Le rare notizie astronomiche fanno a meno dei disegni dell'artista o di un inserto animato. Le distanze cosmiche sono troppo grandi per essere comprese senza confronti visivi e molti oggetti, come esopianeti o quasar distanti, non sembrano molto belli nelle immagini reali. Inoltre, non si può dire che l'artista o l'artista ci inganni deliberatamente, anzi, le buone illustrazioni astronomiche cercano di farlo in modo tale da unire il realismo alla bellezza. Sì, non un solo telescopio ti permette di vedere un esopianeta sotto forma di una palla con le nuvole, ma gli scienziati sanno già così tanto sui pianeti che sono pronti a garantire: l'oggetto che hanno trovato potrebbe davvero essere lo stesso della foto .
Non possiamo fotografare il "Mars-3" sovietico sulla superficie del pianeta, ma possiamo prendere una mappa dei dintorni, costruire un modello tridimensionale del terreno basato su di esso e integrarlo con un modello dettagliato del dispositivo stesso - noi ottieni un'immagine completamente credibile. È possibile scattare fotografie dal lander Huygens e, sulla base di esse, disegnare una nebbia di metano sospesa sulla superficie di Titano con laghi di idrocarburi liquidi che appaiono attraverso di essa; i contorni della costa saranno tracciati in base ai dati dell'indagine radar.
Tuttavia, è difficile tenere conto di tutte le sfumature e spesso il disegno risulta essere con alcuni errori.
Massa e scala
Disegno della fascia degli asteroidi. Immagine: NASA/JPL-Caltech
Questa immagine della cintura di asteroidi è stata realizzata da un artista della NASA. E nella figura ci sono diverse imprecisioni contemporaneamente, la principale delle quali è una quantità eccessiva di polvere. La vera fascia di asteroidi contiene così tanta materia che è difficile assemblare anche la Luna da essa: in termini di massa, tutti gli asteroidi della fascia principale sono 25 volte più piccoli del nostro satellite naturale. Non c'è bisogno di parlare di una nuvola densa con ciottoli appesi qua e là. Se la fascia degli asteroidi fosse davvero così densa, la vedremmo ad occhio nudo. E non sotto forma di luce zodiacale, ma molto più distintamente.
Luce zodiacale - prima dell'alba e lontano dalle luci della città, puoi vedere la luce del Sole diffusa dalla polvere cosmica. Foto: A. Fitzsimmons/ESO
Inoltre, la figura chiaramente non è in scala. Fate attenzione al pianeta sullo sfondo: perché sia così grande, il suo diametro deve essere di diversi milioni di chilometri, perché il diametro della fascia degli asteroidi è di circa un miliardo di chilometri. Anche le rocce visibili sul lato destro dell'immagine risulteranno notevolmente più grandi di Giove.
Luminosità e abitabilità
Un video spettacolare è stato recentemente presentato da Roskosmos: come sarebbe il cielo sopra Mosca se ci fosse un'altra stella al posto del Sole. Gli autori hanno visualizzato correttamente la scala della stella e il suo colore, ma hanno omesso un dettaglio importante: le stelle mostrate hanno luminosità completamente diverse.
Quindi, Sirio ha una luminosità 22 volte superiore a quella del Sole. Ciò significa che emette 22 volte più luce e in prima approssimazione, la luminosità del luminare nel cielo dovrebbe crescere così tanto. Una stella così luminosa, che emette anche molti più ultravioletti, renderebbe inabitabile la superficie della Terra, e invece di una città sullo sfondo dovrebbe esserci un deserto roccioso. E sotto le nuvole, perché tutta l'acqua del pianeta evaporerà.
Qui vale la pena porre la domanda su quanto brillantemente tutto sarà illuminato in tali condizioni. Da un lato, Sirius sarà molto più luminoso e, dall'altro, le nuvole bloccheranno inevitabilmente parte della luce. I dati raccolti dalla stazione automatica "Venera-8" ci permettono di affermare che su Venere, con la sua densa copertura nuvolosa, c'è luce quasi quanto sulla Terra in una giornata nuvolosa, ma Venere riceve "solo" il doppio della luce. Probabilmente, sotto i raggi di Sirio, il cielo risulterà uniformemente bianco, molto più luminoso dell'oscurità autunnale a cui siamo abituati. Ma nel caso di stella polare(mostrato anche nel video di Roscosmos) si può solo supporre: una luminosità di 2200 solari, probabilmente, non lascerà nemmeno scampo alla formazione di un pianeta tipo terrestre.
