Что такое астрофизика доклад

Обновлено: 30.06.2024

Астрофизика — учение о строении небесных тел. Астрофизика является таким образом частью астрономии, занимающаяся изучением физических свойств и химического состава Солнца, планет, комет или звёзд и туманностей. Главные экспериментальные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометрия вместе с обыкновенными астрономическими наблюдениями. Спектроскопический анализ составляет область, которую правильнее было бы назвать астрохимией, химией небесных тел, так как главные указания, даваемые спектроскопом, касаются химического состава изучаемых астрономических объектов. Фотометрические и фотографические исследования выделяются иногда в особые области астрофотографии и астрофотометрии. Астрофизику не следует путать с физической астрономией, каковым именем принято обозначать теорию движения небесных тел, то есть то, что также носит название небесной механики. К Астрофизике относят также исследование строения поверхности небесных тел, Солнца и планет, насколько это возможно из телескопических наблюдений над этими телами. Само название астрофизики существует с 1865 года и предложено Цёлльнером. Астрофизические обсерватории существуют ещё только в очень немногих странах

ВВЕДЕНИЕ.
1 ОПТИЧЕСКИЕ ТЕЛЕСКОПЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.
1.1 ИСТОРИЯ ПЕРВЫХ ОПТИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ.
1.2 СХЕМА И УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ.
1.3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.
1.4 СПЕКТРАЛЬНЫЕ НАЗЕМНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2 ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ АСТРОНОМИИ.
2.1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЗУ-МАТРИЦ ЭВМ.
2.2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО ЗВЕЗД.
2.3 КОСМИЧЕСКИЕ ТЕЛЕСКОПЫ (В ОПТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ) И ОТКРЫТИЯ СДЕЛАННЫЕ С ИХ ПОМОЩЬЮ.
3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИВЕДЕННОГО МАТЕРИАЛА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.
3.1 ВКЛЮЧЕНИЕ МАТЕРИАЛА В ТЕМЫ ЗАНЯТИЙ ПО ФИЗИКЕ, ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ (РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ).
3.2 ПЛАНЫ-КОНСПЕКТЫ УРОКОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Файлы: 1 файл

645.doc

Введение.

Как известно, за свою многовековую историю астрономия претерпела несколько революций, полностью изменивших ее характер. Одним из результатов этого процесса явилось возникновение и бурное развитие астрофизики. Особенно этому способствовало применение телескопа с начала XVII века, открытие спектрального анализа и изобретение фотографии в XIX веке, возникновение фотоэлектрии, радиоастрономии и внеатмосферных методов исследования в XX веке. Все это необычно расширило возможности наблюдательной или практической астрофизики, и привело к тому, что в середине XX века астрономия стала всеволновой, т.е. получила возможность извлекать информацию из любого диапазона спектра электромагнитных излучения.

Параллельно с развитием методов практической астрофизики, благодаря прогрессу в физике и особенно созданию теории излучения и строения атома, развилась теоретическая астрофизика. Ее цель – интерпретация результатов наблюдений, постановка новых задач исследований, а также обоснование методов практической астрофизики.

Оба раздела астрофизики в свою очередь подразделяются на более частные. Разделение теоретической астрофизики, как правило, производится по объектам исследований: физика звезд, Солнца, планет, туманностей, космических лучей, космологией и т.д. Разделы практической астрофизики обычно отражают те или иные применяемые методы: астрофотометрия, астроспектрометрия, астрофотография, колориметрия и т.д.

Разделы астрофизики, основание на применение принципиально новых методов, составившие эпоху в астрономии, и, как правило, включающие соответствующие разделы теоретической астрофизики получили такие названия, как радиоастрономия, баллонная астрономия, внеатмосферная астрономия (космические исследования), рентгеновская астрономия, гамма-астрономия, нейтринная астрономия.

Совокупность всех видов излучения называется спектром электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр, исследуемый в астрофизике показан в таблице 1.

Галилео Галилей (1610 год)

Оптические телескопы и их использование.

История первых оптических наблюдений.

