VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Когда мы смотрим на звёзды…
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Аннотация
На протяжении многих веков миллионы человеческих глаз с наступлением ночи устремляют свой взгляд вверх – в сторону загадочных огоньков в небе - звезд нашей Вселенной. Древние люди видели в скоплениях звёзд различные фигуры животных и людей, и каждой из них создавали свою историю. Позже подобные скопления стали называть созвездиями. На сегодняшний день астрономы выделяют 88 созвездий, разделяющих звёздное небо на определённые участки, по которым можно ориентироваться и определять местоположение звёзд.
С древних времен звезды на небе играли важную роль во многих культурах. Они отметились не только в мифах и религиозных историях, но и послужили первыми навигационными инструментами. Именно поэтому астрономия считается одной из древнейших наук.
В своей работе я хотел показать, на сколько звезды далеки от нас и какими они представлены в реальности.
В проекте 9 страниц, три иллюстрации, два рисунка и две диаграммы.
2. Введение
Вселенная … Что такое «ВСЕЛЕННАЯ». Кажется, что это что-то огромное и необъятное. Так и есть, Вселенная это абсолютно всё. Всё что вообще существует, а Земля — это крохотная частичка бесконечно большого целого.
С Земли невооруженным глазом мы можем увидеть целых четыре галактики. В Северном полушарии видны наш Млечный Путь и Туманность Андромеды, а в Южном – Большое и Малое Магеллановы Облака. Галактика Андромеды – самая крупная из ближайших к нам. А вот если вооружиться достаточно большим телескопом, можно увидеть еще много тысяч галактик. Они будут видны как туманные пятна различной формы.
Все мы видим черное ночное небо, а голубой цвет днем– это из-за атмосферы нашей планеты. Вроде все просто: Космос черный, потому что там темно. Но там же мириады звезды! И космос должен быть пронизан их светом. Но с Земли мы не видим звезд повсюду, потому что свет многих из них просто не может до нас добраться. Кроме того, наша Солнечная система находится в относительно тихом, скучном и темном месте Галактики.
Звезды находятся очень далеко друг от друга. Ближайшая к нашему Солнцу звезда - Проксима Центавра, находится чуть больше четырех световых лет от Земли. Это в 270 тысяч раз дальше Солнца.
Вселенная — волшебное окно времени, позволяющее нам заглянуть в прошлое. Чем дальше мы смотрим, тем дальше назад во времени мы видим. Наши мозги говорят нам, что вещи, на которые мы смотрим, существуют в данный момент. Но свет движется со скоростью около 300 000 километров в секунду, и во вселенском масштабе это приводит к гигантским временным задержкам.
Когда мы смотрим в ночное небо и видим привычные нам звезды, мы действительно заглядываем в прошлое. Это происходит оттого, что на самом деле мы видим свет, посланный очень далеким объектом много лет назад. Все звезды, которые мы видим с Земли, находятся на расстоянии многих световых лет от нас. И чем звезда дальше, тем дольше добирается до нас ее свет.
Расстояние до Луны — в среднем 384 000 километров. Свету нужно 1,5 секунды, чтобы добраться от Луны до Земли. Если на Луне случится крупный взрыв секретной базы, вы увидите его спустя чуть больше секунды.
3. Основная часть
Гипотеза: Когда мы смотрим на звёзды, мы видим их в далёком прошлом.
Цель проекта: доказать, что мы видим свет от звезды Бетельгейзе, отправленный ею 642,5 св.года назад .
Задачи проекта:
Найти и изучить расстояние до звезды Бетельгейзе.
Найти в источниках информации значение скорости света.
Вычислить время, за которое свет от звезды Бетельгейзе достигает Земли.
Провести эксперимент.
Провести опрос.
Сделать выводы.
Вид проекта: Исследовательско-экспериментальный
Методы исследования:
- изучение литературных и интернет источников
- проведение расчётов
- проведение эксперимента
- посещение планетария
- проведение опроса
Я прочитал об этом в энциклопедиях и решил провести расчеты и проверить верно ли, что глядя на звезды, мы видим их в прошлом.
