- •1.1 Предмет астрономии, объекты изучения.
- •1.2 Разделы астрономии.
- •2.1. Созвездия, их число и история возникновения.
- •2.2. Суточное вращение, понятие о небесной сфере.
- •2.3. Основные пункты и круги, системы координат на небесной сфере.
- •2.4. Системы небесных координат.
- •2.5. Условия для восхода и заката светил.
- •3.1. Эклиптика, эклиптическая система координат. Зодиак и зодиакальные созвездия.
- •3.2. Измерение времени.
- •3.3. Календарь, принципы его построения и различные виды.
- •3.5 Юлианские дни.
- •3.6. Рефракция.
- •3.7. Определение формы и размеров Земли. Триангуляция.
- •Строение солнечной системы
- •5.1. Древние представления о строении мира.
- •5.2. Системы Браге, Бруно и Коперника.
- •5.3. Видимое движение планет и его объяснение. Конфигурации планнет.
- •5.4. Определение расстояний в Солнечной системе.
- •5.5. Годичные параллаксы звезд.
- •6.Движение Луны.
- •6.1. Видимое движение и фазы Луны.
- •6.2 История лунной теории.
- •6.3 Фазы.
- •6.4 Синодический, сидерический и драконический месяцы.
- •6.5 Солнечные и лунные затмения.
- •6.6 Сарос. История затмений.
- •7. Начала небесной механики.
- •7.1 Законы Кеплера.
- •7.2 Элементы эллиптических орбит.
- •7.3 Эфемериды небесных тел
- •8. Влияние масс небесных тел на их движение.
- •8.1 Методы определения масс небесных тел.
- •8.2. Приливы и отливы.
- •8.4 Прецессия и нутация земной оси.
- •8.5 Задача трёх тел.
- •8.6 Задача n тел.
- •8.8 Открытие новых планет.
- •9. Основы космонавтики.
- •9.1 Космические скорости.
- •9.2 Проблема межзвёздных перелётов.
- •Методы астрофизических исследований.
- •10. Яркость небесных тел. Астрофотометрия.
- •10.1 Связь между яркостью объекта, его угловыми размерами и освещённостью, которая образуется в месте наблюдения.
- •10.2 Формула Погсона.
- •10.3 Шкалы звёздных величин.
- •10.4 Цвета звёзд.
- •10.5 Абсолютные звёздные величины.
- •11. Астрономические инструменты.
- •11.1 Оптические телескопы.
- •11.2 Основные характеристики телескопов.
- •11.3 Радиотелескопы.
- •11.4 Радиоинтерферометры со сверхдлинной базой.
- •11.5 Современные телескопы (новые технологии и методы).
- •11.6 Астрономические наблюдения со стратосферных и космических обсерваторий.
- •11.7 Инфракрасная астрономия.
- •11.8 Ультрафиолетовая, рентгеновская и гамма - астрономия.
- •11.9 Понятие о методах нейтринной астрономии.
- •12 Система земля – Луна и ее характеристики
- •12.1 Система Земля - Луна.
- •12.2 Строение атмосферы Земли. Внутреннее строение Земли. Магнитное поле Земли и радиационные пояса.
- •12.3 Рельеф Луны. Химический состав и физические условия на поверхности Луны.
- •13. Физические условия на Меркурии, Венере, Марсе.
- •13.1 Правило Тициуса - Боде. Общие сведения.
- •Эволюция атмосфер планет земной группы:
- •13.2 Рельеф, атмосфера Меркурия.
- •13.3 Рельеф, атмосфера Венеры.
- •13.4 Рельеф, атмосфера Марса.
- •13.5 Спутники Марса – Фобос и Деймос.
- •13.6 Проблема поиска жизни в Солнечной системе.
- •14 Физические условия на Юпитере и Сатурне.
- •14.1 Рельеф и атмосфера Юпитера.
- •14.3 Рельеф, атмосфера Сатурна.
- •14.4 Кольца Сатурна.
- •14.5 Спутники Сатурна.
- •15 Рельеф, атмосфера и спутники Урана, Нептуна.
- •15.1 Рельеф, атмосфера Урана.
- •15.2 Спутники и кольца Урана.
- •15.3 Рельеф, атмосфера Нептуна.
- •15.4 Спутники и кольца Нептуна.
- •15.5 Карликовые планеты.
- •16. Малые тела Солнечной системы.
- •16.1 Астероиды.
- •16.2 Метеоры, метеориты.
- •16.2 Кометы. Физические процессы в ядрах и хвостах комет. Происхождение комет, метеорные потоки, их связь с кометами.
- •16.4 Наиболее известные кометы.
- •17. Основные параметры Солнца.
- •17.1 Размеры, масса, средняя плотность, температура. Верчение Солнца.
- •17.4 Фотосфера Солнца. Грануляция.
- •18.1 Модель внутреннего строения Солнца.
- •18.2 Активные образования в атмосфере Солнца: пятна, флокулы, протуберанцы, вспышки.
- •18.3 Общее магнитное поле Солнца, магнитное поле в области солнечных пятен и иных образований.
