Астрономия.Лекция 1

Астрономия

Курс лекций

Астрономия, ее связь с другими науками.
Роль астрономии в развитии цивилизации.
Структура и масштабы Вселенной.
Особенности астрономических методов исследования.
Наземные и космические телескопы, принцип их работы.
Всеволновая астрономия: электромагнитное излучение как источник информации о небесных телах.
Практическое применение астрономических исследований.
История развития отечественной космонавтики.
Первый искусственный спутник Земли, полет Ю. А. Гагарина.
Достижения современной космонавтики.

http://www.apkpro.ru/news.html?id=1392 приказ о введении предмета АстрономияДомашнее задание: сделать на формате А4 тему: связь астрономии с другими науками.Представить графически (в виде схемы) взаимосвязь астрономии с другими науками, подчеркивая самостоятельность астрономии как науки и уникальность ее предмета.

Астрономияастрон-светило,звезданомос-закон

Все мы наблюдали за звездным небом, наблюдали движение звезд, как спутники перемещаются по небу. Астрономия – наука, которая изучает движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем.

Астрономия, ее связь с другими науками

С самых древних времен развитие астрономии и математики было тесно связано между собой. В переводе с греческого название одного из разделов математики - геометрии - означает «землемерие». Первые измерения радиуса земного шара были проведены еще в III в. до н. э. на основе астрономических наблюдений за высотой Солнца в полдень. Необычное, но ставшее привычным деление окружности на 360° имеет астрономическое происхождение: оно возникло тогда, когда считалось, что продолжительность года равна 360 суткам, а Солнце в своем движении вокруг Земли каждые сутки делает один шаг - градус. Использование приемов приближенных вычислений, замена тригонометрических функций малых углов значениями самих углов, выраженными в радианной мере, логарифмирование и еще много примеров взаимосвязи можно привести.

 Взаимосвязь этих наук нашла непосредственное отражение в деятельности многих ученых. Далеко не случайно, например, что Галилео Галилей и Исаак Ньютон известны своими работами и по физике, и по астрономии. К тому же Ньютон является одним из создателей дифференциального и интегрального исчислений. Сформулированный им же в конце XVII в. закон всемирного тяготения открыл возможность применения этих математических методов для изучения движения планет и других тел Солнечной системы. Постоянное совершенствование способов расчета на протяжении XVIII в. вывело эту часть астрономии - небесную механику - на первый план среди других наук той эпохи.

Открытие спектрального анализа и его применение в астрономии положило начало широкому использованию физики при изучении природы небесных тел и привело к появлению нового раздела науки о Вселенной - астрофизики. В свою очередь, необычность с «земной» точки зрения условий, существующих на Солнце, звездах и в космическом пространстве, способствовала развитию физических теорий, описывающих состояние вещества в таких условиях, которые трудно создать на Земле.

Более того, в XX в., особенно во второй его половине, достижения астрономии снова, как и во времена Коперника, привели к серьезным изменениям в научной картине мира, к становлению представлений об эволюции Вселенной. Оказалось, что Вселенная, в которой мы сегодня живем, несколько миллиардов лет тому назад была совершенно иной - в ней не существовало ни галактик, ни звезд, ни планет. Для того чтобы объяснить процессы, происходившие на начальной стадии ее развития, понадобился весь арсенал современной теоретической физики, включая теорию относительности, атомную физику, квантовую физику и физику элементарных частиц.

Взаимодействие астрономии и физики продолжает оказывать влияние на развитие других наук, технологии, энергетики и различных отраслей народного хозяйства. Пример - создание и развитие космонавтики. Развитие ракетной техники позволило человечеству выйти в космическое пространство. С одной стороны, это существенно расширило возможности исследования всех объектов, находящихся за пределами Земли, и привело к новому подъему в развитии небесной механики, которая успешно осуществляет расчеты орбит автоматических и пилотируемых космических аппаратов различного назначения. С другой стороны, методы дистанционного исследования, пришедшие из астрофизики, ныне широко применяются при изучении нашей планеты с искусственных спутников и орбитальных станций.

