Астрофизика институты

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
ҚАТТЫ ДЕНЕ ФИЗИКАСЫ ЖӘНЕ БЕЙСЫЗЫҚ ФИЗИКА КАФЕДРАДЫ

Оқу тәжiрибесi

Астрофизика тақырыбы бойынша
ЕСЕПТІК БАЯНДАМА

5В061100 - Физика және Астрономия мамандығы

Орындаған: Избасарқызы Айда 1 курс 127 топ қазақ бөлімі
Тәжiрибе жетекшісі: Демесинова А. М.

Алматы, 2019 ж
Мазмұны

Кіріспе
1 Астрофизика
1.1 Астрофизика туралы жалпы мәлімет
1.2 Астрофизика институты
2 Астрофизикадағы жетістіктер
2.1 Коперник жүргізген зерттеулер
2.2 Галилео Галилей ашқан жаңалығы
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе
Астрономия (көне грекше: ἄστρον жұлдыз + νόμος (номос), заң ) -- ғарыштық денелердің құрылысы, дамуы, олар құрайтын ғарыштық жүйелер және тұтас Ғалам туралы ғылым. Астрономия ғарыш кеңістігіндегі жекелеген денелерді немесе денелер жүйелерін, олардың құрылысын, пайда болуын және динамикасын, сондай-ақ, оларда болып жатқан құбылыстарды зерттейді. Аспан денелеріне жұлдыздар (соның бірі - Күн), планеталар (соның бірі - Жер), планеталардың серіктері; мысалы, Жер серігі - Ай, сондай-ақ кометалар, метеориттер жатады. Сондай-ақ, ғаламшараралық , жұлдызаралық ортаны, пульсарларды, қара құрдымдарды, тұмандықтарды, галактикаларды, квазарлард және т.б. зерттейді.
1.1 Астрофизика туралы жалпы мәлімет

Астрофизика (грек. аstron - жұлдыз және физика) - аспан денелерінің физика күйі мен химия құрамын және олардың жүйелерін, жұлдызаралық орта мен галактикааралық орталарды, сондай-ақ оларда өтетін химия процестерді зерттейтін астрономияның бөлімі. Астрофизика жеке ғылым пән ретінде телескоптың жасалуынан (17 ғасыр) кейін дами бастады. 19 ғасырдың ортасында ашылған спектрлік анализ бен фотография тәсілдерді қолдануға байланысты астрофизиканың жаңа саласы - практикалық астрофизика дүниеге келді.

Зерттеу әдістеріне қарай астрофизика астрофотография, астрофотометрия, астроспектроскопия, радиоастрономия, рентгендік астрономия, тағы басқа салаларға бөлінеді. Атомдық физиканың 20 ғасырдың бас кезіндегі табыстары мен жаңа әрі жетілдірілген физика тәсілдер теориялық астрофизиканың қалыптасып, дамуына қолайлы жағдай туғызды. Теория астрофизикада аспан денелері құрылысының теориясы (жұлдыз атмосферасының құрылысы, жұлдыздардың ішкі құрылысы, тағы басқа) және оларда өтетін процестер қарастырылады. Негізінен ол жұлдыздар атмосферасының физикасы, жұлдыздардың ішкі құрылысының теориясы, газ, тозаң және тұмандықтар физикасы, ал зерттейтін объектілерінің ерекшеліктеріне қарай Күн физикасы, құйрықты жұлдыздар мен метеорлар физикасы, планеталар физикасы, тағы басқа болып бөлінеді. Құйрықты жұлдыздар мен метеорларды зерттеу - астрофизиканың басты мәселелерінің бірі. Астрофизикалық зерттеулер заттың физика және техникалық тәжірибелер арқылы анықталатын қасиеттерін одан әрі толықтыра түседі. Күндегі процестердің Жер бетіндегі құбылыстарға тигізетін әсерін және оның заңдылықтарын зерттейді. Астрофизиканың үлкен саласы - радиоастрономия. Оптикалық және радиастрономиялық тәсілдерді біріктіре пайдалану асқын алып жұлдыздар мен квазарларды ашуға, шаян тәрізді тұмандық жарқылының табиғатын және біздің Галактикадағы (Жұлдызаралдағы) сутегі элементінің орналасуы мен қозғалуы ерекшеліктерін анықтауға, сондай-ақ планеталар атмосфераларының құрамдарын анықтауға мүмкіндік берді. Қазақстанда астрофизика ғылымының дамуына Астрофизика институты ғалымдары елеулі үлес қосты. Мұнда негізгі зерттеулер бақылау арқылы немесе практикалық астрофизика саласында жүргізіледі, сондай-ақ теория астрофизиканың кейбір салалары қамтылған. Зерттеу объектілері: галактик. тұмандықтар, жұлдыздар, Күн, Галактика, квазарлар, планеталар, құйрықты жұлдыздар, жұлдыздық және планетааралық тозаңдықтар физикасы және космология. Институттағы алғашқы астрофизикалық ғылым-зерттеу жұмысы зодиактік жарықты зерттеуге арналды. Астероидтар белдеуінде астероидтар мен метеороидтардың ұсақталу себебінен зодиактік жарық құбылысының пайда болу теориясы жасалды.