Sirius è un sistema binario. Sirio B- Nana bianca, rimosso approssimativamente al raggio dell'orbita di Urano. Figura: NASA, ESA // G. Bacon (STScI)
A proposito, c'è un errore nell'immagine mostrata sopra. Né la fotocamera né l'occhio possono vedere contemporaneamente una stella più luminosa del Sole e via Lattea Sullo sfondo. Questo difetto si trova in quasi la maggior parte delle immagini.
Teoria della relatività e illuminazione
Ed ecco un'altra illustrazione: un video che recentemente ha fatto il giro di molte risorse scientifiche popolari. L'abstract dice che questa è una vista del Sole e di altri oggetti da un punto che si muove alla velocità della luce. Non troveremo da ridire sull'impossibilità di overcloccare la videocamera a tale velocità, ma notiamo l'assenza dell'effetto Doppler e delle distorsioni geometriche nell'immagine.
L'effetto Doppler è uno spostamento nella frequenza della radiazione emessa da un oggetto in movimento. Il Sole che si allontana da noi apparirà molto più rosso di quanto non sia in realtà, fino al passaggio di tutto luce visibile e la radiazione da ultravioletta a infrarossa. Inoltre, muoversi a una velocità vicina alla luce distorce notevolmente l'immagine: al pilota della nave sembrerà che tutte le stelle stiano andando in un ammasso proprio lungo la rotta, mentre l'oscurità si sta diffondendo dietro.
Se un certo dispositivo con videocamera parte effettivamente dal Sole alla velocità della luce (ricordiamo ancora una volta che è irraggiungibile!), la telecamera installata a poppa mostrerà uno sfondo nero uniforme. E se la velocità è, diciamo, il 50% della velocità della luce, allora il Sole si rivelerà una palla rosso-marrone molto opaca. Di seguito è disponibile un video del volo alla velocità della luce oltre la griglia infinita. Il video è stato realizzato dal matematico francese David Mador, e mostra la vista da prua, da poppa e attraverso l'oblò laterale:
Il tempo a bordo di una nave del genere va diversamente che sulla Terra: l'intervallo tra due eventi sembrerà agli astronauti dall'esterno meno di quanto non sia in realtà. In altre parole, dobbiamo scorrere il video in attesa del prossimo pianeta, ea bordo sarà tutto molto più dinamico.
Inoltre, per qualche ragione, nel video originale, i pianeti che volano sono illuminati da tutti i lati, compreso l'emisfero opposto al Sole. Questo errore è evidente anche senza la teoria della relatività.
Un momento di autocritica
Ti è stata data una carta stellare. Determina ed elenca le costellazioni in cui la Luna si trova nel cielo. Nizhny Novgorod(latitudine circa 560). L'inclinazione dell'orbita lunare rispetto all'eclittica 509/. Il raggio della Terra è di 6400 km, la distanza media della Luna dalla Terra è di 384000 km. Ammasso stellare globulare, galassia, associazione stellare, costellazione, ammasso stellare aperto. Cancella quello strano in questo elenco e spiega la tua risposta. Ci sono posti sulla Terra dove le stelle non sorgono o tramontano sotto l'orizzonte? Una persona in piedi sull'equatore della Terra si muove a una certa velocità rispetto al centro della Terra. Un astronauta in piedi sull'equatore della Luna si muove a una certa velocità rispetto al centro della Luna. Quale di queste due velocità è maggiore e di quante volte, se si sa che il raggio della Luna è 4 volte minore del raggio della Terra?
COMPITI
OLIMPIADI tutta russa per scolari
ASTRONOMIA
Anno accademico 2014 – 2015 G.
