Дуже короткий курс астрономії
Всупереч поширеній думці, шкільне викладання астрономії був на висоті й у СРСР. Офіційно предмет стояв у програмі, але насправді астрономія викладалася далеко не у всіх школах. Часто, навіть якщо уроки проводилися, вчителі використовували їх для додаткових занять зі своїх профільних предметів (переважно фізики). І вже зовсім у поодиноких випадках викладання було досить якісним, щоби встигнути сформувати у школярів адекватну картину світу. З іншого боку, астрофізика одна із найбільш бурхливо розвиваються протягом останніх десятиліть, тобто. знання з астрофізики, які дорослі отримали у школі 30-40 років тому, суттєво застаріли. Додамо, що наразі астрономії у школах майже зовсім немає. У результаті в масі своєї люди мають досить невиразне уявлення про те, як влаштований світ у масштабі, більшому, ніж орбіти планет Сонячної системи.
У такій ситуації, як на мене, було б розумно зробити «Дуже короткий курс астрономії». Тобто виділити ключові факти, що формують засади сучасної астрономічної картини світу. Зрозуміло, різні фахівці можуть вибрати набори основних понять і явищ, що злегка розрізняються. Але це й добре, якщо існуватиме кілька хороших версій. Важливо, щоб все можна було б викласти за одну лекцію або помістити в одну статтю. А далі ті, кому цікаво, зможуть розширити та поглибити пізнання.
Я поставив перед собою завдання зробити набір найважливіших понять та фактів з астрофізики, який вмістився б на одну стандартну сторінку А4 (приблизно 3000 знаків із пробілами). При цьому,Вочевидь, передбачається, що знає, що Земля крутиться навколо Сонця, розуміє, чому відбуваються затемнення і зміна пір року. Тобто зовсім «дитячі» факти до списку не входять.
Практика показала, що все, що потрапило до списку, можна викласти приблизно за годинну лекцію (або за пару уроків у школі з урахуванням відповідей на запитання). Безумовно, за годину-півтори не можна сформувати стійку картину устрою світу. Однак перший крок треба зробити, і тут має допомогти такий «етюд великими мазками», в якому схоплено всі основні моменти, що розкривають базові властивості будови Всесвіту.
Усі зображення отримані космічним телескопом «Хаббл» та взяті з сайтів http://heritage.stsci.edu та http://hubble.nasa.gov
1.Сонце - рядова зірка (одна з приблизно 200-400 мільярдів) на околиці нашої Галактики - системи із зірок та їх залишків, міжзоряного газу, пилу та темної речовини. Відстань між зірками в Галактиці зазвичай становить кілька світлових років.
2.Сонячна система простягається за орбіту Плутона і закінчується там, де гравітаційний вплив Сонця порівнюється із впливом близьких зірок.
3.Зірки продовжують утворюватися в наші дні з міжзоряного газу та пилу. Протягом свого життя і після закінчення зірки скидають частину своєї речовини, збагаченого синтезованими елементами, в міжзоряний простір. Так, у наші дні змінюється хімічний склад всесвіту.
4.Сонце еволюціонує. Його вік менше ніж 5 мільярдів років. Приблизно через 5 мільярдів років закінчиться водень у його ядрі. Сонце перетвориться на червоного гіганта, а потім - набілий карлик. Масивні зірки наприкінці життя вибухають, залишаючи нейтронну зірку чи чорну дірку.
5.Наша Галактика - одна з багатьох подібних систем. У видимій частині всесвіту близько 100 мільярдів великих галактик. Вони оточені невеликими супутниками. Розмір галактики близько 100 000 світлових років. До найближчої великої галактики близько 2.5 мільйонів світлових років.
6.Планети існують як навколо Сонця, а й навколо інших зірок, їх називають екзопланети. Планетні системи не схожі одна на одну. Зараз ми знаємо понад 1000 екзопланет. Очевидно, багато зірок має планети, але лише мала частина може бути придатна життя.
7.Світ, як ми його знаємо, має кінцевий вік - трохи менше 14 мільярдів років. Спочатку матерія була у дуже щільному та гарячому стані. Частинок звичайної речовини (протони, нейтрони, електрони) не існувало. Всесвіт розширюється, еволюціонує. У ході розширення із щільного гарячого стану всесвіт остигав і ставав менш щільним, з'явилися звичайні частинки. Потім з'явилися зірки, галактики.
8.Через кінцівку швидкості світла і кінцевого віку спостережуваного всесвіту нам доступна для спостережень лише кінцева область простору, але на цьому кордоні фізичний світ не закінчується. На великих відстанях через кінцівку швидкості світла ми бачимо об'єкти такими, якими вони були у минулому.
9.Більшість хімічних елементів, з якими ми стикаємося в житті (і з яких складаємося), виникли в зірках протягом їхнього життя в результаті термоядерних реакцій, або на останніх стадіях життя масивних зірок - у вибухах наднових. До утворення зірок звичайна речовина в основному існувала у вигляді водню (найпоширеніший елемент) тагелію.
10.Звичайна речовина робить внесок у повну щільність всесвіту лише близько кількох відсотків. Близько чверті густини всесвіту пов'язане з темною речовиною. Воно складається з частинок, що слабо взаємодіють один з одним і зі звичайною речовиною. Ми поки що спостерігаємо лише гравітаційну дію темної речовини. Близько 70 відсотків густини всесвіту пов'язане з темною енергією. Через неї розширення всесвіту йде дедалі швидше. Природа темної енергії незрозуміла.