Фундаментальные представления современной астрономии. Особенности их введения в школе

Август 3, 2022

Главная
Астрономия
Фундаментальные представления современной астрономии. Особенности их введения в школе

Содержание

2. Фундаментальные представления современной астрономии. Особенности их введения в школе ITMO University (Saint Petersburg National Research University
3. Основные документы Приказ Минобрнауки РФ от 07 июня 2017 года № 506 «О внесении изменений в
4. Сюрпризы ВПР 2019 ЕГЭ - 2018
5. Немного истории
6. Немного истории
7. Немного истории
8. Немного истории
9. Клавдий Птолемей ( 87-165 гг.) (Κλαύδιος Πτολεμαῖος, лат. Ptolemaeus) С 127 по 151 год жил в
10. Предмет астрономии Основы практической астрономии Законы движения небесных тел Солнечная система Методы астрономических исследований Звезды Наша
11. Астрометрия и основы навигации во Вселенной НЕБЕСНАЯ СФЕРА. ОСОБЫЕ ТОЧКИ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ. НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ. Звездная карта,
12. Астрометрия и основы навигации во Вселенной Навигационный треугольник и сферические системы координат Особенности предметного содержания и
13. Астрометрия и основы навигации во Вселенной Определение поправок Особенности предметного содержания и предметного окружения Определение поправок
14. Астрометрия и основы навигации во Вселенной Определение поправок Особенности предметного содержания и предметного окружения Определение поправок
15. Астрометрия и основы навигации во Вселенной Исторические линии Особенности предметного содержания Гиппарх и Птолемей Каждое великое
16. Геоцентрическая картина мира
17. Николай Коперник (Mikołaj Kopernik) 19 февраля 1473, Торунь — 24 мая 1543, Фромборк De revolutionibus orbium
18. Гелиоцентрическая картина мира
19. Ти́хо Бра́ге (Tyge Ottesen Brahe) 14 декабря 1546, Кнудструп, Дания (ныне территория Швеции) — 24 октября
23. Астрометрия и основы навигации во Вселенной Исторические линии Особенности предметного содержания Система мира Тихо Браге Каждое
24. Иоганн Кеплер (Johannes Kepler) 27 .12.1571 года, Вайль-дер-Штадт - 15 .12.1630 года, Регенсбург)
25. «Любезный читатель! В этой книжке я вознамерился доказать, что всеблагой и всемогущий Бог при сотворении нашего
26. тетраэдр (4 треугольные грани), куб (6 граней-квадратов), октаэдр (8 треугольных граней), додекаэдр (12 пятиугольных граней), икосаэдр
27. В 1600 году Кеплер прибывает в Прагу. Проведённые здесь 10 лет — самый плодотворный период его
28. 1 и 2 законы Кеплера были сформулированы в 1609 году в книге «Новая астрономия» (осторожности ради,
30. В 1618 году Кеплер открывает третий закон: отношение куба среднего удаления планеты от Солнца к квадрату
31. Гравитация Закон всемирного тяготения Зарождение «линии» поля. Взаимодействие и поле
32. В канун Рождества 1664 года на лондонских домах стали появляться красные кресты — первые метки Великой
33. 28 апреля 1686 года первый том «Математических начал» был представлен Королевскому обществу. Все три тома, после
34. Методы астрономических исследований Электромагнитное излучение, космические лучи и ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ как источник информации о природе и
35. ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ как источник информации о природе и свойствах небесных тел. Предсказаны Пуанкаре, введены теоретически Эйнштейном
37. Ligo_signals LIGO Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory
40. Астрономические инструменты
42. 400 лет телескопо-строения
43. Необходимость построения таких телескопов определяется тем, что современная наука ставит задачи, требующие достижения предельной чувствительности инструментов
44. Рост апертуры телескопов Удвоение каждые ~ 40 лет Современный инструмент должен иметь: большую поверхность собирающей оптики
46. Телескоg GSMT Чрезвычайно большие телескопы ELT и GSMT Основные технические характеристики GSMT - схема – классический
47. OWL Ошеломляюще Большой Телескоп OWL OWL проектируется Европейской Южной Обсерваторией как альт-азимутальный телескоп с сегментированным сферическим
48. Параметры телескопа OWL: - Диаметр входного зрачка – 100 м - Площадь собирающей поверхности > 6000
49. Методы астрономических исследований Спектральный анализ – один из наиболее мощных современных астрономических инструментов Радиометрия ЗАКОН СМЕЩЕНИЯ
50. Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА. Особенности предметного содержания и предметного окружения
51. Особенности предметного содержания и предметного окружения
52. Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА. Особенности предметного содержания и предметного окружения
53. Звезды Основные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик и их закономерности. Определение расстояния
54. Звезды Звезды: основные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик и их закономерности. Что
55. Нормальные звезды
56. Нормальные звезды
57. Диаграмма Герцшпрунга-Рессела (1910 г.) Эйнар Херцшпрунг (Ejnar Hertzsprung) 1873 — 1967 Генри Рессел (Henry Norris Russell)
58. Звезды Обязательный минимум содержания и предметное окружение «Электронный газ
59. Звезды Обязательный минимум содержания
60. Звезды Обязательный минимум содержании предметное окружение Эволюция звезд
61. Звезды Обязательный минимум содержания Остатки сверхновой NGC 6995 - это горячий светящийся газ, образовавшийся после взрыва
62. Звезды Обязательный минимум содержания и предметное окружение Читаемость полнота информативность
63. Обязательный минимум содержания предметное окружение Эволюция звезд
64. Обязательный минимум содержания и предметное окружение
65. Звезды Классификация галактик по Хабблу Наша Галактика – спиральная галактика с перемычкой типа SBc (по Хабблу)
69. Телескоп Хаббла 24 апреля 1990
70. Обязательный минимум содержания Горячий газ в окрестностях NGC 4631 (Chandra Основные уравнения химической эволюции галактики
71. Обязательный минимум содержания
72. Внутреннее строение солнца . Особенности предметного содержания и предметного окружения
73. Гравитация Космологические модели Ньютона, Эйнштейна и Фридмана
74. Гравитация Космология Ньютона, Эйнштейна и Фридмана и предметное окружение Классическая механика Общая теория относительности Расширяющаяся Вселенная
75. В наиболее простом случае пустого пространства (тензор энергии-импульса равен нулю) одно из решений уравнений Эйнштейна описывается
76. Пространства разной кривизны
77. Первую попытку описания Вселенной на основе ОТО предпринял Эйнштейн в 1917 г. Он считал, что безграничная
79. А.Эйнштейн: Замечание к работе А. Фридмана "О кривизне пространства" Результаты относительно нестационарного мира, содержащиеся в упомянутой
80. Расширение Вселенной
81. А.Эйнштейн: К работе А.Фридмана "О кривизне пространства" В предыдущей заметке я подверг критике названную выше работу.
82. Эйнштейн ввёл в уравнения дополнительный "космологический член" Л (ламбда). Эта постоянная величина имела необычный физический смысл
83. Реликтовое излучение и теория большого взрыва 1946-1948 гг. теория образования химических элементов путём последовательного нейтронного захвата.
84. Закон Хаббла
85. Реликтовое излучение и теория большого взрыва Арно Пензиас и Роберт Вильсон В 1978 году Пензиас и
86. Реликтовое излучение и теория большого взрыва
87. Реликтовое излучение и этапы большого взрыва
88. Гравитация Космология Эйнштейна Фридмана Гамова
89. Гравитация Космология Эйнштейна Фридмана Гамова
90. Инфляция. (А. Старобинский, А. Гут. 1979 г.)
91. Проблема флуктуаций плотности Возмущения, повлекшие гравитационные уплотнения, приведшие к формированию галактик, должны иметь изначальное происхождение; откуда
92. Квантование гравитации
93. Динамика структурирования вещества Вселенной
94. Распределение плотности вещества на больших масштабах (компьютерная модель)
95. Флуктуации реликтового фона
96. Пространственно-временная пена Вселенная рождается из квантовых флуктуаций высокоэнергетического физического вакуума. Пузырьки физического вакуума то и дело
97. Один из пузырьков – наш…
98. Современное представление о соотношении вещества и энергии Вселенной
99. Модель Лямбда-CDM ΛCDM —стандартная космологическая модель, в которой пространственно-плоская Вселенная заполнена, помимо обычной барионной материи, тёмной
100. И что же это такое? Тёмная материя - гипотетическая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения
101. Тёмная энергия — феномен, проявляющийся в обнаруженном нарушении закона Хаббла: Вселенная расширяется с ускорением. Самое простое
102. Альтернативный подход исходит из предположения, что тёмная энергия — это своего рода частицеподобные возбуждения некоего динамического
103. Существование скалярных полей предсказывается стандартной моделью и теорией струн, но при этом возникает проблема, аналогичная варианту
104. Как увидеть темную материю
105. Ультрарелятивистские объекты
106. Квазары и пульсары
107. Квазары
108. Может быть, так все происходит?
109. Экзотика (И. Д. Новиков, К. Торн)
110. Возможно, скоро будут найдены принципиально новые подходы к описанию того, что мы видим… Возможно, что статья
112. Скачать презентацию

