какое значение имеет изучение звездного неба для развития человеческой цивилизации
Для чего нужна астрономия?
С древних времен люди интересовались тем, что находится за пределами Земли. Они хотели знать, что представляет собой космос. Потому что человек всегда был любопытен. Так возникла астрономия. Вероятно она является старейшей наукой человечества.
Самые первые цивилизации пытались понять, что же они видят. Новые знания породили множество мифов и легенд в разных культурах. Хорошим примером применения новых знаний является использование звезд и Солнца в качестве инструментов для навигации. Первые календари человека были связаны с Луной.
Но что нам дает эта наука сегодня?
Астрономия и выживание человечества
Одной из причин, почему астрономия очень важна и сейчас такова – она помогает нам подготовиться к любым опасным явлениям, возникающим в космосе. Мы даже создали каталог небесных тел, которые могут столкнуться с нашей планетой.
Астрономическая наука помогает лучше понять нам нашу планету, а также условия на Земле. Более того, мы постоянно следим за планетами, которые существуют в космосе. Они могут помочь сохранить нашу цивилизацию в будущем. Без астрономии это вряд ли было бы возможно.
Чтобы больше узнать о Вселенной, мы продолжаем инвестировать в космические исследования. Многие технологические разработки необходимы для того, чтобы эти исследования были успешными. Эти новые технологии приводят к инновациям, которые полезны для разных отраслей человеческой деятельности.
Новые лекарства
Технология, впервые разработанная радиоастрономом, использовалась для создания нескольких медицинских инструментов визуализации, включая CAT – сканеры и МРТ. А программное обеспечение, которое используется для обработки спутниковых снимков из космоса, сейчас помогает медикам выявлять болезнь Альцгеймера.
Программа AlzTools 3d Slicer была создана с использованием знаний и опыта, полученных при эксплуатации спутника Envisat ESA. В настоящее время происходит разработка устройства с зарядовой связью (CCD), которое поможет уменьшить воздействие рентгеновских лучей. Эти технологии были впервые использованы в астрономии еще в 1976 году для получения изображений.
Безопасность
Система видеоанализа (VAS) помогает спецслужбам анализировать видеоматериалы. Она использует технологию стабилизации и регистрации видеоизображений NASA – VISAR. Подобные технологии применяются для улучшения видеоизображений ночных записей, сделанных с помощью видеокамеры.
Ультрафиолетовая (УФ) технология детектирования фотонов, изобретенная астрономами, также используется военными. Она применяется в электронных системах защиты от ракетных атак.
Детекторы, способные обнаруживать одиночные рентгеновские фотоны, используемые в астрономии, теперь используются в аэропортах. В частности в рентгеновских камерах. Газовый хроматограф, предназначенный для изучения атмосферы Марса, также используется для анализа багажа на наличие взрывчатых веществ.
Связь и другие технологии
Большинство технологий, используемых в космосе, улучшаются и используются в различных отраслях. Например гамма-спектрометры, которые используется для элементного и изотопного анализа безвоздушных тел, таких как Луна и Марс, теперь используются для исследования структурного ослабления старых исторических зданий.
ПЗС, который упоминался выше, также используется в большинстве камер, веб-камер и телефонов. Он работает как специальный датчик для захвата изображений и превращения их в цифровой массив. Технология была разработана Уиллардом Бойлом и Джорджем Э. Смитом для получения астрономических изображений. За это открытие ученые были удостоены Нобелевской премии по физике в 2009 году.
Конечно, астрономия не имеет большого значения для каждого конкретного человека. Но наше любопытство дает нам большие прорывы в технологиях, предназначенных для Земли.
Астрономия работает над решением загадки о нашем месте в бесконечном космосе…
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Как изучение звездного неба дало человечеству календарь, часы и цивилизацию
В наши дни мы смотрим на часы, чтобы узнать время, и на календарь, чтобы узнать, какой сегодня день. По изменениям в телепрограмме мы чувствуем приход осени, а по началу нового спортивного сезона догадываемся о наступлении весны. Небо уже не имеет для нас особого значения. В нашей теперешней повседневной жизни, мы не уделяем большого внимания астрономии. Нам не приходится рассчитывать точное количество дней в году, потому что все это уже известно. Известно от индейцев майя, египтян, греков, римлян. Они все уже давно вычислили и каждый день мы руководствуемся достижениями их цивилизаций.
Хорошо, что наши предки изучали небо, так как в наши дни многие вообще на него не смотрят. Возможно эти загадочные огни в небе, называемые звездами, сегодня для нас мало что значат, но именно, благодаря им, мы живем сейчас так, как живем.
