Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Вопросы астрофизикам, в которых надо перестать путаться». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Бoльшая часть физич. информации о Солнечной системе получена в ходе космич. исследований. Были получены крупномасштабные изображения и выполнено картирование поверхностей Луны, планет земной группы, спутников планет и ряда астероидов. Прояснилась относительная роль эндогенных (вулканизм, тектонич. перемещения) и экзогенных (метеоритная бомбардировка) факторов и процессов эрозии в формировании их рельефа. Открыт активный вулканизм на спутнике Юпитера Ио и выяснен его механизм (диссипация энергии приливных деформаций). Для Луны, Марса и астероида Эрос прямыми измерениями найден химич. и минералогич. состав их покрова. Установлен возраст доставленных на Землю лунных пород (до 4,5 млрд. лет). Детально определён химич. состав, изучено строение, общая циркуляция и динамика атмосфер планет. При этом проводились прямые измерения в атмосферах Венеры и Юпитера со спускаемых аппаратов, на Марсе измерения неоднократно велись с его поверхности. Возникло новое науч. направление – климатология планет. На Марсе обнаружены большие количества водяного льда. Имеются убедительные указания на присутствие на планете в прошлом значит. количеств жидкой воды. С космич. аппаратов измерены магнитные поля планет и изучена их структура. Строение магнитосфер планет с магнитным полем (Меркурий, Земля, планеты-гиганты) оказалось сложным, особенно у Юпитера. У Земли и планет-гигантов открыты радиац. пояса, самые мощные – у Юпитера. Значительно уточнены представления о внутр. строении планет. Одной из ключевых проблем физики Солнечной системы остаётся проблема её происхождения. Общепринятая точка зрения состоит в том, что планеты сформировались ок. 5 млрд. лет назад, вскоре после рождения Солнца, из окружавшего его газово-пылевого диска.
Физика звёзд – один из важнейших разделов А. Она развивалась в двух направлениях – изучение строения наружных слоёв звезды, из которых излучение выходит непосредственно (звёздные атмосферы), и исследование звёздных недр и происходящих там процессов, определяющих строение и эволюцию звезды как целого. Изучение звёздных атмосфер – это фактически интерпретация звёздных спектров. В 1-й пол. 20 в. сложилась эмпирич. двумерная классификация звёздных спектров. Создание последоват. теории звёздных спектров стало возможным лишь с развитием квантовой механики, позволившей понять физику элементарных процессов взаимодействия излучения и вещества. Один из важнейших фактов, установленных при изучении звёздных спектров, – сходство химич. состава атмосфер большинства нормальных звёзд диска Галактики с химич. составом атмосферы Солнца [водород ок. 70% по массе, гелий 27%, все остальные элементы, вместе взятые (т. н. тяжёлые), не более 3%]. У звёзд сферической составляющей нашей Галактики содержание тяжёлых элементов в десятки и сотни раз ниже солнечного. Этот факт, обнаруженный в 1940–50-х гг., нашёл объяснение в созданной в 1950–60-х гг. теории происхождения химич. элементов в звёздах, согласно которой все химич. элементы, кроме водорода и частично гелия и лития, были синтезированы в недрах неск. поколений звёзд (см. Нуклеосинтез).
Представление о нашей Галактике как о типичной спиральной галактике сложилось постепенно начиная с 1920-х гг., когда впервые было установлено (Х. Шепли), что Солнце находится далеко от центра нашей звёздной системы. По совр. данным, расстояние от Солнца до центра Галактики – 8 кпк, или 27 тыс. световых лет, период его обращения (галактич. год) – ок. 230 млн. лет. Бóльшая часть непосредственно наблюдаемого (светящегося) вещества в Галактике сосредоточена в звёздах, число которых порядка 1011. Масса межзвёздной среды составляет ок. 10% от суммарной массы звёзд. В Галактике выделяют три составляющие – диск (звёздное население I плюс тонкий газово-пылевой слой межзвёздного вещества), сферическая составляющая (звёздное население II) и тёмное гало (тела и/или частицы неизвестной природы, присутствие которых выявляется только по их гравитации). В диске Галактики рождение звёзд продолжается и в наше время (темп звездообразования ок. 1 массы Солнца в год). Родившиеся в газово-пылевых комплексах звёзды образуют рассеянные звёздные скопления и звёздные ассоциации. К сферической составляющей Галактики относится также ок. 150 шаровых звёздных скоплений. Изучение звёздных скоплений в 1930–50-х гг. дало прочную наблюдательную основу и одновременно стало тестом теории эволюции звёзд. В гало Галактики, существование которого было установлено в кон. 20 в., сосредоточена бó льшая часть массы Галактики. Что представляет собой вещество гало – неизвестно. Оно не светится ни в каком диапазоне и потому получило название тёмной материи. Выяснение её природы – одна из важных нерешённых задач А. В самом центре Галактики находится массивное (ок. 3·106 масс Солнца) компактное тело, по общепринятой точке зрения, – чёрная дыра.
