие и отдаленные последствия, те изменения, которые они могут внести в состояние среды нашего обитания, в том числе и космической, мы должны изучать не только земные явления и процессы, но и закономерности космического масштаба.
3.2. Звезды: образование, эволюция, характеристики. Классификация. Понятия сверхновых звезд, пульсаров, черных дыр.
Существуют две основные концепции происхождения небесных тел. Первая основывается на небулярной модели образования солнечной системы, выдвинутой еще французским физиком и математиком Пьером Лапласом и развитой немецким философом Эммануилом Кантом. В соответствии с нею звезды и планеты образовались из рассеянного диффузного вещества путем постепенного сжатия первоначальной туманности.
Что представляют собой «черные дыры»?12Если некоторая масса вещества оказывается в сравнительно небольшом объеме, критическом для данной массы, то под действием собственного тяготения такое вещество начинает неудержимо сжиматься. Происходит гравитационный коллапс. В результате сжатия растет концентрация массы и наступает момент, когда сила тяготения на поверхности становится столь велика, что для ее преодоления надо было бы развить скорость большую, чем скорость света. Поэтому «черная дыра» ничего не выпускает наружу и не отражает, и стало быть ее невозможно обнаружить. В черной дыре пространство искривляется и время замедляется. Если сжатие продолжается дальше, тогда на каком-то этапе начинаются незатухающие ядерные реакции. Сжатие прекращается, а затем происходит антиколлапсионный взрыв, и «черная дыра» превращается в «белую дыру». Предположено, что «черные дыры» находятся в ядрах галактик, являясь сверхмощным источником энергии.
Все небесные тела можно разделить на испускающие энергию - звезды, и не испускающие - планеты, кометы, метеориты, космическую пыль.
Энергия звезд генерируется в их недрах ядерными процессами при температурах, достигающих десятки миллионов градусов.
Звезды - это фабрики по производству химических элементов и источники света и жизни. Тем самым решаются сразу несколько задач. Звезды движутся вокруг центра галактики по сложным орбитам. Могут быть звезды, у которых меняются блеск и спектр-переменные звезды (Кита) и нестационарные звезды, а также звездные ассоциации, возраст которых не превышает 10 млн. лет. Возможно, из них образуются сверхновые звезды, при вспышках которых происходит выделение огромного количества энергии нетеплового происхождения и образование туманностей.
Существуют очень крупные звезды - красные гиганты и сверхгиганты, и нейтронные звезды. Они называются так потому, что состоят из огромного сгустка нейтронов.
В 1967 г. были открыты пульсары - космические источники радио, оптического, рентгеновского и гамма-излучения, приходящие на Землю в виде периодически повторяющихся всплесков.
К интересным небесным телам, которым часто приписывалось сверхъестественное значение, относятся кометы. Под воздействием солнечного излучения из ядра кометы выделяются газы, образующие обширную голову кометы. Влияние солнечного излучения и солнечного ветра обусловливает образование хвоста, иногда достигающего миллионов километров в длину. Выделяемые газы уходят в космическое пространство, вследствие чего при каждом приближении к Солнцу комета теряет значительную часть своей массы. В связи с этим кометы живут относительно недолго.
Небо только кажется спокойным. В нем постоянно происходят катастрофы, рождаются новые и сверхновые звезды, во время вспышек которых, светимость звезды возрастает в сотни тысяч раз. Эти взрывы характеризуют галактический пульс.
В конце эволюционного цикла звезда сжимается до бесконечной плотности. Обычная звезда превращается в «белого карлика» - звезду, имеющую относительно высокую температуру поверхности и низкую светимость, во много раз меньшую светимости Солнца.
Если звезда имела сверхкрупные размеры, то в конце ее эволюции частицы и лучи, едва покинув поверхность, тут же падают обратно из-за сил гравитации, т.е. образуется «черная дыра», переходящая затем в «белую дыру».
studfiles.net
Методика введения фундаментальных понятий, законов и закономерностей курса астрономии старшей школы
Практическая работа «Методика введения фундаментальных понятий, законов и закономерностей курса астрономии старшей школы»
(к теме 3.1 Проектирование и конструирование урока астрономии)
В процессе формирования понятийного аппарата целесообразно использовать планы обобщенного характера (методические разработки по физике выполнены Г.В.Оспенниковой, А.Ю. Румянцевой, А.В.Усовой). Ниже представлены отдельные элементы данных планов. Внесите недостающие элементы и завершите каждый из представленных планов:
План описания астрономического объекта
- Признаки объекта, условия его существования.
- Структура объекта, его возможные состояния.
- …. Свойства объекта, величины, их характеризующие.
- …. Взаимосвязь свойств объекта, ее математическое выражение.
- Зависимость свойств объекта от внешних факторов.
- Теоретическая модель объекта, объяснение его основных свойств с позиции.
- …. Использование свойств объекта на практике
- …. Способы предупреждения проявлений нежелательных свойств объекта
План описания астрономического явления
- Признаки явления, условия его наблюдения.
- Примеры проявления явления во Вселенной, разновидности явления.
- …. Количественные характеристики явления.
- …. Зависимость характера протекания явления от внешних факторов
- Законы, описывающие явление, их математическое выражение.
- Астрофизическая сущность явления, механизмы его протекания.
- ….Способы предупреждения вредного для человека протекания явления.
План описания астрономической величины
- Характеризуемое величиной явление или процесс.
- Определение величины.
- …. Какая это величина (векторная, скалярная)
- …. Единицы измерения данной величины: основные, дольные и кратные ей, единицы измерения величины в других метрических системах, внесистемные единицы измерения. Соотношение между единицами измерения. Определение основной единицы измерения величины.
- Связь данной величины с другими величинами.
- … Способы определения величины: прямые, косвенные. Суть способов, приборы, необходимые для выполнения измерений. Границы встречающихся в природе значений данной величины.
План описания астрономического закона
- Краткие сведения истории открытия, автор открытия закона.
- Словесная формулировка закона.
- …. Математическое выражение данного закона (связь между какими величина- ми выражает данный закон, вид связи - прямая пропорциональность, обратная пропорциональность и т. п.). –
- Опыты, подтверждающие справедливость закона.
- Границы применимости закона.
- …. Объяснение закона с точки зрения более общих экспериментальных законов, а также современных научных теорий
- …. Практическое использование (учет) закона.
План описания астрономической теории
- Краткие сведения истории возникновения теории.
- Научные факты, лежащие в основе теории, общенаучные и естественнонаучные принципы.
- …. общенаучные и естественнонаучные принципы, в опоре на которые строилась теория;
- …. идеализированный объект теории (модель), его характеристика; принципы и постулаты теории;
- Система математических уравнений теории (заменяющие их качественные утверждения), описывающие модель (идеализированный объект теории)э
- Следствия теории.
…. Круг научных фактов, экспериментальных законов, менее общих теорий, объясняемых данной теорией, о научных фактах, экспериментальных законах, пред- сказываемых теорией.
- ….. Границы применимости теории (круг явлений, которые теория не объясняет, а также явления, которым она дает лишь качественное толкование).
Приведите примеры:
- одной из групп космических объектов – космических тел;
Планеты, туманности, спутники, малые тела, кометы, метеоры, болиды, метеориты, звезда, чёрная дыра, квазар, спутник, пульсар, протозвёзда, планетоид, магнетар
- одной из групп космических объектов – космических систем;
Системы, состоящие из скопления звезд, пыли и газа - галактики, планетные системы (Солнечная), система Земля – Луна, звёздные скопления и ассоциации, скопления галактик, система из четырех звезд Эпсилон Лиры и другие кратные звёзды, метагалактика, Вселенная.
- астрономических явлений;
Звёздный ветер, зодиакальный свет, кратковременные лунные явления, лунное затмение, прохождение планет по диску Солнца, сизигия, солнечное затмение, эффект Ярковского, параллакс, вращение Земли вокруг своей оси, рождение и взрыв звёзд, увеличение эксцентриситета лунной орбиты, фазы Луны, восход и заход небесных светил Смена дня и ночи, видимое вращение звездного неба, видимое движение Солнца по небу в течение дня , обращение Луны вокруг Земли, …
- астрономических явлений, наблюдаемых в атмосфере Земли;
Рефракция света, мерцание звезд, миражи, радуга, гало, свечение при пролёте болида, метеора, метеорита, полярные сияния, голубое небо, хрономиражи, радужные облака, лунная радуга, кульминация светил …
- астрономических законов;
Закон Вина, Хаббла, Эддингтона, закон всемирного тяготения, закон Стефана-Больцмана, законы Кеплера, закон Дрейка, закон Тициуса—Боде,…
- астрономических теорий.