Трудно сказать, кто первый изобрел телескоп. Известно, что еще древние употребляли увеличительные стекла. Дошла до нас и легенда о том, что якобы Юлий Цезарь во время набега на Британию с берегов Галлии рассматривал в подзорную трубу туманную британскую землю. Роджер Бекон, один из наиболее замечательных ученных и мыслителей XIII века, он изобрел такую комбинацию линз, с помощью которой отдаленные предметы при рассматривании их кажутся близкими.

Так ли это было в действительности – неизвестно. Бесспорно, однако, что в самом начале XVII века в Голландии почти одновременно об изобретении подзорной трубы заявили три оптика – Липперсгей, Мециус и Янсен. Рассказывают, что будто бы дети одного из оптиков, играя с линзами, случайно расположили две из них так, что далекая колокольня вдруг показалась близкой. Как бы там ни было, к конце 1608 года первые подзорные трубы были изготовлены и слухи об этих новых оптических инструментах быстро распространились по Европе.

В темные прозрачные ночи в поле зрения галилеевского телескопа было видно множество звезд, недоступных невооруженным глазу. Некоторые туманные пятна на ночном небе оказались скопищами слабо светящихся звезд. Великим собранием скучено расположенных звездочек оказался и Млечный путь – беловатая, слабо светящаяся полоса, опоясывавшая все небо.

Несовершенство первого телескопа помешало Галилею рассмотреть кольца Сатурна. Вместо колец он увидел по оде стороны Сатурна два каких-то странных придатка.

Открытия Галилея положили начало телескопической астрономии. Но его телескопы (рисунок 1), утвердившие окончательно новое коперническое мировоззрение, были очень не совершенны.

Галилей изготовил трубу с увеличением в 30 раз. Эта труба имела длину 1245 мм; объективом у нее была выпуклая линза, диаметром в 53,5 мм; плосковогнутый окуляр имел диаметр в25 мм. Труба с увеличением в 30 раз была лучшей из труб Галилея; она до сих пор сохраняется в музее во Флоренции. При ее помощи Галилей сделал все свои телескопические открытия.

Галилей открыл на Луне горы и горные цепи, а также несколько темных пятен, которые назвал морем. При первом же знакомстве с поверхностью Луны Галилео бросилось в глаза сведущее обстоятельство: поверхность Луны казалась похожей на поверхность Земли – на лунной поверхности (как и на земной) оказались и большие горы, и горные цепи, и моря, и долины. Галилей первое время предполагал присутствие на Луне воды (в морях) и атмосферной оболочки.

В конце 1609 и в начале 1610 годов Галилей исследовал при помощи телескопа различные небесные объекты, в том числе млечный Путь. Аристотель считал Млечный Путь атмосферным явлением. Но в телескоп Галилей сразу увидел, что сияние Млечного Пути вызывается бесчисленно скученно расположенными звездочками. Таким образом, Млечный путь оказался скоплением звезд, т.е. явлением космическим, а вовсе не атмосферным.

Изумительное открытие сделал Галилей, наблюдая в начале января 1610 года планету Юпитер.

В октябре 1610 года Галилей сделал новое сенсационное открытие: он заметил фазы Венеры. Галилей был уверен, что Венера имеет фазы и нисколько не был удивлен, что их увидел. К концу 1610 года относится еще одно замечательное открытие: Галилей усмотрел на диске Солнца темные пятна. Эти пята приблизительно в тоже время увидели и другие: английский математик Гарриот (1560 – 1621), голландский астроном Иоганн Фабриций (1587 – 1615) и иезуит Христофор Шейнер (1575 – 1650).

Герриот увидел три черных пятна на солнечном диске 1 декабря 1610 года. Наконец, иезуит Христофор Шейнер увидел солнечные пятна в 1611 году, но не торопился с опубликованием своего неожиданного открытия.

В астрофизика отвечает за объединение подходов физики и химии для анализа и объяснения всех тел в космосе, таких как звезды, планеты, галактики и другие. Он появляется как раздел астрономии и является частью наук, связанных с изучением Вселенной.

Часть объекта исследования связана с поиском понимания происхождения жизни во Вселенной и функций или роли людей в ней. Например, попытайтесь выяснить, как в планетной системе развиваются среды с благоприятными условиями для развития жизни.

