Проблему малого числа уроков астрономии в школах решит методическая поддержка учителей физики, которые могут вести такие занятия, заявила министр просвещения России Ольга Васильева на площадке форума профессиональной ориентации «ПроеКТОриЯ». Напомним: астрономия была введена в школьную программу в 2017 году. Вместе с экспертом мы рассказываем о том, как изучают бескрайние просторы небосвода современные специалисты и что мы можем увидеть на звездном небе.
Корень «astron» означает «звезда», а «nomos» переводится как «культура». Древнегреческий философ Платон, говорил: «Астрономия заставляет душу смотреть вверх и ведет нас из этого мира в другой».
Технологии открытий
Древние астрономы наблюдали за теми объектами, которые можно было увидеть невооруженным глазом: Солнцем, Луной, некоторыми звездами и планетами. Появились первые звездные карты. Знания эти носили не только теоретический характер, но и прикладной. Так, изучение звездного неба помогло вести счет времени, создать календарь, определить сезоны года.
Мореплаватели находили по звездам дорогу домой. Большого рывка удалось добиться астрономам из Древнего Вавилона. Они первыми совместили зарождающуюся науку с математикой и поняли, что лунные затмения повторяются циклически каждые 18 лет, 11 дней и 8 часов. В наши дни этот период знают как сарос или драконический период.
В распоряжении современных астрономов — новейшие технологии, благодаря которым ученые знают, что помимо Млечного Пути — галактики, в которой находится Земля, — существует множество других, похожих на нашу.
— После того как астрономы перешли с фотографических средств регистрации изображений на электронно-оптические приборы, чувствительность инструментов выросла в сотни раз, — рассказывает научный руководитель Института астрономии Борис Шустов. — Это позволило скромными по размерам инструментами увеличить объем изучаемого пространства.
Доказали существование черных дыр
Одно из последних достижений — открытие в 2016 году гравитационных волн.
— Это научное явление предсказывал еще Альберт Эйнштейн, однако только с появлением современных установок их удалось подтвердить, — поясняет Шустов. — Но впервые ученые зарегистрировали рябь в ткани пространства-времени.
Ткань пространства-времени — сложная для понимания концепция. Согласно теории относительности Эйнштейна, пространство — не плоская, абсолютная сущность, а соткана со временем в единую ткань. Ткань эта, непрерывная и гладкая, изгибается в присутствии материи и энергии. Все, что существует в пространстве-времени, двигается вдоль путей, определяемых ее кривизной.
— Так вот, — поясняет эксперт. — Рябь в ткани пространства-времени искажает их вокруг себя. Это открытие впервые позволило доказать существование так называемых систем черных дыр.
Что такое черная дыра? После истощения запасов ядерного топлива термоядерные реакции прекращаются, и звезда сжимается под собственным весом. Если Солнце сжать до радиуса в 5 километров, то ничто (даже свет) не покинут ее, настолько сильной будет ее гравитация (притяжение). Так и появилось понятие — черная дыра, ведь ничто не может ее покинуть.
Что изучает
Астрономия изучает космические объекты. Но это понятие включает космические тела, космические системы, процессы и явления. Обо всем по порядку.
Космические тела делятся на категории. Возьмем планетные тела, например, метеороид, промежуточное по размеру между космической пылью и астероидом. После вхождения в атмосферу Земли астероид превращается в светящийся метеор. К планетным телам относят и планетоиды (подобные планете), и планеты, планетезимали и протозвезды (планетезимали — небесные тела вокруг протозвезд, то есть звезд, находящихся в конечной стадии формирования). Также объектом изучения являются звездоподобные объекты, звезды и черные дыры, туманности — участки межзвездной среды, выделяющиеся своим излучением или поглощением излучения на фоне неба.
Вторая группа объектов изучения астрономами — космические системы: спутники и планетные системы, звездные системы, галактики и группы галактик, Вселенная и мини-Вселенные, которые в нее входят. А все, что улавливают телескопы, весь космос, специалисты называют Метагалактикой.