Слайд 2

Фундаментальные представления
современной астрономии.
Особенности их введения в школе
ITMO University (Saint Petersburg National

Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics)

проф.д.ф.м.н. Циовкин Ю.Ю.
ИРО Свердловской области Доц. к.ф.м.н Потоскуев С.Э.

Слайд 3

Основные документы
Приказ Минобрнауки РФ от 07 июня 2017 года № 506

«О внесении изменений в федеральный компонент государственных образовательных стандартов начального, основного общего и среднего (полного) общего образования, утвержденный приказом Министерства образования Российской Федерации от 5 марта 2004 г. № 1089».
Приказ Минобрнауки РФ от 20 июня 2017 года № 581 «О внесении изменений в федеральный перечень учебников, рекомендованных к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального, основного общего и среднего общего образования, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 31 марта 2014 года № 253».
Письмо Минобрнауки от 20 июня 2017 года № ТС-194/08 «Методические рекомендации по введению учебного предмета «Астрономия» как обязательного для изучения на уровне среднего общего образования».
Приказ Минобрнауки Российской Федерации от 29 июня 2017 года № 613 о внесении изменений во ФГОС (Принято и опубликовано 10.08.2017)

Слайд 4

Сюрпризы
ВПР 2019
ЕГЭ - 2018

Слайд 5

Немного истории

Слайд 6

Немного истории

Слайд 7

Немного истории

Слайд 8

Немного истории

Слайд 9

Клавдий Птолемей ( 87-165 гг.)
(Κλαύδιος Πτολεμαῖος, лат. Ptolemaeus)
С 127 по

151 год жил в Александрии, где проводил астрономические наблюдения.
Автор классической античной монографии «Альмагест».