Астрономические наблюдения издавна позволяли людям ориентироваться в незнакомой местности и на море. Развитие астрономических методов определения координат в XV-XVII вв. в немалой степени было обусловлено развитием мореплавания и поисками новых торговых путей.
Составление географических карт, уточнение формы и размеров Земли на долгое время стало одной из главных задач, которые решала практическая астрономия. Искусство прокладывать путь по наблюдениям за небесными светилами, получившее название навигация, используется теперь не только в мореходном деле и авиации, но и в космонавтике.

Астрономию, географию и геофизику связывает изучение Земли как одной из планет Солнечной системы, ее основных физических характеристик (фигуры, вращения, размеров, массы и т. д.) и влияния космических факторов на географию Земли:

строение и состав земных недр и поверхности,
рельеф и климат,
периодические,
сезонные и долговременные,
местные и глобальные изменения в атмосфере,
гидросфере и литосфере Земли - магнитные бури,
приливы,
смена времен года,
дрейф магнитных полей,
потепления и ледниковые периоды и т. д.
возникающие в результате воздействия космических явлений и процессов (солнечной активности, вращения Луны вокруг Земли, вращения Земли вокруг Солнца и др.); а также не потерявшие своего значения астрономические методы ориентации в пространстве и определения координат местности. Одной из новых наук стало космическое землеведение - совокупность инструментальных исследований Земли из космоса в целях научной и практической деятельности.

. Одной из новых наук стало космическое землеведение - совокупность инструментальных исследований Земли из космоса в целях научной и практической деятельности

природа облаков на Земле и других планетах; приливы в океане,
атмосфере и твердой коре Земли;
испарение воды с поверхности океанов под действием излучения Солнца;
неравномерное нагревание Солнцем различных частей земной поверхности, создающее циркуляцию атмосферных потоков - это лишь некоторые из примеров взаимосвязи астрономии и географии.

Астрономию и химию связывают вопросы исследования происхождения и распространенности химических элементов и их изотопов в космосе, химическая эволюция Вселенной.
Возникшая на стыке астрономии, физики и химии наука космохимия тесно связана с астрофизикой, космогонией и космологией,
изучает химический состав и дифференцированное внутреннее строение космических тел,
влияние космических явлений и процессов на протекание химических реакций,
законы распространенности и распределения химических элементов во Вселенной,
сочетание и миграцию атомов при образовании вещества в космосе, эволюцию изотопного состава элементов.
Большой интерес для химиков представляют исследования химических процессов, которые из-за их масштабов или сложности трудно или совсем невоспроизводимых в земных лабораториях (вещество в недрах планет, синтез сложных химических соединений в темных туманностях и т. д.).

Астрономия и химия помогли друг другу в открытии новых химических элементов в атмосфере звезд, в становлении спектральных методов;
в изучении химических свойства газов, составляющих небесные тела;
в открытии в межзвездном веществе молекул, содержащих до девяти атомов,
в доказательстве существования сложных органических соединений метилацетилена и формамида и т. д.

1 - гелиобиология2 - ксенобиология3 - космическая биология и медицина4 - математическая география5 - космохимияА - сферическая астрономияБ - астрометрияВ - небесная механикаГ - астрофизикаД - космологияЕ - космогонияЖ - космофизика

Биология Связь астрономии и биологии определяется их эволюционным характером. 

Астрономия изучает эволюцию космических объектов и их систем на всех уровнях организации неживой материи аналогично тому, как биология изучает эволюцию живой материи. Астрономию и биологию связывают проблемы возникновения и существования жизни и разума на Земле и во Вселенной;
гипотезы происхождения жизни, приспособляемость и эволюция живых организмов;
проблемы земной и космической экологии и воздействия космических процессов и явлений на биосферу Земли;
загрязнение окружающего космического пространства веществом и излучением.

Связь астрономии с историей и обществоведением, изучающим развитие материального мира на качественно более высоким уровне организации материи, обусловлена влиянием астрономических знаний на мировоззрение людей и развитие науки,
техники,
сельского хозяйства,
экономики и культуры;
вопрос о влиянии космических процессов на социальное развитие человечества остается открытым.