1953 жылы басылып шыққан Газ-тозаң тұмандықтарының атласы осы бағыттағы зерттеулердің алғашқы нәтижесі болды. Одан кейінгі жұмыстар поляриметриялық және спектро-фотометриялық тәсілдермен әр түрлі тұмандықтар кешенін зерттеуге арналды. 1968 жылы осындай зерттеулерді жинақтай келе Галактикадағы 120 объектінің жарқырауы, морфологиясы және олардың ғарышта тарала орналасуы жөніндегі деректер қамтылған каталог жарияланды. 1981 жылдан айнасының диам. 1 м-лік телескоп-рефлектор арқылы Маркарян галактикасындағы ультракүлгін сәулесі мол 500-ге жуық актив галактиканың спектрлері зерттелді. Алғаш рет жүздеген объектілердің сәулелік жылдамдықтары анықталып, 50-ге жуық жаңа Сейферт галактикалары мен бірқатар квазарлар ашылды. 409 объектінің дерегі бар каталог жарияланды. Алып планеталар атмосферасының физикасы жөнінде маңызды жұмыстар орындалды. Күн жүйесі денелерінің (құйрықты жұлдыздардың) құрылымы мен химия құрамдарын зерттеу фотоэлектрлік, фотографиялық, фотометрия, поляриметрия және спектрофотометрия, тағы басқа тәсілдермен жүргізіледі. Институтта бақылаудың автоматтандырылған жүйелері қолданылады
1.2 Астрофизика институты

В.Г. Фесенков атындағы астрофизика институты (АФИ) астрономия және астрофизика саласындағы іргелі зерттеулер жүргізетін Қазақстандағы негізгі ғылыми мекеме. Институт негізін 1941 жылы Василий Григорьевич Фесенков қалады және 1989 жылдан бері оның есімімен аталады. Қазіргі таңда институт Қазақстан Республикасы Ұлттық ғарыш агенттігіне қарайтын Ұлттық ғарыштық зерттеулер мен технологиялар орталығының еншілес мекемесі болып табылады.

АФИ ғылыми қызметі астрономиялық бақылаулар, теориялық зерттеулер және компьютерлік үлгілеулерді қамтиды. Астрономиялық бақылаулар Алматы қаласы маңында орналасқан үш бақылау станцияларында жүргізіледі және Күн және алып-планеталар атмосфералары процесстері зерттеулерінде, Жердің жасанды серіктері мониторингінде, кометалар физикасында, жұлдызаралық орта мен тұмандықта, белсенді ғаламдар спектрометриясында жинақталған. Теориялық зерттеулердің негізгі салалары жұлдыздар динамикасын және есептік астрофизиканы, аспан механикасын, сандық үлгілеу негізінде ғаламның белсенді ядролары зерттеуін, ерте Әлемнің ғарышнамалық үлгілерінің дамуын, Әлем құрылымдарының пайда болуы мен дамуын, сонымен қатар қараңғы материя мен қараңғы энергия табиғаты зерттеулерін қамтиды.

