3) Поясните понятие "энергия". Какие виды энергии Вы знаете? в каких системах энергия сохраняется, как закон сохранения энергии связан со свойствами пространства-времени?

Энергия (греч. energeia – действие, деятельность) – общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она лишь способна переходить из одной формы в другую.

Существуют следующие виды энергии: механическая – характеризует движение и взаимодействие тел и является функцией скоростей и взаимного расположения тел; кинетическая – мера механического движения, зависящая от скоростей движения материальной точки или тела в данной инерциальной системе отсчета; потенциальная – часть механической энергии, зависящая от взаимного расположения ее частей и их положения во внешнем силовом поле.

Закон сохранения механической энергии: механическая энергия системы, в которой действуют потенциальные силы, сохраняется постоянной в процессе движения системы. Закон справедлив как для замкнутых, так и не для замкнутых консервативных систем.

Наиболее приблизиться к центру Земли можно в центре полюсов, т.к. доказано Ньютоном, что Земля наша сплюснута в полюсах. Следовательно, на полюсах тяготение больше, значит при переезде с экватора на полюс, вес будет увеличиваться.

4) Как определяют расстояния до звезд? Что такое "параллакс" и "звездная величина"?

Для измерения расстояний внутри Солнечной системы используется астрономическая единица, равная среднему расстоянию Земли от Солнца. 1 астрономическая единица (а. е.) = 149 600 000 000 м. Но все звезды так далеки от нас, что расстояние до каждой из них, кроме Солнца, во много раз превышает расстояние от Земли до любой из планет Солнечной системы. Чтобы избежать использования громоздких чисел, потребовалось ввести новые единицы измерения. Для измерения расстояний до ближайших звезд астрономы ввели единицу длины, называемую парсеком. Она напрямую связана с эффектом параллакса - кажущимся смещением объекта по отношению к более далеким объектам при движении наблюдателя. Основной трудностью при таком способе измерений являются громадные расстояния до звезд и крайне малые величины углов их параллактических смещений. Один парсек - это такое расстояние, с которого средний радиус земной орбиты (равный 1 а. е.), перпендикулярный лучу зрения, виден под углом 1". Иначе говоря, один парсек равен расстоянию до объекта, годичный параллакс которого (годовое смещение на небе, обязанное движению Земли вокруг Солнца) составляет 1" (одну дуговую секунду). (Слово парсек образовано из слов параллакс и секунда.) 1 парсек (пс) = 31 * 1015 м (31 o КР означает 31 с 15 нулями).

В качестве единицы длины в астрономии применяется также световой год. Это расстояние, которое свет проходит за один год, распространяясь со скоростью 300000 км/с.

1 световой год = 0,3066 пс = 63 240 а. е. = = 9,5 o 10*5 м. Для измерения еще больших расстояний применяются единицы:

1 килопарсек (кпс) - 1000 пс;

1 мегапарсек (Мпс) = 1 000 000 пс.

Астрономы измеряют расстояния почти исключительно в парсеках, килопарсеках и мегапарсеках. Световой год используется редко. Если расстояние до звезд составляет сотни и более парсек, их параллактическое смещение становится незаметным. Метод параллакса не выводит нас даже за пределы собственной Галактики. Тогда для определения расстояний до звезд используют другие, косвенные методы. Один из таких методов состоит в сопоставлении видимого блеска звезд. Некоторые звезды кажутся нам более яркими, другие - более слабыми. Однако это еще не говорит об истинной мощности излучения звезд, поскольку все они находятся на разных расстояниях. Истинной характеристикой звезды служит ее абсолютный блеск (или светимость), то есть количество световой энергии, ежесекундно выделяемое звездой. Чаще всего светимость выражают в единицах светимости Солнца. Эта величина равна 3,8 o 1026 Вт. Таким образом, если известно, что абсолютный блеск (или светимость) двух звезд одинаков, то можно заключить, что звезда, которая кажется во много раз более слабой, чем другая, находится значительно дальше. Трудность состоит в том, что абсолютный блеск (светимость) звезд различен. Однако благодаря многолетним исследованиям астрономы научились распознавать звезды с одинаковой светимостью независимо от расстояния до них.

Другой косвенный метод определения расстояния до звезд требует анализа звездных спектров. По спектрам звезд изучаются их состав и строение, физические процессы, протекающие в них, определяются расстояния до звезд и исследуется их движение в пространстве.

Кроме этих двух косвенных методов определения расстояний до звезд, существует еще один - по переменным звездам типа 8 Цефея. Причем этот метод пригоден как для отдельных звезд, так и для звездных скоплений и даже галактик. Цефеиды - это пульсирующие переменные звезды, блеск которых регулярно меняется. Название происходит от звезды дельта (6) Цефея - одной из наиболее типичных для данного класса.

Правда, случается, что цефеиды прийти на помощь астрономам не могут по той простой причине, что в исследуемом районе их попросту нет. Тогда при измерении расстояния до далекой галактики астрономы опираются на допущение, что блеск самой яркой звезды этой галактики (голубого гиганта) совпадает с блеском самого яркого голубого гиганта нашей Галактики. Если же дело доходит до измерения расстояний до столь отдаленных галактик, в которых отдельные звезды неразличимы, то тогда делается допущение, что светимость самой яркой галактики в скоплении галактик равна светимости самой яркой галактики в более близком к нам скоплении галактик, расстояние до которого известно.

Параллакс (параллактическое смещение) в астрономии, видимое перемещение светил на небесной сфере, обусловленное перемещением наблюдателя в пространстве вследствие вращения Земли (суточный Параллакс), обращения Земли вокруг Солнца (годичный Параллакс) и движения Солнечной системы в Галактике (вековой Параллакс). Точно измеренные Параллакс небесных светил и групп светил позволяют определять расстояния до них.

Звездная величина – мера блеска небесного светила, изменение ее на 1 соответствует изменению блеска в 2,5 раза.