Теория горячей расширяющейся Вселенной, теория возникновения Вселенной, теория большого взрыва, теория рождения планет гигантов, теория звёздных эволюций, теория образования чёрных дыр, теория Коперника, теория Устойчивого развития, теория возникновения и развития жизни, разума и космических цивилизаций на Земле и во Вселенной, теория И.С. Шкловского, теория пульсирующей Вселенной, теория самоограничения роста галактик, теория хаоса, теория параллельной Вселенной, теория струн, астрономическая теория палеоклимата, гипотеза Гершеля, теория Фридмана, теория Эйнштейна о свойствах Вселенной, теория развития Солнечной системы как комплекса тел, имеющих общее происхождение, теория образования колец планет-гигантов, теория
А. А. Фридмана о нестационарности Вселенной …
Составьте обобщенную схему структуры астрономической науки, классифицирующей элементы в последовательности «вид – род – семейство – группа – класс – тип».
Используя учебник Б.А. Воронцов-Вельяминова, Е.К. Страута и рабочую программу к учебнику, заполните таблицу:
| Раздел/тема курса астрономии | Законы, закономерности и понятия, изученные ранее учащимися в курсе физики, химии, биологии, географии | Вновь вводимые законы, закономерности, понятия, ранее учащимися не изученные |
| Видимое движение звезд на различных географических широтах Телескоп Законы движения планет Солнечной системы. Определение расстояний и размеров тел в Солнечной системе. Физическая природа звезд. Эволюция звезд | Математика: связь между центральными углами, использование приемов приближенных вычислений, замена тригонометрических функций малых углов значениями самих углов, выраженными в радианной мере, логарифмирование, парабола, сфера, эллипс , угловые закономерности, радианная мера угла, длина дуги центрального угла, графики зависимостей | Определения высоты светила в верхней кульминации. Афелий, перигелий, законы Кеплера. Горизонтальный параллакс. Угловые размеры объекта. Методы определения расстояний. Методы определения размеров. Угловой радиус. Годичный параллакс. Зависимость «период — светимость» цефеид. Графики изменения светимости, лучевой скорости и температуры. Кривая блеска звёзд. Зависимость «период — светимость». Диаграмма «спектр — светимость». Графическая интерпретация эволюции звезд в зависимости от физических параметров. Графическое представление компонент и поверхности Роша как поверхности с сечением, имеющим вид восьмерки с одной общей для обеих звезд точкой. Изображение (графически) пространственной структуры Галактики. Определение расстояний до тел Солнечной системы |
| Природа планет земной группы Планеты-гиганты, их спутники и кольца. Солнце: его состав и внутреннее строение. Физическая природа звезд. Наша Галактика. Жизнь и разум во Вселенной | Химия Элементы таблицы Менделеева, соединения, реакции, легкие элементы, тяжёлые. Радикалы. Теория биохимической эволюции, предложенной независимо двумя учеными советским химиком А. И. Опариным и английским биологом Дж. Б. С. Холдейном | Химический состав Солнца. Открытие новых химических элементов в атмосфере звезд, становление спектральных методов; химические свойства газов, составляющих небесные тела; открытие в межзвездном веществе молекул, содержащих до девяти атомов, существование сложных органических соединений метилацетилена и формамида и т. д.; методы изучения химического состава тел Солнечной системы, параметры сходства внутреннего строения и химического состава планет земной группы, планет – гигантов. Появление нобычных агрегатных состояний водорода. Основными компонентами атмосферы планет-гигантов являются углекислый газ и азот, в составе комет встречаются радикалы, не существующие в природных условиях на Земле из-за высокой химической активности (ОН,СН, СН2, NН2). Все химические элементы вплоть до железа, из которых состоит Вселенная, образовались в результате нуклеосинтеза в недрах умирающих звезд. Холодный газ туманности (до 50 К) - в молекулярных облаках, содержит примеси органических соединений: альдегидов, спиртов, простых и сложных эфиров, карбоновых кислот, амидов кислот - основой предбиологических молекул. |
| Природа планет земной группы Планеты-гиганты и их спутники. Солнечная активность и ее влияние на Землю. Наща Галактика. Жизнь и разум во Вселенной | Биология Биосинтез. Тяжелые органические молекулы (бензол, антрацен) | Гипотезы происхождения жизни, приспособляемость и эволюция живых организмов; загрязнение окружающего космического пространства веществом и излучением. Поиск следов органических соединений на планетах. Солнечная активность, ее влияние на межпланетное пространство и на Землю. Влияние магнитных бурь на организм человека и другие биологические объекты. Методы обнаружения органических молекул. Биологические теории возникновения жизни. Уникальность условий Земли для зарождения и развития жизни |
| Видимое движение звезд на различных географических широтах Звезды и созвездия. Небесные координаты. Звездные карты. Конфигурации планет. Открытие и применение закона всемирного тяготения. Природа планет земной группы. Метеоры, болиды, метеориты | География Горизонт, географическая широта, географические полюсы, экватор, географическая широта и долгота, движение и фазы Луны, новолуние и полнолуние, испарение воды с поверхности океанов под действием излучения Солнца, круговая орбита Земли, особенности вулканической деятельности и тектоники, ландшафт. Геологические следы столкновения Земли с метеоритами. Магнитное поле Земли. | Понятия верхней и нижней кульминации, склонение и прямое восхождение, экваториальные координаты, природа облаков на Земле и других планетах; приливы в океане, атмосфере и твердой коре Земли; неравномерное нагревание Солнцем различных частей земной поверхности, создающее циркуляцию атмосферных потоков, конфигурация планет, синодический и сидерический периоды обращения планет, восточная и западная Элонгация, восточная и западная квадратура. Внутренние планеты. Внешние планеты. Противостояние. Верхнее и нижнее соединение, парад планет. Рельеф поверхностей планет земной группы. Существование атмосфер планет и спутников. Парниковый эффект. Понятие «планета». Атмосферная циркуляция. |
| Время и календарь. Жизнь и разум во Вселенной. | Физика. Примеры физических тел: Земля, Луна, Солнце, планеты, спутники планет, кометы, звёзды и др. Единицы измерения. Эталон точного времени Материя. | Единицы измерения времени. Способы измерения времени. Календарь. Юлианский календарь. Тропический год. Григорианский календарь. Високосный год. Время: местное, всемирное, поясное. Астрономические единицы измерения расстояний. Материальное единство Вселен- ной и возможность ее познания, эволюция материи как ее свойство. |
| Малые тела Солнечной системы (астероиды, карликовые планеты и кометы). Годичное движение Солнца. | Физика. Примеры движения небесных тел. Движение Земли относительно Солнца, Солнца относительно звёзд, траектории движения планет Свободное падение тел – частный случай равноускоренного прямолинейного движения | Конфигурации планет, траектории движения малых тел Солнечной системы Ускорение свободного падения на различных телах Солнечной системы |
| Развитие представлений о строении мира | Физика. Смена дня и ночи. Смена времён года на Земле и на других планетах. Вращение Земли и планет Солнечной системы вокруг своей оси, Гелиоцентрическая система | Границы применимости гелиоцентрической системы мира, петлеобразное движение планет, эпициклы и дифференты, |
| Годичное движение Солнца. Эклиптика Малые тела Солнечной системы (астероиды, карликовые планеты и кометы). Законы движения планет Солнечной системы. Наша Галактика | Физика. Движение тела по окружности. Скорость. угловая скорость. Ускорение. Период вращения. Линейная скорость. | Движение различных точек на поверхности Земли при ее суточном вращении. Движение Луны вокруг Земли. Линейная скорость движения Луны вокруг Земли. Законы Кеплера. Орбиты планет, комет,… Эксцентриситет. Скорости при встрече с астероидами и метеорными телами. Лучевая скорость. Падение космических тел, кратеры. Вращение Солнца, планет. Процесс вращения Галактики. Закон Хаббла. |
| Космология начала ХХ в. | Физика. Относительность механического движения. Принцип относительности в механике. Системы отчета. Основы теории относительности. Элементы общей теории относительности А. Эйнштейна (ОТО) | Видимое и действительное движение Солнца, планет солнечной системы. Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира Эффект замедления времени на примере собственного времени жизни космической частицы μ-мезона. Стационарная Вселенная А. Эйнштейна. ОТО необходима для рас- чета межпланетных перелетов. Искривление луча света в поле тяготения. ОТО позволяет интерпретировать постоянную Хаббла как величину, обратную промежутку времени, прошедшего с момента возникновения Вселенной. |