(palco comunale)
Determina il raggio della palla con l'acqua, la cui massa è uguale alla massa della Terra, il Sole. Quali oggetti nell'Universo hanno dimensioni vicine a quelle ottenute? Ammasso stellare globulare, galassia, associazione stellare, costellazione, ammasso stellare aperto. Cancella quello strano in questo elenco e spiega la tua risposta. Come andrà un orologio a pendolo trasportato dalla Terra sulla superficie di Marte? Lungo quale parallelo sulla Terra si può camminare a piedi in modo che il Sole "si fermi"? Per determinare la massa dei corpi, vengono utilizzate bilance a leva oa molla. Sia quelli che altri in assenza di gravità, ad esempio, su un piccolo satellite artificiale Sembrerebbe che la Terra o un'astronave che si muova con i motori spenti non possano funzionare. Cosa faresti se ti venisse ancora offerto di determinare il peso corporeo in queste condizioni con l'aiuto della bilancia? Quali bilance - a molla oa leva - devono essere utilizzate e come? Ti è stata data una carta stellare. Determina ed elenca le costellazioni in cui si trova la Luna nel cielo di Nizhny Novgorod (la latitudine è di circa 560). L'inclinazione dell'orbita lunare rispetto all'eclittica 509/. Il raggio della Terra è di 6400 km, la distanza media della Luna dalla Terra è di 384000 km.
COMPITI
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ASTRONOMIA
Anno accademico 2014 – 2015 G.
(palco comunale)
Quali dei seguenti fenomeni astronomici sono equinozi, solstizi, lune piene, eclissi solari, eclissi lunari, opposizioni planetarie, massimi di pioggia di meteoriti, comparsa di comete luminose, massimi di luminosità stelle variabili, esplosioni di supernova - si verificano ogni anno esattamente nelle stesse date (con una precisione di 1-2 giorni)? Dopo essere volato su un pianeta sconosciuto, il veicolo spaziale, spegnendo i motori, è entrato in un'orbita circolare e gli astronauti hanno iniziato gli studi preliminari. Possono determinare la densità media della materia del pianeta, utilizzando solo orologi per questo scopo? Supponiamo che la fascia degli asteroidi sia uno sciame di corpi racchiusi in un toro (cioè una "ciambella") largo 1 unità astronomica (UA), che ruota intorno al Sole a una distanza media di 2,5 UA. e. Assumendo 1 milione di corpi in questa fascia, stimare la distanza media tra due corpi adiacenti. Stimare il valore massimo possibile e minimo possibile del periodo di rivoluzione della cometa attorno al Sole. Una stella situata a una distanza di 7 pc (parsec) ha una magnitudine apparente di 6 m. Quale magnitudine apparente avrà la stessa stella se osservata da una distanza di 70 pc? Questa foto originale (di Chris Thomas) è apparsa sul sito APOD il 29 settembre 2010. Stima dalla foto: a) la distanza dall'aereo b) la direzione del suo volo c) l'ora del giorno in cui è stata scattata la foto d) il luogo sulla Terra da cui è stata scattata.
COMPITI
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Anno accademico 2014 – 2015 G.
(palco comunale)
Quale dei seguenti fenomeni astronomici - equinozi, solstizi, lune piene, eclissi solari, eclissi lunari, opposizioni planetarie, massimi di pioggia di meteoriti, comparsa di comete luminose, massimi di luminosità variabile delle stelle, esplosioni di supernova - si verificano ogni anno esattamente approssimativamente nelle stesse date (da accurato a 1-2 giorni)? Il 18 dicembre l'asteroide Cerere si scontra con il Sole. In quale costellazione sarà? Supponiamo che la fascia degli asteroidi sia uno sciame di corpi racchiusi in un toro (cioè una "ciambella") largo 1 unità astronomica (UA), che ruota intorno al Sole a una distanza media di 2,5 UA. e. Assumendo 1 milione di corpi in questa fascia, stimare la distanza media tra due corpi adiacenti. Per determinare sperimentalmente l'accelerazione della caduta libera sul pianeta appena scoperto, gli astronauti hanno deciso di utilizzare una piccola sfera d'acciaio, una potente lampada, un motore elettrico con una velocità nota, sull'asse del quale un disco di cartone con una stretta fenditura radiale, viene fissato un pezzo di lino nero, un righello con divisioni e una macchina fotografica. Come dovrebbe essere smaltito questo insieme di strumenti e oggetti per completare il compito? Un certo pianeta extrasolare ruota attorno alla sua stella in un'orbita circolare con un raggio di 108 km. Diametro angolare il disco di una stella nel cielo del pianeta è 10, e un anno su questo pianeta dura 180 giorni terrestri. Stimare la densità media di questa stella. Una stella situata a una distanza di 7 pc (parsec) ha una magnitudine apparente di 6 m. Quale magnitudine apparente avrà la stessa stella se osservata da una distanza di 70 pc?
