Связь астрономии с медициной. Астрономия – это что за наука? Зарождение и развитие астрономии

24.10.2019

Затвердевание цементного раствора происходит при взаимодействии цемента и воды, при этом образуется гелеобразная масса, позже превращающаяся в камень. При понижении температуры воздуха до 5 °C цементный раствор затвердевает медленнее в 3-4 раза, чем при температуре 20 °C, и практически прекращается затвердевание совсем при температуре 0 °C.

Воздействие отрицательных температур отражается на структуре и прочности цементного раствора. Процесс взаимодействия воды с вяжущими веществами цемента прекращается, так как вода превращается в лед. Кроме того, замерзшая вода существенно увеличивается в объеме, вследствие чего структура раствора теряет прочность, которая накопилась в нем до замерзания.

При замерзании цементный раствор так быстро теряет эластичность, что уплотнение горизонтальных швов в кладке оказывается недостаточным. Во время оттаивания каменной кладки может произойти неравномерная осадка, что создает угрозу прочности и устойчивости кладки. Поэтому при возведении каменных сооружений в зимний период следует время от времени контролировать качество раствора и регулировать количество специальных добавок.

Варианты каменной кладки в зимний период

Для выполнения каменной кладки зимой существуют три способа: замораживание, с использование противоморозных добавок, применение подогрева.

Возведение кирпичной кладки способом замораживания

Этот способ заключается в том, что раствор, на который кладут кирпич, замерзает в швах сразу же после его укладки, а твердеет частично до замерзания за счет имеющейся экзотермии цемента и плюсовой температуры раствора, и окончательно после оттаивания кладки весной. Тут необходимо заметить, что во время оттаивания кладка испытывает перегрузки, в то же время за счет наименьшей прочности может произойти ее разрушение. Поэтому этим способом возводить каменные кладки допускается с ограничением высоты постройки до 15 метров.

Минимально допустимая температура наружного воздуха, при которой можно возводить кирпичную кладку устанавливают в зависимости от погодных условий данного региона, в средней полосе России эта норма находится в пределах минус 30 °C.

В зависимости от температуры воздуха в период возведения кладки назначается та или иная марка раствора. Его состав подбирают с учетом прочности и устойчивости в период оттаивания и условий дальнейшей эксплуатации сооружения.

Подогретый цементный раствор, доставляемый с растворного узла, следует использовать в течение 25-30 минут, чтобы сохранилась необходимая температура до укладки. Не рекомендуется разбавлять замерзший раствор горячей водой, так как во время замерзания его в швах образуется множество пор, заполненных льдом, что делает раствор более рыхлым, и при оттаивании он не наберет требуемой прочности.

Каменная кладка с применением прогрева и химических добавок

Чтобы ускорить процесс отвердевания цементного раствора в него вводят противоморозные химические добавки, они снижают показатель температуры замерзания воды в растворе. Вследствие этого, даже при более низких температурах воздуха, чем обычно, раствор набирает прочность.

Химические добавки из хлористого кальция, хлористого натрия, углекислого калия и нитрата натрия вводятся в раствор для кладок из камней правильной формы, кирпича, постелистого бутового камня, применяемых для возведения складских помещений, поземной кладки, промышленных зданий, не требующих тщательной отделки поверхности. Для надземной кладки из камней, кирпича и блоков разрешается использовать углекислый калий и нитрит натрия в смеси растворов без использования последующего подогрева.

Цементный раствор с добавками на момент укладки должен иметь температуру не менее 5 °C. Ни в коем случае не допускается использование раствора замерзшего и снова отогретого горячей водой. Обязательным условием возведения кладки на растворе с химическими добавками есть использование раствора до схватывания его под действием добавок.

Метод кладки кирпича зимой по нескольким технологиям

Технология кладки с прогревом для ускорения строительства в зимний период применяется так: сначала возводят каменные конструкции методом замораживания, затем их прогревают теплым воздухом, то есть искусственно оттаивают. При этом оборудуют временное отопление этажа или всего здания, закрывают все оконные и дверные проемы. В качестве отопительных приборов чаще всего используют нефтегазовые горелки-калориферы, системы газовых воздухонагревательных установок, с помощью которых повышают температуру воздуха вокруг конструкции до +40 +50°C. Прогревание конструкций, дает возможность продолжать кладку следующих этажей, поскольку нижние этажи постепенно набирают необходимую прочность.

Что нужно делать в период оттаивания зимней кладки

Во время оттаивания и затвердевания зимней кладки резко снижается ее прочность и устойчивость, а неравномерность оттаивания может привести к деформации кладки. Поэтому в период оттепелей необходимо следить за состоянием конструкций, чтобы своевременно выполнить мероприятия, рекомендованные для обеспечения хорошей устойчивости сооружения.