| Две группы планет. Планеты-гиганты, их спутники и кольца. Солнце. Физическая природа звезд. Галактики | Физика. Масса и сила. Плотность. Законы Ньютона | Объяснение приливов и отливов на Земле Законы Кеплера – законы движения небесных тел. Обобщение и уточнение Ньютоном законов Кеплера. Плотность вещества звезд, планет, спутников. Определение массы звезд методом изучения двойных систем. Проблемы скрытой массы. Движение естественных и искусственных спутников небесных тел по орбите. Гравитационная масса приводит к изменению свойств четырехмерного пространства — искривлению. |
| Движение искусственных спутников и космических аппаратов (КА) в Солнечной системе. Метеоры, болиды, метеориты. Эволюция звезд | Физика. Закон сохранения механической энергии и импульса. Законы Ньютона. | Особенности движения (время старта, траектории полета) и маневров космических аппаратов для исследования тел Солнечной системы. Образование кратеров на поверхности тел Солнечной системы. Современный этап освоения межпланетного пространства космическими аппаратами. Потенциальная энергия звезды при сжатии уменьшится, при этом внутренняя энергия, а значит, и температура внутри звезды увеличатся |
| Законы движения планет Солнечной системы. Открытие и применение закона всемирного тяготения. Земля и Луна — двойная планета Планеты-гиганты, их спутники и кольца. Метеоры, болиды, метеориты. Звёзды, эволюция звёзд. Наша Галактика | Физика. Закон всемирного тяготения | Ускорение на планетах и спутниках. Взаимодействие тел Солнечной системы. Открытие Нептуна и Плутона. Замедление расширения Вселенной. Третий (уточненный) закона Кеплера, явление приливов, определение масс небесных тел. Возмущенное движение. Сила притяжения Луны к Земле. Сила притяжения Луны к Солнцу. Понятие либрации. Кратеры. Состав колец планет-гигантов. Происхождение спутников. Метеоры, болиды, метеориты и потоки. Физически кратные звёздные системы — 70% от существующих звезд — образуют единую систему и обращаются вокруг общего центра масс под действием взаимного тяготения. Гравитационный коллапс. Чёрная дыра. Гравитационные волны. Гравитационное линзирование |
| Земля и Луна — двойная планета Две группы планет. Планеты-гиганты, их спутники и кольца. Солнце. Эволюция звезд. Физическая природа звезд. Основы современной космологии | Физика. Давление. Атмосферное давление. Агрегатные состояния. Действие фонтана. | Наличие атмосферы у тел Солнечной системы, их химический состав. Изменение плотности атмосферы с высотой. Запуск зондов для изучения атмосферы планеты (Венера, Юпитера). Планеты-гиганты имеют большое сжатие. Появление необычных агрегатных состояний водорода. Равновесие Солнца и звёзд. Отрицательное давление. |
| Две группы планет Планеты-гиганты, их спутники и кольца. Солнце: его состав и внутреннее строение. Физическая природа звезд. Эволюция звезд. Наша Галактика | Физика. Температура. Закон Стефана -Больцмана. Спектроскопия. Спектры поглощения и излучения; термоядерные реакции, закономерности слабого взаимодействия | Температура звезд. Температура на поверхности Луны и планет. Парниковый эффект. Горячие гиганты и ледяные гиганты. Свойства солнечной короны. Солнечная постоянная. Тепловой баланс поверхности Земли и ее атмосферы. Спектральный класс - зависимость звездного спектра не от химического состава, а от температуры и физических условий в атмосферах звезд. Теоретические расчеты косвенных величин на основе прямых измерений светимости звезд, характеристик их спектра и т. д. Эффект Доплера. |
| Планеты-гиганты, их спутники и кольца. Солнце: его состав и внутреннее строение | Физика. Виды теплопередачи. Газовые законы. | Теплопроводность грунта тел Солнечной системы. Конвективные потоки в атмосферах планет и звезд. Передача энергии в космическом пространстве. Грануляция на поверхности Солнца. Конвективная зона. Фотосфера. Фотосферные факелы. Хромосфера. |
| Солнце. Физическая природа звезд | Физика. Электрический ток в различных средах. Плазма. | Полярное сияние, как пример самостоятельного разряда в газах. Плазма в космическом пространстве, солнечная плазма. |
| Природа планет земной группы. Планеты-гиганты, их спутники и кольца. Солнце. Наша Галактика. Жизнь и разум во Вселенной | Физика. Магнитное поле. Элементы электродинамики. Электромагнитные волны. Шкала ЭМВ. Магнитосфера Земли. Различные виды излучений. Флуоресценция. | Магнитные поля Солнца, Земли, Юпитера. Отсутствие регулярного магнитного поля Луны, Марса, Венеры. Магнитные бури. Космические источники различных видов электромагнитных излучений. Флуоресценция комет. Вспышки на Солнце сопровождаются резким усилением излучения в видимом, рентгеновском, ультрафиолетовом и радиодиапазоне. Излучение межзвездной среды: радио- излучение, инфракрасное излучение, рентгеновское излучение. Галактика обладает магнитным полем. Торможение частиц магнитным полем вызывает синхротронное излучение. Радиотехнические методы поиска сигналов разумных существ |
| Солнечная активность и ее влияние на Землю Солнце: его состав и внутреннее строение. Солнечная активность и ее влияние на Землю | Физика. Опыты Герца. Изобретение радио А.С. Поповым Производство, передача и использование электрической энергии. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах | Изменение отражательной способности ионосферы вследствие солнечной активности. Магнитные бури, полярные сияния; их влияние на радиосвязь, сбои в линиях электропередачи; изменение уровня воды в закрытых водоемах, ширины годичных колец деревьев Использование энергии Солнца на Земле. Солнечные электростанции. Вся энергия на Земле связана с преобразованием солнечной энергии, включая важнейшие биологические процессы. |
| Движение и фазы Луны. Затмения Солнца и Луны Планеты – гиганты. Наша Галактика. | Физика. Закон прямолинейного распространения света Отражение света, поглощение. | Условие наблюдения солнечных и лунных затмений на Земле. Солнечные часы. Условия видимости тел Солнечной системы. Цвет Луны во время солнечных затмений. Пепельный цвет Луны, синодический период, сидерический период. Яркость Тритона. Свечение ядра кометы и пыли, спутников, планет земной группы, межзвездное поглощение света |
| Наблюдения — основа астрономии Телескопы | Физика. Оптические приборы Дисперсия света Линзы, построение изображений в линзах Формула тонкой линзы | Различные типы телескопов (рефрактор, рефлектор, менисковый). Увеличение телескопа Условие проведения астрономических наблюдений с помощью оптических приборов. Определение линейных размеров тел солнечной системы. Хроматическая аберрация и способ ее устранения. Разрешающая способность оптических приборов |
| Солнце: его состав и внутреннее Строение. Физическая природа звезд. Галактики. | Физика. Оптические спектры. Поглощение и испускание света атомами, спектральный анализ | Температура и цвет звезд. Химический состав Солнца и звезд. Светимость звезды. Абсолютная звездная величина. Спектральные классы. Эффект Доплера. «Красное смещение» в спектрах галактик. |
| Солнце: его состав и внутреннее Строение. Физическая природа звезд | Физика. Источник энергии Солнца и звёзд. Термоядерные реакции. Термоядерный реактор | Ядерные источники энергии звезд, запасы ядерной энергии. Выделение энергии при термоядерных реакциях. Образование химических элементов в недрах звезд различных типов. |
| Солнечная система как комплекс тел, имеющих общее происхождение. Физическая природа звезд | Физика. Спектры. Спектроскопия, спектры поглощения и излучения. | Спектр солнечного излучения. Спектры звезд. Фраунгоферовы линии в спектре Солнца. Спектральный анализ. Методы изучения химического состава. Диаграмма «спектр — светимость». |
| Малые тела Солнечной системы | Физика. Давление света | Хвосты комет, их классификация по Бредихину. Проект «Солнечный парус» |
| Определение расстояний и размеров тел в Солнечной системе | Лазерная локация, радиолокационный метод | Метод триангуляции. Угловые размеры объекта. Горизонтальный параллакс. |
| Солнечная активность и ее влияние на Землю | Физика. Биологическое действие радиоактивных излучений | Солнечная активность. Ионизация. Возникновение магнитных возмущений Земли, усиление поглощения и отражения радиоволн, с чем связано изменение слышимости на различных длинах волн |
| Солнце: его состав и внутреннее строение | Физика. Элементарные частицы. Закономерности слабого и сильного взаимодействия. | Космические лучи. Открытие элементарных частиц в космических лучах. Способы обнаружения потока солнечных нейтрино. Солнечный ветер. |
| Солнечная система как комплекс тел, имеющих общее происхождение. Эволюция звезд. Основы современной космологии. Жизнь и разум во Вселенной. | Физика. Физическая картина мира. Связь физики и астрономии | Вселенная. Астрономическая картина мира. Современные методы изучения небесных тел Солнечной системы. Сведения о существующих гипотезах происхождения Солнечной системы. Гипотеза О. Ю. Шмидта о происхождении тел Солнечной системы. Научные подтверждения справедливости космогонической гипотезы происхождения Солнечной системы. Научные гипотезы существования темной энергии и явления антитяготения. Перспективы развития идей о внеземном разуме и заселении других планет. |
multiurok.ru
19. Основные типы космических объектов.