Немного истории

Слайд 10

Предмет астрономии
Основы практической астрономии
Законы движения небесных тел
Солнечная система
Методы

астрономических исследований
Звезды
Наша Галактика - Млечный Путь
Галактики. Строение и эволюция Вселенной

Обязательный минимум содержания

Установлен Приказом Минобрнауки РФ № 613 от 29.06.2017

Слайд 11

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
НЕБЕСНАЯ СФЕРА. ОСОБЫЕ ТОЧКИ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ.

НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ. Звездная карта, созвездия, использование компьютерных приложений для отображения звездного неба. Видимая звездная величина. Суточное движение светил. СВЯЗЬ ВИДИМОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА НЕБЕ И ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КООРДИНАТ НАБЛЮДАТЕЛЯ. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое движение и фазы Луны. Солнечные и лунные затмения. Время и календарь.

Особенности предметного содержания

Слайд 12

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Навигационный треугольник и сферические системы координат
Особенности

предметного содержания и предметного окружения

зенит (Z)

полюс (P)

небесный меридиан,
круг высоты
круг склонения

Первый астрономический треугольник используется для перевода координат из первой экваториальной системы в горизонтальную и обратно.
Второй астрономический треугольник используется для перевода координат из второй экваториальной системы в эклиптическую и обратно.
Третий астрономический треугольник используется для перевода координат из второй экваториальной системы в галактическую и обратно

Слайд 13

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Определение поправок
Особенности предметного содержания и предметного

окружения

Определение поправок

Поправка на известную наблюдателю погрешность угломерного инструмента

Поправка на понижение горизонта. Чем выше над поверхностью Земли располагается наблюдатель, тем ниже опускается видимая линия горизонт

Поправка на атмосферную рефракцию. Атмосфера рабо-тает подобно линзе — при прохождении через нее луч света от небесного тела искривляется

Геометрия и тригонометрия, оптика

Слайд 14

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Определение поправок
Особенности предметного содержания и предметного

окружения

Определение поправок

Геометрия и тригонометрия

Поправка на высотный параллакс светила. Если мы наблюдаем достаточно близко расположенное светило, например, Луну, ее высота относительно топоцентрического горизонта существенно меньше ее высоты относительно геоцентрического горизонта!

Слайд 15

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Исторические линии
Особенности предметного содержания
Гиппарх и

Птолемей

Каждое великое открытие в небесной механике сопровождалось вспышкой сверхновой звезды

Гиппарх ввел сферическую карту звездного неба как систему координат,
, широту и долготу,
поправки на сферичность, эпициклические и деферентные поправки.....
составил первую полную карту неба из 850 звезд, которая стала основой астрологии и основой для Альмагеста Птолемея.

Слайд 16

Геоцентрическая картина мира

Слайд 17

Николай Коперник (Mikołaj Kopernik)
19 февраля 1473, Торунь — 24 мая 1543, Фромборк
De

revolutionibus orbium coelestium («Об обращении небесных сфер»).
Нюрнберг, 1543 год

Слайд 18

Гелиоцентрическая картина мира

Слайд 19

Ти́хо Бра́ге (Tyge Ottesen Brahe)
14 декабря 1546, Кнудструп, Дания (ныне

территория Швеции) — 24 октября 1601, Прага)

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Исторические линии
Особенности предметного содержания
Система мира

Тихо Браге

Каждое великое открытие в небесной механике сопровождалось вспышкой сверхновой звезды

Законы Кеплера

Слайд 24

Иоганн Кеплер (Johannes Kepler)
27 .12.1571 года, Вайль-дер-Штадт - 15 .12.1630 года,

Регенсбург)

Слайд 25

«Любезный читатель!
В этой книжке я вознамерился доказать, что всеблагой и

всемогущий Бог при сотворении нашего движущегося мира и при расположении небесных орбит избрал за основу пять правильных тел, которые со времен Пифагора и Платона и до наших дней снискали столь громкую славу, выбрал число и пропорции небесных орбит, а также отношения между движениями выбрал в соответствии с природой правильных тел.»

Слайд 26

тетраэдр (4 треугольные грани),
куб (6 граней-квадратов),
октаэдр (8 треугольных граней),

додекаэдр (12 пятиугольных граней),
икосаэдр (20 треугольных граней)

Слайд 27

В 1600 году Кеплер прибывает в Прагу. Проведённые здесь 10 лет —

самый плодотворный период его жизни. В 1604 году Кеплер публикует свои наблюдения сверхновой, называемой теперь его именем.
В 1610 году Галилей сообщает Кеплеру об открытии спутников Юпитера. Кеплер встречает это сообщение недоверчиво и в полемической работе «Разговор со Звёздным вестником» приводит несколько юмористическое возражение: «непонятно, к чему быть [спутникам], если на этой планете нет никого, кто бы мог любоваться этим зрелищем»

Слайд 28

1 и 2 законы Кеплера
были сформулированы в 1609 году в

книге
«Новая астрономия»
(осторожности ради, он относил их только к Марсу).