Какие должны быть профессиональные качества?
Мнение эксперта
Екатерина Колоколова
Профориентатор. Дипломированный специалист по проблемам вовлеченности детей в учебу. Имеет более 10-и лет опыта ведения семинаров, тренингов и лекций с аудиторией самого разного возраста.
Профессия астронома в первую очередь связана с осуществлением сбора данных и их анализа. Еще несколько лет назад ее представители основную часть времени проводили в обсерваториях, наблюдая в телескопы за небесными телами.
Сегодня эти задачи выполняет сложная аппаратура, а ученым остается анализировать полученную информацию. В этой работе и сегодня присутствует доля романтизма, но в первую очередь стоит готовиться к проведению многих часов в кабинете, разбору цифр и формул.
Качества, необходимые астроному:
- математический склад ума;
- внимательность, аккуратность, педантичность;
- способность обрабатывать, анализировать, запоминать и активно использовать большие объемы информации;
- умение пространственно мыслить и выдвигать различные гипотезы;
- настоящая влюбленность в космос, готовность посвящать работе основную часть своего времени.
Антон Бирюков. О работе астрофизика и устройстве Вселенной
– Чем занимается Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга МГУ? – Это один из главных астрофизических институтов в России. В нем занимаются исследованиями в области астрономии и астрофизики, начиная от изучения планет, астрометрии (раздела астрономии, главной задачей которого является изучение видимых положений и движений небесных тел) и небесной механики и заканчивая астрофизикой высоких энергий, релятивистской астрофизикой (изучающей на основе общей теории относительности свойства сверхплотных космических тел — нейтронных звезд и черных дыр — прим. сайта) и космологией.
– Чем астрономия отличается от астрофизики? – Это смежные, взаимопроникающие и порой даже взаимозамещающие понятия. В быту астрономия и астрофизика вообще часто употребляются как синонимы. Астрофизика — это часть физики, занимающаяся физикой явлений, происходящих во Вселенной. Классическая астрономия — скорее, наука об интерпретации тех наблюдений за небесными телами, которые у нас есть. Эта наука использует свои специфические методы: измерение блеска звезд, измерение положений, скоростей, координат. Например, существует такая дисциплина, как звездная астрономия, которая изучает структуру и кинематику различных звездных систем. К примеру — нашей Галактики. Но вот как образовалась Галактика, и как она эволюционирует — это уже вопросы физики галактик, которая, впрочем, опирается на знания, полученные звездной астрономией.
– Как астрофизики исследуют различные объекты и явления? – Наш основной метод познания Вселенной — наблюдение. А наблюдать за небесными телами, конечно, удобнее всего с помощью телескопов. Наши сотрудники используют наземные телескопы, расположенные по всему миру, а также орбитальные обсерватории. Например, одно из крупнейших устройств в мире (и крупнейшее — в России) находится на Северном Кавказе. А недавно у Института появился 2,5-метровый телескоп в Кисловодске.
Астрофизик изучает такие небесные тела, как Солнце, Луну , планеты Солнечной системы, звезды и кометы. Ученого интересует их строение, свойства, химический состав и физические процессы, протекающие в них. Также астрофизик занимается изучением Вселенной в целом, отдельных галактик и черных дыр. Космос таит в себе множество загадок, разгадыванием которых занимаются астрофизики.