Путь к цивилизации начался с того момента, когда первобытный человек стал смотреть на небо и усвоил понятие времени. Трудно себе представить, чтобы кто-то пытался вычислить время, не согласуясь при этом с небом, как с основным источником. Мы видим, как времена года сменяют друг друга, а вслед за ними меняются и звезды на небосклоне. Солнце движется относительно горизонта и меняется его угол освещения в полдень. Все это было настолько очевидно для наших предков десятки, если не сотни тысяч лет назад, что для них естественной привычкой стало слежение за временем.
Что нам дало изучение лунных циклов
В древности люди могли изучать множество разных циклов. К примеру, следить за движением солнца день за днем от рассвета до заката. Еще одним важным циклом был – лунный. Луна особенно интересна тем, что она меняется каждый день. Меняет свою позицию на небе, а также внешний вид. Она яркая и большая и ее невозможно не заметить. Иногда она предстает тонким серебряным месяцем, а иногда ярким сияющим диском. Все мы знаем, что луна меняется, но, почему?
Почему каждый месяц луна проходит через одни и те же фазы? Все дело в стадиях ее вращения вокруг Земли и освещенности ее поверхности солнцем. Когда Луна расположена между Землей и Солнцем, то освещена ее обратная сторона, поэтому с земли видна ее темная сторона. Данная фаза называется новолуние. Но по мере того, как Луна вращается вокруг Земли, ее, подсвеченная Солнцем часть, постепенно поворачивается к нам. Сначала в виде тонкой серебристой линии – это фаза полумесяца. Затем, освещенное полушарие становится видно нам наполовину – это называется фазой первой четверти Луны. И наконец, по мере вращения Луны вокруг Земли, все освещенное полушарие Луны становится видимым, и наступает – полнолуние.
Сегодня мы узнаем о начале нового месяца по календарю, но само слово «месяц» произошло от названия лунной фазы. Полный лунный цикл составляет, примерно, двадцать семь дней, хотя, на самом деле, он близок к двадцати восьми дням, то есть, числу семь, умноженному на четыре. Поэтому из лунного цикла происходят наши земные месяцы, состоящие из четырех недель по семь дней. Совершенно очевидно, что наш календарь, напрямую, связан с небесными явлениями. Они позволяют считать дни и объединять их в группы. А это и есть основа измерения времени. Такие компактные группы времени позволяли нашим предкам замечать закономерности или значимые события, которые происходили в определенное время в лунных циклах.
Человечество везде ищет закономерность. Видя одно явление, происходящее за другим, мы говорим: так, значит одно, всегда случается после другого.
Лунный цикл дал возможность нашим предкам следить за небольшими интервалами времени – месяцами, но они стали замечать и более длинные периоды, например, времена года. Они заметили, как звездные скопления перемещались по небу и смогли связать их движения со сменой времен года. Например, вы узнаете определенные скопления звезд, которые появляются на небе, когда теплеет и возникает много разных источников пищи, и замечаете, что другие звезды, предвещают наступление зимы, когда возникают сложности в поисках пропитания.
Что нам дало изучение созвездий?
В определенные периоды на небе появляются определенные созвездия, скажем Орион. Наши древние предки соединяли звезды, словно точки и возникали изображения, которые мы сейчас называем созвездиями. Человек всегда пытается упорядочить случайное, систематизировать его, разложить по полочкам. Древние люди видели в небе объекты, игравшие для них важную роль: животных или домашнюю утварь. Так и появились нынешние названия созвездий.
Именно, изучая эти созвездия, перемещающиеся по небосклону, древние люди могли проследить за сменой времен года. Но что объясняет появление определенных звезд на небе в определенное время года?
За год, то есть, примерно, за 365 дней, земля совершает полный оборот вокруг солнца. Однако появление на небе определенных звезд в определенное время года, в полной мере зависит от наклона земной оси. Наша планета вращается вокруг оси с амплитудой наклона, примерно в 24 градуса. В течение лета, ось наклоняется по направлению к солнцу. Солнечный свет падает прямо и больше нагревает поверхность планеты. А благодаря изменению наклона оси, меняется и обзор ночного неба. Однако земля движется дальше по своей орбите, и ось постепенно отклоняется прочь от Солнца. В результате наступает зима, и снова меняется картина звездного неба. Этот цикл работает, как часы, а потому, был очень удобен для наших предков.