Объект исследования

Астрофизика стремится объяснить происхождение и природу астрономических тел. Некоторые из факторов, на которые он смотрит, - это плотность, температура, химический состав и светимость.

Этот раздел астрономии использует электромагнитный спектр в качестве основного источника информации для любой астрономической цели во Вселенной. Изучаются, среди прочего, планеты, звезды и галактики. В настоящее время он также фокусируется на более сложных или удаленных целях, таких как черные дыры, темная материя или темная энергия.

Большая часть современных технологий, реализованных в астрофизическом подходе, позволяет получать информацию через свет. Изучая электромагнитный спектр, эта дисциплина способна изучать и познавать как видимые, так и невидимые человеческому глазу астрономические тела.

История астрофизики

Возникновение астрофизики как отрасли астрономии происходит в девятнадцатом веке. Его история полна важных предшественников, в которых химия тесно связана с оптическими наблюдениями. Спектроскопия является наиболее важным методом исследования для развития науки и отвечает за анализ взаимодействия между светом и материей.

Спектроскопия, а также становление химии как науки, были элементами, которые заметно повлияли на развитие астрофизики. В 1802 году Уильям Хайд Волластон, химик и физик английского происхождения, обнаруживает некоторые темные следы в солнечном спектре.

Позже немецкий физик Йозеф фон Фраунгофер сам отмечает, что эти следы оптического спектра Солнца повторяются в звездах и планетах, таких как Венера. Отсюда он пришел к выводу, что это неотъемлемое свойство света. В Спектральный анализ света, подготовленный Фраунгофер, был одним из образцов, которым следовали различные астрономы.

Еще одно из самых известных имен - астроном Уильям Хаггинс. В 1864 году с помощью спектроскопа, который он установил в своей обсерватории, он смог обнаружить с помощью этого прибора, что можно определить химический состав и получить некоторые физические параметры туманностей.

Хаггинс полагался на исследования Фраунгофера, чтобы применить спектральный анализ солнечного света и использовать его таким же образом для звезд и туманностей. В дополнение к этому Хаггинс и профессор химии Королевского колледжа Лондона Уильям Миллер потратили много времени на проведение спектроскопических исследований земных элементов, чтобы иметь возможность идентифицировать их при изучении звезд.

К 20 веку качеству открытий мешали ограничения инструментов. Это мотивировало создание команд с улучшениями, которые позволили добиться наиболее значительного прогресса на сегодняшний день.

Выдающиеся теории для изучения астрофизики

Инфляционная теория Вселенной

Электромагнитная теория Максвелла

В 1865 году Джеймс Клерк Максвелл, специализирующийся на математической физике, опубликовал Динамическая теория электромагнитного поляв котором он раскрыл уравнения, с помощью которых он раскрывает совместную работу электричества и магнетизма, отношения, о которых размышляли с 18 века.

Уравнения охватывают различные законы, связанные с электричеством и магнетизмом, такие как закон Ампера, закон Фарадея или закон Лоренца.

Максвелл обнаружил взаимосвязь между силой тяжести, магнитным притяжением и светом. Раньше в рамках астрофизики оценивались только такие свойства, как гравитация или инерция. После вклада Максвелла было введено изучение электромагнитных явлений.

Методы сбора информации

Спектрометр

Физик Густав Кирхгоф и химик Роберт Бунзен, оба немецкие, были создателями первого спектрометра. В 1859 году они продемонстрировали, что каждое вещество в чистом виде способно передавать определенный спектр.

Спектрометры - это оптические инструменты, которые позволяют измерять свет в определенной части электромагнитного спектра и впоследствии идентифицировать материалы. Обычное измерение производится путем определения интенсивности света.

Первые спектрометры были простыми призмами с градациями. В настоящее время это автоматические устройства, которыми можно управлять с помощью компьютера.

Астрономическая фотометрия

В астрофизике важно применение фотометрии, поскольку большая часть информации исходит от света. Последний отвечает за измерение интенсивности света, который может исходить от астрономического объекта. Он использует фотометр в качестве инструмента или может быть интегрирован в телескоп. Фотометрия может помочь определить, например, возможную звездную величину небесного объекта.