Еще с древнейших времен человек интересовался небесными явлениями: движением Солнца, Луны, планет и звезд, появлениями комет и метеоров, солнечными и лунными затмениями. Строение и развитие различных космических тел, а также образуемые ими системы изучает астрономия. Астрофизика - раздел астрономии, изучающий физическую природу астрономических объектов, особенно звезд. Астрофизика возникла в XX веке и дополняет традиционные разделы астрономии, такие как астрометрия, небесная механика, звездная динамика и кинематика и т. п.
Результаты многовековых исследований небесных тел впечатляют. Звездный каталог-путеводитель, созданный для космического телескопа «Хаббл» (выведен на околоземную орбиту в апреле 1990 года) в качестве базы данных содержит информацию о 18 819 291 космологическом объекте. Это самый большой из когда-либо составленных каталогов небесных объектов. Он включает 15 миллионов звезд и свыше трех миллионов галактик и по мере проведения научных исследований продолжает пополняться.
Самым распространенным космологическим объектом является звезда -самосветящийся газовый шар, в горячем ядре которого в ходе процессов ядерного синтеза генерируется энергия. Минимальная масса, которая требуется для образования звезды, составляет около одной двадцатой массы Солнца (1,989-10 кг). Ниже этого предела гравитационная энергия, высвобождающаяся при уплотнении массы, недостаточна, чтобы поднять температуру до уровня, при котором может начаться реакция превращения водорода в гелий. Масса наиболее массивных из известных звезд составляет около 100 солнечных масс. Именно масса представляет собой тот основной фактор, который определяет температуру и светимость звезды в течение всего периода ее существования как звезды главной последовательности (когда ядерным топливом в ее ядре является водород). В химическом составе звезд преобладает водород, а другим основным компонентом является гелий.
Звезды образуются в газопылевых облаках межзвездной среды скоплений. Вещество протозвезды уплотняется и коллапсирует, т. е. резко и быстро сжимается, в результате чего высвобождается гравитационная энергия и ядро нагревается до тех пор, пока температура не станет достаточно высокой для поддержания ядерных реакций превращения водорода в гелий. Горение водорода в ядре продолжается, пока не истощатся запасы водородного топлива. Для Солнца время жизни составляет приблизительно 10 млрд. лет (около половины которого уже прошло), а для звезды, в три раза более массивной, -только 500 млн. лет.
Дальнейшая эволюция звезды зависит прежде всего от ее массы. Звезды, светимость которых в 10-1000 раз больше светимости Солнца, а радиус обычно превышает радиус Солнца в 10-100 раз, называются гигантами. Звезда становится гигантом, когда исчерпывается запас водородного топлива, необходимого для поддержания в ней ядерных реакций синтеза, а начинающийся переход к новому энергетическому равновесию вызывает значительное расширение внешних слоев. Поверхностная температура падает, но из-за большого увеличения поверхности полная светимость звезды возрастает. Примеры звезд-гигантов - Капелла, Альдебаран и Арктур. Гигантами иногда называют и массивные горячие звезды, которые очень велики по сравнению с Солнцем, даже если они еще не достигли поздней стадии эволюции.
В массивных звездах каждый раз, когда очередной вид топлива истощается, происходит повышение температуры, достаточное для того, чтобы загорелось новое, более тяжелое топливо. В конце концов, когда у звезды образовалось железное ядро с массой, примерно равной солнечной массе, новые реакции горения становятся невозможными. На этой стадии сжатие ядра продолжается до тех пор, пока не произойдет катастрофический взрыв сверхновой. Оставшееся «голое» ядро становится нейтронной звездой, т. е. звездой с массой от 1,5 до 3,0 солнечных масс, которая под действием гравитационных сил коллапсировала до такой степени, что теперь состоит почти полностью из нейтронов. Нейтронные звезды имеют в поперечнике всего около 10 км при плотности 1017 кг/м .
В звездах с меньшей массой (таких, как Солнце) температура их центра никогда не становится достаточно высокой, чтобы зажечь водород и гелий во внешних концентрических оболочках. Развивается неустойчивость, которая приводит к отделению внешних слоев звезды от ядра. В результате образуется белый карлик, который не имеет внутреннего источника энергии и поэтому продолжает охлаждаться. Описанная схема эволюции характерна для одиночных звезд. Членство в двойной или в кратной системе может сильно повлиять на процесс эволюции звезды, поскольку при этом может иметь место передача массы.
Двойная звезда состоит из двух звезд, вращающихся друг около друга и удерживаемых вместе силой взаимной гравитации. Приблизительно половина всех «звезд» на самом деле - двойные или кратные системы, хотя многие из них расположены так близко, что их компоненты по отдельности наблюдаться не могут.
Кратные звезды ~ это группа из трех или нескольких звезд, обращающихся в одной системе, в которой они удерживаются взаимным гравитационным притяжением. Общеизвестный пример - система из четырех звезд Эпсилон Лиры.
Пульсар представляет собой вращающуюся нейтронную звезду с массой, примерно равной массе Солнца, но имеющую диаметр всего около 10 км. Он является источником радиоволн и характеризуется высокой частотой и регулярностью всплесков излучения. Время между последовательными импульсами составляет от нескольких миллисекунд (у быстрых) до 4 с (у самых медленных). Некоторые пульсары кроме радиоволн генерируют пульсирующее излучение и в других диапазонах электромагнитного спектра, в том числе в видимом свете. Больше всего пульсаров находится в шаровых скоплениях, где звезды плотно упакованы и гравитационные взаимодействия возникают очень легко. По крайней мере, один пульсар, по-видимому, имеет в качестве звезды-компаньона другую нейтронную звезду, а еще один имеет два или три компаньона планетарного размера. Пульсары образуются при взрывах сверхновых, хотя в настоящее время только два из них, пульсар в Крабовидной туманности и пульсар в Парусах, находятся внутри наблюдаемых остатков сверхновых.
Черная дыра - предположительно конечная стадия эволюции некоторых звезд, масса которых, а следовательно, и сила тяготения настолько велики, что они подвергается катастрофическому гравитационному коллапсу, т. е. сжатию, которому не могут противостоять никакие стабилизирующие силы (например, давление газа). Плотность вещества в ходе этого процесса стремится к бесконечности, а радиус объекта - к нулю. Согласно теории относительности Эйнштейна, в центре черной дыры возникает сингулярность пространства-времени. Гравитационное поле на поверхности сжимающейся звезды растет, поэтому излучению и частицам становится все труднее ее покинуть. В конце концов такая звезда оказывается под «горизонтом событий», который подобен односторонней мембране, пропускающей вещество и излучение только внутрь и не выпускающей ничего наружу. Черные дыры можно обнаружить только по резкому изменению свойств пространства-времени около нее. Астрономы полагают, что в нашей Галактике имеется множество черных дыр. Так, считается, что рентгеновское излучение двойной системы Лебедь Х-1 обусловлено тем, что одним из ее компонентов является черная дыра. Гигантские черные дыры, возможно, находятся в центрах некоторых галактик, в том числе и нашей. Очень маленькие черные дыры могли образоваться в начальной фазе эволюции Вселенной из сверхплотного состояния. Сегодня поиски черных дыр во Вселенной и их детальное изучение являются одной из важнейших задач космологии, астрофизики и астрономии.