АФИ Қазақстаннан тыс, басқа ғылыми мекелелермен Ресей, Германия, Кытай және басқа елдердің институттарымен тығыз байланыста. 2012 жылдан бері АФИ Халықаралық Астрономиялық Одақтың мүшесі болып табылады.
Хаббл ғарыштық телескопы (ағылш. Hubble Space Telescope, HST, КТХ, обсерватория коды 250) -- Жерді айналып орбитамен ұшатын автоматты обсерваториясы, Эдвин Хаббл құрметіне аталған. Хаббл телескопы -- НАСА мен Еуропа ғарыш агенттігі бірлескен жобасы[8]; НАСА үлкен обсерваториялары тізіміне кіреді
Орбиталды телескоп ұғымы алғашқы рет 1923-жылы шыққан Герман Оберттың Ғаламшараралық кеңістіктегі зымыран (нем. Die Rakete zu den Planetenraumen) атты кітабында айтылады.

1946 жылы америкалық астрофизик Лайман Спитцер Жерден тыс орналасқан обсерватория ерекшеліктері атты мақала жариялайды (ағылш. Astronomical advantages of an extra-terrestrial observatory). Мақалада осындай телескоптың екі негізгі ерекшелігі көрсетіледі. Біріншіден, оның бұрыштық ажыратуы, атмосферадағы турбуленттік ағынмен емес, тек қана дифракциямен шектеледі; сол кезде жердегі телескоптардың ажыратулары 0,5 тен 1,0 бұрыштық секундты құрайтын, ал ажыратудың теоретикалық шегі дифракция бойынша айнасы 2,5 метр болатын телескоп үшін шамамен 0,1 секунд болды. Екіншіден, ғарыштық телескоп бақылауды инфрақызыл және ультракүлгін диапазондарда жүргізе алатын еді, ол жағдайда жер атмосферасының сәулелерді жұтуы әжептәуір [10][11].

Спитцер өзінің ғылыми мансабының басым бөлігінде осы жобаны іске асыруға тырысып бақты. 1962 жылы АҚШ ұлттық ғылым академиясы жариялаған докладта (баяндамада) орбиталды телескопты жасауды ғарыштық бағдарламаға қосуға кеңес береді, осылайша 1965 жылы Спитцер ірі ғарыштық телескоптың ғылыми тапсырмалары мен орнын анықтайтын комитет басшысы болып тағайындалады.[12]

Ғарыштық астрономия екінші дүниежүзілік соғыстан кейін қарқынды дами түсті. 1946-жылы күннің ультракүлгін спектрі алғашқы рет алынды.[13] Орбиталды телескопты Ариэль бағдарламасы аясында Күнді зерттеу мақсатында Ұлыбритания 1962-жылы ұшырған, 1966-жылы НАСА алғашқы орбиталды OAO-1 обсерваториясын жіберген (ағылш. Orbiting Astronomical Observatory).[14] Бірақ бұл миссия электрлік аккумулятордың старттан кейін үш күннен соң істен шыққандықтан сәтсіздікке ұшырайды. 1968 жылы OAO-2 ұшырылды, ол 1972-жылға дейін, есептелген жарамды мерзімінен бір жыл артық қызмет істеп, жұлдыздар мен галактикалардың ультракүлгін сәулелерін бақылады.[15]