Мероприятия, которые связаны с оттаиванием кладки, должны сводиться к следующим действиям:

После завершения кладки очередного этажа устанавливают рейки для контроля. По этим рейкам наблюдают за осадкой стен в течение зимы и весны до наступления теплого времени, и укрепляют стойками провесные стены и перемычки.
В перемычках пролетом более 2.5 метров стойки периодически подклинивают. Такие стойки, поддерживающие перекрытия и стены во время их оттаивания, помимо клиньев должны иметь поперечные подкладки из мягких пород древесины. Деревянные перемычки из сосны, осины будут сминаться поперек волокон при осадке стен при наступлении оттепелей в горизонтальные канавки. Не заделанные гнезда заделывают кирпичом.
С наступлением весны свободностоящие стойки, простенки и стены, высотой превышающей их толщину в пять раз в поперечном направлении, раскрепляют.

Во время оттаивания кладки, выложенной методом замораживания, и при искусственном ее прогревании постоянно наблюдают за наиболее напряженными конструкциями, проверяя кладку этих участков. Особое внимание следует уделить столбам, простенкам, опорам под сильно нагруженными прогонами, сопряжениям стен и местам опирания опалубки перемычек.

Чтобы контролировать оттаивание и отвердевание раствора в швах кладки, изготавливают контрольные образцы из раствора, который использовался в работе для возведения каменной конструкции. Хранят их в тех же условиях, в которых находится сама кладка. По этим образцам судят о состоянии прочности кладки. Для проверки прочности твердеющего раствора существуют специальные приборы, которые измеряют степень оттаивания и прочность раствора.

Состояние кладки необходимо контролировать в течение всего периода оттаивания и отвердевания раствора в кладке после того, как наступят круглосуточные положительные температуры. Стены сооружений, расположенные с разных сторон, оттаивают неравномерно, поэтому с южной стороны их завешивают пергаментом или увлажняют, чтобы условия отвердевания были равными, и кладка осаживалась равномерно.

Если при зимней кладке концентрация солей химических добавок в растворе была низкой, то она твердеет частично, в этой связи мероприятия по повышению прочности кладки практически такие же, как и для кладки возведенной способом замораживания.

Кладку ведут на открытом воздухе из кирпича, камней или блоков правильной формы на растворе, имеющем положительную температуру в момент его укладки, а затем замерзающем. При строительстве соблюдают те же правила производства работ, что и при летней кладке.

Сущность этого способа заключается в том, что раствор в швах, замёрзший вскоре после укладки его, твердеет в основном весной после оттаивания кладки и частично в период до замерзания (за счет имевшейся плюсовой температуры раствора и экзотермии цемента), а также при зимних и весенних оттепелях или искусственном отогревании кладки. При выполнении кладки этим способом необходимо учитывать, что в момент оттаивания она имеет наименьшую прочность и от перегрузки может разрушиться. Поэтому способом замораживания растворов в течение одного зимнего периода допускается возводить каменные конструкции высотой не более 15 метров.

Минимальную температуру наружного воздуха, при которой разрешается вести зимнюю кладку, устанавливают органы охраны труда в зависимости от климатических условий данного района страны, например в средней полосе СССР до -30*С.

Марки растворов назначают в зависимости от температуры воздуха в момент возведения и прогноза погоды на последующий период. При этом состав растворов подбирают из условия обеспечения минимально необходимой прочности и устойчивости конструкции в период оттаивания и в последующий период эксплуатации сооружения.

Температура раствора во время его укладки в дело должна быть не ниже:

5*С при температуре воздуха до -10*С;

10*С при температуре воздуха от -10 до -20*C;

15*С - от -20 и ниже. При скорости ветра более 6 м/с температура раствора должна быть повышена против указанной на 5*С.

Чтобы подогретый раствор, доставленный с растворного узла, сохранил необходимую температуру до укладки в дело, его надо использовать в течение 20...25 минут. Применять для кладки замерзший и разбавленный горячей водой раствор нельзя , так как с добавлением воды в растворе после его замерзания образуется большое количество пор, заполненных льдом; раствор в швах становится более рыхлым при оттаивании и не набирает требуемой прочности. Замёрзший до начала схватывания раствор необходимо возвратить на растворный узел для оттаивания и переработки.

Чтобы раствор не остывал во время доставки от растворного узла к месту работы каменщиков, его перевозят в утеплённых контейнерах или автосамосвалах, оборудованных утепленными крышками, с подогревом кузова выхлопными газами от двигателя. Надо стремиться к тому, чтобы раствор из автосамосвала выгружали непосредственно в утепленные ящики, в которых его подают каменщикам на рабочее место.