- •18.4 Радио- и рентгеновское излучение Солнца. Солнечный ветер и магнитосфера Земли.
- •18.5 Цикличность солнечной активности и её связь с явлениями на Земле.
- •19.1 Методы определения расстояний в астрономии. Единицы расстояний – парсек и световой год.
- •19.2 Основные характеристики звезд.
- •19.4 Спектры, спектральная классификация. Аномалии химического состава.
- •20.4 Двойные и кратные звёзды.
- •20.8 Спектрально-двойные звёзды.
- •21.1 Классификация переменных по характеру переменности.
- •22.2 Эволюция звёзд.
- •23.1 Млечный Путь. Методы звёздной статистики.
- •23.2 Звёздные скопления: шаровые и рассеянные, их диаграмма "спектр - светимость" и оценка возраста. Звёздные ассоциации.
- •24.1 Собственное движение и лучевые скорости звезд. Пекулярные скорости звезд и Солнца в Галактике. Вращение Галактики.
- •25.2 Взаимодействующие галактики. Ядра галактик и их активность.
- •25.4 Определение расстояний до галактик.
- •26.1 Красное смещение в спектрах галактик.
- •26.2 "Горячая Вселенная". Современные представления о строении и эволюции Вселенной.
- •26.3 Первые минуты существования Вселенной. Происхождение химических элементов.
- •26.4 Возникновение и эволюция звезд большой и малой массы.
- •26.5 Заключительные стадии эволюции звезд. «Черные дыры».
- •26.6 Эволюция галактик.
- •26.7 Строение Солнечной системы. Общие закономерности..
- •27.1 Развитие космологии.
- •27.2 Вакуум.
- •27.3 Геометрия Вселенной.
- •27.4 Случайная Вселенная.
- •27.5 Антропный принцип.
- •28.1 Школьные телескопы.
- •28.2 Угломерные приборы.
- •28.3 Спектральные приборы.
- •28.4 Простейшие практические работы по астрономии в средней школе.
27.2 Вакуум.
Термин вакуум в современной физике используется в двух смыслах. Первый - наиболее распространённый - соответствует весьма разреженным газам. Второй соответствует состоянию, в котором полностью отсутствуют реальные частицы.
В этом случае физический вакуум соответствует конденсату частиц с целым спином (бозонов). Такой конденсат вследствие квантовых эффектов характеризуется следующими свойствами:
1. Он соответствует минимуму в энергетической зависимости системы от функции , определяющей её состояние.
2. При существовании реальных частиц конденсат стремится “затащить” их к себе, а не “вытолкнуть”, как это имеет место в реальных газах. Поэтому физический вакуум характеризуется экзотическим уравнением состояния
p = - .
Вакуумное состояние испытывает непрерывные и противоположные воздействия. С одной стороны, свойства бозонного конденсата таковы, что он стремится удержать все содержащиеся в нём частицы, а с другой - уравнение состояния определяет его нестабильность. Эти полярные свойства вакуума приводят к тому, что для образования реальных частиц из вакуума необходимо затратить энергию и довольно значительную. С другой стороны вакуум непрерывно порождает виртуальные частицы, время жизни которых очень мало, например, для электронов t = 10-22 с.
Виртуальные частицы наблюдать непосредственно нельзя, однако, их существование проявляется во взаимодействии с реальными частицами. Можно сказать, что вакуум непрерывно “кипит”, но не “выкипает”. Наиболее известный вакуумный эффект - сдвиг энергетических уровней в атоме водорода, обусловленный взаимодействием движущихся атомарных электронов с виртуальными частицами вакуума (эффект Лэмба - Резерфорда).
Вакуум - абслютно однородная Среда, характеризуемая своей плотностью энергии и гравитационными характеристиками. Поэтому он эквивалентен по своим свойствам введённому Эйнштейном в уравнения ОТО - члену.
Современные представления о вакууме позволяют по иному взглянуть на проблему сингулярности и первые мгновения существования Вселенной после Большого взрыва.
Вселенная возникает в результате возмущения вакуума. Энергия вакуума переходит в реальные частицы, которые, взаимодействуя между собой, порождают барионную ассиметрию. Не все вакуумные возмущения могут преодолеть потенциальный барьер и развиться в мини-вселенные. Спустя 10-35 с после своего возникновения мини-вселенные переходят во фридмановский режим. После этого Вселенная расширяется согласно разработанной модели Большого Взрыва.
При плотности Вселенной больше критической, расширение сменится сжатием, плотность будет увеличиваться и достигнет планковской. В этом малом объёме (~10-10см) будет находиться вакуумообразная материя, которая может вызвать к жизни новую мини-вселенную. И этот процесс будет продолжаться непрерывно и бесконечно. При переходе от одной мини-вселенной к другим аналогичным объектам вовсе не обязательно, чтобы фундаментальные постоянные (константы, число взаимодействий, размерность пространства, массы частиц) повторялись. Каждая новая вселенная может иметь свою размерность и свойства констант.