По мере развития своих представлений о временах года при помощи наблюдений за расположением звезд, человек все больше настраивался на природные циклы, учась планировать охоту, собирательство и прочую деятельность. Способность предсказывать изменения в окружающей среде, дала нашим предкам возможность адаптироваться, а, следовательно, преуспевать. Эта основополагающая способность, помогающая группе индивидуумов, перестать быть жертвами перемен в природе. Стать хозяевами положения и на основе знаний о природе, построить культуру и цивилизацию.
Благодаря способности рассчитывать основные природные циклы, наши предки достигли власти над природой, позволяющей им строить самые восхитительные памятники архитектуры в истории человечества.
В наши дни невозможно избежать власти времени. О нем нам напоминают часы на мониторе компьютера, в мобильном телефоне, и на приборной панели вашего автомобиля. Сегодня время нередко кажется нам обузой, однако для наших предков оно было ключом к выживанию.
Тот факт, что человек научился предсказывать небесные циклы, очень важен, потому что благодаря этому к людям пришло понимание окружающего мира. Это понимание окружающей реальности вызвало один из мощных скачков в развитии человечества. Предсказывая смену времен года с помощью звезд, люди смогли перейти, от образа жизни кочевых охотников и собирателей, к оседлому образу жизни.
Представьте себе два разных племени. Люди в одном из них заметили, что при появлении определенных звезд на небосклоне начинается весна, и нужно начать посевы. А люди другого племени этого не знали, так как не смотрели на небо, не замечали звезд и жили, как хотели. Какое же племя, по-вашему, добилось успеха? Конечно же, то, которое изучало звездное небо. Они могли накормить соплеменников, вырастить детей, стать народом и дальше расширять свои познания о звездном небе.
Строительство Стоунхенджа
Добившись успеха, древние люди возводили огромные сооружения в честь звезд и солнца, и для того, чтобы их изучать. По всему свету сохранилось много таких построек и, пожалуй, самое известное из них – Стоунхендж.
Эти мегалитические круги из грубо отшлифованного камня, были возведены четыре с половиной тысячи лет назад, отчасти для наблюдения за солнцестоянием. Наиболее очевидная астрономическая схема, прослеживаемая здесь, — это восход в день летнего солнцестояния на пяточном камне Стоунхенджа.
Солнцестояние происходит раз в шесть месяцев и отмечает важные вехи изменения астрономического положения земли относительно солнца. Поскольку ось земли наклонена по отношению к солнцу то по мере ее вращения вокруг нее, некоторые участки нашей планеты оказываются ближе к солнцу, и получают больше прямых солнечных лучей. Во время летнего солнцестояния, Северный полюс находится в самой близкой позиции по отношению к солнцу, и мы получаем наибольшее количество солнечного света. А во время зимнего солнцестояния – наоборот. Летнее солнцестояние – самый длинный день в году, а зимнее, – самый короткий. Это своеобразные поворотные точки, отмечающие середину зимы или лета. Это своеобразная отправная точка, позволяющая увидеть, через что прошла земля, и, что ее ждет впереди.
Считается, что Стоунхендж был построен для измерений, связанных с солнцестоянием. Как только солнцестояние приближалось, солнце проходило над камнями, и наконец, освещало центр постройки. В день зимнего солнцестояния, солнце садилось между двумя гигантскими столбами, прямо над, так называемым, алтарным камнем. В день летнего солнцестояния, оно, напротив, освещала алтарь, со стороны пяточного камня. Солнцестояния не только указывали на ступени годового цикла смены лета и зимы, но и давали человечеству возможность рассчитать длительность года.
Даты солнцестояния не меняются, потому что земля вращается вокруг солнца по идеальной замкнутой орбите. Она всегда возвращается на то же место. Поэтому летнее солнцестояние происходит в одно и то же время каждый год.
И это верно в отношении всех культур древности. Действительно, во многих странах мира мы находим массивные постройки для определения дня солнцестояния. Потрясающим примером, служит Каменный город на американском юго-западе, построенный тысячу лет назад загадочным народом по имени Анасази. В каньоне каменного города существовала цивилизация очень высокого уровня с развитым монументальным зодчеством и способностью передать в нем симметрию, наблюдаемую во вселенной.
Наша культура привыкла воспринимать солнце, как нечто само собой разумеющееся. Однако археологические находки свидетельствуют, что наши предки воспринимали его иначе. В небесных ритмах они видели таинственную силу. Они верили, что за необъятностью, красотой и точностью циклов Вселенной, стояло нечто высшее, некое духовное начало.
Строительство пирамид Хеопса
Культуры и цивилизации по всему миру видели одни и те же небесные явления и развили схожие методы их истолкования. Инки, майя, вавилоняне, и другие древние культуры воспринимали небо, как обиталища богов, которые правили землей. Все они поклонялись ночному небу, посвящали ему гигантские сооружения, отдавая дань великолепию космоса и его обитателям.
