Какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия

Опубликовано Хабарова Светлана Евгеньевна вкл 21.11.2022 - 6:14

Автор:

Тюкавкин Лев Вячеславович

В данной исследовательской работе будет говорится о важнейших событиях, произошедших в астрономии на рубеже новом тысячелетии, то есть с 1990 по 2020 года.
Мне захотелось подробно узнать об астрофизических открытиях на рубеже нового тысячелетия. Последние годы без преувеличения можно назвать великим десятилетием астрономии. И вполне возможно, что это только начало её нового «золотого века». Считаю, что данная тема актуальна. В самом деле, просто дух захватывает от одного перечисления фундаментальных открытий, сделанных за короткое время. Учитель физики Светлана Евгеньевна поддержала мой интерес. Мы составили план работы над проектом.

Скачать:

Вложение	Размер
prezentatsiyatyukavkin_vosstanovlen.pptx	2.95 МБ
proekt.docx	45.13 КБ

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Слайд 1

ПРОЕКТ « Какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия ?»

Слайд 3

Цель работы: изучить важнейшие астрономические события за период с 1990 по 2020 года .

Слайд 4

Задачи: 1 . Изучить литературу и интернет-сайты по теме исследования . 2. Научиться сравнивать и анализировать информацию . 3. Спланировать последовательность выполнения исследования . 4. Рассмотреть возможности использования проекта на уроках физики и астрономии . 5. Провести презентацию проекта .

Слайд 5

Проблема : можно ли выявить , какое влияние оказывают важнейшие астрономические открытия на развитие науки , за последние три десят илетия .

Слайд 6

Гипотеза: если мы изучим литературу и проанализируем информацию интернет-сайтов по этой теме , проведём необходимые исследования , то сможем найти ответ на вопрос : « Какие важнейшие астрономические события произошли на рубеже нового тысячелетия ?»

Слайд 7

Новизна проекта состоит в том , что мы не только смогли изучить важнейшие открытия в астрономии на рубеже нового тысячелетия , но и впервые презентовали его в нашей школе .

Слайд 8

Рисунок 1 - коричневый карлик Исследование № 1 Цель исследования: узнать о важнейших астрономических событиях, с 1990 по 2000 года.

Слайд 9

Рисунок 4 - телескоп Хаббл

Слайд 10

Рисунки 6, 7 - Станция « Галилео » и фото астероида Гаспра с неё

Слайд 11

Сергей Крикалёв

Слайд 12

Исследование № 2 Рисунок 10 - Станция « Стардаст » Рисунок 11 - Станция « NEARShoemaker» Цель исследования: узнать о важнейших астрономических событиях, с 2000 по 2010 года.

Слайд 13

Исследование № 3 Рисунок 3 - красные гейзеры Рисунок 2 - первое фото чёрной дыры Цель исследования: узнать о важнейших астрономических событиях, с 2000 по 2010 года.

Слайд 14

Рисунок 3 - красные гейзеры Вывод : узнали о важнейших астрономических событиях, происшедших в этих десятилетиях.

Слайд 15

Исследование № 4 Цель исследования: выявить знания учеников по данной теме до и после презентации проекта. 1. Хорошо ли вы знаете о важнейших астрономических событиях нового тысячелетия? 2. Знаете ли вы о первой фотографии чёрной дыры? 3. Знаете ли вы, что такое гравитационные волны? 4. Знаете ли вы, как образовались звёзды и галактики? 5. Знаете ли вы кто такой Стивен Хокинг ?

Слайд 16

1. Хорошо ли вы знаете о важнейших астрономических событиях нового тысячелетия? 2. Знаете ли вы о первой фотографии чёрной дыры? 3. Знаете ли вы, что такое гравитационные волны? 4. Знаете ли вы, как образовались звёзды и галактики? 5. Знаете ли вы кто такой Стивен Хокинг ? Вопросы анкеты:

Слайд 17

Вывод : выявил знания учеников по данной теме до и после презентации проекта.