Астрофотография

Речь идет о фотосъемке астрономических явлений и объектов, включая участки ночного неба. Одним из качеств астрофотографии является то, что она может преобразовывать удаленные элементы в изображения, такие как галактики или туманности.

Направления, реализованные в наблюдательной астрофизике

Эта дисциплина фокусируется на сборе данных посредством наблюдения за небесными объектами. Он использует астрономические инструменты и исследование электромагнитного спектра. Большая часть информации, полученной в каждой подотрасли наблюдательной астрофизики, связана с электромагнитным излучением.

Радиоастрономия

Его объект изучения - небесные объекты, способные излучать радиоволны. Он обращает внимание на астрономические явления, которые обычно невидимы или скрыты в других частях электромагнитного спектра.

Для наблюдений на этом уровне используется радиотелескоп - инструмент, предназначенный для восприятия радиоволновой активности.

Инфракрасная астрономия

Это раздел астрофизики и астрономии, в котором изучается и регистрируется инфракрасное излучение небесных объектов во Вселенной. Эта ветвь достаточно широкая, поскольку все объекты способны излучать инфракрасное излучение. Это означает, что эта дисциплина включает изучение всех существующих объектов во Вселенной.

Инфракрасная астрономия также способна обнаруживать холодные объекты, которые не могут быть обнаружены оптическими приборами, работающими в видимом свете. Звезды, облака частиц, туманности и другие космические объекты можно воспринимать.

Оптическая астрономия

Также известный как астрономия в видимом свете, это самый старый метод исследования. Наиболее широко используемые инструменты - телескоп и спектрометры. Этот тип прибора работает в диапазоне видимого света. Эта дисциплина отличается от предыдущих разделов тем, что не изучает невидимые световые объекты.

Гамма-астрономия

Это тот, кто занимается изучением тех явлений или астрономических объектов, которые способны генерировать гамма-лучи. Последние представляют собой излучение очень высокой частоты, более высокой, чем рентгеновские лучи, и имеют радиоактивный объект в качестве источника.

Гамма-лучи могут располагаться в астрофизических системах очень высоких энергий, таких как черные дыры, карликовые звезды или остатки сверхновых, среди прочего.

Соответствующие концепции

Электромагнитный спектр

Это диапазон распределения энергии, связанный с электромагнитными волнами. По отношению к конкретному объекту он определяется как электромагнитное излучение, способное испускать или поглощать любой объект или вещество как на Земле, так и в космосе. Спектр включает как свет, видимый человеческим глазом, так и невидимый.

Астрономический объект

В астрономии астрономическим или небесным объектом называется любой объект, набор или физический состав, который естественным образом встречается в наблюдаемой части Вселенной. Астрономическими объектами могут быть планеты, звезды, луны, туманности, планетные системы, галактики, астероиды и другие.

Радиация

Внегалактическая астрономия: гравитационное линзирование. Это изображение показывает несколько голубых петлеобразных объектов, которые являются многократными изображениями одной галактики, размноженными из-за эффекта гравитационной линзы от скопления жёлтых галактик возле центра фотографии. Линза создана гравитационным полем скопления, которое искривляет световые лучи, что ведёт к увеличению и искажению изображения более далёкого объекта.

Содержание

Наблюдательная астрофизика

Основная часть данных в астрофизике получается по наблюдению объектов в электромагнитных лучах. Исследуются как прямые изображения, полученные на различных длинах волн, так и электромагнитные спектры принимаемого излучения.

Ультрафиолетовая астрономия, рентгеновская астрономия и гамма-астрономия-астрофизика изучают объекты, в которых происходят процессы с образование высокоэнергетических частиц. К таким объектам относятся двойныепульсары, чёрные дыры, магнетары и многие другие объекты. Для излучения в этой части спектра земная атмосфера является непрозрачной. Поэтому существуют два метода наблюдения — наблюдения с космических телескопов (обсерватории RXTE, Chandra и CGRO) и наблюдения черенковского эффекта в земной атмосфере (H.E.S.S., телескоп MAGIC).