Астрофизики в основном работают в обсерваториях , которые расположены в местах с наилучшим обзором звездного неба. Там они осуществляют наблюдения за небесными телами с помощью специальных сверхмощных телескопов. Причем наблюдения за различными космическими объектами требуют разной аппаратуры и должны проводиться в разное время суток.
По результатам наблюдений астрофизики проводят исследования и анализируют полученные данные. Исследовательские работы в основном проводятся в научно-исследовательских центрах и институтах. Проделанная работа позволяет астрофизикам выдвигать гипотезы и научные теории об организации космоса, а также пояснять различные космические феномены. В своей работе астрофизики активно используют современные компьютерные технологии.
Другой важнейшей задачей астрофизиков является участие в подготовке полетов в космос. Здесь их задачей является определение условий, в которых будет находиться космонавт в полете. Именно астрофизики должны предугадать местоположение и поведение различных небесных тел и космического мусора, которые могут в какой-то мере повлиять на космонавтов. Задача астрофизиков крайне ответственна и важна.
Антон Бирюков. О работе астрофизика и устройстве Вселенной
Бoльшая часть физич. информации о Солнечной системе получена в ходе космич. исследований. Были получены крупномасштабные изображения и выполнено картирование поверхностей Луны, планет земной группы, спутников планет и ряда астероидов. Прояснилась относительная роль эндогенных (вулканизм, тектонич. перемещения) и экзогенных (метеоритная бомбардировка) факторов и процессов эрозии в формировании их рельефа. Открыт активный вулканизм на спутнике Юпитера Ио и выяснен его механизм (диссипация энергии приливных деформаций). Для Луны, Марса и астероида Эрос прямыми измерениями найден химич. и минералогич. состав их покрова. Установлен возраст доставленных на Землю лунных пород (до 4,5 млрд. лет). Детально определён химич. состав, изучено строение, общая циркуляция и динамика атмосфер планет. При этом проводились прямые измерения в атмосферах Венеры и Юпитера со спускаемых аппаратов, на Марсе измерения неоднократно велись с его поверхности. Возникло новое науч. направление – климатология планет. На Марсе обнаружены большие количества водяного льда. Имеются убедительные указания на присутствие на планете в прошлом значит. количеств жидкой воды. С космич. аппаратов измерены магнитные поля планет и изучена их структура. Строение магнитосфер планет с магнитным полем (Меркурий, Земля, планеты-гиганты) оказалось сложным, особенно у Юпитера. У Земли и планет-гигантов открыты радиац. пояса, самые мощные – у Юпитера. Значительно уточнены представления о внутр. строении планет. Одной из ключевых проблем физики Солнечной системы остаётся проблема её происхождения. Общепринятая точка зрения состоит в том, что планеты сформировались ок. 5 млрд. лет назад, вскоре после рождения Солнца, из окружавшего его газово-пылевого диска.
- Профессионализм;
- высокий уровень знаний с физики, астрономии, химии и математики;
- ответственность;
- знание техники и аппаратуры разного типа;
- умение правильно и точно анализировать полученные данные;
- готовность к монотонной работе зачастую в полном одиночестве;
- внимательность и сосредоточенность;
- знание компьютерного программирования.
Профессию можно получить в таких образовательных учреждениях:
- МГУ, отделение астрофизики;
- Санкт-Петербургский государственный университет имени Петра Великого, математико-механический факультет, специальность астрофизик;
- кафедра астрономии Казанского федерального университета;
- кафедра астрономии, геодезии и мониторинга окружающей среды Уральского федерального университета.
- Московский физико-технический институт;
- Санкт-Петербургский политехнический университет
- МИФИ.
Астрофизик: плюсы и минусы профессии
Астрономов готовят физические и механико-математические факультеты ведущих университетов страны: Московского, Санкт-петербургского, Казанского, Екатеринбургского.
Однако универсальных астрономов в Москве готовят только на отделении астрономии физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.