Слайд 19

Рисунок 2 - первое фото чёрной дыры Рисунок 9 - Альберт Эйнштейн

Слайд 20

Стивен Хокинг

Слайд 21

Стивен Хокинг Последние годы жизни

Слайд 22

Заключение Наша гипотеза подтвердилась . Мы достигли поставленной цели : изучили и систематизировали важнейшие астрономические открытия в астрономии на рубеже нового тысячелетия . Астрономия последнего десятилетия переживает очередной этап быстрого развития , возвращающий её в лидеры естествознания . В течение долгих лет развитие науки идёт путём медленного количественного уточнения знаний о мире , но время от времени происходит быстрое расширение сферы познанного , открытия следуют одно за другим , и старое знание предстаёт лишь как островок в океане нового , о самом существовании которого и не подозревали .

Предварительный просмотр:

XΙX - Муниципальная научно-практическая конференция «Шаг в науку - 2020»

Российская федерация
Забайкальский край, город Борзя
Муниципальное общеобразовательное учреждение:
Средняя общеобразовательная школа № 41

ПРОЕКТ
«Какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия?»

Направление: «Физика и астрономия»

Автор Тюкавкин Лев Вячеславович
Ученик Муниципального общеобразовательного учреждения
Средней общеобразовательной школы № 41, 10 класса

Научный руководитель: Хабарова Светлана Евгеньевна
учитель математики и физики высшей категории
Муниципального общеобразовательного учреждения
Средней общеобразовательной школы № 41

2020г

СОДЕРЖАНИЕ

1. Краткая аннотация………………………………………………………………………...3
2. Аннотация………………………………………………………………………………….4
3. План анализа……………………………………………………………………………….5
3.1. Пояснительная записка………………………………………………………………….5
3.2. Описание метода………………………………………………………………………...5
3.3. Результаты исследований.................................................................................................6
4. Научная статья……………………………………………………………………………..8
4.1. Введение………………………………………………………………………………….8
4.2.Основная часть……………………………………………………………………………8
4.2.1. «Какие же события были за последние десятилетия?»……………………………...8
4.2.2. Коричневые карлики…………………………………………………………………..9
4.2.3. Теория Большого взрыва……………………………………………………………...9
4.2.4. Чёрные дыры………………………………………………………………………….10
4.2.5. Гравитационные волны………………………………………………………………11
4.2.6. Красные гейзеры ..........................................................................................................11
4.2.7. Стивен Уильям Хокинг................................................................................................12
5. Заключение………………………………………………………………………………..13
6. Информационные ресурсы……………………………………………………………….14
Приложение
Иллюстрации к теоретической и практической части проекта
Презентация в программе MSPowerPoint

Проект «Какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия?»
Автор: Тюкавкин Лев Вячеславович
Российская федерация
Забайкальский край, город Борзя
Муниципальное общеобразовательное учреждение
⠀⠀⠀⠀⠀Средняя общеобразовательная школа № 41⠀⠀⠀⠀⠀

1. Краткая аннотация

В данной исследовательской работе будет говорится о важнейших событиях, произошедших в астрономии на рубеже новом тысячелетии, то есть с 1990 по 2020 года.
Мне захотелось подробно узнать об астрофизических открытиях на рубеже нового тысячелетия. Последние годы без преувеличения можно назвать великим десятилетием астрономии. И вполне возможно, что это только начало её нового «золотого века». Считаю, что данная тема актуальна. В самом деле, просто дух захватывает от одного перечисления фундаментальных открытий, сделанных за короткое время. Учитель физики Светлана Евгеньевна поддержала мой интерес. Мы составили план работы над проектом.
Новизна проекта состоит в том, что мы не только смогли изучить важнейшие открытия в астрономии на рубеже нового тысячелетия, но и впервые презентовали его в нашей школе.