Слайд 29

Слайд 30

В 1618 году Кеплер открывает третий закон:
отношение куба среднего удаления

планеты от Солнца к квадрату периода обращения её вокруг Солнца есть величина постоянная для всех планет:
a³/T² = const.
Этот результат Кеплер публикует в завершающей книге «Гармония мира»,
причём применяет его уже не только к Марсу, но и ко всем прочим планетам (включая, естественно, и Землю), а также к галилеевым спутникам.

Слайд 31

Гравитация
Закон всемирного тяготения
Зарождение «линии» поля. Взаимодействие и поле

Слайд 32

В канун Рождества 1664 года на лондонских домах стали появляться красные

кресты — первые метки
Великой эпидемии чумы.
8 августа 1665 года занятия в Тринити-колледже были прекращены и персонал распущен до окончания эпидемии.
Но существенную часть своих научных открытий Ньютон сделал в уединении «чумных лет». Из сохранившихся заметок видно, что 23-летний Ньютон уже свободно владел базовыми методами дифференциального и интегрального исчислений, включая разложение функций в ряды и то, что впоследствии было названо формулой Ньютона-Лейбница. Проведя ряд остроумных оптических экспериментов, он доказал, что белый цвет есть смесь цветов.
Но самым значительным его открытием
в эти годы стал
закон всемирного тяготения.

Слайд 33

28 апреля 1686 года первый том «Математических начал» был представлен Королевскому

обществу.
Все три тома, после некоторой авторской правки, вышли в 1687 году.
Тираж (около 300 экземпляров) был распродан за 4 года — для того времени очень быстро.

Слайд 34

Методы астрономических исследований Электромагнитное излучение, космические лучи и ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ как источник

информации о природе и свойствах небесных тел. Наземные и космические телескопы, принцип их работы. Космические аппараты. Спектральный анализ. Эффект Доплера. ЗАКОН СМЕЩЕНИЯ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.
Программа в существенном расходится с программой по физике ( базовый уровень!)

Особенности предметного содержания и предметного окружения

Слайд 35

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ как источник информации о природе и свойствах небесных тел.

Предсказаны Пуанкаре, введены теоретически Эйнштейном
Филип Петерс и Джон Мэтью теоретически описали гравитационные волны, излучаемые двойными системами
2016 — международная коллаборация LIGO cообщение о прямом наблюдении взаимодействующих массивных тел в сверхсильных гравитационных полях со сверхвысокими относительными скоростями (v/c>0,5}

Особенности предметного содержания и предметного окружения

Слайд 36

Слайд 37

Ligo_signals LIGO Laser Interferometer
Gravitational-Wave Observatory

Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

Астрономические инструменты

Слайд 41

Слайд 42

400 лет телескопо-строения

Слайд 43

Необходимость построения таких телескопов определяется тем, что современная наука ставит задачи,

требующие достижения предельной чувствительности инструментов для регистрации информации, поступающей к нам в виде излучения от самых слабых источников - космических объектов. К таким задачам прежде всего относятся:
Проблемы происхождения Вселенной
Образование и эволюция звезд, галактик и планетных систем
Физические свойства материи в экстремальных астрофизических условиях
Астрофизические аспекты зарождения и существования жизни во Вселенной

Зачем их строят?

Слайд 44

Рост апертуры телескопов
Удвоение каждые ~ 40 лет
Современный инструмент должен иметь:

большую поверхность собирающей оптики
высокую эффективность приемников излучения
отсутствие помех при наблюдениях

Слайд 45

Слайд 46

Телескоg GSMT
Чрезвычайно большие телескопы ELT и GSMT
Основные технические характеристики GSMT
-

схема – классический Кассегрен
- полноповоротное главное зеркало 30 м в диаметре при фокальном отношении f/1
- главное зеркало состоит из 618 сегментов, каждый размером примерно 120 см и толщиной 5 см, максимальная асферичность 110 микрон (как и у телескопа Кека)
- адаптивное вторичное зеркало диаметром 2 м, f/18.75
- конструкция типа радиотелескопа

Слайд 47

OWL
Ошеломляюще Большой Телескоп OWL
OWL проектируется Европейской Южной Обсерваторией как альт-азимутальный телескоп

с сегментированным сферическим главным зеркалом и плоскими вторичными. Для коррекции сферической аберрации вводится 4-х элементный корректор (диаметром около 8м). При разработке OWL используются уже наработанные в современных проектах технологии: активная оптика (как на телескопах NTT, VLT, Subaru, Gemini), сегментация главного зеркала (как на Keck, HET, GTC, SALT), конструкции низкой стоимости (как на HET и SALT). Многоступенчатая адаптивная оптика остается предметом разработки.

Слайд 48

Параметры телескопа OWL:
- Диаметр входного зрачка – 100 м
- Площадь собирающей

поверхности > 6000 м2
- Многоступенчатая система адаптивной оптики
- Диффракционное качество изображения
Для видимого участка спектра – в поле 30 угл. сек.
Для ближнего ИК – в поле 2 угл.мин.
- Поле ограниченное качеством изображения, допускаемым атмосферой (seeing) – 10 угл.мин.
- Рабочий спектральный диапазон – 0.32 – 12 микрон
- Вес – 12 500 тонн

Слайд 49

Методы астрономических исследований Спектральный анализ – один из наиболее мощных современных астрономических

инструментов
Радиометрия
ЗАКОН СМЕЩЕНИЯ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.
Программа в существенном расходится с программой по физике ( базовый уровень!)