Astronomia grado 8-9, scuola (primo) stadio
Tempo di esecuzione - 90 min
Compito 1 (quiz)
Compiti a, b e c: questo è il gioco "Il quarto è extra". Cosa è superfluo in ogni caso dal punto di vista dell'astronomia? Perché?
a) Orsa Minore Grande Carro, Orione, Cassiopea.
b) Leone, Toro, Capricorno, Drago.
c) Mar Nero, Mar Bianco, Mare Orientale, Mare del Nord.
d) In nome di quale pianeta si è nascosta lettera greca? Scrivi questa lettera.
e) La Giornata delle forze spaziali della Russia si celebra ogni anno il 4 ottobre. In onore di quale evento è stata scelta questa data?
Compito 2 (dizionario)
Cosa significano le parole:
a) un'unità astronomica;
b) galassia;
c) una meteora
Compito 3 (galleria)
Quali corpi spaziali sono mostrati nelle fotografie?
Immagine 1
figura 2
Figura 3
Compito 4
Trovare errori astronomici nel quadro Artista sovietico Andrey Sokolov "Luna. Tracce di astronauti nella polvere lunare.
Dipinto di Andrey Sokolov “Luna. Tracce di astronauti nella polvere lunare»
Compito 5
Decorato il blu notte
arancio argento,
Ed è passata solo una settimana...
Di lui era rimasto un pezzo.
Quale corpo celeste è descritto nell'indovinello? Spiega i cambiamenti che gli stanno accadendo. Fai un disegno esplicativo.
Compito 6
Risolvi il cruciverba. Cosa significa la parola ricevuta nella colonna evidenziata?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
antico filosofo greco, che ha suggerito che la Terra si trova al centro, attorno al quale ruotano sette sfere celesti.
Uno strumento utilizzato per osservare i corpi celesti.
Un antico astronomo greco che ha sviluppato il proprio sistema del mondo, che ha dominato la scienza per 13 secoli.
Matematico, per primo ha avanzato l'ipotesi che la Terra abbia la forma di una palla.
Quello attorno al quale ruotano tutti i pianeti.
Satellite terrestre.
Il terzo pianeta del sistema solare.
Studioso italiano del XVI secolo di nome Giordano.
Il grande astronomo polacco che ha concluso che la Terra gira intorno al Sole.
Lo spazio esterno e tutto ciò che lo riempie.
Compito 1
Il globo terrestre ha un diametro di 30 cm A quale altezza sopra la superficie del globo dovrebbe essere il modello della ISS (International stazione Spaziale) se la vera ISS vola a un'altitudine di 400 km sopra la superficie terrestre? Che dimensioni avrà il modello della stazione se la ISS è lunga 60 m? Il raggio della Terra è di 6.400 km.
Compito 2
È noto che un fotone (un quanto, cioè una particella di luce) originatosi al centro del Sole raggiunge la sua superficie 30 milioni di anni dopo la sua nascita. Valutare velocità media spostamento di un fotone dal centro del Sole alla superficie, se si sa che il raggio del Sole è circa 200 volte inferiore alla distanza dal Sole alla Terra, e il fotone supera la distanza dalla superficie del Sole a la Terra in 500 secondi.