Цель работы: изучить важнейшие астрономические события, сделанных за короткое время с 1990 по 2020 года. ,
Для достижения поставленных целей, были определены следующие задачи:
1. Изучить литературу и интернет-сайты по теме исследования.
2. Научиться сравнивать и анализировать информацию.
3. Спланировать последовательность выполнения исследования.
4. Рассмотреть возможности использования проекта на уроках физики и астрономии.
5. Провести презентацию проекта.
Объект исследования: важнейшие события в астрономии за это тысячелетие.
Предмет исследования: физические законы.
Методы исследования:
1. Аналитический: анализ и обобщение информации, своего практического опыта.
2. Эмпирический: наблюдение, система экспериментов и опытов, анкетирование.
3. Метод экспертной оценки: сравнение и обобщение результатов.
Характеристика проекта: практико-ориентированный, с элементами научно-исследовательской деятельности.
Предметно-содержательная область: физика, астрономия, информатика и математика.
Участники: я, учитель физики, ученики 10 и 11-ых классов МОУ: СОШ № 41.
Полученные данные:
1. Изучили материал по теме исследования.
2. Выявили важнейшие астрономические открытия в изучении Вселенной на рубеже нового тысячелетия.
Выводы:
1. Получили новые знания в области астрофизики.
2. Убедились в важности фундаментальных астрономических открытий.

Учёные разных профессий стараются быть в курсе астрономических открытий. Ведь в науке о Вселенной каждый день происходит что-то новое. И кто знает, не окажутся ли находки астрономов жизненно важными для биологов или физиков. Поэтому, тема важных астрономических открытий весьма актуальна в наше время.
Проблему я вижу в том, что мы не замечаем, как влияют важнейшие астрономические открытия на развитие науки, за последние три десятка лет. Проблема: можно ли выявить, какое влияние оказывают важнейшие астрономические открытия на развитие науки, за последние три десятка лет.
В связи с этим возникла гипотеза:
если мы изучим литературу и проанализируем информацию интернет-сайтов по этой теме, проведём необходимые исследования, то сможем найти ответ на вопрос: «Какие важнейшие астрономические события произошли на рубеже нового тысячелетия?»

3.2. Описание метода

Для того, чтобы решить данную проблему мы:
1. Систематизировали полученные знания.
2. С помощью анализа и обобщения информации оценили важность астрономических открытий.
3. Разработали план дальнейшего исследования важнейших открытий в астрономии.

3.3. Результаты исследования

После того, как мы изучили и проанализировали научную литературу и информацию из интернет-сайтов по этой теме, мы решили провести исследования, чтобы подробно получить информацию о событиях, которые произошли в сфере астрономии на рубеже нового тысячелетия.

Исследование № 1. Важнейшие астрономические открытия с 1990 по 2000 гг.

Цель исследования: узнать о важнейших астрономических событиях, происшедших в этом десятилетии.

Это было одно из самых продуктивных десятилетий, было много чего обнаружено, доказано, а также запущено на орбиты и в космическое пространство. Например, в 1992 г. была доказана теория Большого взрыва или же теория происхождение звёзд и галактик. С 1992-1995 гг. были открыты многочисленные малые планеты на периферии Солнечной системы, в области, получившей название « пояс Койпера ». С 1993-1995 гг. открыли новый класс небесных объектов - коричневые карлики (рис.1). Уже в 1998 г. было обнаружено, что расширение Вселенной в последние миллиарды лет происходит с ускорением, что доказывает существование некой «тёмной энергии». И в этом же году был запуск первого блока «Заря» Международной космической станции. В 1990 г. был запущен телескоп Хаббл (рис.4) на околоземную орбиту. В 1991 г. были получены первые фотографии поверхности астероида(рис.7) (Гаспра, АМС « Галилео », США), а позже в 1995 г. станция « Галилео » (рис.6) стала первым искусственным спутником Юпитера. И уже в 1994 г. Наш соотечественник, космонавт Сергей Крикалёв (рис.5) совершил полёт на борту американского челнока « Дискавери»

Вывод: узнали о важнейших астрономических событиях, происшедших в этом десятилетии.

Исследование № 2. Важнейшие астрономические открытия с 2000 по 2010 гг.

Цель исследования: узнать о важнейших астрономических событиях, происшедших в этом десятилетии.