Особенности предметного содержания и предметного окружения

Слайд 50

Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.
Особенности предметного содержания и предметного окружения

Слайд 51

Особенности предметного содержания и предметного окружения

Слайд 52

Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.
Особенности предметного содержания и предметного окружения

Слайд 53

Звезды
Основные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик и

их закономерности. Определение расстояния до звезд, параллакс. ДВОЙНЫЕ И КРАТНЫЕ ЗВЕЗДЫ. Внесолнечные планеты.
ПРОБЛЕМА СУЩЕСТВОВАНИЯ ЖИЗНИ ВО ВСЕЛЕННОЙ. Внутреннее строение и источники энергии звезд. Происхождение химических элементов. ПЕРЕМЕННЫЕ И ВСПЫХИВАЮЩИЕ ЗВЕЗДЫ. КОРИЧНЕВЫЕ КАРЛИКИ. Эволюция звезд, ее этапы и конечные стадии. Строение Солнца, солнечной атмосферы. Проявления солнечной активности: пятна, вспышки, протуберанцы. Периодичность солнечной активности. РОЛЬ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА СОЛНЦЕ. Солнечно-земные связи.
Программа в существенном расходится с программой по физике

Обязательный минимум содержания и предметное окружение

Слайд 54

Звезды
Звезды: основные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик

и их закономерности.
Что такое плазма?
Механизм возникновения и протекания ядерных реакций
Нейтронное излучение
Cильные и сверхсильные электромагнитные поля
Программа в существенном расходится с программой по физике

Обязательный минимум содержания и предметное окружение

Слайд 55

Нормальные звезды

Слайд 56

Нормальные звезды

Слайд 57

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела (1910 г.)
Эйнар Херцшпрунг
(Ejnar Hertzsprung)
1873 — 1967
Генри

Рессел
(Henry Norris Russell)
1877 — 1957

Слайд 58

Звезды
Обязательный минимум содержания и предметное окружение
«Электронный газ

Слайд 59

Звезды
Обязательный минимум содержания

Слайд 60

Звезды
Обязательный минимум содержании предметное окружение
Эволюция звезд

Слайд 61

Звезды
Обязательный минимум содержания
Остатки сверхновой NGC 6995 - это горячий светящийся газ,

образовавшийся после взрыва звезды 20-30 тысяч лет назад. Подобные взрывы 10-14 млрд. лет назад активно обогащали пространство тяжелыми элементами из которых впоследствии образовывались планеты и звезды следующего поколения.

Слайд 62

Звезды
Обязательный минимум содержания и предметное окружение
Читаемость
полнота
информативность

Слайд 63

Обязательный минимум содержания предметное окружение
Эволюция звезд

Слайд 64

Обязательный минимум содержания и предметное окружение

Слайд 65

Звезды
Классификация галактик по Хабблу
Наша Галактика – спиральная галактика с перемычкой

типа SBc (по Хабблу)

Слайд 66

Слайд 67

Слайд 68

Слайд 69

Телескоп Хаббла
24 апреля 1990

Слайд 70

Обязательный минимум содержания
Горячий газ в окрестностях NGC 4631
(Chandra
Основные уравнения

химической эволюции галактики

Слайд 71

Обязательный минимум содержания

Слайд 72

Внутреннее строение солнца .
Особенности предметного содержания и предметного окружения

Слайд 73

Гравитация
Космологические модели Ньютона, Эйнштейна и Фридмана

Слайд 74

Гравитация
Космология Ньютона, Эйнштейна и Фридмана и предметное окружение
Классическая механика
Общая

теория относительности
Расширяющаяся Вселенная
Общая теория Взаимодействий

Пространство Евклида -
Пространство Миньковского
Пространство Фридмана — Леметра — Робертсона — Уокера

Слайд 75

В наиболее простом случае пустого пространства
(тензор энергии-импульса равен нулю)
одно

из решений уравнений Эйнштейна описывается
метрикой Минковского
Специальной Теории Относительности

Слайд 76

Пространства разной кривизны

Слайд 77

Первую попытку описания Вселенной на основе ОТО предпринял Эйнштейн в 1917

г.
Он считал, что безграничная Вселенная замкнута на себя, пространственно конечна
и стационарна во времени.
Её радиус кривизны не должен меняться.
Однако, при решении мировых уравнений не удается получить устойчивую стационарную модель мира.

Слайд 78

Слайд 79

А.Эйнштейн: Замечание к работе А. Фридмана "О кривизне пространства"
Результаты относительно

нестационарного мира, содержащиеся в упомянутой работе, представляются мне подозрительными.
В действительности оказывается, что указанное в ней решение не удовлетворяет уравнениям поля <...> значение этой работы в том и состоит, что она доказывает
постоянство радиуса мира во времени.
18 сентября 1922 г.