С давних времен люди поднимали взор к звездам. Мы считали их богами и душами предков, использовали как карту или предвестника судеб. С давних времен мы стремились в небеса. Наука, пожалуй, самое сложное и самое увлекательное занятие из всех, и именно она с каждым годом все больше приближает нас к звездам. Дмитрий Якубовский, кандидат наук, работающий в Институте теоретической физики имени Боголюбова и участвующий в ряде международных проектов по астрофизике и космологии, в спецпроекте «Профориентиры» рассказал о сложностях и радостях изучения небесных тел, о перспективах украинских исследователей и о полном погружении в науку.
Астрофизика – это наука на пересечении астрономии и физики. Она занимается изучением физических свойств космических объектов, наблюдаемых с помощью методов астрономии. Мы знаем из астрономии их массу, расстояние к ним, другие параметры, но что это за объекты, изучает астрофизика. И астрофизика, и физика космоса – все это часть физики, действуют те же законы физики, потому всегда можно переквалифицироваться.
Задача ученого состоит в том, чтобы открыть какие-то новые данные о природе или какую-то новую интерпретацию этих данных, что позволит нашему знанию об окружающем мире продвинуться вперед. Одним из самых важных является понятие приоритета. Совсем недавно коллаборации ATLAS и CMS, работающие на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, обнаружили возможность нового резонанса. А дальше наблюдался удивительный коллективный эффект, когда на протяжении месяца появились сотни публикаций теоретиков, объяснявшие новые наблюдения. Очень многие ринулись в эту область. Но ценность работы первооткрывателя очень важна — даже если вы опоздали всего на один день, ваш труд будет стоить меньше.
Я не планировал становиться ученым. В детстве у меня не было столько информации, как сейчас, в эпоху интернета. Я интересовался историей. Когда еще жил в Кривом Рогу, в 9 классе выиграл олимпиаду по физике и по истории. И мне пришлось выбирать, куда ехать дальше. Впервые задумался о научной карьере, когда был в научно-образовательном центре на 1-2 курсах физического факультета университета Шевченко. Мне нравилось создавать новые знания, а потом я уже просто выбирал, в какую сферу углубиться. Это было довольно долгое путешествие. И сейчас у меня уже есть наработки и идеи, которые, как я вижу, можно реализовать и проверить экспериментами за ближайшие 10-20 лет. Это меня мотивирует оставаться в науке и дальше.
Я начинал интересоваться научной литературой еще в детстве. В 12 лет у меня было несколько вузовских учебников, например, «Общая химия» Глинки, который я перечитывал много раз, конечно, не понимая многого. С 8 класса я занялся олимпиадами по физике. Видел, что есть задачи вне школьной программы, которые мне удавалось решать. По сути, плыл по течению. И «доплыл» до физико-математического лицея при Киевском национальном университете имени Тараса Шевченко — одной из нескольких специализированных школ, созданных в 1960-х для подготовки научной, инженерной и технической элиты. Дальше идет физический факультет университета Шевченко. Туда я поступил без экзаменов, благодаря олимпиадам. У меня была хорошая базовая подготовка, потому первые два курса было довольно скучно обучаться. В итоге с несколькими учеными из Института теоретической физики имени Боголюбова мы создали научно-образовательный центр, где студенты и школьники-старшеклассники могли изучать темы по физике, математике за пределами вузовской и школьной программ. Мой совет: главное — определиться с направлением движения. Наука не должна быть вам в тягость.
Главная цель работы астрофизика – изучение космоса и Вселенной. Работая по профессии можно выбрать себе одно направления и работать в нем. Например: теоретик строит математические модели строения нашего мира, а преподаватель работает в университетах, учит студентов, проводит лекции, семинары и практические занятия.
Астрофизики постоянно следят за небесными телами, используя для этого современную аппаратуру; создают и объясняют теории об устройстве и функционировании космоса; исследуют собранный материал; выдвигают новые теории и гипотезы; публикуют статьи в научных журналах и сборниках; занимаются компьютерным и математическим моделированием для объяснения гипотез или предстоящих событий; принимают участие в научных конференциях и симпозиумах.
По данным службы статистики в стране сейчас открыты 135 вакансий для астрофизиков. Размер средней заработной платы составляет 27000 рублей, минимальной – 18900, а максимальной – 92300.