Compito 1 (quiz)
Compiti a, b e c: questo è il gioco "Il quarto è extra". Cosa è superfluo in ogni caso dal punto di vista dell'astronomia? Perché?
a) Leone, Toro, Capricorno, Drago.
Risposta : Il Drago è una costellazione non zodiacale dello zodiaco.
b) Nettuno, Urano, Plutone, Giove.
Risposta : Plutone è un pianeta nano tra i pianeti giganti.
c) Mar Nero, Mar Bianco, Mare Orientale, Mare del Nord.
Risposta : Il Mare Orientale è un mare lunare tra quelli terrestri.
d) Sostituendo una lettera, trasforma il pianeta in uno stato.
Risposta : Uranio - Iran.
e) Il nome di quale dei mesi dell'anno è tradotto come "il decimo"? Cosa c'è sull'account nel nostro calendario e perché?
Risposta : dicembre, dodicesimo mese; il nome è venuto da latino; Marzo era il primo mese dell'anno nel calendario romano.
Criteri di valutazione : nei commi a, b, c a 1 punto per ogni risposta corretta e 1 punto per la sua giustificazione; nel paragrafo d per la risposta corretta - 1 punto; al paragrafo e, a seconda della completezza della risposta, - fino a 3 punti.
Massimo per attività 10 punti.
Compito 2 (dizionario)
Spiegare il significato dei termini astronomici:
- a) gnomone;
- b) radiante;
- c) rifrattore;
- d) costellazione;
- d) solstizio.
Risposte :
- a) gnomone - un palo o colonna verticale che consente (per ombra) di determinare l'altezza del Sole sopra l'orizzonte, il momento del vero mezzogiorno e la direzione del meridiano;
- b) radiante - un punto sulla sfera celeste, che, a causa della prospettiva, sembra essere una fonte di meteore (da dove sembrano volare "stelle cadenti");
- c) rifrattore: un tipo di telescopio con obiettivo obiettivo;
- d) costellazione - una sezione della sfera celeste entro i confini stabiliti
Una risposta come "un gruppo di stelle" o "uno schema di stelle" lo è infedele.
- e) solstizio (estate o inverno) - il momento in cui il Sole raggiunge il più settentrionale o più posizione meridionale sull'eclittica.
Criteri di valutazione : Di 1 punto per la corretta (almeno con le sue stesse parole) spiegazione del significato di ogni termine.
Massimo per attività 5 punti.
Compito 3 (galleria)
Quali corpi spaziali sono mostrati nelle fotografie?
Risposte :
- pianeta nano Plutone;
- galassia Nebulosa di Andromeda (M31);
- pianeta Mercurio;
- La luna è in fase crescente, la luce cinerea è visibile.
Criteri di valutazione: da 1 punto per ogni risposta corretta; nel paragrafo d per menzionare la luce cinerea - in aggiunta 1 punto.
Massimo per attività 5 punti.
Compito 4
Supponiamo che oggi l'altezza del Sole a mezzogiorno a Città del Capo (33o 55' S, 18o 29' E) sia la più alta possibile durante l'anno. In quale dei seguenti luoghi oggi non sorge il sole?
- Anadyr (64⁰ 44′ N, 177⁰ 31′ E);
- Mirny (66⁰ 33′ S, 93⁰ 00′ E);
- Murmansk (68⁰ 58′ N, 33⁰ 05′ E);
- Reykjavik (64⁰ 09′ N, 21⁰ 53′ O);
- Stoccolma (59⁰ 20′ N, 18⁰ 04′ E);
- Tiksi (71⁰ 38′ N, 128⁰ 52′ E).
Risposta : Città del Capo è dentro emisfero sud, a sud del tropico. La massima altezza di mezzogiorno del Sole si verifica nel giorno del solstizio d'inverno (21-22 dicembre). In questa data, la notte polare si verifica in punti situati a nord del circolo polare artico (66⁰ 34′ N). Ci sono due di questi punti nell'elenco: Murmansk e Tiksi.
