birmaga.ru
добавить свой файл

1
Елькин В.И.


Поваров А.А.
Тестовая занимательная задача по астрономии
Правда ли, что...?

Астрономия – одна из немногих наук, где изучаются объекты и явления, на которых человек никогда не бывал и вряд ли побывает. Поэтому часть знаний воспринимает на веру, на основе косвенных и вторичных признаков и следствий. По этой причине в астрономии велика роль гипотезы, научного предположения, интуиции. Не все утверждения являются окончательно сформированными, со временем они могут изменяться. При этом правильное объяснение того или иного факта зависит от того, какие фундаментальные закономерности положены в его основу. Кроме того, следует иметь в виду, что видимое и действительное в астрономии – не одно и то же.

1. Братья Луны

Пересвет. Правда ли, что у Земли, кроме Луны, есть еще один спутник?

Елисей. Ну, ты даешь! Всем давно известно, что у Земли единственный спутник – Луна. В наших многочисленных наблюдениях мы с вами что-то не видели никакого другого спутника.

Ярослав. И не увидим. Все дело в том, что эти спутники, и не один, как говорит Пересвет, а даже два, состоят из пыли. Находятся они в точках либрации (равновесия) системы Земля – Луна. Их размеры сравнимы с Землей, а масса порядка 10 000 тонн.

Елисей. В таком случае эти спутники и спутниками назвать нельзя, так как они имеют ничтожную плотность: одна пылинка массой 20 миллиграммов на один кубический километр, так показывает мой микрокалькулятор.

Ярослав. Так оно и есть. Остается добавить, что открыты эти спутники были в 1961 году польским ученым К.Кордылевским.
2. Неизбежность расставания

Елисей. Правда ли, что Луна постепенно удаляется от Земли?

Ярослав. Это действительно так. Под действием лунных приливов Земли постепенно тормозит свое вращение. По законам небесной механики, в частности закону сохранения импульса, замедление вращения Земли вызывает удаление Луны от Земли.


Пересвет. Ты забыл сказать, что Земля и Луна представляют собой равновесную саморегулирующуюся систему. По этой причине, спустя некоторое время, удаление сменится приближением. Такие периодические колебания расстояния известны были даже древним астрономам.

Ярослав. Здесь речь идет об очень больших промежутках времени. Через много миллионов лет Земля, как и Луна, будет обращена к Луне тоже одной стороной. Земные сутки будут равны месяцу, который будет значительно длиннее, чем современная продолжительность оборота Луны вокруг Земли. Надо только «немного» подождать.
3. Сверхплотность

Ярослав. Правда ли, что во Вселенной обнаружено вещество колоссальной плотности?

Елисей. Мы давно говорим о единстве земной и вселенской материи. Все небесные тела, в том числе и наша Земля, состоят из одних и тех же химических элементов. Существование этих тел описывается одними и теми же физическими законами. Поэтому говорить о том, что где-то есть вещество с плотностью, больше чем встречающееся на земле, по-моему, бессмысленно.

Пересвет. Насчет единства ты прав. Но надо помнить и об условиях, в которых находится это вещество. Много различных объектов находится во вселенной. Одним из таких объектов с большой плотностью является спутник Сириуса, так называемый «Сириус-В». Эта звезда состоит из вещества, в 60 000 раз более плотного, чем вода! А звезда Ван-Маанена 12-й величины состоит из вещества в 400 000 раз более плотного, чем вода!

Ярослав. Значит вполне возможно, что во Вселенной можно встретить и более сверхплотное вещество.
4. Метаморфозы Солнца

Персей. Правда ли, что Солнце скоро погаснет?

Елисей. Примерно через 5 миллиардов лет содержание водорода в ядре Солнца настолько уменьшится, что его «выгорание» начнется в слое вокруг ядра. Это приведет к раздуванию солнечной атмосферы, увеличению размеров Солнца, падению температуры на поверхности и повышение ее в ядре. Постепенно Солнце превратится из желтого карлика в красный гигант – сравнительно холодную звезду огромных размеров. То есть в буквальном смысле слова, Солнце не погаснет, оно будет на небе в виде громадного красного шара.


Ярослав. Все это так, однако, жизнь Солнца на этом не закончится. Оно начнет сжиматься и превратится в белый карлик, внутри которого уже не будет происходить никаких термоядерных реакций.

Елисей. Следовательно, Солнце, как астрономический объект, будет видно всегда, только количество солнечной энергии, приходящей на Землю, будет различным. По этой причине разным будет и количество света и тепла.
5. Маленькие зеленые человечки

Ярослав. Правда ли, что открытие пульсаров дало основание говорить астрономам о существовании внеземных цивилизаций?

Елисей. В середине 60-х годов радиоастрономы Великобритании решили провести полный радиообзор северного полушария неба на волне 75 см, для выявления мерцающих радиоисточников. И вот однажды они обнаружили быстропеременный радиоисточник, точность повторения коротких импульсов которого была просто феноменальной. Вначале астрономы действительно полагали, что обнаружили сигналы внеземных цивилизаций, поэтому несколько месяцев открытие держали в строгом секрете.

Пересвет. Это была ошибка, так как поводом для разговоров было то, что исследователи Энони Хьюиш и его аспирантка Джослин Белл для обозначения обнаруженных сигналов ввели обозначение LGM-little green men, что в переводе означает «маленькие зеленые человечки».
6. Обида Змееносца

Елисей. Правда ли, что зодиакальных созвездий на самом деле 13, а не 12?