Вам доступны:
- 63 вакансии с окладом от 7 000 до 23 000 рублей;
- 45 вакансий с окладом от 23 000 – до 39 000 рублей;
- 17 вакансий с заработной платой от 39 000 до 55 000 рублей;
- 5 вакансий с заработной платой от 55 000 до 71 000;
- 5 вакансий с окладом свыше 71 000 рублей.
Размер заработной платы будет зависеть от места работы, квалификации, стажа и опыта работы, а также от региона страны:
- Москва – 36 тыс./ р.;
- Санк-Петербург – 23 тыс./ р.
Мы ознакомили вас с профессией астрофизика, теперь вы знаете чем занимаются данные люди, где учатся, и какую зарплату получают. Если вы любите космос и звезды, имеете подходящую квалификацию, то ищите подходящее для себя место работы, создавайте благоприятную рабочую атмосферу, получайте от нее удовольствие и таким образом вы будете приносить пользу стране и всему миру.
Особенности профессии
Астрономия — наука о строении и развитии космических тел, их систем и Вселенной.
Астроном — очень редкая профессия.
Астроном-теоретик занимается теоретической астрономией, космологией (наукой о рождении и развитии Вселенной и объектов в ней). Он обобщает данные полученных в ходе наблюдений.
Астрономы-наблюдатели разрабатывают методику наблюдений, добывают фаты, которые затем становятся основой для научных выводов и гипотез.
Конкретная работа астронома зависит от специализации. Существует множество направлений: космология, небесная механика и звездная динамика, астрофизика, радиоастрономия, физика галактик, звезд, астрономическое приборостроение.
Однако астрономия не получит развития без постоянного развития технологий. Разработкой новых наблюдательных приборов занимаются инженеры (астрономы-«аппаратурщики»).
Астрономия тесно связана с другими точными науками, прежде всего — с математикой, физикой и некоторыми разделами механики, используя достижения этих наук и, в свою очередь, оказывая влияние на их развитие.
Карьерный путь российского астронома такой же, как и в любой другой сфере науки: обучение в вузе, аспирантура, кандидатская диссертация, защита, научная работа, докторская и т. д. С получением нового научного звания растет и квалификационный разряд, от которого в первую очередь зависит зарплата.
Помимо непосредственно астрономии существуют прикладные специальности, прямо или косвенно связанные с этой наукой (Космос и информационные технологии, Астрономогеодезия, Исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами, Космос и информационные технологии).
Каким должно быть образование у астрофизика
Я начинал интересоваться научной литературой еще в детстве. В 12 лет у меня было несколько вузовских учебников, например, «Общая химия» Глинки, который я перечитывал много раз, конечно, не понимая многого. С 8 класса я занялся олимпиадами по физике. Видел, что есть задачи вне школьной программы, которые мне удавалось решать. По сути, плыл по течению. И «доплыл» до физико-математического лицея при Киевском национальном университете имени Тараса Шевченко — одной из нескольких специализированных школ, созданных в 1960-х для подготовки научной, инженерной и технической элиты. Дальше идет физический факультет университета Шевченко. Туда я поступил без экзаменов, благодаря олимпиадам. У меня была хорошая базовая подготовка, потому первые два курса было довольно скучно обучаться. В итоге с несколькими учеными из Института теоретической физики имени Боголюбова мы создали научно-образовательный центр, где студенты и школьники-старшеклассники могли изучать темы по физике, математике за пределами вузовской и школьной программ. Мой совет: главное — определиться с направлением движения. Наука не должна быть вам в тягость.
Цель работы специалиста — пополнение сведений о космосе.
Трудясь астрофизиком, можно выбрать одно из направлений: теоретик — работает с архивным материалом, изучая его и формулируя выводы; практик — сам добывает данные для дальнейшего их изучения; преподаватель — передает знания через лекции, доклады, уроки.
Астрофизики следят за небесными объектами, используя современное увеличительное оборудование; создают и поясняют теории об организации космоса; исследуют экспериментальный материал; выдвигают и испытывают гипотезы; пишут научные статьи; применяют компьютерное и математическое моделирование при пояснении космических событий и феноменов; участвуют в научных симпозиумах (совещание ученых из разных стран), конференциях.