Особенно очевидным это становится, если взглянуть на пирамиду Хеопса в Египте. Через 4600 лет после постройки великая пирамида остается одним из крупнейших сооружений на Земле. Эта пирамида, занимающая площадь, равную семи городским кварталам и возвышающаяся на 150 метров, была построена в честь фараона Хеопса. При постройке великой пирамиды был использован любопытный астрономический принцип и в ней есть ряд элементов, которых нет в других пирамидах. Древние инженеры сумели с невероятной точностью собрать пирамиду из 2,3 миллионов каменных блоков, по 2,5 тонны каждый. Они разместили гигантское сооружение таким образом, что каждый из его четырех сторон повернут к одной из четырех сторон света. Однако более всего исследователей потрясло внутреннее устройство пирамиды. Внутри находятся две шахты, которые ведут сквозь стены пирамиды: одна на юг, другая на север. Эти шахты указывают в двух астрономических направлениях, или, по крайней мере, указывали в прошлом. Сегодня эти шахты не направлены на какую-либо определенную звезду. Однако около пяти тысяч лет назад все было иначе. Шахты были направлены на полярную звезду и центральную звезду в поясе созвездия Ориона, которое в древности находилось в этом месте.
Бытует мнение, что северная шахта была направлена на полярную звезду в том положению, которое она занимал тысячи лет назад, а южная на другую звезду в созвездии Ориона. Однако сегодня это не так, потому что Земля проходит через цикл, в котором меняется ее наклон. Ученые не обнаружили в этом месте полярную звезду, из-за поворота земной оси, происходящего на протяжении 23 тысяч лет.
Южная же шахта выходила на звезду в поясе Ориона, которую египтяне связывали с богом Осирисом.
Можно вычислить, когда была построена пирамида Хеопса, при помощи знания расположения звезд 23 тысячи лет назад. Современные астрономические вычисления позволяют нам узнать, когда эти две звезды стояли на одной линии с Северным полюсом, и в результате, становятся ясно, что пирамида была построена, примерно, в 2467 году до нашей эры.
Стоунхендж и пирамиды Хеопса – колоссальные сооружения, которые служат напоминанием о том, какую важную роль звездное небо имело в жизни ранних цивилизаций. Но некоторые ученые считают, что эти постройки слишком велики и точны по структуре, чтобы быть творением человеческих рук. Возможно ли то, что землянам помогали гости с других планет?
Как только наши предки перешли к оседлому образу жизни, их поклонение небу превратилось в недвижимость. Они стали строить массивные сооружения, чтобы вести, как можно более точные наблюдения. Но почему древние люди тратили столько усилий для наблюдения за небом, если это не было первой необходимостью? Зачем нужно был строить гигантские монументы из камней?
Само строительство и причина возведений этих сооружений, окружено множеством тайн. Есть теории, по которым они были возведены не столько для наблюдения за звездным небом, сколько с помощью знаний принесенных землянам гостями с других планет. Эта идея лежит в основе теории «древних астронавтов».
Теория древних астронавтов основана на стремлении установить, посещали ли пришельцы землю в далеком прошлом. Но с чего мы взяли, что наши древние предки могли иметь контакт с инопланетной цивилизацией?
Вспомним, что еще древние тексты различных мировых культур рассказывают о загадочных существах, летающих по небу на огненных колесницах. Существует множество древних изображений, подтверждающих эту теорию.
Роль астрономии в развитии цивилизации
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Роль астрономии в развитии цивилизации
основы практической астрономии
Практическая астрономия • Практическая астрономия один из разделов астрометрии, описывающий способы нахождения географических координат, определения координат небесных светил, исчисления точного времени, а также нахождения азимута. • В настоящее время многие задачи практической астрономии решаются с помощью спутниковых систем навигации. • Для решения задач практической астрономии используются сведения из сферической астрономии и применяются данные из звёздных каталогов. • Один из основных используемых инструментов, это так называемый универсальный инструмент, также применяются секстанты, переносной пассажный инструмент, зенитная фотографическая труба, зенитный телескоп и другие
Движения Земли вокруг Солнца
законы движения небесных тел
Структура и масштабы солнечной системы
«Происхождение Солнечной Системы»
наша галактика млечный путь
Галактики. Строение и эволюция Вселенной
Методы астрафизическиx исследований
Номер материала: ДБ-1217937
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Гинцбург анонсировал регистрацию детской вакцины от COVID-19
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки утвердило перечень олимпиад для школьников на 2021-2022 учебный год
Время чтения: 1 минута
В школе в Пермском крае произошла стрельба
Время чтения: 1 минута
Школьников не планируют переводить на удаленку после каникул
Время чтения: 1 минута
Минтруд предложил проект по реабилитации детей-инвалидов
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор оставил за регионами решение о дополнительных школьных каникулах
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Вселенная не закончит расширяться никогда: астрономы – о науке и парадоксах неба
29 апреля отмечается Международный день астрономии. Корреспондент m24.ru пообщался с российскими астрономами, докторами физико-математических наук – профессором кафедры астрофизики и звездной астрономии физфака МГУ имени Ломоносова Анатолием Засовым и главным научным сотрудником отдела изучения Галактики и переменных звезд Государственного астрономического института имени Штернберга Юрием Ефремовым, которые рассказали о состоянии современной астрономии и загадках Вселенной.