OAO миссиялары айқын түрде орбиталды телескоптор маңызын көрсетіп берді, сондықтан 1968 жылы НАСА 3 м диматерлі рефлектор-телескопының құру жоспарын мақұлдады. Жобаны шартты түрде LST (ағылш. Large Space Telescope) деп атады. Ұшыру 1972-жылы жоспарланды. Бағдарлама қымбат құрылғының ұзақ мерзім жұмыс істеуін қамтамыз ету үшін телескопқа қызмет көрсету мақсатында тұрақты түрде пилотты экспедициялар жіберіліп тұруына екпін жасады. Сонымен қатар дамытылып жатқан Спейс шаттл бағдарламасы сәйкес мүмкіндіктер қамтамасыз етуге үміт берді .
ОАО сәттілігі арқасында астрономиялық қоғамдастықта ірі орбиталды телескоп салу керек деген тұжырым қалыптасты. 1970 жылы НАСА техникалық жақтарын зерттеу мен жоспарлау және ғылыми зерттеулер бағдарламасын құрайтын екі комитет ашады. Келесі қиындық қаржыландыруға кеп тірелді, бұл кез келген жер бетіндегі телескоптан әлде қайда көбірек қаражатты қажет етедін еді. АҚШ конгрессі келтітірілген сметада ұсынылған көп бөлігіне күмән келтіріп, бастапқыда екі ауқымды зерттеу жасауға мүмкіндік беретін құрылғылары мен обсеватория ішкі құрылысына кететін әжептәуір қаржысын кесіп тастайды. 1974 жылы, Форд бастаған, бюджет шығындарын қысқарту бағдарламасы аясында Конгресс жобаны қаржыландырудан толықтай бас тартады [17].

Бұған жауап ретінде астрономдар кең ауқымды лоббилық компания ұйымдастырды. Көптеген ғалымдар тікелей сенаторлары мен конгрессмендерімен кездескен, сонымен қатар ірі хаттар да жіберілді. Ұлттық Ғылым Академиясы орбиталды телескоп маңызы көрсететін баяндама жасайды, нәтижесінде сенат Конгресс бастапқыда жоспарлаған қаражаттың жартысын беруге келіседі[17].