Квазарами называют квазизвездные источники радиоизлучения, испускающие поток энергии как сотни нормальных галактик. Их природа еще до конца не изучена. Спектры квазаров характеризуются большим красным смещением. Согласно современным представлениям, квазары - самые удаленные из известных нам объектов во Вселенной, которые представляют собой тип наиболее ярких активных галактических ядер. У небольшого числа квазаров было обнаружено слабое туманное свечение окружающей галактики. К настоящему времени каталогизировано несколько тысяч квазаров. У некоторых квазаров наблюдается заметное и быстрое изменение светимости.
Системы, состоящие из скопления звезд, пыли и газа образуют галактики. Их полная масса составляет от 1 млн. до 10 трлн. масс Солнца. Истинная природа галактик была окончательно установлена только в 20-х годах XX века. До этого времени при наблюдениях в телескоп они выглядели как диффузные пятна света, напоминающие туманности. Расстояние до ближайшей к нам галактики - туманности Андромеды - составляет 2,25 млн. световых лет. Все галактики содержат звезды, газ и пыль, но в различных пропорциях, и даже в пределах одной галактики распределение этих составляющих может сильно меняться. Большинство галактик имеет ясно различимое ядро, т. е. центр конденсации вещества, испускающий мощный поток энергии или даже взрывающийся; в ряде случаев наблюдаются выбросы вещества со скоростя-38
ми, близкими к световым. В космическом пространстве сосредоточено огромное количество вещества, которое распределено неравномерно, образуя группы или скопления галактик, причем самые маленькие содержат всего несколько галактик, тогда как в более крупных скоплениях их может насчитываться до нескольких тысяч.
Происхождение и эволюция галактик еще до конца непоняты. В современной космологии выделяется несколько типов галактик: спиральные, эллиптические и неправильные. Лучше всего изучен первый тип. К нему относят галактики, имеющие четко выраженную спиральную структуру, как у туманности Андромеды или нашей Галактики (принято писать с большой буквы). Большая часть звезд и светящегося вещества образуют спиральные рукава, которые также содержат межзвездные пыль и нейтральный водород. Массы почти всех спиральных галактик лежат в диапазоне от 1 до 300 млрд. масс Солнца.
Эллиптические галактики также довольно распространены. Их размеры варьируются в широком диапазоне: от маленьких карликовых эллиптических галактик всего в несколько миллионов солнечных масс до гигантских эллиптических галактик массой 10 трлн. солнечных. Большая часть их вещества пребывает в виде звезд и горячего газа. Массивные эллиптические галактики находятся в центрах нескольких самых крупных скоплений галактик. Они имеют большое ядро или, возможно, несколько ядер, быстро движущихся относительно Друг друга в пределах протяженной оболочки. Часто это довольно сильные источники радиоизлучения. Космологи предполагают, что они могут эволюционировать в квазары.
Местная группа - это совокупность галактик, к которой принадлежит наша Галактика - Млечный Путь, а Солнце в нем - одна из 100 млрд. составляющих его звезд. Доминирующие члены - туманность Андромеды, которая является самой большой и наиболее массивной галактикой, и наша собственная Галактика. В Местную группу также входят Большое Магелланово Облако, лежащее вблизи нашей Галактики, и целый ряд небольших эллиптических, неправильных и карликовых сферических галактик, которые напоминают изолированные шаровые скопления. Она не имеет центрального уплотнения, а состоит из двух подгрупп, сосредоточенных вокруг двух наиболее массивных ее членов. Местная группа занимает объем пространства с радиусом около 3 млн. световых лет. Другие близкие галактики удалены на расстояния, вдвое или даже втрое большие.
Радиогалактики являются космическими объектами, отождествляемыми с оптическими галактиками и отличающимися от них мощным потоком радиоизлучения, который составляет 1035-1038 Вт, что в 10 тыс, - 1 млн. раз больше, чем радиоизлучения нормальной галактики. На каждый миллион галактик приходится одна радиогалактика. В радио галактике Лебедь А, часто считающейся прототипом радиогалактик, имеются два обширных облака радиоизлучения, расположенных симметрично с каждой стороны возмущеннойэллиптической галактики и простирающихся более чем на 3 млн. световых лет. Механизм генерации энергии радиогалактик еще неизвестен. Маловероятно, что столь большое выделение энергии может быть результатом нормальных ядерных реакций в звездах. Ученые предполагают, что в качестве «центрального движителя» этих космических образований работают черные дыры. Радиогалактики тесно связаны с квазарами, многие из которых в радиодиапазоне имеют близкие характеристики.
Газовая туманность - светящееся облако газа в межзвездном пространстве, которое может быть либо эмиссионной, либо отражающей туманностями. В прошлом, газовой туманностью называли все галактики, кроме нашей. Теперь же слово «газовая», как правило, опускают, поскольку понятие «туманность» связывается только с межзвездными облаками, а не с галактиками.
Планеты - массивные несамосветящиеся тела в составе планетной системы, образовавшиеся из окружающей звезду газопылевой материи. К ним относятся тела размерами от нескольких километров (например, астероиды) до объектов с массой, равной 10 массам Юпитера. Более массивные тела превращаются в звезды, так как температура в их центре достаточна для начала реакций термоядерного синтеза. Планеты могут быть твердыми типа внутренних планет (Меркурий, Венера, Земля и Марс) или газообразными с небольшим твердым ядром, подобно внешним планетам (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). Эти восемь планет вместе с Плутоном являются большими планетами Солнечной системы. На Плутоне, хотя и напоминающем твердые планеты, сохранилось значительное количество льда и в Солнечной системе он представляет собой единственный пример большой планеты - ледяного карлика. В пределах Солнечной системы имеется множество малых планет -спутников больших планет, астероидов и небольших ледяных карликов, составляющих так называемый пояс Койпера за пределами Нептуна. Процесс формирования планетных систем во многом напоминает процесс звездообразования.
Внесолнечная планета - это несамоизлучающее тело, вращающееся вокруг любой другой звезды, кроме Солнца. Применение методов, позволяющих обнаружить небольшие периодические изменения скоростей звезд на основе доплеровского эффекта, позволило получить в 1995-1996 годах аргументы в пользу существования внесолнечных планет у нормальных звезд. Вероятно, планеты и их системы - довольно распространенное явление во Вселенной.
Кроме рассмотренных, во Вселенной существуют такие объекты, как космические лучи, кометы, астероиды, метеориты, болиды и др.
studfiles.net
Космические тела Солнечной системы
Вселенная состоит из огромного количества космических тел. Каждую ночь мы можем созерцать на небе звезды, которые кажутся очень маленькими, хотя это и не так. На самом деле некоторые из них во много раз больше Солнца. Предполагается, что возле каждой одинокой звезды формируется планетная система. Так, например, возле Солнца сформировалась Солнечная система, состоящая из восьми больших, а также малых и карликовых планет, комет, черных дыр, космической пыли и др.
Земля – космическое тело, поскольку является планетой, шарообразным объектом, отражающим солнечный свет. Семь других планет также нам видны лишь благодаря тому, что они отражают свет звезды. Кроме Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона, который до 2006 года также считался планетой, в Солнечной системе также сосредоточено огромное количество астероидов, которые еще называют малыми планетами. Их численность доходит до 400 тысяч, но многие ученые сходятся во мнении о том, что их больше миллиарда.
Кометы – это тоже космические тела, движущиеся по вытянутым траекториям и приближающиеся в определенное время к Солнцу. Состоят они из газа, плазмы и пыли; обрастая льдом, достигают размера в десятки километров. Приближаясь к звезде, кометы постепенно тают. От высокой температуры льды испаряются, образуя голову и хвост, достигающий поразительных размеров.
Астероиды – это космические тела Солнечной системы, называемые еще малыми планетами. Их основная часть сосредоточена между Марсом и Юпитером. Состоят они из железа и камня и делятся на два вида: светлые и темные. Первые из них легче, вторые - тяжелее. Астероиды имеют неправильную форму. Предполагается, что они образовались из остатков космического вещества после формирования главных планет, или же это осколки планеты, располагавшейся между Марсом и Юпитером.
Некоторые космические тела долетают и до Земли, но, проходя сквозь толстые слои атмосферы, при трении раскаляются и разрываются на мелкие части. Поэтому на нашу планету падали сравнительно небольшие метеориты. Явление это - отнюдь не редкость, осколки астероидов хранятся во многих музеях мира, их находили в 3500 местах.