О том, почему изучение звездного неба необходимо для человечества, что ждет Вселенную в будущем, насколько оправдана теория Большого взрыва, возможна ли жизнь на других планетах и наступит ли конец света с астрономической точки зрения, читайте в этом материале.
Фото: ТАСС/Сергей Метелица
Просто теория или спасение человечества: зачем нужна астрономия
Кому-то может показаться, что звезды – это слишком далеко, а астрономия может принести пользу лишь в теоретическом плане. Некоторые даже относят астрономию к чему-то мифическому, путая ее с астрологией, которая уже давно признана лженаукой. Ученые развеяли этот миф, объяснив m24.ru, почему астрономия действительно нужна человечеству и как эта наука находит применение в реальной жизни.
– Какие главные задачи ставит перед собой астрономия сегодня?
Профессор Юрий Ефремов: Вопрос трудный, поскольку в наибольших масштабах проблемы астрономии плавно переходят в важнейшие задачи физики и науки в целом. Величайшее достижение астрофизики – наблюдение гравитационных волн, возникших при слиянии двух черных дыр в феврале 2016 года. Это произошло почти сразу после запуска усовершенствованного лазерного интерферометра (измерительного прибора, в основе работы которого лежит явление интерференции (наложение волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление – в других) – m24.ru) в США. Это явление Альберт Эйнштейн предсказал еще более ста лет назад! Такая победа важна в том числе для астрономии, несмотря на то, что в существовании черных дыр, по сути являющихся итоговым состоянием жизненного цикла массивных звезд, уже никто не сомневается.
Согласно теории относительности, из-за излучения гравитационных волн две черные дыры, вращаясь друг вокруг друга, теряют энергию. В результате они начинают медленно сближаться до тех пор, пока не произойдет столкновение, после которого две черные дыры превратятся в одну «черную звезду», что в итоге приводит к излучению гравитационных волн.
Профессор Анатолий Засов: Фундаментальных вопросов довольно много. В первую очередь, это формирование звезд и планетных систем, образование и эволюция галактик, а также активные процессы, происходящие на звездах: в частности, механизмы звездных и солнечных вспышек или процессы, приводящие к взрыву звезд.
Не менее актуальная задача – проблема темной материи, которая существует, но никто пока не знает, из чего она состоит. И, конечно, физические процессы, связанные с гигантским выделением энергии сверхновыми звездами, источниками гамма-всплесков, активными ядрами галактик и другими аспектами. Информации из наблюдений сейчас получено много, но чем больше мы углубляемся в ту или иную проблему, тем больше вопросов возникает. Перечисленными вопросами, как и другими, здесь не упомянутыми, сейчас активно занимаются, чтобы добиться большей ясности в понимании того, как устроен мир.
«Это наш город»: курсы астрономии для взрослых пройдут в планетарии
– Как происходящие в космосе процессы влияют на жителей Земли?
Анатолий Засов: Смотря о каких процессах мы говорим. Например, вспышки на Солнце влияют на земную атмосферу и опосредованно – на живые организмы. Существует научное направление, которое так и называется – «Солнечно-земные связи». В подмосковном Троицке есть центр космической погоды, где делают конкретные прогнозы относительно ожидаемых вспышек на Солнце и их последствий. Сильные вспышки могут навредить не только людям на Земле, но и космическим аппаратам, как и самим космонавтам, которые не защищены земной атмосферой во время пребывания в космосе.