Criteri di valutazione : per la risposta corretta con piena giustificazione - 4 punti; se la risposta è giustificata, ma solo uno dei punti è indicato correttamente - 3 punti; per determinare la data in cui si verifica l'azione del compito, – 1 punto; per aver menzionato il circolo polare e la notte polare - 1 punto.
Massimo per attività 4 punti.
Compito 5
Da quale costellazione volano gli alieni da noi? Giustifica la tua risposta.
Risposta : Ospiti alieni volano dalla costellazione del Toro. A destra e sopra la "nave spaziale" è visibile parte di questa costellazione - ammasso stellare Pleiadi.
Spegnere l'astronave aliena stella principale costellazione - Aldebaran.
Criteri di valutazione: per la risposta corretta con piena motivazione - 4 punti; per aver menzionato Aldebaran e le Pleiadi 1 punto; per la risposta corretta con giustificazione come "trovato sulla mappa" - 2 punti; per una risposta corretta senza giustificazione - 1 punto.
IN materiali di riferimento c'è una mappa stellare e un tavolo stelle luminose. Il compito mette quindi alla prova la capacità dello studente di lavorare con le fonti di informazione.
Massimo per attività 4 punti.
Compito 6
Trova errori astronomici nel dipinto dell'artista sovietico Andrei Sokolov “The Moon. Tracce di astronauti nella polvere lunare.
Risposta : nella foto sono stati commessi diversi errori astronomici.
- Innanzitutto, la Terra non è mostrata in fase. A giudicare dalle ombre delle rocce e degli astronauti, il sole splende da lato destro e si trova abbastanza in alto sopra l'orizzonte. Ecco perché Terra dovrebbe anche essere illuminato dall'alto a destra e sembrare una falce o un mezzo disco.
- In secondo luogo, il diametro apparente della Terra è notevolmente esagerato. La Terra è circa tre volte e mezzo il diametro della Luna, quindi la Terra nel cielo lunare dovrebbe essere solo tre volte e mezzo la dimensione della Luna nel cielo terrestre.
- In terzo luogo, la Luna non ha atmosfera, quindi all'interno dell'ombra, dove la luce del Sole non cade, dovrebbe essere completamente buia, non si possono vedere dettagli.
Criteri di valutazione : Di 1 punto per trovare ciascuno degli errori; 1 punto per la corretta fondatezza della risposta (almeno uno dei tre punti).
Massimo per attività 4 punti.
Compito 7
I futuri designer parlano astronavi. Petya sogna: "Costruirò una nave che volerà sulla luna in un secondo". Kolya: "E costruirò una nave che volerà su Marte in un'ora." Vasya: "E io sono una nave che volerà su Alpha Centauri tra un anno." Cosa ne pensi, quale di questi progetti sarà realizzato? Giustifica la tua risposta.
Soluzione : la massima velocità possibile in natura è la velocità della luce nel vuoto, che è di 300mila km/s. La distanza dalla Luna - circa 400mila km - supera la luce in 4/3 s. La distanza da Alpha Centauri è di circa 4 anni. Pertanto, i progetti di Petya e Vasya ovviamente non sono fattibili.
La distanza tra Marte e la Terra all'opposizione media è di 0,5 UA. e. (dalla tabella di riferimento). Per superare una tale distanza in un'ora, la nave deve percorrere circa 1,25 milioni di km al minuto, ovvero 21mila km al secondo.
Questo è molto inferiore alla velocità della luce, quindi il progetto di Kolya potrebbe essere implementato.
Il partecipante può utilizzare la distanza a lui nota tra la Terra e Marte nella grande opposizione: 57 milioni di km. In questo caso, risulta circa 1 milione di km al minuto, ovvero 16mila km al secondo.
Criteri di valutazione : per una risposta corretta senza giustificazione o con giustificazione errata - 1 punto; per indicare la velocità della luce come limite - 1 punto; per il corretto calcolo del tempo durante il quale la luce si propaga dalla Terra alla Luna e ad Alpha Centauri - 1 punto; per calcolare correttamente il tempo impiegato dalla luce per viaggiare dalla Terra a Marte, data la sua configurazione - 2 punti.
Massimo per attività 4 punti.
Totale per lavoro 36 punti.