Другие типы излучения также могут наблюдаться с Земли. Было создано несколько обсерваторий в попытках наблюдения гравитационных волн. Созданы нейтринные обсерватории, позволившие прямыми наблюдениями доказать наличие термоядерных реакций в центре Солнца. С помощью этих детекторов также изучались удалённые объекты, такие как сверхновая SN1987a. Наблюдения высокоэнергетических частиц производится по наблюдениям их столкновений с земной атмосферой, порождающих ливни элементарных частиц.

Наблюдения также могут различаться по продолжительности. Большинство оптических наблюдений производятся с выдержками порядка минут или часов. Однако, в некоторых проектах, таких как Tortora, производится наблюдения с выдержкой менее секунды. Тогда как в других общее время экспозиции может составлять недели (например, такая выдержка использовалась при наблюдении глубоких хаббловских полей). Более того, наблюдения пульсаров могут производиться с временем экспозиции в миллисекунды, а наблюдения эволюции некоторых объектов могут занимать сотни лет, включая изучение исторических материалов.

Изучению Солнца отводится отдельное место. Из-за огромных расстояний до других звёзд, Солнце является единственной звездой, которая может быть изучена в мельчайших деталях. Изучение Солнца даёт основу для изучения других звёзд.

Теоретическая астрофизика

Теоретическая астрофизика использует как аналитические методы так и численное моделирование для изучения различных астрофизических явлений, построения их моделей и теорий. Подобные модели, построенные из анализа наблюдательных данных, могут быть проверены с помощью сравнения теоретических предсказаний и вновь полученных данных. Также наблюдения могут помочь в выборе одной из нескольких альтернативных теорий.

Черная дыра,
звездная эволюция,
нейтронная звезда,
темная материя, темная
энергия,
звездное
магнитное поле, планетарное магнитное поле ( d )

В астрофизике (The Greek астры : звезда, звезды и Physis : естествознание, физика) является филиалом междисциплинарного в астрономии , которая касается главным образом физики и изучение свойств объектов из Вселенной ( звезд , планет , галактик , межзвездной среды .. .), такие как их светимость , их плотность , их температура и их химический состав .

В XXI - го века, астрономы имеют подготовку в области астрофизики и их наблюдения обычно изучается в астрофизических условиях, поэтому меньше различия между этими двумя дисциплинами раньше.

Резюме

Дисциплины астрофизики

Астрофизика состоит из различных дисциплин:

космология ;
планетология ;
экзобиология ;
приборостроение ;
звездная физика ;
гелиосейсмология и астросейсмология ;
физика межзвездной среды ;
астрофизическая плазма ;
галактическая физика .

Исторический

Что касается исторических данных, есть свидетельства существования астрономии . Долгое время астрономия была отдельной дисциплиной от физики . В аристотелевской мысли , небесный мир тяготеет к совершенству, с небесными телами появляется , чтобы быть совершенными сферами , циркулирующие в совершенно круговых орбитах, в то время как земной мир , казался , обречен на несовершенство. Следовательно, эти два мира не могут быть связаны.

Аристарх Самосский (310 г. до н.э. - 230 г. до н.э.) был первым, кто выдвинул идею, что движение небесных тел можно объяснить вращением планет в системе Солнца (включая Землю) вокруг Солнца. В то время преобладал геоцентрический взгляд на Вселенную, и гелиоцентрическая теория Аристарха была объявлена эксцентричной и еретической . Это видение остается на месте до тех пор , астроном по имени Николай Коперник возродил гелиоцентрическую модель в XVI - м веке . В 1609 году , благодаря адаптированному им астрономическому телескопу , Галилей открыл четыре самых ярких луны Юпитера и продемонстрировал, что все они вращаются вокруг этой планеты. Это открытие полностью противоречило догматам католической церкви того времени. Он только избежал сурового наказания, заявив, что его работа была чистой математической работой и, следовательно, чисто абстрактной, в отличие от натурфилософии (физики).