Для лучшего обжатия швов кладки до замерзания раствор расстилают на постели короткими грядками - под 2 ложковых кирпича в вёрстах и под 4...6 кирпичей в забутке. На расстеленный раствор кирпич укладывают как можно быстрее, кроме того, стремятся быстрее возводить кладку по высоте. Ускоренная кладка необходима для того, чтобы раствор в нижележащих рядах уплотнялся под нагрузкой от вышележащих рядов кладки до замерзания, так как это увеличивает плотность и прочность кладки.

Толщина швов не должна превышать размеров, установленных для летней кладки. Это требование объясняется тем, что кладка, выложенная зимой, фактически замерзает в течение одного-двух часов, а обжатие не отвердевшего раствора происходит после полного оттаивания кладки. Поэтому при большой толщине швов кладка во время оттаивания может дать значительную осадку и даже разрушиться. При перерывах в работе зимнюю кладку накрывают матами, толем или кирпичом насухо, а перед возобновлением работ очищают от снега, наледи и мёрзлого раствора. К перерыву в работе все вертикальные швы верхнего ряда кладки должны быть заполнены раствором.

Следует проверять вертикальность кладки , так как отклонения стен от вертикали создают угрозу ещё большего их искривления и разрушения при оттаивании раствора весной.

Стены и столбы выкладывают равномерно по всему зданию или в пределах между осадочными швами, не допуская больших разрывов по высоте. Разрывы могут быть не более 4 м и должны оканчиваться убежной штрабой. После возведения стен и столбов в пределах этажа немедленно укладывают сборные перекрытия. Прогоны, опирающиеся на стены, связывают с кладкой стен металлическими анкерами, закрепляемыми в вертикальных продольных швах кладки. Концы смежных прогонов, опирающихся на столбы или продольную стену, обязательно скрепляют скрутками.

В углах и местах сопряжения поперечных и внутренних стен зданий на уровне перекрытий укладывают стальные связи: при высоте здания до четырёх этажей, например, их устанавливают через этаж, при более высоких зданиях, а также при высоте этажа более 4м - на уровне каждого перекрытия. Связи заводят в примыкающие стены на 1... 1,5 м и заканчивают на концах анкерами.

При кладке стен облегчённых конструкций пустоты заполняют шлакобетонными вкладышами, шлакобетоном с малым содержанием воды или сухими засыпками, не содержащими смёрзшихся комьев, чтобы предотвратить осадку засыпки и не ухудшить теплотехнических качеств кладки.

При кладке фундаментов зимой основание предохраняют от промерзания как во время производства работ, так и по окончании их, иначе просадка основания при оттаивании может привести к появлению трещин в кладке и к аварии. Зимой нельзя устраивать и выравнивать основание песчаными слоями толщиной, превышающей 100 мм, так как при большей толщине искусственного песчаного основания возможны неравномерные осадки, трещины в фундаментах и стенах здания.

Возведение фундаментов способом замораживания разрешается из кирпича, камней правильной формы и блоков.

Этим способом допускается также возводить стены из постелистого бутового камня, если расчётом подтверждено, что они выдержат нагрузку в период оттаивания.

Перемычки в стенах зимней кладки должны быть, как правило, сборными железобетонными.

При установке оконных коробок по ходу кладки простенков зимой оставляют промежуток не менее 15 мм (осадочный зазор) на осадку кладки между верхом коробки и низом перемычки.

При устройстве перегородок в зданиях, кладка которых выполнена способом замораживания, следует учитывать величину осадки кладки, а вместе с ней и перекрытий в весеннее время. Просветы, оставляемые под потолком, должны быть в два раза больше величины осадки стен, ожидаемой в пределах данного этажа.

Основные разделы астрономии

Астрономия - наука о Вселенной.

Предмет астрономии

Астрономия-

Астрономия изучает космические объекты, космические явления и космические процессы.

Астрономия изучает основные физические характеристики, происхождение, строение, состав, движение и эволюцию космических объектов. Космические объекты - это космические тела и обладающие определенной организацией системы космических тел. Под космическими телами мы будем понимать все рассматриваемые астрономией физические тела - структурные элементы Вселенной. В число основных типов космических объектов входят планетные тела (планеты и их спутники, астероиды, кометы, метеорные тела), звезды, туманности, космическая среда.