В космосе есть не только большие объекты, но и крохотные. Так, например, метеороидами называют тела размером до 10 м. Космическая пыль и того меньше, размером до 100 мкм. Появляется она в атмосферах звезд в результате выбросов газов или взрывов. Далеко не все космические тела исследованы учеными. К таким относятся черные дыры, которые есть практически в каждой галактике. Их невозможно увидеть, удается только определить их месторасположение. Черные дыры обладают очень сильным притяжением, поэтому они даже не отпускают от себя свет. Они ежегодно поглощают огромные объемы раскаленного газа.
Космические тела имеют разные формы, размеры, расположение по отношению к Солнцу. Некоторые из них объединяют в отдельные группы, чтобы их легче было классифицировать. Так, например, астероиды, расположенные между поясом Койпера и Юпитером, именуют Кентаврами. Между Солнцем и Меркурием, как предполагается, расположены Вулканоиды, хотя ни одного объекта еще не было обнаружено.
fb.ru
Космический объект. Правовой статус космических объектов
Мы знаем, что человеческая цивилизация располагает разнообразными видами имущества и ресурсов. Все они упорядочены, а изменения в них самих или в их правовом статусе подчиняются определённым правилам. Но если речь идёт о чём-либо, находящемся не на планете Земля? Какие законы здесь вступают в силу и чем отличаются от земных? Можно ли частному лицу приобрести космический корабль, участок на другой планете или даже целую звезду? Подробности и определения вы узнаете из этой статьи.
Что такое космический объект
Если посмотреть на ночное небо в телескоп или просто невооружённым глазом, можно увидеть множество небесных тел. Звёзды, туманности, планеты с их спутниками, кометы, астероиды и т. п. – всё это сформировано и продолжает формироваться естественным образом. Есть ещё объекты, которые были созданы человеком и запущены в космос с научными целями. Это космические станции, корабли, установки, шаттлы, спутники, зонды, ракеты и прочее оборудование.
Все эти естественные и искусственные небесные тела находятся в космосе за пределами атмосферы Земли. Поэтому к каждому из них можно применить понятие «космический объект». И все вопросы, касающиеся их исследования, регулируются международным правом.
Космическая инфраструктура
Под инфраструктурой в данном случае подразумевается комплекс взаимосвязанных объектов, обеспечивающих эффективное функционирование системы исследований космоса.
Как следует из закона РФ «О космической деятельности», объекты космической наземной инфраструктуры представляют собой множество сооружений и приспособлений, выполняющих разнообразные функции.
Среди них выделяются такие, которые используются на подготовительном этапе:
- базы хранения космической техники;
- специализированные транспортные средства, материалы, комплектующие, готовые изделия и т. д.;
- оборудованные центры подготовки космонавтов;
- экспериментальные объекты для отработки техники запуска, полёта, приземления и других задач.
Другие объекты космической инфраструктуры становятся необходимы уже для непосредственного процесса организации полётов:
- космодромы;
- пусковые установки, стартовые комплексы и вспомогательное оборудование;
- полигоны приземления и взлетно-посадочные полосы для космических объектов;
- центры управления полётами;
- районы падения отделяющихся частей космических объектов.
Отдельно выделяются объекты, которые служат для сбора, сохранения и анализа важных сведений:
- пункты приёма, хранения и обработки информации о полётах;
- командно-измерительные комплексы.
Космическое законодательство
Существует ряд международных и национальных сводов правил, регулирующих использование космоса. К таким относятся:
- Договор по космосу (1967 г.).
- Соглашение о спасении космонавтов и возвращении объектов (их частей), запущенных в космическое пространство (1968 г.).
- Конвенция о международной ответственности за ущерб, причиненный космическими объектами (1972 г.).
- Конвенция о регистрации объектов, запускаемых в космическое пространство (1975 г.).
Кому принадлежат аппараты и небесные тела?
Помимо международных законов о космосе, в большинстве государств приняты свои собственные. Государственная регистрация космических объектов в нашей стране осуществляется в порядке, определяемом правительством РФ. Для этих целей существует Единый государственный реестр, в который вносятся все сведения о правах собственности на разного рода аппараты и их части. В реестре содержится информация как о запущенном в космос, так и о не использующемся оборудовании.
С точки зрения закона космическим объектом является всё, что существует вне пределов атмосферы нашей планеты, и всё, что было запущено с Земли в межзвёздное пространство. Естественные объекты (планеты, астероиды и т. д.) в правовом отношении принадлежат всему человечеству, а рукотворные (спутники, летательные аппараты) являются собственностью той или иной державы. При этом ответственность за то, как используется тот или иной космический объект, лежит на государстве, которое им владеет.
Кто хозяин космоса?
За пределом 110 км над уровнем моря начинается зона, которая считается космическим пространством и уже не принадлежит ни одному государству на планете. Законодательно закреплено, что каждая страна имеет равное право принимать участие в изучении этого пространства.
Но возникают спорные ситуации, когда тот или иной космический объект при взлёте (посадке) вынужден проходить через воздушное пространство другого государства. На этот счёт существуют свои правила. К примеру, в России действует закон «О космической деятельности», на основании которого иностранный космический аппарат допускается к однократному пролёту через воздушное пространство РФ, если об этом были заранее предупреждены государственные власти.
Космические летательные аппараты наравне с морскими кораблями и самолётами могут быть проданы или куплены физическими и юридическими лицами. При этом, будучи вписанным в реестр страны, аппарат может находиться в собственности иностранного государства, компании или частного лица.
Можно ли дать имя небесному телу?
Вселенная насчитывает огромное количество звёзд, и лишь у небольшого процента из них есть имена. Поэтому не удивляет появление такой услуги: за определённую плату можно дать безымянному небесному телу любое понравившееся название и получить подтверждающий сертификат.
Но тем, кто хочет потратить свои деньги на подобное, следует знать, что ничто в этой процедуре не имеет юридической силы. Ведь на самом деле ею занимается Международный астрономический союз – негосударственное научное объединение, в задачи которого входит закрепление границ всех известных созвездий и регистрация космических объектов. Только каталог, формируемый этой организацией, можно назвать официальным и настоящим.
Конечно, есть и другие: например, звёздный каталог городской обсерватории, а также любой другой организации либо частного лица. Заносить туда новые имена звёзд или астероидов можно, но взимать за это деньги – форма мошенничества. Только международное научное сообщество может изменять названия космических объектов.
Можно ли купить участок на другой планете?
Например, на Луне, Марсе либо где-то ещё в нашей Солнечной системе? В настоящее время существуют даже фирмы с представительствами по всему миру, предлагающие за круглую сумму приобрести такую оригинальную недвижимость.
Но это фикция, потому что подобная сделка недействительна с юридической точки зрения. Ведь правовой статус космических объектов таков, что они принадлежат всему населению Земли, но при этом ни одной из стран в отдельности. А договоры купли-продажи можно заключать только на основе государственного закона. Так что, нет закона – нет и возможности приобрести кусочек другой планеты, кроме Земли.
Какие у космонавтов права и обязанности?
На космическом корабле (станции и т. п.) действует законодательство государства, к которому приписан этот аппарат.
Все исследования космоса проводятся на условиях международного сотрудничества и взаимопомощи.
Космонавты (астронавты), находясь за пределами Земли, обязаны оказывать друг другу всю возможную помощь.
Если космический аппарат потерпел крушение или совершил вынужденную посадку на территории другой страны, тогда местные власти обязаны помочь экипажу совместно с запускавшей его стороной. Затем как можно скорее переправить космонавтов вместе с кораблём на территорию того государства, в чьём реестре он находится. То же самое касается отдельных частей летательного аппарата – они должны быть возвращены стороне, осуществившей запуск. Она же берёт на себя расходы по поиску.
Луна используется всеми странами только в мирных исследовательских целях. Размещения военных баз и любые милитаристские мероприятия (учения, испытания) на спутнике Земли категорически запрещены.
Что будет в случае обнаружения другой жизни во Вселенной?
В настоящее время такая возможность не опровергается учёными. Но в космическом законодательстве она не учитывается. Например, если на одной из открытых планет будут обнаружены новые формы жизни (не важно, разумные или нет), то построение правовых отношений между ними и землянами оказывается невозможным. А значит, неизвестно, что делать человечеству в том случае, если где-то ещё в космосе обнаружатся "соседи". Нет соответствующих законов, и по умолчанию все планеты с их возможными обитателями являются собственностью земного сообщества.