Рис. 1
Для того что бы подтвердить гипотезу моей работы, я придумал и описал эксперимент.
Представим себе, что вы оказались на поле (рис.1). На расстоянии 10 метров от вас стоит флажок. У вас в руке теннисный мяч. Вы кидаете его, и через несколько секунд он пролетает рядом с флажком.
Солнце, находящееся над головой, посылает свой луч и освещает мяч. Луч летит со скоростью света ~ 300 000 км/с. Расстояние от Земли до Солнца примерно 150 млн км или около 8 световых минут 20 секунд.
150 000 000 км / 300 000 км/с = 500 с = 8 мин. 20 с.
Следовательно, луч коснется и отразиться от мячика примерно через 8 минут, и полетит мальчику в глаза.
Расстояние между мальчиком и мячиком 10 метров. Т.е. задержка момента, через который мальчик увидит мяч - это время, за которое луч проходит 10 метров. Я посчитал, что эта задержка составляет примерно 33 наносекунды. Т.е. мальчик увидит мячик через 33 наносекунды после того как тот уже оказался у флажка.
0,01 км (10 м) / 300 000 км/с = 0,0000000033 с.
Значит, мальчик увидел солнечный луч, который провел в путешествии 8 минут 20 с 33 наносекунды.
Рис. 2
Если продолжить этот эксперимент во Вселенском масштабе, то для примера возьмем звезду Бетельгейзе из созвездия Ориона (рис. 2). От Земли расстояние до звезды около 642,5 световых года, то есть свет, посланный ею, мы видим через 642,5 земных года.
Можно сделать вывод из этих двух опытов - когда мы смотрим на звезды, то видим их в прошлом. А в зависимости от расстояния к ним от Земли, мы можем "совершить путешествие во времени" в разные эпохи.
Для моего исследования «Знают ли люди, что смотря на звезды, они видят прошлое», я решил провести опрос среди взрослых и детей и узнать, что в обычной жизни люди видят в звездном небе – прошлое, настоящее или будущее.
Я опросил 28 детей и 28 взрослых. И вот какие интересные результаты я получил.
Мы видим, что большинство взрослых знают, что мы видим свет звезд, отправленный ими много лет назад. Романтические натуры смотря на ночное небо мечтают о будущем.
Большинство детей изучают раздел астрономии первый год и еще не знают тех фактов, которые я рассказал.
На занятиях по астрономии в Доме юных техников была представлена презентация моей работы. Учащимся презентация понравилась и многие из них решили летом провести подобные опыты. Может быть кто-то из них станет астрономом, а если нет, то любовь к звездному небу, я надеюсь, останется навсегда. Ведь астрономия – это такое поле приложения человеческих сил и интересов, которое может увлечь любого: и мечтателя, и деятеля, и физика, и лирика.
4. Выводы:
Изучив научную литературу, посетив «Московский планетарий», проведя эксперимент и сделав расчеты, я доказал свою гипотезу. Действительно, свет от звезды Бетельгейзе идет к нам 642,5 св. года. Когда мы смотрим на звезды, мы видим их в далеком прошлом.
А ведь есть галактики, располагающиеся в миллионах световых лет от нас. И если на них есть разумная цивилизация с высокоразвитыми технологиями, то они могут наблюдать динозавров, бродивших по нашей планете.
5. Источники информации:
И. Познякова «Любительская астрономия». Издательство АСТ, 2018 г.
Б.Г. Пшеничнер, О.В. Абрамова «Вселенная в инфографике». Издательство АСТ, 2016 г.
Х.А. Рей «Звёзды». Издательство «Розовый жираф», 2017 г.
Энциклопедия для детей «Космонавтика». Издательство «Аванта+», 2004 г.
Журнал «GEO» апрель 2017.
Сайт www.ru.wikipedia.org Интернет энциклопедия.
Сайт www.hi-news.ru Новости высоких технологий.