Космические тела, входящие в составкосмических систем, обычно имеют общее происхождение, взаимосвязаны гравитационными и магнитными полями и перемещаются в пространстве как единое целое. В число основных типов космических систем входят планетные системы, звездные системы (двойные звезды, звездные скопления), галактики, Метагалактика и вся Вселенная. Системы космических тел обладают новыми качествами, не присущими каждому из отдельно взятых элементов этой системы: новые звезды образуются только внутри гигантских космических систем - галактик; жизнь может существовать лишь на поверхности тел, входящих в планетные системы отдельных звезд и т. д.

Космическими явлениями называются физические явления, возникающие при взаимодействии космических тел и протекании космических процессов. Примерами космических явлений можно назвать существование спутников у массивных космических тел, движение планет, солнечную активность и т.д.

Космические процессы представляют собой совокупность физических процессов, лежащих в основе возникновения, существования и развития космических объектов, основные этапы их эволюции. Они обусловливают главные физические характеристики космических объектов и их систем, а также возникновение и протекание космических явлений. Примерами космических процессов можно назвать образование, существование и эволюцию звезд, планет, галактик и всей Вселенной.

Классическая астрономия объединяет в себе ряд разделов астрономии, основы которых были разработаны задолго до начала ХХ века, но не потеряли своей теоретической и практической значимости до настоящего времени:

Астрометрия включает в себя сферическую астрономию, практическую астрономию и фундаментальную астрометрию.

Сферическая астрономия изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт, теоретическими основами счета времени.

Фундаментальная астрометрия ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов.

Практическая астрономия занимается определением времени и географических координат, обеспечивает Службу Времени, вычисление и составление календарей, географических и топографических карт; астрономические методы ориентации широко применяются в мореплавании, авиации и космонавтике.

Небесная механика исследует движение космических тел под действием сил тяготения. Исследование движения небесных объектов предусматривает установление общих закономерностей движения и определение для произвольного момента времени положения и скорости изучаемого объекта по отношению к избранной системе координат. Опираясь на данные астрометрии, законы классической механики и математические методы исследования, небесная механика определяет траектории и характеристики движения космических тел и их систем, служит теоретической основой космонавтики.

Современная астрономия включает в себя разделы: астрофизику, звездную статистику, космогонию и космологию.

Астрофизика изучает основные физические характеристики и свойства космических объектов (движение, строение, состав и т.д.), космических процессов и космических явлений, подразделяясь на многочисленные разделы: теоретическая астрофизика; практическая астрофизика; физика планет и их спутников (планетология и планетографии); физика Солнца; физика звезд; внегалактическая астрофизика и т. д.

Космогония изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем.

Космология исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии.

Далее следует изложить материал об основных этапах развития астрономии и связи астрономии с другими науками. При этом учитель постоянно обращает внимание школьников на то, что астрономия возникла и развивалась на основе практических потребностей человека (применение астрономических знаний людьми раскрывается на примерах из разных эпох) и составляет существенную неотъемлемую часть мировой культуры.

Другим, более эффективным методом изложения данного материала может служить рассказ-беседа, в которой ученики принимают непосредственное участие: задают вопросы, просят разъяснить или изложить более подробно заинтересовавший их материал и даже комментируют рассказанное учителем.

Значение астрономии определяется важностью ее вклада в создание научной картины мира, так как астрономические знания лежат в основе системы представлений о наиболее общих законах строения и развития Вселенной. Уровень развития астрономии определяет основы мировосприятия широких масс населения в данную эпоху, формирует базовые идеи науки и особенности мировоззрения ученых.

Более 3,5 тысяч лет назад, в эпоху синкретичности науки и культуры, астрономия не выделялась в особую область познания. Мифологический характер осмысления окружающего мира обусловливался космической взаимосвязью всего сущего. "Земное" и "космическое" было нераздельно-слиянным.

Насущная практическая потребность в астрономических знаниях для определения времени и ориентации на местности, составления географических карт и календарей стимулировала развитие математики, особенно вычислительной, геометрии и тригонометрии. Изобретение угломерных приборов и создание собственного математического аппарата привело к выделению астрономии из общей суммы человеческих знаний об окружающем мире в отдельную, первую из естественных наук.

С эпохи образования государств Древнего мира до позднего Средневековья объекты астрономии предельно идеализируются и обособляются, противопоставлялось объектам земного мира, их характеристики и поведение не рассматриваются в рамках зарождающихся "земных" наук - физики, химии, географии. Астрономия вносит огромный вклад в их развитие (особенно географии), но сами естественные науки оказывают ничтожно малое влияние на развитие астрономии лишь через технологию создания астрономических инструментов.