Юрий Ефремов: Если говорить о воздействии небесных тел на Землю, то прежде всего оно идет от самого Солнца. Мощная вспышка на его поверхности приводит к возмущению магнитного поля Земли, что сказывается на радиосвязи и системах навигации. Подобная вспышка – мощнейшая за всю историю наблюдений геомагнитная буря – была замечена еще в XIX веке английским астрономом Ричардом Кэррингтоном.
– Влияют ли другие галактики на развитие нашей, и как это проявляется?
Юрий Ефремов: Нет, другие галактики слишком далеки. На Млечный путь не могут повлиять и вспышки сверхновых звезд, находящихся в других галактиках. Однако такие вспышки в нашей Галактике, происходящие вблизи Солнечной системы, могут оказать губительное воздействие на земную жизнь. Пока таких вспышек зафиксировано не было, однако кандидаты в близкие сверхновые звезды, способные вспыхнуть в конце своей эволюции, все-таки существуют.
Как рождаются и умирают звезды
– Какое практическое применение находит астрономия в реальной жизни?
Анатолий Засов: Человек должен понимать природу тех объектов и явлений, которые его окружают. Исторически же астрономия сыграла колоссальную роль в развитии цивилизации, в частности в разработке методов навигации по звездам и в формировании систем счета времени, календарных систем. Сегодня астрономия также задействована в работе систем навигации, которая уже работает с помощью навигационных спутников. Кроме того, астрономические данные помогают в предупреждении астероидной опасности.
Предотвратить столкновение астероидов с Землей пока вряд ли представляется возможным, но отследить потенциально опасные объекты, предвидеть развитие событий и предпринять какие-либо меры мы можем. Вполне вероятно, что через десятилетия мы научимся отводить такие опасные объекты от Земли – это тоже одна из прикладных задач, решаемых с использованием астрономии.
– Стоит ли готовиться к возможным столкновениям астероидов с Землей уже сейчас?
Анатолий Засов: Локально-опасные столкновения происходят примерно раз в сто-двести лет, так что их вероятность достаточно мала. Гораздо большей опасности люди подвергают себя, когда ходят по улицам с оживленным автомобильным движением. Глобальные катастрофы происходят раз в десятки миллионов лет. По крайней мере, в ближайшее время глобальных катастроф не предвидится.
Разгадки вселенной: теория большого взрыва и вероятность конца света
Чем больше ученые занимаются исследованием космоса, тем больше новых вопросов возникает в науке. Считается, что Вселенная возникла около 14 миллиардов лет назад и с тех пор продолжает непрерывно расширяться. Вместе с тем специалисты утверждают, что рано или поздно в мире наступит глобальная темнота, поскольку существующие сейчас звезды в конечном итоге окончат свой жизненный путь, при этом новые – не возникнут. Подробности о том, насколько оправдана теория Большого взрыва и возможен ли конец света с астрономической точки зрения, m24.ru рассказал профессор Анатолий Засов.
– Насколько оправдана теория Большого взрыва?
– То, что Вселенная расширяется, можно считать доказанным фактом. Расширение Вселенной было предсказано еще до своего открытия. Оно следует из простых принципов: если материя и сила притяжения (зависящая от массы, но не зависящая от других свойств вещества) между всеми ее элементами существует, то можно показать, что безграничная статичная Вселенная неустойчива – она должна либо расширяться, либо сжиматься. Расширение пространства – это область исследований, которая очень быстро развивается. За последние пару десятков лет было получено несколько дополнительных убедительных научных аргументов в пользу расширения, помимо тех данных, на основании которых это расширение было открыто.
– До каких пределов Вселенная продолжит расширяться?
«Москва гид»: Базовый курс о космосе
– На какой стадии расширение Вселенной находится сейчас?
– На стадии ускорения этого процесса. Темпы расширения Вселенной медленно, но верно ускоряются. Есть разные варианты развития характера расширения в очень далеком будущем, через десятки миллиардов лет – пока нельзя сделать какие-то определенные выводы на столь далекий период. Однако сам факт расширения и постепенного уменьшения плотности Вселенной говорит о том, что в окружающем мире происходят необратимые изменения, и рано или поздно существующие сейчас звезды окончат свой жизненный путь, при этом новые не возникнут – наступит темнота.
– То есть Вселенная будет расширяться бесконечно, при этом рано или поздно может наступить глобальная темнота? Как такое возможно?
– Если Вселенная будет бесконечно расширяться и уменьшать свою плотность, со временем новым звездам будет просто не из чего образовываться. Рано или поздно все звезды пройдут свой жизненный цикл и затухнут. Старение звездных систем наблюдается уже сейчас. Эти необратимые изменения заметны, если сравнить по звездному составу очень далекие от нас галактики с теми, что расположены относительно близко. Мир эволюционирует так, что постепенно уменьшается число молодых звезд, галактики стареют. Хотя пока не умерла ни одна галактика – их возраст еще не столь велик. Поэтому говорить о том, что свечение звезд практически исчезнет, можно только в контексте гигантских промежутков времени, исчисляемых сотнями миллиардов лет.