Слайд 80

Расширение Вселенной

Слайд 81

А.Эйнштейн: К работе А.Фридмана "О кривизне пространства"
В предыдущей заметке я

подверг критике названную выше работу.
Однако моя критика, как я убедился из письма Фридмана, основывалась на ошибке в вычислениях.
Я считаю результаты Фридмана правильными и проливающими новый свет.
Оказывается, что уравнения поля допускают наряду со статическими также и динамические (т.е. переменные относительно времени) решения для структуры пространства.
31 мая 1923 г.

Слайд 82

Эйнштейн ввёл в уравнения дополнительный "космологический член" Л (ламбда).
Эта постоянная

величина имела необычный физический смысл
силы отталкивания,
призванной уравновесить взаимное тяготение масс Вселенной.
Для её введения у Эйнштейна не было достаточных оснований.

Слайд 83

Реликтовое излучение и теория большого взрыва
1946-1948 гг. теория образования химических элементов

путём последовательного нейтронного захвата.
обоснована теория «Горячей Вселенной», именуемая на Западе теорией «Big Bang» (Теория Большого Взрыва).
Предсказано существование реликтового излучения

Реликтовое, космическое микроволновое фоновое излучение -равномерно заполняющее Вселенную тепловое излучение, возникшее в эпоху первичной рекомбинации водорода.
Обладает высокой степенью изотропности и спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,72548 ± 0,00057 К[1].

Слайд 84

Закон Хаббла

Слайд 85

Реликтовое излучение и теория большого взрыва
Арно Пензиас и Роберт Вильсон

В 1978 году Пензиас и Вильсон за своё открытие получили Нобелевскую премию.

1965г.

Слайд 86

Реликтовое излучение и теория большого взрыва

Слайд 87

Реликтовое излучение и этапы большого взрыва

Слайд 88

Гравитация
Космология Эйнштейна Фридмана Гамова

Слайд 89

Гравитация
Космология Эйнштейна Фридмана Гамова

Слайд 90

Инфляция. (А. Старобинский, А. Гут. 1979 г.)

Слайд 91

Проблема флуктуаций плотности
Возмущения, повлекшие гравитационные уплотнения, приведшие к формированию галактик, должны

иметь изначальное происхождение; откуда они взялись?
Проблема космологической постоянной
Почему космологическая постоянная на 120 порядков величины меньше, чем ожидается из теории квантовой гравитации?
Проблема темной материи
Из какого вещества состоит в основном Вселенная? Расчеты нуклеосинтеза показывают, что темная материя Вселенной не состоит из обычной материи - нейтронов и протонов?

Проблемы…

Слайд 92

Квантование гравитации

Слайд 93

Динамика структурирования вещества Вселенной

Слайд 94

Распределение плотности вещества на больших масштабах (компьютерная модель)

Слайд 95

Флуктуации реликтового фона

Слайд 96

Пространственно-временная пена
Вселенная рождается из квантовых флуктуаций высокоэнергетического физического вакуума.
Пузырьки физического вакуума

то и дело возникают и лопаются, достигнув так называемого планковского размера в 10-33 см.
Топологические свойства разных пузырьков могут сильно различаться.
Внутри них могут быть различны свойства пространства-времени.
Например, пространственная размерность может отличаться от трех, а временная — от единицы. Аналогичная несхожесть может проявляться и в свойствах материи.

Слайд 97

Один из пузырьков – наш…

Слайд 98

Современное представление о соотношении вещества и энергии Вселенной

Слайд 99

Модель Лямбда-CDM
ΛCDM —стандартная космологическая модель, в которой пространственно-плоская Вселенная заполнена, помимо

обычной барионной материи, тёмной энергией (описываемой космологической постоянной Λ в уравнениях Эйнштейна) и холодной тёмной материей (Cold Dark Matter). Согласно этой модели возраст Вселенной равен 13,75 ± 0,11 млрд лет.

Слайд 100

И что же это такое?
Тёмная материя - гипотетическая форма материи, которая не

испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним.
Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение.
Однако возможно обнаружить присутствие тёмной материи по создаваемым ею гравитационным эффектам.
Обнаружение тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально быстрой скорости вращения внешних областей галактик.

Слайд 101

Тёмная энергия — феномен, проявляющийся в обнаруженном нарушении закона Хаббла: Вселенная

расширяется с ускорением.
Самое простое объяснение заключается в том, что тёмная энергия — это просто «стоимость существования пространства»: то есть, любой объём пространства имеет некую фундаментальную, неотъемлемо присущую ему энергию.
Её ещё иногда называют энергией вакуума, поскольку она является энергетической плотностью чистого вакуума. Это и есть космологическая константа, иногда называемая «лямбда-член» (по имени греческой буквы Λ, используемой для её обозначения в уравнениях общей теории относительности). Введение космологической константы в стандартную космологическую модель, основанную на метрике Фридмана — Лемэтра — Робертсона — Уокера, привело к появлению современной модели космологии, известной как лямбда-CDM модель.

Слайд 102

Альтернативный подход исходит из предположения,
что тёмная энергия — это своего

рода частицеподобные возбуждения некоего динамического скалярного поля, называемого квинтэссенцией.
Отличие от космологической константы в том, что плотность квинтэссенции может варьироваться в пространстве и времени. Чтобы квинтэссенция не могла «собираться» и формировать крупномасштабные структуры по примеру обычной материи (звёзды и т. п.), она должна быть очень легкой, то есть иметь большую комптоновскую длину волны.
Никаких свидетельств существования квинтэссенции пока не обнаружено, но исключить такое существование нельзя.
Гипотеза квинтэссенции предсказывает чуть более медленное ускорение Вселенной, в сравнении с гипотезой космологической константы.