Доклад 4 Первая революция в астрономии произошла в различных регионах мира в разное время в промежутке между 1,5 тыс. лет до н.э. и II век н.э. и была обусловлена прогрессом математических знаний. Главными ее достижениями стало создание сферической астрономии и астрометрии, универсальных точных календарей и геоцентрической теории, ставшей итогом развития астрономии античного мира и способствовавшей формированию формально-логического мышления и схоластического мировоззрения.

К началу XVI века прогресс научно-технических знаний сократил разрыв в степени развития астрономии и других естественных наук. Уровень знаний об окружающем мире стал выше уровня знаний почти не развивавшейся с начала нашей эры астрономии и перестал вписываться в прежние космологические рамки. Потребность приведения в единую систему всей суммы накопленных знаний вместе с первым мощным влиянием физики на астрономию - изобретением телескопа – привела к краху схоластического мышления и торжеству гелиоцентрической теории.

Доклад 5 Вторая революция в астрономии (XVI-XVII вв.) была обусловлена прогрессом знаний о природе, в первую очередь физических, и сама стимулировала первую революцию естественных наук в XVII-XVIII веках. Для науки того времени характерна теснейшая связь между астрономией и физикой. Все великие физики того времени были астрономами, и наоборот; законы и теории физики выводились и проверялись на основе результатов астрономических наблюдений. Астрономические явления и свойства небесных объектов объяснялись на основе физических знаний. В астрономии стало исследоваться не только видимое расположение, размеры и перемещение небесных светил, но и некоторые физические характеристики: движение, размеры и масса небесных тел. Установление единства законов природы для всей Вселенной, создание классической механики Ньютона и теории Всемирного тяготения уничтожило противопоставление между "земным" и "небесным" и сделало астрономию одной из естественных наук.

Важнейшими достижениями астрономии Нового времени стали: создание, объяснение и подтверждение гелиоцентрической теории, законов движения планетных тел, теории Всемирного тяготения, небесной механики, изобретение оптических телескопов, открытие новых планет, спутников, пояса астероидов, комет, метеороидов, изучение основных характеристик Солнечной системы и входящих в ее состав космических тел, звездных систем и туманностей, создание первых научных космогонических и космологических гипотез.

Эволюция астрономических знаний привела к возникновению и развитию некоторых философских учений: вульгарного (механического) материализма и объективного идеализма Канта и Гегеля.

В дальнейшем бурное развитие и растущая дифференциация естественно-математических наук привели к обособлению физики от астрономии, сопровождающемуся "потребительским" отношением к физике со стороны астрономов и недооценкой физиками роли астрономии в создании общей системы физических знаний.

Доклад 6 Создание новых методов астрономических наблюдений на основе новых физических открытий (спектроскопии, фотографии, фотометрии) и увеличение мощности астрономических инструментов привело к качественному скачку в знаниях о физической природе космических объектов и их систем, космических процессов и явлений и к возникновению нового, самого обширного и многообещающего раздела современной астрономии - астрофизике, а также космохимии. Исследования химического состава космических тел подтвердили материальное единство Вселенной. Был проведен ряд исследований и сделаны открытия, значительно расширившие знания о Вселенной: измерены межзвездные расстояния, открыта межзвездная среда, новые классы космических тел, установлены закономерности в физических характеристиках звезд, исследована структура Галактики. Однако астрономия оставалась в целом "статичной" наукой, изучавшей неизменную во времени Вселенную, отсутствовала генетическая связь между космическими объектами разного типа, верная интерпретация диаграммы Герцшпрунга-Рессела, теории важнейших космических процессов, ответы на вопросы космогонии и космологии. Астрономия была чисто "наблюдательной" и "оптической" наукой, исследовавшей космос лишь в узком диапазоне частот излучения видимого света. Астрономия довольно успешно применяла знания по классической физике, волновой оптике, термо- и электродинамике для объяснения новых открытий и создания инструментов, однако физики практически перестали использовать астрономические данные в своих работах. Возможно, это послужило одной из причин кризиса физики в конце XIX века и отразилось на развитии астрономии в начале ХХ века.

Теоретические основы новой революции в астрономии заложили создание общей теории относительности А. Эйнштейна и теория нестационарной Вселенной А.А. Фридмана. Возникновение и развитие радиофизики, электроники, кибернетики и космонавтики обеспечило ее практические (инструментальные) основы. Огромную роль сыграло создание новых методов исследования: теоретической и экспериментальной физики, современной математики и вычислительной техники (ЭВМ) и вовлечение в астрономию ученых других специализаций, в первую очередь физиков.

Третья революция в астрономии (50-70 гг. ХХ века) целиком обусловлена прогрессом физики и ее влиянием на технологию.

Астрономия стала всеволновой ивсекорпускулярной : космические объекты наблюдаются во всем диапазоне электромагнитного излучения и испускания элементарных частиц.