– Значит ли это, что конец света неизбежен?
– В каком-то смысле – да, только это произойдет через огромный промежуток времени, и не мгновенно. Это будет очень медленное затухание всех природных процессов. При этом сама материя все равно никуда не денется – она останется, просто ее средняя плотность и температура будет стремиться к нулю.
– Влияет ли расширение Вселенной на нашу Солнечную систему?
– Солнечная система, как и вся наша Галактика, не принимает участия в расширении Вселенной. Расширение – это увеличение расстояния между телами, которые гравитационно не связаны друг с другом. Каждая галактика живет своей жизнью и не реагирует на расширение пространства.
Черные дыры, рождение новых звезд и жизнь на других планетах
Во Вселенной кроется множество загадок, включая природу черных дыр, возникновение новых небесных объектов и вероятность наличия жизни на других планетах. Подробнее расскажут сами астрономы:
– Действительно ли существуют другие планеты, на которых возможна жизнь?
Юрий Ефремов: Одной из важнейших задач астрономии остаются поиски жизни на планетах, обращающихся вокруг других звезд, – к настоящему моменту найдено около четырех тысяч планет, расположенных вне Солнечной системы. Относительно недавно на одной из них обнаружили условия, подходящие для жизни земного типа – речь идет о планете возле ближайшей к Солнечной системе звезды Проксима Центавра. При этом никаких признаков жизни на ней пока еще не обнаружили. Эта загадка остается с нами по сей день.
Анатолий Засов: Сегодня известно всего несколько планет, которые, исходя из их параметров и получаемой от ближайшей звезды энергии, позволяют допустить, что они похожи на Землю и на их поверхности есть жидкая вода. Считается, что это обязательное условие для появления на планете жизни, хотя гарантий для ее возникновения вода не дает.
– Как обнаруживают возникновение новых звезд?
Анатолий Засов: Не новых, а молодых. Новыми звездами называют те, которые могут появиться на небе за несколько дней, а потом погаснуть. Если речь идет о молодых звездах, то они обладают определенными характеристиками. Только среди них встречаются звезды, значительно более массивные, чем наше Солнце. Они всегда наблюдаются в тех областях, где происходит процесс звездообразования. Звезды не возникают поодиночке – они рождаются группами, и места их рождения всегда связаны с холодной газовой материей. Наиболее массивные звезды заставляют окружающий их газ светиться. Ученые видят области, где концентрируется светящийся газ, и понимают, что здесь происходит формирование звезд.
Астрономы обнаружили уменьшенную версию Солнечной системы
– Почему изучение сверхновых звезд так важно для науки?
Анатолий Засов: Сверхновые звезды играют колоссально важную роль в природе. Это поставщики тяжелых элементов, таких как железо, отвечающее в том числе за красный цвет человеческой крови. Изучение этих звездных взрывов важно для исследования эволюции окружающего мира. Однако здесь важно понимать, что специальной цели узнать, как поведение звезд может сказаться на людях, в процессе исследования астрономических объектов не ставится. Мы просто изучаем, что происходит в окружающем нас мире. При этом в будущем может оказаться, что эти знания смогут предупредить человечество от возможной опасности. В целом же астрономические исследования проводятся независимо от возможности практического применения полученных результатов.
– Что скрывают черные дыры и что бы произошло с человеком, если бы он попал туда – чисто теоретически?
Анатолий Засов: Черные дыры ничего не скрывают. Они не имеют ни цвета, ни запаха, ни поверхности, и отличаются друг от друга только массой и моментом вращения. Они не выпускают свет, потому и не видны. Если бы человек приблизился к черной дыре звездной массы, его бы просто разорвало на части. Сегодня уже есть надежная информация, подтверждающая наличие очень массивных черных дыр в ядрах галактик. Черные дыры могут образовываться и при сжатии массивных звезд, вернее их центральных ядер.
Существование черных дыр доказано, я бы сказал, на 99 процентов. Однако один процент неопределенности пока остается, поскольку существуют некоторые модификации теории гравитации, допускающие сильное сжатие вещества без некоторых так называемых странностей теории относительности Эйнштейна, к которым в том числе относят изменение свойств пространства и времени. Например, считается, что у черной дыры нет поверхности, в то время как некоторые теории существование этой поверхности допускают. Поэтому стопроцентного понимания того, что собой представляет данная область пространства-времени, нет. Вместе с тем маловероятно, что мы ошибаемся в общем представлении о том, что такое черная дыра.
