1. Предмет и задачи астрономии. Разделы астрономии. Основные этапы развития астрономии. Общее представление о масштабах и структуре Вселенной и физическом состоянии материи.

Предмет и задачи астрономии

• Астрономия – наука о Вселенной, изучающаярасположение, движение, строение,происхождение и развитие небесных тел иобразованных ими систем. Исследует Солнце, звёзды,планеты и их спутники, кометы, метеоры,туманности, звёздные системы, вещество,заполняющее пространство между звёздами ипланетами

Основные задачи:

1. Изучение видимых, а затем идействительных положений идвижений небесных тел в пространстве,определение их размеров и формы

2. Изучение строения небесных тел,исследование химического состава ифизических свойств вещества в них

3. Решение проблемы происхождения иразвития отдельных небесных тел иобразуемых ими систем

Разделы астрономии:

Принято выделять три основных раздела:

1. астрометрию (изучает положение идвижение небесных тел и Земли.У астрометрии две важные цели:1. Установление системы небесныхкоординат;2. Получение параметров, наиболее полнохарактеризующих закономерностидвижения небесных тел и вращениеЗемли)

2. небесную механику (изучает движение небесныхтел под действием тяготения, разрабатываетметоды определения их орбит, позволяетрассчитать эфемериды)

3. астрофизику (изучает происхождение,строение, химический состав,физические свойства и эволюциюкак отдельных тел, так и их систем,вплоть до всей Вселенной в целом)

Основные этапы развития астрономии:

• 3 тыс. лет до н.э. (Египет) – по наблюдениям запоявлением Сириуса довольно точно былаопределена продолжительность тропического года

• 2 тыс. лет до н.э. (Китай) – видимые движения Солнцаи Луны были изучены до такой степени, что можнобыло предсказывать солнечные и лунные затмения

• II век до н.э., Гиппарх (Древняя Греция, Родос)составил первый каталог звёзд и создалгеометрическую теорию эпициклов, которая легла воснову геоцентрической системы мира

• II век н.э., Птолемей (Древняя Греция, Александрия) –автор труда «Мегале Синтаксис», или «Альмагест»

• В средние века астрономия развивалась восновном в Средней АзииЭпоха великих географических открытий,промышленная революция и Реформацияподтолкнули развитие астрономической наукив Европе

• Николай Коперник (1543) разработалгелиоцентрическую систему мираИоганн Кеплер установил законы движенияпланет (1609 – 1618)

• Галилео Галилей одним из первыхиспользовал телескоп дляастрономических целей (1609), открылчетыре спутника Юпитера (1610)Исаак Ньютон установил основные законымеханики, а также закон всемирноготяготения (1686)

• XVII – XIX века – открытия новых планет,спутников, астероидов

• Середина XIX века и далее – спектральный анализ ифотографирование (в видимом диапазоне)

• XX век – астрофизика, СТО, ОТО, современнаякосмология

• С 1940-х годов – радиоастрономия

• 1957-й – первый искусственный спутник

• 1961-й – первый полёт человека в космос

• 1969-й – высадка людей на Луну

• 1970-е – 1990-е – исследования Марса, Венеры, далёкихпланет

• 1990-е – 2000-е – космический телескоп им. Хаббла(Hubble Space Telescope), открытие планет у другихЗвёзд

Общее представление о масштабах и структуреВселенной и физическом состоянии вещества

• Земля → Солнечная система → Галактика Млечный Путь(150 млрд. звёзд) → Местная группа галактик(более 50 галактик) → Местное сверхскопление галактик(около 30 тыс. галактик)

• В общем случае: Звёздная система → Скопление звёзд (10 –100 тыс. звёзд) → Галактика (1 млрд. – 1 трлн. звёзд) →Местная группа галактик → Местное скопление галактик(1 тыс. – 10 тыс. галактик) → Местное сверхскоплениегалактик

• Скопления галактик располагаются вдоль границ огромныхячеек, подобных пчелиным сотам

• Среднее расстояние от Земли до Солнца – 150 млн. км, или 1 а.е.

• Орбита Нептуна ~ 30 а.е.

• Внешняя граница облака Оорта (граница Солнечной системы) ~ 1 световойгод

• Расстояние до ближайшей к нам звезды(α Центавра C) – 1.3 пк (парсека),1 пк ≈ 3.26 световых года

• Наша Галактика состоит из более чем 150 млрд. звёзд и представляет собой«диск» диаметром 100 тысяч световых лет и толщиной 10 тысяч световыхлет

• Ближайшая галактика – карликовая галактика в созвездии Большого Пса,находится на расстоянии25 тысяч световых лет

• Ближайшая сверхгигантская галактика – Туманность Андромеды. Содержитоколо 1 трлн. звёзд и находится на расстоянии 2.54 млн. световых лет

• Самая удалённая галактика – IOK-1 – находится в созвездии ВолосыВероники на расстоянии 12.88 млрд. световых лет

• Наблюдаемая часть материи Вселенной в основном сосредоточена взвёздах (~90 %) и межзвёздной среде (~ 10 %)

• Часть материи пребывает в форме поля (гравитационного,электромагнитного)

• По современным данным, только около 5 % Вселенной составляетобычная барионная (наблюдаемая) материя

• Около 23 % приходится на тёмную материю, небарионная компонентакоторой не участвует в сильном и электромагнитномвзаимодействиях

• И ещё 72 % составляет «тёмная энергия»