Қаржылық таршылығынан шығынды азайтып, кішіректеу құрылғы жасақтау үшін жобаны да қысқартуға тура келеді, соның ішінде айна диаметрін 3-тен 2,4 метрге дейін қысқарту болды. Сонымен бірге, тест жасау мен жүйені жетілдіру мақсатындағы біржарым метрлік телескоп жобасынан да бас тартылды, әрі Еуропалық ғарыш агенттігімен әріптестік құру шешілді. ЕҒА қаржыландыруға қатысуға келісті, әрі обсерваторияға керек бірнеше өз құрылғылары мен күн батареясын да беретін болды, ал НАСА осы үшін еуропалық астрономдарға кемінде 15 % обсерватория бақылау уақытын беретін болды [18]. 1978 жылы Конгресс 36 млн доллар көлеміндегі қаржыландыруды мақұлдады, осыдан кейін бірден толыққанды ауқымды жобалау жұмыстары басталып кетті. Ұшыру уақыты 1983 жылға жоспарланған. 1980-жылдар басында телескопқа Эдвина Хаббл есімі берілді.
Ғарыштық телекопты жасау жұмысы көп компаниялар мен мекемелерге бөлініп берілді. Маршалл ғарыш орталығы жобалау, құрастыруға жауап берсе, Гаддард ғарыштық ұшу орталығы ғылыми құрылғыларды жасауды жалпы басқаруды қолға алды, әрі жердегі басқару орталығы ретінде таңдалды. Маршалл орталығы телескоптың оптикалық жүйесін жобалау мен жасау (ағылш. Optical Telescope Assembly, OTA) және дәл бағдарлау датчиктерін жасауға Перкин-Элмер компаниясымен контракт жасады. Локхид корпорациясы телескоп үшін ғарыштық аппарат жасауға контракт алды
Зерттеу әдістеріне қарай астрофизика астрофотография, астрофотометрия, астроспектроскопия, радиоастрономия, рентгендік астрономия, тағы басқа салаларға бөлінеді. Атомдық физиканың 20 ғасырдың бас кезіндегі табыстары мен жаңа әрі жетілдірілген физика тәсілдер теориялық астрофизиканың қалыптасып, дамуына қолайлы жағдай туғызды. Теория астрофизикада аспан денелері құрылысының теориясы (жұлдыз атмосферасының құрылысы, жұлдыздардың ішкі құрылысы, тағы басқа) және оларда өтетін процестер қарастырылады. Негізінен ол жұлдыздар атмосферасының физикасы, жұлдыздардың ішкі құрылысының теориясы, газ, тозаң және тұмандықтар физикасы, ал зерттейтін объектілерінің ерекшеліктеріне қарай Күн физикасы, құйрықты жұлдыздар мен метеорлар физикасы, планеталар физикасы, тағы басқа болып бөлінеді. Құйрықты жұлдыздар мен метеорларды зерттеу - астрофизиканың басты мәселелерінің бірі. Астрофизикалық зерттеулер заттың физика және техникалық тәжірибелер арқылы анықталатын қасиеттерін одан әрі толықтыра түседі. Күндегі процестердің Жер бетіндегі құбылыстарға тигізетін әсерін және оның заңдылықтарын зерттейді. Астрофизиканың үлкен саласы - радиоастрономия. Оптикалық және радиастрономиялық тәсілдерді біріктіре пайдалану асқын алып жұлдыздар мен квазарларды ашуға, шаян тәрізді тұмандық жарқылының табиғатын және біздің Галактикадағы (Жұлдызаралдағы) сутегі элементінің орналасуы мен қозғалуы ерекшеліктерін анықтауға, сондай-ақ планеталар атмосфераларының құрамдарын анықтауға мүмкіндік берді. Қазақстанда астрофизика ғылымының дамуына Астрофизика институты ғалымдары елеулі үлес қосты. Мұнда негізгі зерттеулер бақылау арқылы немесе практикалық астрофизика саласында жүргізіледі, сондай-ақ теория астрофизиканың кейбір салалары қамтылған. Зерттеу объектілері: галактик. тұмандықтар, жұлдыздар, Күн, Галактика, квазарлар, планеталар, құйрықты жұлдыздар, жұлдыздық және планетааралық тозаңдықтар физикасы және космология. Институттағы алғашқы астрофизикалық ғылым-зерттеу жұмысы зодиактік жарықты зерттеуге арналды. Астероидтар белдеуінде астероидтар мен метеороидтардың ұсақталу себебінен зодиактік жарық құбылысының пайда болу теориясы жасалды.

1953 жылы басылып шыққан Газ-тозаң тұмандықтарының атласы осы бағыттағы зерттеулердің алғашқы нәтижесі болды. Одан кейінгі жұмыстар поляриметриялық және спектро-фотометриялық тәсілдермен әр түрлі тұмандықтар кешенін зерттеуге арналды. 1968 жылы осындай зерттеулерді жинақтай келе Галактикадағы 120 объектінің жарқырауы, морфологиясы және олардың ғарышта тарала орналасуы жөніндегі деректер қамтылған каталог жарияланды. 1981 жылдан айнасының диам. 1 м-лік телескоп-рефлектор арқылы Маркарян галактикасындағы ультракүлгін сәулесі мол 500-ге жуық актив галактиканың спектрлері зерттелді. Алғаш рет жүздеген объектілердің сәулелік жылдамдықтары анықталып, 50-ге жуық жаңа Сейферт галактикалары мен бірқатар квазарлар ашылды. 409 объектінің дерегі бар каталог жарияланды. Алып планеталар атмосферасының физикасы жөнінде маңызды жұмыстар орындалды. Күн жүйесі денелерінің (құйрықты жұлдыздардың) құрылымы мен химия құрамдарын зерттеу фотоэлектрлік, фотографиялық, фотометрия, поляриметрия және спектрофотометрия, тағы басқа тәсілдермен жүргізіледі. Институтта бақылаудың автоматтандырылған жүйелері қолданылады.[1][2][3] Зодиактік жарық - қыстыгүні не жазғытұрым, Күн батып қас қарайған соң, өкшесі Күн батыс жақтан шығып зодиак жұлдыздарын қуалайды.
Астрофизика институты - ҚР Ғылым Академиясының астрономия және астрофизика зерттеулер жүргізетін ғылым-зерттеу мекемесі. Ол 1950 жылы Астрономия және физика институты негізінде құрылған.