На основе точных данных наблюдений (в основном из обсерватории Тихо Браге ) было проведено исследование, чтобы найти теоретическое объяснение наблюдаемого поведения. Во - первых, только эмпирические законы были сформулированы, например, законы Кеплера планетарного движения в начале XVII - го века . Несколько лет спустя Исааку Ньютону удалось установить связь между законами Кеплера и динамикой Галилея. Он обнаружил, что одни и те же законы управляют динамикой объектов на Земле и движением звезд в Солнечной системе. Небесная механика, применение ньютоновской гравитации и законов Ньютона для объяснения законов движения планет Кеплера, была первым объединением астрономии и физики.

После того, как Исаак Ньютон опубликовал свою книгу Philosophiae Naturalis Principia Mathematica , морское судоходство резко изменилось. С 1670 года весь мир измерялся с помощью современных инструментов и часов. Потребности военно-морского флота подталкивали к постепенному совершенствованию инструментов и астрономических наблюдений, таким образом предоставляя ученым больше данных.

В 1814 году Йозеф фон Фраунгофер обнаружил, что солнечный свет может быть разбит на спектр цветных линий, так называемых линиями фраунгофера . Впоследствии эксперименты с нагретыми газами показали, что в их спектре присутствуют те же линии. Эти специфические линии соответствовали одному химическому элементу. Это было доказательством того, что химические элементы, присутствующие на Солнце, могут быть найдены на Земле. Действительно, гелий был впервые обнаружен в спектре Солнца, отсюда и его название, и только затем на Земле. В XX - го века, спектроскопия (изучение этих спектральных линий) выросла, благодаря достижениям в области квантовой физики , которые могли бы объяснить экспериментальные и астрономические наблюдения.

Наблюдательная астрономия

в РАН , изучающий космическое излучение , которые имеют длину волны больше , чем на несколько миллиметров. Радиоволны обычно излучаются холодными объектами, такими как межзвездные газовые или пылевые облака. Микроволновое излучение космического диффузного фона исходит от света Большого взрыва, который претерпевает красное смещение . В пульсары были обнаружены первой частоты СВЧ . Изучение этих частот требует очень больших радиотелескопов ;
инфракрасной астрономии исследования излучение, длина волны которого слишком велико , чтобы быть видимым и меньше , чем радиоволны. Инфракрасные наблюдения обычно производятся с помощью телескопов, аналогичных оптическим телескопам. Астрофизические объекты, которые излучают в основном в инфракрасном диапазоне, по существу холоднее звезд, таких как, например, планеты или инфракрасные галактики ;
оптическая астрономия является самой старой формой астрономии. Наиболее распространенными инструментами являются телескопы, связанные с датчиком заряда или спектроскопы . Поскольку атмосфера Земли в некоторой степени мешает проводимым наблюдениям, появились адаптивная оптика и космические телескопы для получения изображений наилучшего возможного качества. В этом масштабе звезды очень хорошо видны, и многие химические спектры можно наблюдать в химическом составе звезд, галактик или туманностей ;
ультрафиолетовая астрономия , что рентгеновские лучи или гамма - лучи изучены очень энергичные такие явления, как двойные пульсары , в черных дырах или магнитары . Эти излучения практически не проникают в атмосферу Земли, поэтому есть только две возможности их использовать: космические телескопы и атмосферные черенковские телескопы. RXTE , то Чандра рентгеновского телескоп и комптоновские гамма-обсерватории являются обсерваториями первого типа. Ко второй категории относятся стереоскопическая система высоких энергий (HESS) и телескоп MAGIC.

Помимо электромагнитного излучения, с Земли можно наблюдать очень мало на большом расстоянии. Было построено несколько обсерваторий гравитационных волн , но эти волны очень трудно обнаружить. Есть также несколько нейтринных обсерваторий для изучения Солнца ( нейтринная астрономия ), в основном. Эти космические лучи представляют собой частицы высокой энергии, которые наблюдаются , когда они сталкиваются с атмосферой Земли.

Наблюдения также различаются по времени, которое они рассматривают. Большинство оптических наблюдений длится несколько минут или даже несколько часов, поэтому явления, которые развиваются быстрее этого временного интервала, не видны. Однако исторические данные по некоторым объектам охватывают столетия или тысячелетия. С другой стороны, радионаблюдения фокусируются на событиях миллисекундного масштаба ( миллисекундный пульсар ) или объединяют данные за несколько лет (исследования замедления пульсаров). Информация, полученная в этих разных масштабах, обеспечивает доступ к разным результатам.