Астрономия становится экспериментальной : средства космонавтики позволяют проводить прямое изучение космических тел, явлений и процессов.

Астрономия приобрела эволюционный характер: космические объекты исследуются на протяжении всей эволюции и во взаимосвязи между собой.

Основные достижения современной астрономии:

1. Объяснение эволюции звезд, основанное на создании их моделей и подтверждающееся данными наблюдений.
2. Исследование общей динамики галактик, объяснение структуры спиральных галактик, открытие активности галактических ядер и квазаров.
3. Установление структуры Метагалактики; достаточно полные представления о процессах во Вселенной в интервале 7-10 миллиардов лет от настоящего времени.
4. Подтверждение теории формирования звезд и планетных систем из газопылевых комплексов и теории нестационарной Вселенной.
5. Значительное расширение сведений о природе и физических характеристиках планетных тел Солнечной системы и Солнца, полученных в результате космических исследований.

Доклад 7 Астрономию и химию связывают вопросы исследования происхождения и распространенности химических элементов и их изотопов в космосе, химическая эволюция Вселенной. Возникшая на стыке астрономии, физики и химии наука космохимия тесно связана с астрофизикой, космогонией и космологией, изучает химический состав и дифференцированное внутреннее строение космических тел, влияние космических явлений и процессов на протекание химических реакций, законы распространенности и распределения химических элементов во Вселенной, сочетание и миграцию атомов при образовании вещества в космосе, эволюцию изотопного состава элементов. Большой интерес для химиков представляют исследования химических процессов, которые из-за их масштабов или сложности трудно или совсем невоспроизводимых в земных лабораториях (вещество в недрах планет, синтез сложных химических соединений в темных туманностях и т. д.).

Доклад 8 Астрономию, географию и геофизику связывает изучение Земли как одной из планет Солнечной системы, ее основных физических характеристик (фигуры, вращения, размеров, массы и т. д.) и влияния космических факторов на географию Земли: строение и состав земных недр и поверхности, рельеф и климат, периодические, сезонные и долговременные, местные и глобальные изменения в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли - магнитные бури, приливы, смена времен года, дрейф магнитных полей, потепления и ледниковые периоды и т. д., возникающие в результате воздействия космических явлений и процессов (солнечной активности, вращения Луны вокруг Земли, вращения Земли вокруг Солнца и др.); а также не потерявшие своего значения астрономические методы ориентации в пространстве и определения координат местности. Одной из новых наук стало космическое землеведение - совокупность инструментальных исследований Земли из космоса в целях научной и практической деятельности.

Доклад 9 Связь астрономии и биологии определяется их эволюционным характером. Астрономия изучает эволюцию космических объектов и их систем на всех уровнях организации неживой материи аналогично тому, как биология изучает эволюцию живой материи. Все космические объекты и их системы, подобно биологическим, эволюционируют с характерными для них шкалами времени. Эволюция неживой и живой материи идет "от простого к сложному", существование и развитие объектов обусловлено внутренними динамическими процессами; движущими факторами эволюции являются расширение Метагалактики (Вселенной) и гравитационная неустойчивость.

Все остальные естественные науки не являются эволюционными: действие фундаментальных законов физики извечно и не зависит от времени, необратимые процессы исследуются лишь в некоторых разделах физики (термодинамике); законы химии также обратимы и могут рассматриваться как описание физических взаимодействий электронных оболочек атомов; география и геология, в самом широком смысле, являются разделами астрономических наук планетологии и планетографии.

Эволюционный характер астрономии обеспечивает возможность классификации космических объектов и их систем по принципам науки типологии и исследование их в рамках системного подхода, с выявлением общего в объектах и явлениях, ограничения числа возможных вариантов структур и поведения систем, как одно из проявлений действия методологического принципа симметрии.

Взаимосвязь астрономии и биологии обусловлена взаимным влиянием эволюций неживой и живой природы. Астрономию и биологию связывают проблемы возникновения и существования жизни и разума на Земле и во Вселенной, проблемы земной и космической экологии и воздействия космических процессов и явлений на биосферу Земли:

1. Возникновение жизни на Земле подготовлено ходом эволюции неживой материи во Вселенной.
2. Существование жизни на Земле определяется постоянством действия космических факторов: мощностью и спектральным составом солнечного излучения, неизменностью основных характеристик орбиты Земли и ее осевого вращения, наличием магнитного поля и атмосферы планеты.
3. Развитие жизни на Земле во много обусловлено плавными незначительными изменениями в действии космических факторов, сильные изменения ведут к катастрофическим последствиям.
4. На определенном этапе своего развития жизнь становится фактором космического масштаба, оказывающим влияние на физико-химические характеристики планеты: состав и температуру атмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы.
5. В настоящее время деятельность человечества становится фактором космического масштаба, оказывающим воздействие на атмосферу, гидросферу и литосферу Земли и околоземное космическое пространство, а в перспективе - на всю Солнечную систему. Экологические проблемы начинают играть особую роль в существовании человечества; экология становится космической.
6. Разумная деятельность Сверхцивилизаций может оказывать влияние на эволюцию неживой и живой материи в масштабах Галактики и даже Метагалактики.