Вот в этом же десятилетии было не так много открытий, как в предыдущем, но они не мало важны. Уже с 2004-2006 гг. начали работать первые полномасштабные детекторы гравитационных волн, хотя сами волны не были зарегистрированы. В 2006 г.станция « Стардаст » доставила на Землю образцы кометы Вильда. В 2000 г. станция « NEARShoemaker»стала первым искусственным спутником астероида « Эрос »

Вывод: узнали о важнейших астрономических событиях, происшедших в этом десятилетии.

Исследование № 3. Важнейшие астрономические открытия с 2010 по 2020 гг.

Цель исследования: узнать о важнейших астрономических событиях, происшедших в этом десятилетии.

Это же десятилетие, наверное, самое потрясающее, так как о некоторых открытиях говорилось ещё около 100 лет назад, но доказаны и открыты они стали только сейчас. В 2011 г. станция «MESSENGER » стала первым искусственным спутником Меркурия. В 2014 г. было открытие Ланиакеи, сверхскопления галактик, в котором, в частности, содержатся Сверхскопление Девы и Великий аттрактор, в котором расположен центр тяжести Ланиакеи. И наконец, в 2016 г. открытие гравитационных волн и начало гравитационно-волновой астрономии. В 2015 г. была создана Государственная корпорация по космической деятельности « РОСКОСМОС ». И новинка этого десятилетия - 2019 г. первая в истории фотография чёрной дыры (рис.2). В 2016 г. открытие « красных гейзеров » (рис.3). В 2012 г. исследование Марса с помощью марсохода - Curiosity. Ну и напоследок - обнаружение воды на Марсе всё также в 2012 г.

Вывод: узнали о важнейших астрономических событиях, происшедших в этом десятилетии.

Исследование №4. Анкетирование. (Приложение 1)

Цель работы: выявить знания учеников по данной теме до и после презентации проекта.
Вывод: выявил знания учеников по данной теме до и после презентации проекта. (Приложение 2, 3, 4)

4.2. Основная часть

4.2.1. Важнейшие астрономические открытия за последние десятилетия

Какие же важнейшие астрономические открытия были за последние десятилетия? Последние годы без преувеличения можно назвать великими десятилетием астрономии. Так как в этой сфере наши исследователи и космонавты сделали много открытий, начиная с доказательств теорий и отправки в космическое пространство людей, до открытия гравитационных волн, фотографии чёрной дыры и обнаружения многочисленных планет в периферии Солнечной системы.

4.2.2. Коричневые карлики.

«Коричневые карлики (рис.1) были первоначально названы чёрными карликами и классифицировались как тёмные субзвёздные объекты, свободно плавающие в космическом пространстве и имеющие слишком малую массу, чтобы поддерживать стабильную термоядерную реакцию. В настоящее время, термин «чёрный карлик» имеет совсем другое значение.
Гипотеза о существовании плотных звездоподобных объектов с массой меньше указанной (коричневые карлики) была выдвинута в начале 1960-х годов. Считалось, что образование их протекает во многом подобно образованию обычных звёзд, но обнаружить их очень сложно, так как они практически не испускают видимого света. Наиболее сильное излучение коричневых карликов наблюдается в инфракрасном диапазоне
С 1995 года, когда было впервые подтверждено существование коричневого карлика, было найдено более сотни подобных объектов. Считается, что они составляют большинство космических объектов в Млечном Пути.»[3]

4.2.3 Теория Большого взрыва.