Астрофизики изучают конкретные объекты, описывают определенные физические механизмы: ускорение космических лучей, взрывы на звездах, возникновение гамма-вспышек, сверхновых звезд и т.п.
В своей работе ученые используют специальные методы: спектральный анализ (определение химического состава и физических параметров), фотография, фотометрия (определение яркости), астрономические наблюдения.
Астрофизик изучает такие небесные тела, как Солнце, Луну , планеты Солнечной системы, звезды и кометы. Ученого интересует их строение, свойства, химический состав и физические процессы, протекающие в них. Также астрофизик занимается изучением Вселенной в целом, отдельных галактик и черных дыр. Космос таит в себе множество загадок, разгадыванием которых занимаются астрофизики.
Астрофизики в основном работают в обсерваториях , которые расположены в местах с наилучшим обзором звездного неба. Там они осуществляют наблюдения за небесными телами с помощью специальных сверхмощных телескопов. Причем наблюдения за различными космическими объектами требуют разной аппаратуры и должны проводиться в разное время суток.
По результатам наблюдений астрофизики проводят исследования и анализируют полученные данные. Исследовательские работы в основном проводятся в научно-исследовательских центрах и институтах. Проделанная работа позволяет астрофизикам выдвигать гипотезы и научные теории об организации космоса, а также пояснять различные космические феномены. В своей работе астрофизики активно используют современные компьютерные технологии.
Другой важнейшей задачей астрофизиков является участие в подготовке полетов в космос. Здесь их задачей является определение условий, в которых будет находиться космонавт в полете. Именно астрофизики должны предугадать местоположение и поведение различных небесных тел и космического мусора, которые могут в какой-то мере повлиять на космонавтов. Задача астрофизиков крайне ответственна и важна.
Астрофизика – это наука на пересечении астрономии и физики. Она занимается изучением физических свойств космических объектов, наблюдаемых с помощью методов астрономии. Мы знаем из астрономии их массу, расстояние к ним, другие параметры, но что это за объекты, изучает астрофизика. И астрофизика, и физика космоса – все это часть физики, действуют те же законы физики, потому всегда можно переквалифицироваться.
Задача ученого состоит в том, чтобы открыть какие-то новые данные о природе или какую-то новую интерпретацию этих данных, что позволит нашему знанию об окружающем мире продвинуться вперед. Одним из самых важных является понятие приоритета. Совсем недавно коллаборации ATLAS и CMS, работающие на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, обнаружили возможность нового резонанса. А дальше наблюдался удивительный коллективный эффект, когда на протяжении месяца появились сотни публикаций теоретиков, объяснявшие новые наблюдения. Очень многие ринулись в эту область. Но ценность работы первооткрывателя очень важна — даже если вы опоздали всего на один день, ваш труд будет стоить меньше.
Перспективы украинских исследователей за границей
Все зависит от человека: его уровня образования и желания работать. На Западе, как и в любой капиталистической стране, люди больше стремятся зарабатывать деньги и заниматься бизнесом. Популярность науки, в которой нужно очень много работать, не получая соизмеримого финансового результата, не на высшем уровне. Ученый там часто считается чудаком и чуть ли не общественным отщепенцем. Но наука странам Запада нужна, потому что их постиндустриальная экономика построена на высоких технологиях и инновациях. Им интересно привлекать ученых, создавать инновации и их использовать, опережая конкурентов. Большую часть этой работы выполняют «научные гастарбайтеры». Очень много людей из Китая, Индии, постсоветского пространства, Латинской Америки. Они соглашаются на те условия, которые может предложить Запад, и двигают развитие цивилизации. У Украины есть преимущество. Это связано с хорошей, цельной системой образования, оставшейся с советских времен: специализированные школы, которые дают детям достаточно высокий уровень подготовки. Технические факультеты не сильно прожжены эффектом коррупции, потому у студентов есть возможность получать неплохие знания. Хотя есть ряд вещей, которые законсервированное советское образование не может дать детям. Например, креативность, работа в команде, а ведь эти качества тоже ценятся среди ученых. Но научная подготовка важнее.