Вопросами, объяснение которых требует совместных усилий астрономов и биологов, являются:

1. Возникновение и существование жизни во Вселенной (экзобиология: происхождение, распространенность, условия существования и развития, пути эволюции).
2. Процессы, лежащие в основе космическо-земных связей.
3. Практические вопросы космонавтики (космическая биология и медицина), изучающих жизнедеятельность земных организмов в условиях космического пространства, влияние космических полетов на здоровье и работоспособность людей, разработку систем жизнеобеспечения управляемых космических аппаратов и т.д.
4. Космическая экология.
5. Возникновение и существование, пути развития внеземных цивилизаций (ВЦ), проблемы связи и контакта с внеземными цивилизациями.
6. Роль человека и человечества во Вселенной (возможность зависимости космической эволюции от биологической и социальной).

Растущая взаимосвязь астрономии с естественно-математическими науками обусловлена современными тенденциями в развитии познания окружающего мира: разрастанию и укреплению "межнаучных" связей и ликвидации монополизма на исключительно "свои" объекты науки с использование собственных специфических методов исследования.

Предмет астрономии Астрономия - наука о Вселенной. Астрономия изучает космические объекты, космические явления и космические процессы. Астрономия изучает основные физические характеристики, происхождение, строение, состав, движение и эволюцию космических объектов.

Предмет астрономии Космические объекты - это космические тела и обладающие определенной организацией системы космических тел. Под космическими телами мы будем понимать все рассматриваемые астрономией физические тела - структурные элементы Вселенной.

Предмет астрономии Космические тела, входящие в состав космических систем, обычно имеют общее происхождение, взаимосвязаны гравитационными и магнитными полями и перемещаются в пространстве как единое целое.

Предмет астрономии Космическими явлениями называются физические явления, возникающие при взаимодействии космических тел и протекании космических процессов.

Предмет астрономии Космические процессы представляют собой совокупность физических процессов, лежащих в основе возникновения, существования и развития космических объектов, основные этапы их эволюции.

Основные разделы астрономии Сферическая астрономия изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт, теоретическими основами счета времени.

Основные разделы астрономии Фундаментальная астрометрия ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов.

Основные разделы астрономии Практическая астрономия занимается определением времени и географических координат, обеспечивает Службу Времени, вычисление и составление календарей, географических и топографических карт; астрономические методы ориентации широко применяются в мореплавании, авиации и космонавтике.

Основные разделы астрономии Астрофизика изучает основные физические характеристики и свойства космических объектов (движение, строение, состав и т. д.), космических процессов и космических явлений, подразделяясь на многочисленные разделы: теоретическая астрофизика; практическая астрофизика; физика планет и их спутников (планетология и планетографии); физика Солнца; физика звезд; внегалактическая астрофизика и т. д.

Основные разделы астрономии Космогония изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем. Космология исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии.

Этапы развития астрономии Первая революция в астрономии произошла в различных регионах мира в разное время в промежутке между 1, 5 тыс. лет до н. э. и II век н. э. и была обусловлена прогрессом математических знаний.

Этапы развития астрономии Главными ее достижениями стало создание сферической астрономии и астрометрии, универсальных точных календарей и геоцентрической теории, ставшей итогом развития астрономии античного мира и способствовавшей формированию формально-логического мышления

Этапы развития астрономии Вторая революция в астрономии (XVI-XVII вв.) была обусловлена прогрессом знаний о природе, в первую очередь физических, и сама стимулировала первую революцию естественных наук в XVII-XVIII веках. Для науки того времени характерна теснейшая связь между астрономией и физикой.

Этапы развития астрономии Третья революция в астрономии (50 -70 гг. ХХ века) целиком обусловлена прогрессом физики и ее влиянием на технологию.

Этапы развития астрономии Основные достижения современной астрономии: 1. 2. 3. 4. 5. Объяснение эволюции звезд, основанное на создании их моделей и подтверждающееся данными наблюдений. Исследование общей динамики галактик. Достаточно полные представления о процессах во Вселенной в интервале 7 -10 миллиардов лет от настоящего времени. Подтверждение теории формирования звезд и планетных систем из газопылевых комплексов. Значительное расширение сведений о природе и физических характеристиках планетных тел Солнечной системы и Солнца, полученных в результате космических исследований.

