Методы изучения Вселенной.

Методы

Характеристика. Особенности

Метод оптический

Изучение Вселенной при помощи телескопа, который является главным инструментом астрономических исследований.

Расшифровка спектра помогает:

а) Изучить химический состав космического объекта. Каждому химическому элементу соответствуют определенные спектральные линии.

б) Определить температуру источников излучения, т. к. красный цвет соответствует низкой температуре, желтый/зеленый – средней, бело – голубой – высокой.

в) Измерить скорость космического объекта согласно эффекту Доплера – зависимость измеряемой длины волны от взаимного движения наблюдателя и источника волн.

Метод изучения космического радиоизлучения при помощи радиотелескопа.

Главными источниками космических радиопередач в большинстве случаев являются такие объекты, в которых протекают бурные физические процессы. Радиоволны излучает и межзвездное пространство, а именно находящийся в нем ионизированный горячий газ. Нагрев и ионизацию газа вызывают горячие звезды и космические лучи. Другой источник радиоизлучения – нейтральный водород, которого в межзвездном пространстве значительно больше, чем ионизированного. Изучение космического «радиоэха» позволяет измерять расстояние до небесных тел, определять скорость их движения и по характеру отражения радиоволн изучать поверхность космического объекта.

Метод нейтринной астрофизики.

Источником энергии Солнца являются термоядерные реакции. В ходе них появляется нейтрино. Одна из особенностей нейтрино - эта частица слабо взаимодействует с веществом. Пронизывая толщу солнечного вещества, они вылетают наружу в космическое пространство, и определенная часть достигает поверхности Земли. Регистрируя солнечное нейтрино с помощью специальных устройств, можно судить о характере физических процессов, протекающих в недрах Солнца. Основные задачи нейтринных телескопов – исследование потока нейтрино высоких и сверхвысоких энергий от космических источников, поиск темной материи, а также поиск экзотических частиц.

Методы внеатмосферной астрономии

Внеатмосферное наблюдение – современное направление физики космоса, которое исследует космические объекты при помощи аппаратуры, вынесенной для устранения атмосферных помех за пределы земной атмосферы. Внеатмосферная астрономия дает возможность устранить дрожание изображения в телескопах, вызванное атмосферными неоднородностями, и довести пространственное разрешение оптического телескопа до его теоретически возможного значения.

Методы инфракрасной, ультрафиолетовой, рентгеновской и гамма – астрономии.

Для изучения разных видов излучения (инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского, гамма) используются специальные телескопы, которые часто устанавливаются в космосе, так как земная атмосфера блокирует многие из этих излучений.

Ключевые моменты по типам излучения:

ИК-телескопы. Изучают далекие объекты в пыльных областях, а также раннюю Вселенную. Работают при очень низких температурах из-за собственного инфракрасного излучения тел.

УФ-телескопы. Наблюдают горячие звезды на ранних или поздних стадиях эволюции, так как большинство звезд в УФ диапазоне невидимы. Устанавливаются в космосе из-за блокировки УФ излучения атмосферой.

Рентгеновские телескопы. Изучают очень далекие объекты в рентгеновском диапазоне. Также устанавливаются в космосе из-за атмосферной блокировки. Требуют длинного фокуса для фокусировки излучения.

Микроволновые телескопы. Изучают космическое фоновое излучение (остатки Большого взрыва) и другие явления, так как земная атмосфера поглощает большую часть микроволнового излучения. Устанавливаются в космосе.

Гамма-телескопы. Изучают самые энергичные явления во Вселенной, но прямое наблюдение затруднено. Используют вторичные методы обнаружения, включая черенковское излучение, и могут проводиться с наземных обсерваторий, несмотря на атмосферную блокировку.

Космические лучи — это элементарные частицы, которые проникают через любые тела и наблюдаются по следам в специальных ловушках.