«Наверняка многие слышали о теории Большого Взрыва. Если коротко, то это теория о происхождении Вселенной и немного о её возможном дальнейшем развитии.
Вселенная включает в себя все, что мы называем материей. К её «составу» можно отнести солнце, луну, звезды, галактики, атомы, молекулы. В результате исследований ученые выяснили, что во Вселенной около 100 миллиардов галактик. Но что удивительно, Вселенная состоит лишь на 10% из материи и на 90% из темного пространства. Согласно теории Большого Взрыва, всё началось около 14 миллиардов лет назад.
Вселенная существовала в виде небольшого материального объекта диаметром несколько миллиметров, состоящего из очень маленьких частиц. Научным языком такое состояние называется космологическая сингулярность. Она имела очень высокую температуру и была очень плотной – имела бесконечную массу, и бесконечную силу гравитации.
Ученые утверждают, что этот объект был таким горячим, что в определенный момент времени он взорвался, создав пространство для создания Вселенной, а другие считают, что был не «взрыв», а произошло «расширение» от крошечного размера до размера Вселенной, где мы живем сегодня. Причем расширение до размеров солнечной системы произошло с неимоверной скоростью – сопоставимой со скоростью света (300 000 000 м/с).
Звезды были рождены через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва. Мельчайшие частицы, образованные в результате взрыва, под воздействием сил гравитации стали сжиматься, скручиваться, образуя различные вещества, галактики и звезды. Гигантская коллекция звезд, газа и пыли составляет на сегодняшний день любую галактику. Именно поэтому существуют миллиарды галактик во Вселенной.»[3]

4.2.4. Чёрные дыры.

«Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры, он представляет собой сферу с радиусом Шварцшильда, который считается характерным размером чёрной дыры.»[3]
« 10 апреля 2019 года миру представили первую в истории фотографию черной дыры(рис.2)! В массивной галактике Мессье-87 находится невероятно важный для науки монстр - сверхмассивная черная дыра, массой в 6,5 миллиардов масс нашего Солнца, с горизонтом событий размером в половину светового дня!
Он то и стал жертвой EventHorizonTelescope («Телескоп горизонта событий») – это международный научный проект, целью которого явилось получение первого изображения черной дыры. Для этого был создан виртуальный телескоп размером с Землю - девять радиотелескопов по всей планете были объединены в глобальную сеть, с объединяющими их несколькими станциями. Радиотелескопы находятся в Испании, Дании, Чили (2), Мексике, США (4) - около 10 000 километров в диаметре!Было записано более 300 терабайт данных с каждого радиотелескопа этой сети! Обработка такого огромного количества информации заняло два года.
До этого дня черные дыры были только гипотетически возможными объектами во Вселенной. Причиной тому является невозможность увидеть их, так как они поглощают весь свет, который попадает на них. Ни один фотон света не может выбраться из гравитационного поля черной дыры. Впервые о существовании черных дыр в начале 20 века доказал Альберт Эйнштейн (рис.9) в его общей теории относительности, хотя он сам не верил до конца в реальность таких объектов. И только в этом году ученые смогли получить первое реальное изображение черной дыры. Но что самое невероятное, общая теория относительности Эйнштейна точно предсказала форму, размер, да и внешний вид черной дыры с невероятной точностью!
К сожалению, один из самых известных популяризаторов науки, гениальный ученый, один из лучших теоретиков в истории Стивен Хокинг (рис.8), чей вклад в изучение черных дыр просто бесценен для науки, не дожил чуть больше года до этого невероятного события – получения первой фотографии черной дыры.»[4]

4.2.5. Гравитационные волны.

«Гравитацио́нныево́лны — изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс. Математически связаны с возмущением метрики пространства-времени и могут быть описаны как «рябь пространства-времени».» [3]
«11 февраля 2016 года было объявлено об экспериментальном доказательстве существования гравитационных волн. Это произошло спустя ровно 100 лет, когда в 1916 году Альберт Эйнштейн (рис.9) впервые предположил, в рамках своей общей теории относительности, о существовании таких волн.
Двойные системы, например, черных дыр или нейтронных звезд, постоянно изучают гравитационные волны. Такое излучение сокращает расстояние между ними и, в итоге, приводит к их слиянию. Это слияние порождает уже мощнейшую гравитационную волну, которая буквально проходит по всей Вселенной.Как раз такую мощнейшую волну после слияния двух черных дыр и был зафиксирован путем прямого детектирования 14 сентября 2015 года обсерватории LIGO в сотрудничестве с детектор гравитационных волн VIRGO в Европейской гравитационной обсерватории.»[4]

4.2.6. Красные гейзеры.