Изучение нашего собственного Солнца занимает особое место в наблюдательной астрофизике. Из-за огромного расстояния, на котором расположены другие звезды, детали, которые можно получить на Солнце, непропорциональны тому, что можно наблюдать на других звездах. Таким образом, понимание Солнца помогает нам узнать о других звездах.

Звездной эволюции , субъект , который изучает изменения способа звезды, часто моделируется путем размещения различных типов звезд в их положение на диаграмме Герцшпрунга-Рассела . Эта диаграмма представляет состояние звездного объекта от его рождения до исчезновения. Материальный состав астрономических объектов часто можно изучить с помощью:

Теоретическая астрофизика

Астрофизики используют множество инструментов, таких как аналитические модели (например, политропы для приблизительного поведения звезды ) или численное моделирование на компьютере . У каждого средства есть свои преимущества. Аналитические модели процесса обычно лучше понимают внутреннюю работу. С другой стороны, численные модели могут выявить существование явлений и эффектов, которые нельзя было бы увидеть иначе.

Теоретики астрофизики пытаются создать теоретические модели и понять наблюдаемые последствия этих моделей. Это помогает наблюдателям искать данные, которые могут опровергнуть модель или помочь в выборе между несколькими альтернативами или конфликтующими моделями.

Теоретики также пытаются создавать или модифицировать модели для учета новых данных. Если есть противоречие, общая тенденция состоит в том, чтобы попытаться внести минимальные изменения в модель, чтобы она соответствовала данным. В некоторых случаях большой объем постоянно противоречивых данных может привести к отказу от модели вообще.

Темы, изучаемые теоретиками астрофизики, включают эволюцию и динамику звезд, образование галактик, крупномасштабные материальные структуры Вселенной, происхождение космических лучей , общую теорию относительности и физическую космологию , с использованием теории струн и физики элементарных частиц . Релятивистская астрофизика служит инструментом для оценки свойств крупномасштабных структур. Для этих структур гравитация играет важную роль в изучаемых физических явлениях и служит основой для физики черных дыр и изучения гравитационных волн.

Среди изученных теорий и признанных моделей в астрофизике мы можем найти модель лямбда-CDM, которая включает Большой взрыв , космическую инфляцию, темную материю и фундаментальные теории физики.

Некоторые примеры процессов:

Физический процесс	Экспериментальный инструмент	Теоретическая модель	Объяснить / предсказать
Гравитация	Радиотелескопы	Эффект Нордтведта	Возникновение планетной системы
Термоядерная реакция	Спектроскопия	Звездная эволюция	Как сияют звезды и как формируются элементы
большой взрыв	Космический телескоп Хаббла , COBE	Расширение Вселенной	Возраст Вселенной
Квантовые флуктуации	Космическая инфляция	Проблема плоскостности
Гравитационный коллапс	Рентгеновская астрономия	Общая теория относительности	Черные дыры в центре галактики Андромеды
Углеродно-азотно-кислородный цикл звезд

Энергия темная и темная материя в настоящее время основных астрофизические исследований испытуемые, учитывая , что их открытие и споры по поводу их существования происходят от изучения галактик.

Читайте также:

Что такое астрофизика доклад

Оглавление

Файлы: 1 файл

645.doc

Введение.

Оптические телескопы и их использование.

История первых оптических наблюдений.

Объект исследования

История астрофизики

Выдающиеся теории для изучения астрофизики

Инфляционная теория Вселенной

Электромагнитная теория Максвелла

Методы сбора информации

Спектрометр

Астрономическая фотометрия

Астрофотография

Направления, реализованные в наблюдательной астрофизике

Радиоастрономия

Инфракрасная астрономия

Оптическая астрономия

Гамма-астрономия

Соответствующие концепции

Электромагнитный спектр

Астрономический объект

Радиация

Содержание

Наблюдательная астрофизика

Теоретическая астрофизика

Резюме

Дисциплины астрофизики

Исторический

Наблюдательная астрономия

Теоретическая астрофизика