Планеты, звёзды, кометы, астероиды, межпланетные летательные аппараты, спутники, орбитальные станции и многое другое – всё это входит в понятие «космический объект». К подобным естественным и искусственным объектам применяются особые законы, принятые как на международном уровне, так и на уровне отдельных государств Земли.
fb.ru
Самые необычные космические объекты
Люди всегда любили наблюдать за космосом. В конце концов исследования звезд и небесных объектов и раскрыли нам тайну происхождения нашей планеты. Благодаря космическим открытиям мы получили возможность проверять глобальные математические теории.
Ведь то, что тяжело проверить на практике, стало возможным испытать на звездах. Но космос столь бескрайный, что в нем находится немало необычного, что заставляет перепроверять расчеты и строить новые гипотезы. О десяти самых любопытных и странных объектах в космосе мы и расскажем ниже.
Самая маленькая планета. Есть тонкая грань, которая отделяет планету от астероида. Недавно Плутон перешел из разряда первых во вторые. А в феврале 2013 года обсерватория Кеплера в 210 световых годах от нас нашла звездную систему с тремя планетами. Одна из них оказалась самой маленькой из найденных когда-либо. Сам телескоп Кеплера работает из космоса, что позволило ему сделать немало открытий. Дело в том, что наземным приборам все же мешает атмосфера. Помимо множества других планет телескоп обнаружил и Кеплер 37-b. Эта маленькая планета меньше даже Меркурия, а ее диаметр всего на 200 километров больше Луны. Возможно, скоро ее статус также оспорят, уж больно близка та пресловутая грань. Интересен и способ обнаружения кандидатов в экзопланеты, используемый астрономами. Они наблюдают за звездой и ожидают, когда ее свет слегка померкнет. Это говорит о том, что между нею и нами прошло некое тело, то есть та самая планета. Вполне логично, что при таком подходе куда легче находить большие планеты, чем маленькие. Большинство известных экзопланет своими размерами намного превышали нашу Землю. Обычно они сопоставимы были с Юпитером. Эффект затенения, который дал Кеплер 37-b было крайне трудно обнаружить, что и сделало это открытие таким важным и впечатляющим.
Пузыри Ферми в Млечном Пути. Если смотреть на нашу Галактику, Млечный Путь, в плоском изображении, как ее обычно и показывают, то она покажется огромной. Но при взгляде сбоку этот объект оказывается тонким и клочковатым. Увидеть Млечный Путь с этой стороны не удавалось, пока ученые не научились взглянуть на галактику иначе с помощью гамма-излучения и рентгеновских лучей. Оказалось, что из диска нашей галактики перпендикулярно буквально выпирают Пузыри Ферми. Длина этого космического образования около 50 тысяч световых лет или же половина всего диаметра Млечного Пути. Откуда появились Пузыри Ферми, даже НАСА пока не может дать ответ. Вполне вероятно, что это может быть остаточным излучением от сверхмассивных черных дыр в самом центре галактики. Ведь большие объемы энергии предполагают выделение гамма излучения.
Тейя. Четыре миллиарда лет назад Солнечная система была совсем другой, нежели сейчас. Это было опасное место, в котором только-только начинали формироваться планеты. Космическое пространство было заполнено множеством камней и кусков льда, что привело к многочисленным столкновениям. Одно из них по мнению большинства ученых и привело к появлению Луны. Находившаяся в зачаточном состоянии Земля столкнулась с объектом Тейя, своим размером схожим с Марсом. Эти два космических тела сошлись под острым углом. Осколки того удара на орбите Земли соединились в наш нынешний спутник. А ведь если бы столкновение было бы более прямым, и удар пришелся ближе к экватору или полюсам, то результаты могли стать куда более плачевными для формирующейся планеты - она бы полностью разрушилась.
Великая стена Слоуна. Этот космический объект невероятно огромен. Он кажется гигантским даже по сравнению с известными нам большими объектами, тем же Солнцем, к примеру. Великая стена Слоуна - одно из самых крупных образований во Вселенной. По сути это скопление галактик, растянувшееся на 1,4 миллиарда световых лет. Стена представляет собой сотни миллионов отдельных галактик, которые в общей ее структуры соединяются в кластеры. Такие скопления стали возможными благодаря зонам различных плотностей, которые появились в результате Большого Взрыва, а теперь заметны благодаря микроволновому фоновому излучению. Правда, некоторые ученые считают, что Великую стену Слоуна нельзя считать единой структурой из-за того, что в ней не все галактики связаны между собой силой гравитации.
Самая маленькая чёрная дыра. Самым страшным объектом в космосе является черная дыра. В компьютерных играх их даже прозвали «последним боссом» Вселенной. Черная дыра - это мощный объект, который поглощает даже движущийся со скоростью в 300 тысяч километров в секунду свет. Ученые нашли немало таких страшных объектов, масса некоторых в миллиарды раз была больше массы Солнца. Но совсем недавно была найдена крошечная черная дыра, самая маленькая. Предыдущий рекордсмен все же был тяжелее нашей звезды в 14 раз. По нашим меркам дыра эта была все еще большой. Новый же рекордсмен получил имя IGR и он всего втрое тяжелее Солнца. Эта масса минимальна для того, чтобы дыра поймала звезду после ее смерти. Если бы такой объект был бы еще меньше, то он бы постепенно разбух, а потом стал терять свои внешние слои и материи.
Самая маленькая галактика. Объемы галактик обычно поражают. Это огромное число звезд, которые живут благодаря ядерным процессам и гравитации. Галактики настолько светлые и большие, что некоторые можно увидеть даже невооруженным взглядом, невзирая на расстояние. Но преклонение перед размерами мешает пониманию, что галактики могут быть совсем иными. Примером такого рода может являться Segue2. В этой галактике находится всего около тысячи звезд. Это крайне мало, с учетом сотен миллиардов светил в нашем Млечном Пути. Общая энергия всей галактики превышает энергию Солнца всего в 900 раз. А ведь наше светило по космическим масштабам ничем не выделяется. Новые возможности телескопов помогут науке найти и других крох, наподобие Segue2. Это очень полезно, ведь их появление было научно предсказано, вот только увидеть их воочию долго не удавалось.
Самый крупный ударный кратер. С момента начала изучения Марса ученым не давала покой одна деталь - уж больно сильно отличались два полушария планеты. По последним данным такая диспропорция оказалась результатом столкновения-катастрофы, которая и изменила навсегда облик планеты. В северном полушарии был найден Кратер Бореалиса, который стал самым большим из найденных в данный момент на Солнечной системе. Благодаря этому месту стало известно, что у Марса было весьма бурное прошлое. А раскинулся кратер на значительную часть планеты, занимая минимум 40 процентов и площадь диаметром в 8500 километров. И второй по величине известный кратер тоже был найден на Марсе, вот только его размеры уже вчетверо меньше, чем у рекордсмена. Чтобы на планете образовался такой кратер, столкновение должно было случиться с чем-то из-за пределов нашей системы. Считается, что повстречавшийся Марсу объект был даже больше, чем Плутон.
Ближайший перигелий в Солнечной системе. Меркурий, безусловно, самый крупный из ближайших к Солнцу объектов. Но есть и куда меньшие астероиды, которые вращаются ближе к нашей звезде. Перигелием называется ближайшая к ней точка орбиты. В невероятной близости к Солнцу летает астероид 2000 BD19, его орбита наименьшая. Перигелий этого объекта составляет 0,092 астрономической единицы. Она примерно равна расстоянию между нашей планетой и Солнцем. Можно не сомневаться, что на астероиде HD19 очень жарко - температура там такая, что цинк и другие металлы просто расплавились бы. И изучение такого объекта очень важно для науки. Ведь так можно понять, как разные факторы могут изменить орбитальную ориентацию тела в космосе. Одним из таких факторов является известная всем общая теория относительности, созданная Альбертом Эйнштейном. Именно поэтому внимательное изучение околоземного объекта поможет человечеству понять, насколько же эта важная теория имеет практическое применение.
Самый старый квазар. Некоторые черные дыры имеют внушительную массу, что и логично с учетом поглощения ими всего, что только попадается по пути. Когда астрономы открыли объект ULAS J1120+0641, то они крайне удивились. Масса этого квазара в два миллиарда раз больше, чем у Солнца. Но внушает интерес даже не объемы этой черной дыры, выпускающей в космос энергию, а ее возраст. ULAS - самый старый квазар за всю историю наблюдения за космосом. Он появился уже через 800 миллионов лет после Большого Взрыва. И это внушает уважение, ведь такой возраст предполагает путешествие света от этого объекта до нас в 12,9 миллиардов лет. Ученые теряются в догадках, за счет чего же могла разрастись так черная дыра, ведь в то время поглощать было еще нечего.