Астрофизика институты Алматы қаласының орталығынын 14 км жерде, теңіз деңгейінен 1500 м биіктікте, Құмбел жотасының етегінде орналасқан. Институттың құрылуына және қалыптасуына В.Г.Фесенков пен Г.Л.Тихов көп еңбек сіңірді. Астрофизика институтының негізгі бақылау құрал-жабдықтары: планеталарды бақылайтын 70 см-лік рефлектор, жарық күштілігі жоғары 50 см-лік Максутов телескопы, Күнді бақылайтын горизонталь орнатылған АЦУ-5 телескопы, 50 см-лік үлкен коронограф, 50 см-лік Герц рефлекторы, 20 см-лік рефрактор, 20 см-лік Шмид камерасы, Лио жүйесіндегі коронограф және Күн хромосферасы мен фотосферасын бақылайтын телескоп. Институттың құрамында астрофизика, жұлдыздар динамикасы, Күн физикасы, қолданбалы спектр фотометриялық зерттеулер, астрономия приборлар жасау бөлімдері және 5 лаборатория (абсолют жұлдыздық спектрофотометрия, Ай және планеталар физикасы, аспаптық астрономия, атмосфера-оптикалық спектрлік зерттеулер және атмосфера оптикасы) бар.

Эксперименттік базасы - обсерватория, Күн обсерваториясы (Үлкен Алматы каналы маңында) және Асы-Түрген обсерваториясы. Ғылым-зерттеу жұмыстарының негізгі бағыттары - галактикадан сырты астрономиясы, Ай және планеталар, Күн және планеталар байланысы, Галактиканың құрылымы мен динамикасы, Күн жүйесіндегі кіші денелер мен метеорлық зат, жасанды аспан денелері, тағы басқа.Астрофизика релятивистикалық астрофизика, онда астрономиялық құбылыстар мен аспан денелері классикалық механика және Ньютон заңы қолданылмайтын жағдайларда зерттеледі. Бұл жағдайларға мыналар жатады: жарық жылдамдығына жақын қозғалыс жылдамдығы, қысымның жоғары деңгейі және энергия тығыздығы (жарық жылдамдығының квадратына көбейтілген қалған масса тығыздығына жету немесе жоғарылау), сондай-ақ гравитациялық потенциал (жарық жылдамдығының квадратына жақын). Р. және. салыстырмалықтың арнайы және жалпы теориясы жатыр (салыстырмалық теориясы, нашарлау).
К.Шварцшильд теориялық тұрғыдан қатты қысылған массаның айналасындағы гравитациялық өрісті зерттегенде 1916 жылы пайда болды. Ол G массасының M: rg = 2GM c2 гравитациялық радиусы rg тұжырымдамасын енгізді, мұнда G - гравитациялық тұрақты, c - жарық жылдамдығы (Күн үшін, rg 3 км, Жер үшін 1 см). Бұл тұжырымдама Р.А. әрі қарай дамытуда үлкен рөл атқарды.

Массасы радиацияның rg-ден аз болатын салада шоғырланған жұлдыздардың супердерсені көптеген ерекше қасиеттерге ие. Осылайша, гравитациялық радиусқа жақындаған кезде жұлдызға қарай түсетін бөлшектер жарық жылдамдығына жақындай түседі.

Релятивистикалық уақыттың кеңеюі гравитациялық радиустардың жанында шексіз болады. Ұзақ бақылаушы (қажетті құралдарға ие), асимптотикалық бөлшектердің (t Yen) радиустың рг-ге тең келетін салаға жақындап келе жатқанын көреді, бірақ бөлшектердің саланы қалай кесіп өтетінін көре алмайды. Энергетика осы саладан шығуы мүмкін емес. Бұл қазіргі қара дыры ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.