«Как мы знаем, звезды формируются из сгустков газа. Однако, в некоторых случаях наличие такого «стройматериала» вовсе не способствует появлению новых светил. Исследования показали, что в самых «спокойных» галактиках прекращается процесс образования новых звезд, и они, таким образом, превращаются в «галактики-зомби». Обычно это связывают с активизацией сверхмассивных черных дыр, опустошающих галактики. Однако многие моменты, связанные с этим явлением, оставались загадкой для научного мира.
Представляющий Университет Токио Эдмонд Чунг (Edmond Cheung) и его коллеги постарались найти ответы. Наблюдения проводятся посредством 2,5-метрового широкоугольного телескопа в Обсерватории Апачи-Пойнт (США, штат Нью-Мексико). Во всех случаях можно было видеть похожую картину: газ вращался вокруг галактического центра не равномерно, а хаотично. Эдмонд Чунг и его коллеги решили рассмотреть этот момент более подробно на примере галактики Акира. Оказалось, что вышеописанный процесс там происходил из-за влияния структур, получивших название «красные гейзеры» (рис.3).
Мощность «красных гейзеров» такова, что они «перемешивают» газ в галактике, разогревают его и делают непригодным в качестве «стройматериала» для новых звезд. Примечательно и то, что эти пучки, как показывает исследование, могут образовываться возле черной дыры даже в том случае, если последняя не поглощает большие массы пыли и газа.»[9]

4.2.7. Стивен Уильям Хокинг.

Отдельно было хотелось рассказать об этом невероятном человеке, который внёс большой вклад в развитие астрономии и в важнейших астрономических открытиях.
«Английский физик-теоретик, космолог и астрофизик, писатель, директор по научной работе Центра теоретической космологии Кембриджского университета. Автор ряда научных трудов, в том числе совместной с Роджером Пенроузом работы по теоремам о гравитационной сингулярности в рамках общей теории относительности и теоретическому предсказанию выделения чёрными дырами излучения, часто именуемого излучением Хокинга.
У Хокинга была редкая медленно развивающаяся форма болезни моторных нейронов (также известна как боковой амиотрофический склероз или болезнь Лу Герига), которая постепенно на протяжении десятилетий парализовала его. После потери речи Хокинг был в состоянии общаться посредством синтезатора речи, изначально с помощью ручного переключателя, впоследствии — используя мышцу щеки. 14 марта 2018 года Стивен Хокинг умер в возрасте 76 лет»[3]

Наша гипотеза подтвердилась. Мы достигли поставленной цели: изучили и систематизировали важнейшие астрономические открытия в астрономии на рубеже нового тысячелетия.

Астрономия последнего десятилетия переживает очередной этап быстрого развития, возвращающий её в лидеры естествознания. В течение долгих лет развитие науки идёт путём медленного количественного уточнения знаний о мире, но время от времени происходит быстрое расширение сферы познанного, открытия следуют одно за другим, и старое знание предстаёт лишь как островок в океане нового, о самом существовании которого и не подозревали.

1. Чаругин В. М. «Астрономия 10-11 классы.» Базовый уровень. Просвещение, 2018.– 144 с.

2. Сурдин В. Г. «Астрономия:векXXI» - 3-е изд., испр. и доп. – 608 с; ил.
Интернет ресурсы:

3.https://ru.wikipedia.org/wiki/

4.https://zen.yandex.ru/

5.http://astrolab.ru/cgi-bin/zastrohro.cgi.html

6.http://yarplaneta.ru/about/kalendar_kos/

7.http://www.google.com/amp/s/www.epravda.com.ua/rus/publications/2019/04/12/646943/index.amp

8.http://sgugit.ru/our-university/structural-subdivisions/centers/educational-scientific-center-planetarium/astronomical-news/memorable-dates-of-astronomy-and-astronautics-in-august/

9. https://naked-science.ru/article/sci/galaktiki-ubivayut-zagadochnye-krasnye