Озёра Титана. Как только зимние тучи рассеялись, и наступила весна, космический аппарат Кассини смог на северном полюсе Титана отлично сфотографировать озера. Только вот вода в таких неземных условиях существовать не может, а вот для выхода на поверхность спутника жидкого метана и этана температура подходит, как нельзя кстати. Космический аппарат находился на орбите Титана еще с 2004 года. Но это первый раз, когда тучи над полюсом рассеялись настолько, чтобы его можно было хорошо увидеть и сфотографировать. Оказалось, что основные озера обладают шириной в сотни километров. Самое же крупное, Море Кракена своей площадью равно Каспийскому морю и Верхним озером вместе взятым. Для Земли существование жидкой среды стало основой для появления жизни на планете. А вот моря углеводородных соединений - другое дело. Вещества в таких жидкостях не могут растворяться так же хорошо, как и в воде.
Популярные мифы.
Популярные факты.
Популярные советы.
Популярные сленг.
www.molomo.ru
Перечень всех учебных материаловГосударство и правоДемографияИсторияМеждународные отношенияПедагогикаПолитические наукиПсихологияРелигиоведениеСоциология |
§ 2. Разновидности космических объектов и их классификацияКак было отмечено, в соглашениях международного космического права и научной литературе мы можем встретить следующие термины, обозначающие различного рода космические объекты: — космический аппарат; — космический летательный аппарат; — пилотируемый космический объект; — обитаемая станция на небесном теле; — необитаемая станция на небесном теле и другие. Рассмотрим основные понятия некоторых разновидностей космических объектов. Понятие «космический аппарат» Космический аппарат — общее название различных технических устройств, предназначенных для выполнения целевых задач в космосе. Иногда вместо термина «космический аппарат» используется термин «космический летательный аппарат», но это более узкое понятие. В юридическом смысле космический аппарат — это космический объект, или его составная часть, предназначенная для функционирования в космическом пространстве, включая и небесные тела. Международно-правовой режим космического аппарата аналогичен правовому режиму космического объекта. Отличительная особенность большинства космических аппаратов — способность к самостоятельному функционированию в условиях космоса (глубокий вакуум, невесомость, интенсивная радиация, наличие метеоритных частиц и т.п.), с учетом которых создается его конструкция. Космический аппарат оснащается научными приборами, системами терморегулирования, энергоснабжения, управления движением, радиосвязи с Землей и с другими космическими аппаратами, а в случае наличия на них людей или животных - системами жизнеобеспечения, соответствующими устройствами и т. п. Термин «космический аппарат» не нашел широкого распространения в источниках международного космического права. Для обозначения запускаемых в космос объектов, как правило, употребляется термин «космический объект». Однако в некоторых из них, например, в Соглашении о Луне 1979 г., термин «космический аппарат» неоднократно используется (ст. ст. 8, 9, 11, 12, 15). Анализ этого Соглашения дает основание для более узкого понимания термина «космический аппарат» по сравнению с термином «космический объект». Космические аппараты упоминаются в Соглашении о Луне наряду с другими космическими объектами или их составными частями (например, с оборудованием, установками, станциями и другими сооружениями и конструкциями на поверхности Луны и других небесных тел или в их недрах). По нашему мнению, неправильно относить к категории космических аппаратов некоторые сооружаемые в космосе сложные многофункциональные объекты (например, обитаемые орбитальные станции, обитаемые станции на небесном теле), представляющие собой совокупность различного рода космических объектов, — так называемые космические комплексы, обладающие особым международно-правовым статусом (например, Международная космическая станция — МКС). Космические аппараты могут быть составной частью таких комплексов, функционировать в их составе и использоваться для обслуживания других объектов. Как и космические объекты, космические аппараты можно классифицировать по различным критериям: — в зависимости от наличия или отсутствия экипажа космические аппараты могут делиться на автоматические и пилотируемые космические аппараты; — по месту функционирования — на искусственные спутники Земли и межпланетные космические аппараты, включая искусственные спутники Луны, Марса, Венеры и других небесных тел. Здесь же в особую категорию следует выделить планетоходы — космические аппараты типа «луноход», функционирующие, передвигаясь по поверхности небесного тела; — по назначению — на научные и прикладные космические аппараты, военные и гражданского назначения и т.д. Понятие «пилотируемый космический объект» Понятие «пилотируемый космический объект» следует выделить из общей категории космических объектов в силу особой специфики полетов и их международно-правового регулирования. Главная особенность этих объектов — наличие герметически оборудованного помещения с системой жизнеобеспечения, предназначенного для деятельности человека в условиях космоса. Наиболее четко такое разграничение проведено в Соглашении 1968 г. о спасании космонавтов и возвращении объектов, запущенных в космическое пространство. При рассмотрении международно-правовых аспектов функционирования пилотируемых космических объектов в настоящее время следует различать две категории или разновидности таких объектов. К первой категории относятся пилотируемые космические корабли. Содержащееся в советской энциклопедии по космонавтике определение космического корабля, охватывает космические летательные аппараты, предназначенные для полета людей, отличительная особенность которых — наличие герметической кабины с системой жизнеобеспечения, спускаемого аппарата для возвращения экипажа на Землю, систем ориентации, управления и двигательной установки, позволяющих изменять орбиту полета космического корабля для маневрирования и посадки. Развитие космонавтики потребовало выделения в особую разновидность пилотируемых космических объектов околоземных обитаемых космических станций (ООКС). Они отличаются от космического корабля тремя основными признаками: 1) продолжительным периодом активного функционирования; 2) наличием или возможностью наличия периодически сменяемого экипажа и транспортной системы материально-технического снабжения и обслуживания; 3) широким кругом задач, которые могут решаться экипажем с помощью аппаратуры ООКС и космических средств, входящих в состав станции. Данные космические объекты можно включить во вторую категорию пилотируемых космических объектов. Однако отнесение ООКС к пилотируемым космическим объектам будет весьма условным, так как главный признак, по которому мы относим ООКС к такой категории объектов — это возможность маневрирования в космосе. Но правильнее все же в этом случае говорить не о пилотировании, т. е. передвижении в космическом пространстве, а об обитании. Представляется неверной точка зрения российского юриста-международника Г. П. Жукова, предложившего отнести к категории пилотируемых летательных объектов и обитаемые станции на Луне и других небесных телах. Более правильным будет отнесение таких обитаемых станций к космическим объектам в самом широком смысле, так как предназначение таких баз — только обитание. Кроме этого, в их состав будут входить и иные космические аппараты, в том числе и обеспечивающие передвижение персонала как по поверхности небесного тела, так и над ней. Таким образом, мы можем говорить о двух известных международному космическому праву основных видах пилотируемых космических объектов: космических кораблях и обитаемых орбитальных космических станциях. Понятие «обитаемая станция на небесном теле» Представляется целесообразным из общей совокупности космических объектов выделить станции на Луне и других небесных телах, которые могут быть сооружены в будущем. Пункт 1 ст. 9 Соглашения о Луне 1979 г. устанавливает, что «государства могут создавать на Луне обитаемые и необитаемые станции». По своим признакам обитаемые станции на небесном теле близки к ООКС, поскольку для тех и для других характерен длительный период работы персонала как на самой станции, так и вне ее. Применительно к ним также более целесообразно говорить не о пилотировании, а об обитании. Соответственно сказанному, их следует именовать «обитаемые станции на Луне и других небесных телах», не прибегая при этом к иным терминам. Американский юрист С. Горов, уделявший в своих работах внимание вопросам правового регулирования деятельности обитаемых лунных станций и их персонала, под термином «станция» понимает «место регулярных остановок» космического объекта, носящее более или менее постоянный характер. Станция может быть расположена на поверхности Луны, в ее недрах либо в окололунном пространстве. В будущем, по его мнению, возможно сооружение подобных станций и на других небесных телах. Чтобы соответствовать указанному понятию в полном смысле слова, отмечает С. Горов, такая станция должна действовать в течение длительного времени, если не постоянно. Космический объект, не отвечающий этому требованию, нельзя считать космической станцией. Правовой режим обитаемых станций на небесных телах в общем виде урегулирован положениями Соглашения о деятельности государств на Луне и других небесных телах, от 18 декабря 1979 г. |
txtb.ru