Слайд 103

Существование скалярных полей предсказывается стандартной моделью и теорией струн, но при

этом возникает проблема, аналогичная варианту с космологической константой: теория ренормализации предсказывает, что скалярные поля должны приобретать значительную массу.
В некоторых моделях поле квинтэссенции имеет плотность, которая подстраивается к плотности излучения (не достигая её) до того момента развития Большого Взрыва, когда складывается равновесие вещества и излучения.
После этого момента квинтэссенция начинает вести себя как искомая «тёмная энергия» и в конце концов господствует во Вселенной.
Такое развитие естественным образом устанавливает низкое значение уровня тёмной энергии.

Слайд 104

Как увидеть темную материю

Слайд 105

Ультрарелятивистские объекты

Слайд 106

Квазары и пульсары

Слайд 107

Квазары

Слайд 108

Может быть, так все происходит?

Слайд 109

Экзотика (И. Д. Новиков, К. Торн)

Слайд 110

Возможно, скоро будут найдены принципиально новые подходы к описанию того, что

мы видим…
Возможно, что статья с этими новыми идеями уже поступила в редакцию какого-нибудь научного издания.
Подобно тому, как в 1917 году в редакцию журнала “Annalen der Physik” поступила статья молодого служащего патентного бюро…

Фундаментальные представления современной астрономии. Особенности их введения в школе

Содержание

Фундаментальные представлениясовременной астрономии.Особенности их введения в школеITMO University (Saint Petersburg National

Основные документы Приказ Минобрнауки РФ от 07 июня 2017 года № 506

Сюрпризы ВПР 2019ЕГЭ - 2018

Немного истории

Немного истории

Немного истории

Немного истории

Клавдий Птолемей ( 87-165 гг.)(Κλαύδιος Πτολεμαῖος, лат. Ptolemaeus) С 127 по

Предмет астрономииОсновы практической астрономии Законы движения небесных тел Солнечная системаМетоды

Астрометрия и основы навигации во ВселеннойНЕБЕСНАЯ СФЕРА. ОСОБЫЕ ТОЧКИ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ.

Астрометрия и основы навигации во ВселеннойНавигационный треугольник и сферические системы координатОсобенности

Астрометрия и основы навигации во ВселеннойОпределение поправокОсобенности предметного содержания и предметного

Астрометрия и основы навигации во ВселеннойОпределение поправокОсобенности предметного содержания и предметного

Астрометрия и основы навигации во Вселенной Исторические линииОсобенности предметного содержания Гиппарх и

Геоцентрическая картина мира

Николай Коперник (Mikołaj Kopernik)19 февраля 1473, Торунь — 24 мая 1543, ФромборкDe

Гелиоцентрическая картина мира

Ти́хо Бра́ге (Tyge Ottesen Brahe) 14 декабря 1546, Кнудструп, Дания (ныне

Астрометрия и основы навигации во Вселенной Исторические линииОсобенности предметного содержания Система мира

Иоганн Кеплер (Johannes Kepler) 27 .12.1571 года, Вайль-дер-Штадт - 15 .12.1630 года,

«Любезный читатель! В этой книжке я вознамерился доказать, что всеблагой и

тетраэдр (4 треугольные грани), куб (6 граней-квадратов), октаэдр (8 треугольных граней),

В 1600 году Кеплер прибывает в Прагу. Проведённые здесь 10 лет —

1 и 2 законы Кеплера были сформулированы в 1609 году в

В 1618 году Кеплер открывает третий закон: отношение куба среднего удаления

ГравитацияЗакон всемирного тяготенияЗарождение «линии» поля. Взаимодействие и поле

В канун Рождества 1664 года на лондонских домах стали появляться красные

28 апреля 1686 года первый том «Математических начал» был представлен Королевскому

Методы астрономических исследований Электромагнитное излучение, космические лучи и ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ как источник

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ как источник информации о природе и свойствах небесных тел.

Ligo_signals LIGO Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory

Астрономические инструменты

400 лет телескопо-строения

Необходимость построения таких телескопов определяется тем, что современная наука ставит задачи,

Рост апертуры телескоповУдвоение каждые ~ 40 лет Современный инструмент должен иметь:

Телескоg GSMT Чрезвычайно большие телескопы ELT и GSMTОсновные технические характеристики GSMT-

OWLОшеломляюще Большой Телескоп OWLOWL проектируется Европейской Южной Обсерваторией как альт-азимутальный телескоп

Параметры телескопа OWL:- Диаметр входного зрачка – 100 м- Площадь собирающей

Методы астрономических исследований Спектральный анализ – один из наиболее мощных современных астрономических

Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.Особенности предметного содержания и предметного окружения

Особенности предметного содержания и предметного окружения

Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.Особенности предметного содержания и предметного окружения

ЗвездыОсновные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик и

ЗвездыЗвезды: основные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик

Нормальные звезды

Нормальные звезды

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела (1910 г.)Эйнар Херцшпрунг (Ejnar Hertzsprung) 1873 — 1967 Генри