Связь с другими науками Астрономию и химию связывают вопросы исследования происхождения и распространенности химических элементов и их изотопов в космосе, химическая эволюция Вселенной. Возникшая на стыке астрономии, физики и химии наука космохимия тесно связана с астрофизикой, космогонией и космологией

Связь с другими науками Астрономию, географию и геофизику связывает изучение Земли как одной из планет Солнечной системы, ее основных физических характеристик (фигуры, вращения, размеров, массы и т. д.) и влияния космических факторов на географию Земли

Связь с другими науками Связь астрономии и биологии определяется их эволюционным характером. Все космические объекты и их системы, подобно биологическим, эволюционируют с характерными для них шкалами времени. Эволюция неживой и живой материи идет "от простого к сложному"

Связь с другими науками Связь астрономии с "наукой наук" - философией - определяется тем, что астрономия как наука имеет не только специальный, но и общечеловеческий, гуманитарный аспект, вносит наибольший вклад в выяснение места человека и человечества во Вселенной, в изучение отношения "человек - Вселенная".

Связь астрономии с другими науками, практическое значение астрономии

Исследования процессов, происходящих на различных небесных телах, позволяют астрономам изучать материю в таких ее состояниях, какие еще не достигнуты в земных лабораторных условиях. По этой причине астрономия, и в частности астрофизика, тесно связанная с физикой, химией, математикой, способствует развитию последних, а они, как известно, являются основой всей современной техники. Достаточно сказать, что вопрос о роли внутриатомной энергии впервые был поставлен астрофизиками, а величайшее достижение современной техники - запуск искусственных спутников Земли, орбитальных и межпланетных космических станций невозможен без астрономических знаний.

Исключительно важна роль астрономии в формировании правильного материалистического мировоззрения. Астрономия, изучая небесные явления, исследуя природу, строение и развитие небесных тел, доказывает материальность Вселенной, ее естественное, закономерное развитие во времени и пространстве без вмешательства каких бы то ни было сверхъестественных сил.

Астрономия с древнейших времён служила людям для определения времени и местоположения на поверхности Земли, т.е для навигации и геодезии. С запуском первого искусственного спутника Земли в нашей стране в 1957 ᴦ. началась эра космических исследований. Изучение Земли из космоса позволило ещё шире поставить астрономию на службу наук о Земле (геологии, геохимии, геофизики и т.п.).

Особое значение астрономия приобретает в настоящее время, решая задачу предупреждения о столкновении Земли с астероидом или кометой. То, что эта угроза не плод воображения фантастов говорят последствия падения т.н. «тунгусского метеорита». В результате падения, как считает большинство исследователей ядра небольшой кометы, была уничтожена тайга на огромной территории (площадь вывала леса превысила 2 тыс. кв. км.). как показывают расчеты, столкновение с Землёй астероида диаметром 100 м может происходить раз в 1000 лет. При падении тела таких размеров по усреднённым подсчётам выделится энергия » 5×10 17 дж, что примерно равно взрыву самой мощной термоядерной бомбы и лишь в 20 раз меньше чем суммарная мощность всех землетрясений на Земле за год. Падение такого тела может привести к локальной катастрофе, которая может быть усугублена аварией на потенциально опасных объектах - атомных или гидроэлектростанциях, химических производствах, а также спровоцировать начало военных действий с применением оружия массового уничтожения. Первой задачей по предотвращению таких катастроф является обнаружение таких тел за годы до столкновения. Роль астрономических наблюдений в решении этой задачи является главной. Более подробно об астероидно-кометной опасности и роли астрономии в её предотвращении сказано в разделе 11.

Астрономия продолжает оставаться наблюдательной наукой, но недалек тот день, когда астрономические наблюдения будут производиться не только с межпланетных станций и орбитальных обсерваторий, но и с поверхности Луны или других планет.

Литература к разделу

1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии: учебное пособие/Под ред. В.В. Иванова.- 2-е изд.- М.: Эдиториал УРСС, 2004-544с.

2. Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии. Изд. 5-е - М.:Эдиториал УРСС, 2002. -688с.

3. Ганагина И.Г. Астрономия. - Метод. указ. -Новосибирск: СГГА. - 2002.

4. Климишин И.А. Астрономия наших дней. 2-е издание, “Наука”, 1980-456с.

5. Бронштэн В.А. Тунгусский метеорит. М.: А.Д. Сельянов, 2000-311с.