Ярослав. Зодиакальные созвездия – это те, через которые проходит Солнце в своем годичном движении. За год Солнце бывает разное время в 13 созвездиях. Например, в созвездии Змееносца Солнце проводит 20 дней с 27 ноября по 17 декабря. Поэтому с уверенностью можно сказать, что на самом деле зодиакальных созвездий не 12, а 13.

Пересвет. Во всем виноваты астрологи. В древние времена эклиптика была разделена на 12 частей, которые назывались знаками зодиака. Этим знакам позднее стали приписывать соответствующие созвездия. Так и получилось, что зодиакальных созвездий тоже стало 12, только непонятно, почему обидели Змееносец?

7. Страх и ужас

Ярослав. Правда ли, что спутники Марса были известны задолго до их официального открытия?

Елисей. Да, в книге Джонатана Свифта о приключениях Гулливера, написано: «...кроме того, они открыли две маленькие звезды или два спутника, обращающиеся около Марса. Ближайший из них удален от центра этой планеты на расстояние, равное трем ее диаметрам, второй находится от нее на расстоянии пяти таких же диаметров». Следовательно, можно с уверенностью сказать, что о существовании марсианских спутников было известно за полтораста лет до их обнаружения.

Пересвет. Этот удивительный факт, о котором ты говорил, просто редчайшее совпадение, не имеющее ничего общего с научным открытием. Если бы люди знали об этих спутниках, то наверняка открыли бы их, ведь Свифт указал даже их положение около Марса. Однако только в 1877 году во время великого противостояния Марса их смог обнаружить американский астроном Асаф Холл.
8. Парадокс Близнецов

Пересвет. Правда ли, что космонавт, вернувшийся из длительного космического путешествия, окажется значительно моложе своих сверстников?

Ярослав. Время в быстро движущейся системе отсчета замедляет свой ход по сравнению с неподвижной. Из этого следует, что космонавт, совершивший полет с околосветовой скоростью, при возвращении на землю на самом деле окажется моложе своего брата-близнеца, все время остававшегося на Земле. Факт замедления времени уже экспериментально подтвержден при исследованиях космических лучей. Помните у Высоцкого: «земля же ушла лет на 300 вперед по гнусной теории Эйнштейна».

Елисей. По теории Эйнштейна все правильно, но ты забыл, что при полетах с околосветной скоростью необходимо время для разгона и торможения. На этих участках космонавт будет двигаться с ускорением. Здесь время пойдет значительно быстрее, чем в неподвижной системе «парадокса близнецов» не существует.

9. Гравитационный резонанс


Пересвет. Правда ли, что две самые дальние планеты Солнечной системы Нептун и Плутон могут столкнуться?

Елисей. Это предположение основано на том, что до 1999 года Нептун был самой дальней планетой. Эксцентриситет (степень сжатия) орбиты Плутона настолько велик, что эта планета в указанный период находилась внутри орбиты Нептуна. Так что возможно, ты прав, могут столкнуться.

Ярослав. Я не согласен. Орбиты Нептуна и Плутона лежат в разных плоскостях, так что они не пересекаются. Если мы посмотрим на схему Солнечной системы, где все орбиты спроецированы на плоскость эклиптики, то может сложиться ложное мнение, что и не только Плутон и Нептун столкнутся, но и другие планеты. Кроме того, периоды обращения этих планет относятся как 2 : 3. Наблюдается так называемый гравитационный резонанс, при этом расстояние между ними не бывает меньше 18 астрономических единиц. Следовательно эти планеты никогда не столкнутся друг с другом.
10. На кончике пера

Ярослав. Правда ли, что Нептун был открыт, как говорят «на кончике пера», то есть теоретически?

Пересвет. Нептун был открыт, можно сказать, случайно. Все дело в том, что Уран «не подчинялся» законам движений небесной механики: то убегал вперед, то отставал в своем движении от расчетного положения. За решение этой проблемы взялись англичанин Джон Адамс и француз Урбен Леверье. Они предположили, что «виновником» странного движения Урана может быть трансурановая планета и даже вычислили ее положение на небе. Осталось только зафиксировать ее положение в телескоп, что и было сделано.

Елисей. Все планеты, в том числе и Нептун, были открыты при помощи астрономических наблюдений. В середине XIX века уже имелись достаточно мощные телескопы, чтобы разглядеть Нептун. Удача улыбнулась немецкому астроному Иоганну Галле, который 23 сентября 1846 года обнаружил восьмую планету в том месте, на которое указал Леверье. Плутон был найден американским астрономом Клайдом Томбо в 1930 г.

11. Фаэтон – сын Солнца

Пересвет. Правда ли, что на месте пояса астероидов когда-то была планета с красивым названием Фаэтон?

Елисей. Для этого утверждения есть весьма веские основания. У подавляющего большинства астероидов большие полуоси орбит лежат в пределах от 2,2 до 3,6 астрономических единиц. Все астероиды или малые планеты двигаются в прямом направлении. Их линейная скорость практически одинакова и составляет около 20 км/сек. Эксцентриситеты орбит примерно 0,4. Так что вполне возможно, что на этом месте раньше существовала планета Фаэтон. Она могла быть разрушена в результате столкновения с каким-нибудь небесным телом или действием приливных сил гиганта Юпитера.

Ярослав. То что орбиты почти всех малых планет лежат между орбитами Марса и Юпитера вовсе не означает, что на этом месте раньше существовала десятая планета. Принадлежность астероидов одному семейству определяется не только свойством орбит, а, что более важно, их вещественным составом, который существенным образом отличается. Да и законы движения астероидов противоречат их образованию из одного материнского тела.
Коды правильных ответов


№ вопроса

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Ответы

ЯЕЯ

ЯЯ

П

ЕЯЕ

ЕП

П

Е

Я

Я

ПЕ

Я