ЗвездыОбязательный минимум содержания и предметное окружение «Электронный газ

ЗвездыОбязательный минимум содержания

ЗвездыОбязательный минимум содержании предметное окружение Эволюция звезд

ЗвездыОбязательный минимум содержанияОстатки сверхновой NGC 6995 - это горячий светящийся газ,

ЗвездыОбязательный минимум содержания и предметное окружение Читаемостьполнотаинформативность

Обязательный минимум содержания предметное окружение Эволюция звезд

Обязательный минимум содержания и предметное окружение

Звезды Классификация галактик по Хабблу Наша Галактика – спиральная галактика с перемычкой

Телескоп Хаббла 24 апреля 1990

Обязательный минимум содержания Горячий газ в окрестностях NGC 4631(Chandra Основные уравнения

Обязательный минимум содержания

Внутреннее строение солнца .Особенности предметного содержания и предметного окружения

ГравитацияКосмологические модели Ньютона, Эйнштейна и Фридмана

ГравитацияКосмология Ньютона, Эйнштейна и Фридмана и предметное окружение Классическая механикаОбщая

В наиболее простом случае пустого пространства (тензор энергии-импульса равен нулю) одно

Фундаментальные представления
современной астрономии.
Особенности их введения в школе
ITMO University (Saint Petersburg National

Основные документы
Приказ Минобрнауки РФ от 07 июня 2017 года № 506

Сюрпризы
ВПР 2019
ЕГЭ - 2018

Клавдий Птолемей ( 87-165 гг.)
(Κλαύδιος Πτολεμαῖος, лат. Ptolemaeus)
С 127 по

Предмет астрономии
Основы практической астрономии
Законы движения небесных тел
Солнечная система
Методы

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
НЕБЕСНАЯ СФЕРА. ОСОБЫЕ ТОЧКИ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ.

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Навигационный треугольник и сферические системы координат
Особенности

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Определение поправок
Особенности предметного содержания и предметного

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Определение поправок
Особенности предметного содержания и предметного

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Исторические линии
Особенности предметного содержания
Гиппарх и

Николай Коперник (Mikołaj Kopernik)
19 февраля 1473, Торунь — 24 мая 1543, Фромборк
De

Ти́хо Бра́ге (Tyge Ottesen Brahe)
14 декабря 1546, Кнудструп, Дания (ныне

Астрометрия и основы навигации во Вселенной
Исторические линии
Особенности предметного содержания
Система мира

Иоганн Кеплер (Johannes Kepler)
27 .12.1571 года, Вайль-дер-Штадт - 15 .12.1630 года,

«Любезный читатель!
В этой книжке я вознамерился доказать, что всеблагой и

тетраэдр (4 треугольные грани),
куб (6 граней-квадратов),
октаэдр (8 треугольных граней),

1 и 2 законы Кеплера
были сформулированы в 1609 году в

В 1618 году Кеплер открывает третий закон:
отношение куба среднего удаления

Гравитация
Закон всемирного тяготения
Зарождение «линии» поля. Взаимодействие и поле

Ligo_signals LIGO Laser Interferometer
Gravitational-Wave Observatory

Рост апертуры телескопов
Удвоение каждые ~ 40 лет
Современный инструмент должен иметь:

Телескоg GSMT
Чрезвычайно большие телескопы ELT и GSMT
Основные технические характеристики GSMT
-

OWL
Ошеломляюще Большой Телескоп OWL
OWL проектируется Европейской Южной Обсерваторией как альт-азимутальный телескоп

Параметры телескопа OWL:
- Диаметр входного зрачка – 100 м
- Площадь собирающей

Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.
Особенности предметного содержания и предметного окружения

Методы астрономических исследований СМЕЩЕНИЕ ВИНА. ЗАКОН СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА.
Особенности предметного содержания и предметного окружения

Звезды
Основные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик и

Звезды
Звезды: основные физико-химические характеристики и их взаимная связь. Разнообразие звездных характеристик

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела (1910 г.)
Эйнар Херцшпрунг
(Ejnar Hertzsprung)
1873 — 1967
Генри

Звезды
Обязательный минимум содержания и предметное окружение
«Электронный газ

Звезды
Обязательный минимум содержания

Звезды
Обязательный минимум содержании предметное окружение
Эволюция звезд

Звезды
Обязательный минимум содержания
Остатки сверхновой NGC 6995 - это горячий светящийся газ,

Звезды
Обязательный минимум содержания и предметное окружение
Читаемость
полнота
информативность

Обязательный минимум содержания предметное окружение
Эволюция звезд

Звезды
Классификация галактик по Хабблу
Наша Галактика – спиральная галактика с перемычкой

Телескоп Хаббла
24 апреля 1990

Обязательный минимум содержания
Горячий газ в окрестностях NGC 4631
(Chandra
Основные уравнения

Внутреннее строение солнца .
Особенности предметного содержания и предметного окружения

Гравитация
Космологические модели Ньютона, Эйнштейна и Фридмана

Гравитация
Космология Ньютона, Эйнштейна и Фридмана и предметное окружение
Классическая механика
Общая

В наиболее простом случае пустого пространства
(тензор энергии-импульса равен нулю)
одно