Достижения и боль современной науки
Кадр из сериала «Теория Большого взрыва»
Наука не стоит на месте, в том числе и астрономия. Однако свои сложности в развитии отечественной науки тоже имеются. Подробностями об эволюции астрономии, предназначении коллайдеров и возможностях современных телескопов с m24.ru поделились ученые.
– Как эволюционировала астрономия за последние несколько десятков лет?
Фото: ТАСС/Павел Комаров
– Каких научных результатов помог достичь запуск Большого адронного коллайдера?
– Запуск БАК помог прежде всего проверить, правильно ли мы понимаем физику элементарных частиц, и открыть новые, в том числе заранее предсказанные частицы. С помощью коллайдера была обнаружена такая частица как бозон Хиггса, играющая очень важную роль в физике элементарных частиц. Но некоторые предсказанные ранее частицы, как оказалось, не существуют.
– Для чего предназначен расположенный в подмосковной Дубне российский коллайдер NICA?
– Это международный проект, перед которым стоят уже немного другие задачи. Одна из его целей – добраться до особого состояния вещества, известного пока только теоретически. Речь идет о кварк-глюонной плазме, не наблюдаемой в обычных условиях и состоящей из частиц, которые еще в начале Большого взрыва образовали протоны и нейтроны. Предполагается, что именно из этого состояния плазмы началось развитие нашей Вселенной. Коллайдер в Дубне будет разгонять до околосветовых скоростей и сталкивать между собой атомы тяжелых элементов. Оригинальность конструкции и постановки задач позволит этому ускорителю занять свою нишу в исследовании микромира.
– Как вы оцениваете будущее отечественной астрономии в контексте мировой науки?
Юрий Ефремов: Я считаю, что, к сожалению, будущее астрономии в России плачевно, как и всей фундаментальной науки. Многие представители оборонной отрасли уверены, что отечественная наука сделала свое дело, дав нашей стране ядерные бомбы и ракеты. Но это мнение ошибочно.
Астрономия на Западе развивается очень быстро, однако в России эта сфера пока находится в квазистабильном состоянии – мы отстали от зарубежных коллег примерно на 20-30 лет. Эйнштейн в свое время отметил, что «интеллектуальные орудия, без которых не было бы возможно развитие современной техники, пришли в основном от наблюдений звезд». Нам грозит превращение в страну третьего мира, если в нашей стране сохранится нынешнее отношение к науке, ученым и, в частности, к астрономии.
– Как сегодня работают с астрономическими данными? Насколько далеко технологии зашли в этом направлении?
Юрий Ефремов: Массивы астрономических данных огромны, и без современной компьютерной техники их нельзя было бы ни получить, ни сохранить, ни осознать. Сейчас в мире работают около 30 телескопов, превосходящих по размеру зеркал наш БТА (Большой телескоп азимутальный) –
крупнейший в Евразии оптический телескоп, диаметр главного монолитного зеркала которого составляет 6 метров. Этот отечественный телескоп около 20 лет оставался крупнейшим в мире. Однако современные технологии сильно шагнули вперед.
Фото: ТАСС/Станислав Красильников
– Насколько далеко можно заглянуть в космос с помощью телескопов?
Анатолий Засов: Современные телескопы не рассчитаны на то, чтобы в них просто смотрели, – изображение фиксируется полупроводниковыми детекторами, похожими на те, что работают в цифровых фотоаппаратах. Самые далекие объекты, которые можно отыскать на небе с помощью телескопа и получить их спектры, удалены от нас настолько, что свету потребовалось более 13 миллиардов лет при скорости 300 тысяч километров в секунду, чтобы дойти до нас.
Анатолий Засов: Астрономия в школе, безусловно, нужна. Я работаю со студентами и вижу, насколько сильно упал уровень школьной подготовки по астрономии, как и по другим дисциплинам. К сожалению, только очень небольшой процент выпускников школ имеют правильное представление об окружающем астрономическом мире. Надо помнить, что наша страна открыла человечеству дорогу в космос, – и это выигрышный момент для изучения данной науки. Другое дело, что астрономия – достаточно сложный предмет для школьных учителей и лишь немногие педагоги могут сделать его информативным, глубоко научным и увлекательным. Поэтому я считаю, что полноценное введение этого предмета должно начинаться с педагогического образования в вузах и подготовки нового поколения учителей астрономии и физики.