Третий раздел — это космические процессы: возникновение Вселенной, ее эволюция, зарождение в ней жизни. Изучают ученые и процессы существования космических объектов и их систем, эволюцию материи — общий термин, который определяется множеством всего содержимого пространства-времени и влияет на его свойства.
В поисках двойников
Конечна или бесконечна Вселенная — такие споры ведут несколько поколений ученых.
— Планеты вокруг других звезд открывают с нарастающей интенсивностью. На сегодняшний день их обнаружено больше пяти тысяч. Это переходит в массовую науку с такими задачами, как поиск планет, похожих на Землю. Причем не только по размеру, но и по составу атмосферы, — рассказывает Борис Шустов.
Но для подробного изучения «двойников» Земли науке потребуются еще более совершенные инструменты.
— Сейчас строится гигантский телескоп с диаметром зеркала почти 40 метров. С его помощью можно будет увидеть то, за чем сейчас мы наблюдать не в состоянии, — уверяет Шустов.
Процесс увлекательный
Изучать звездное небо, которое меняется в течение суток, интересно. В разное время можно увидеть разное расположение светил. Это происходит из-за того, что Земля за сутки вращается вокруг своей оси. Движение совершают и Луна, и другие планеты и звезды. Меняется звездное небо и в течение года.
— Зимой и летом человек увидит разные созвездия, — поясняет Шустов. — И это тоже связано с движением Солнца.
Созвездие, в котором оно находится, мы наблюдать не можем, так как оно восходит вместе с ним и движется по небу днем, когда звезд не видно. Солнце своими лучами «гасит» звезды не только того созвездия, где оно находится, но и все другие.
Борис Шустов дает совет: почаще смотрите в звездное небо. В разгадке его тайн — будущее человечества.
ИМЕНА
Человеком, который изменил астрономию, стал польский астроном и математик Николай Коперник. До него считалось, что в центре Вселенной находится неподвижная планета Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, звезды и другие планеты. Эта точка зрения осталась в истории как геоцентрическая система мира. Коперник предложил гелиоцентрическую систему. В ней в центре находится Солнце, вокруг которого крутится Земля.
Идеи Коперника усовершенствовал итальянский астроном и философ Галилео Галилей (на картине). В 1609 году он собственноручно сконструировал на основе зрительной (подзорной) трубы первый телескоп и направил его в небо.
Галилей открыл горы на Луне, Млечный Путь распался на отдельные звезды, но особенно поразили современников обнаруженные Галилеем четыре спутника Юпитера.
СПРАВКА
Созвездие — участок неба, включающий в себя звезды и другие постоянно находящиеся в нем астрономические объекты, в пределах строго определенных границ. Пожалуй, самым известным созвездием является Большая Медведица. А знаете ли вы, что с течением времени созвездие меняется? Дело в том, что звезды ковша, как и все остальные звезды, движутся в пространстве. Из семи звезд ковша Большой Медведицы пять сходны по физическим свойствам и летят в пространстве практически в одну сторону и почти с одной скоростью. Две же крайние звезды стремительно летят в противоположном направлении от остальных звезд ковша.
КСТАТИ
Астрономия связана c многими другими науками, например с географией, физикой, геофизикой, химией, биологией и даже с филологией.
С физикой — поскольку планеты и звезды подчиняются законам физики, например закону всемирного тяготения. С математикой — чтобы рассчитать орбиту планеты, надо применять определенные формулы. С химией — так как планеты состоят из различных химических веществ.
С биологией — мы ищем различные формы жизни на других планетах и изучаем, как наши приспособятся к иным условиям.
Ну а с филологией, спросите вы, как связана? Так вот: планеты называли по именам богов древнеримской мифологии: Венера — богиня красоты, Нептун — бог моря, Марс — бог войны.
ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
У советского поэта и актера Владимира Высоцкого есть песня «В далеком созвездии Тау Кита». Поэт ошибся. Тау Кита — не созвездие, а одна из ближайших к Земле звезд в южном полушарии звездного неба. В песне Высоцкий поет, что там живут «товарищи наши по разуму». Удивительно, но спустя много лет, в 2013 году, астрономы объявили, что вокруг Тау Кита вращается планета, способная поддерживать жизнь. Это событие совпало с годом 75-летия барда.