Красота звездного неба будила мысли о величии мироздания и вдохновляла писателей и поэтов.
Астрономические наблюдения несут в себе мощный эмоциональный заряд,
демонстрируют могущество человеческого разума и его способности познавать мир,
воспитывают чувство прекрасного,
способствуют развитию научного мышления.
Так появились древние мифы и легенды как литературные произведения; научно-фантастическая литература.

Какое значение для современной философии имеют знания, добытые астрономией?
От античной эпохи до конца XVIII века крупнейшие философы глубоко вникали в проблемы астрономии. Объясняется это неразделенностью областей философского и естественнонаучного знания того времени. Те же люди, которые создавали первые философемы (философские системы), стали авторами первых космологических и космогонических построений.

Пифагорейцы были философами и математиками, философами и астрономами. Они создали первое приближение к гелиоцентрической гипотезе. Философ Аристотель, опиравшийся на результаты Эвдокса и других математиков, разработал геоцентрическую систему. Математически оформленная и завершенная астрономом Клавдием Птолемеем, она господствовала над умами арабских и европейских ученых вплоть до эпохи Коперника.

Философ, физик и математик Декарт разработал умозрительным методом новую космогонию солнечной системы.
Философ и ученый Кант сделал то же, опираясь на гравитационную физику Ньютона.
Для всех этих мыслителей астрономическая проблематика была неотъемлемой частью их собственной работы. Вопросы космологии и космогонии интересовали их как таковые, по их существу, а не только в силу значения, которое исследование этих вопросов может иметь, например, для теории познания или, если брать шире, для философского мировоззрения.

Структура и масштабы Вселенной.

Космология – учение о Вселенной в целом, основанное на результатах исследований, доступных для астрономических наблюдений.
Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития.
Вселенная безгранична, но не бесконечна.
Метагалактика – часть Вселенной, доступная для астрономических наблюдений (т.е. те галактики, скорость «убегания» от нас которых меньше скорости света)
Вселенная существует около 15 млрд лет.

Первый искусственный спутник Земли

Первый спутник Земли
Параметры полёта первого спутника Земли Устройство первого спутника Земли"Спутник-1" - первый спутник Земли в истории человечества, он был запущен в Советском Союзе 4 октября 1957 года, с полигона Тюра-Там, который впоследствии стал космодромом Байконур. Первый спутник Земли также обозначавшийся как ПС-1 (простейший спутник №1) был выведен на орбиту с помощью ракеты-носителя "Спутник", которая была разработана на основе межконтинентальной баллистической ракеты "Р-7". 

Полёт первого спутника Земли продолжался 90 дней, с течение которых он сделал 1440 витков вокруг нашей планеты. Над созданием спутника трудился коллектив видных советских учёных во главе с С. П. Королёвым: М. В. Келдыш, М. К. Тихонравов, Н. С. Лидоренко и другие.
Запуск первого спутника Земли на полигоне Тюра-Там (Байконур): 

Достижения современной космонавтики.

В 2016 гoдy пpоизошло событие, которое можно было бы нaзвать «кульминацией путешествий в космос»: космический корабль приземлился на поверxность движущейся кометы.
http://novosti-kosmonavtiki.ru/news/
Американка Кристина Кох установила рекорд беспрерывного пребывания на МКС среди женщин.На Международной космической станции астронавт провела 289 дней
https://tass.ru/kosmos  http://topsweet.ru/samye-vazhnye-dostizheniya-v-osvoenii-kosmosa/

Зонд Parker Solar Probe совершил гравитационный маневр на орбите Венеры .Таким образом он скорректировал свой курс на сближение с Солнцем
Согласно текущим планам NASA, этот аппарат должен пролететь через корону светила 24 раза, постепенно сближаясь с поверхностью Солнца. Не сгореть ему поможет специальный тепловой экран из специального углепластикового материала толщиной в 11 сантиметров и шириной в несколько метров. Во время последнего сближения, когда Parker Solar Probe должен сгореть в атмосфере Солнца, зонд будет двигаться на скорости 690 тысяч километров в час.

Спасибо за внимание!