Ukraine 11 клас Astronomy

1. Introduction

Subject of astronomy

• विज्ञान का इतिहास: प्रकृति के बारे में हमारी सोच कैसे बदली – विज्ञान 5,000 सालों में धीरे-धीरे बढ़ा। शुरुआती सभ्यताओं ने आकाश देखकर कैलेंडर बनाए। यूनानी विचारकों ने 'क्यों' पूछा और तर्क से सोचा। भारत और इस्लामी दुनिया के विद्वानों ने शून्य, बीजगणित और सावधान प्रयोग दिए। वैज्ञानिक क्रांति में कोपरनिकस, गैलीलियो और न्यूटन ने पृथ्वी-केंद्रित मॉडल की जगह सूर्य-केंद्रित मॉडल रखा और प्रयोग से जाँचना सिखाया। आधुनिक विज्ञान ने परमाणु, विकास, सापेक्षता और क्वांटम सिद्धांत दिए। हर दौर एक ही बात सिखाता है: पक्का सबूत पुरानी सोच बदल सकता है।

2. Celestial sphere and motion of celestial bodies

Celestial sphere and coordinates · Time and calendars · Apparent motions and Kepler’s laws

• खगोलीय निर्देशांक: आकाश में कोई भी तारा ढूँढना – खगोलशास्त्री आकाश को दर्शक के चारों ओर एक बड़े खगोलीय गोले की तरह मानते हैं। क्षितिज पद्धति में तारे की जगह उन्नतांश (क्षितिज से ऊपर का कोण) और दिगंश (उत्तर से पूर्व की ओर कोण) से बताते हैं; पृथ्वी घूमने से ये बदलते रहते हैं। विषुवत पद्धति में क्रांति (खगोलीय विषुवत से कोण, अक्षांश जैसा) और विषुवांश (♈ बिंदु से पूर्व की ओर घंटों में, देशांतर जैसा) लगभग स्थिर रहते हैं, इसलिए तारा मानचित्र इन्हें उपयोग करते हैं। खगोलीय ध्रुव का उन्नतांश = दर्शक का अक्षांश। चमक कांतिमान से बताते हैं: छोटी संख्या = ज़्यादा चमकीला।
• घड़ी और कैलेंडर: आकाश और गिनती से समय – हमारे समय की इकाइयाँ आकाश से आई हैं। सूर्य के सापेक्ष पृथ्वी का एक चक्कर सौर दिन (24 घंटे) है; तारों के सापेक्ष नाक्षत्र दिन (लगभग 23 घं 56 मि)। चंद्रमा की कलाएँ 29.53 दिन में दोहराती हैं (मास)। पृथ्वी सूर्य का चक्कर लगभग 365.2422 दिन में लगाती है (वर्ष)। कैलेंडर चांद्र, सौर या चांद्र-सौर होते हैं। ग्रेगोरियन लीप वर्ष नियम कैलेंडर को ऋतुओं के साथ रखता है। फिर घड़ी के प्रश्न (कोण = |30H − 5.5M|) और कैलेंडर के प्रश्न (विषम दिन) हल होते हैं।
• केप्लर के ग्रहीय गति के नियम – केप्लर ने ग्रहों की चाल के तीन नियम दिए। 1) हर ग्रह दीर्घवृत्त (ellipse) में घूमता है और सूर्य उसके एक फोकस पर होता है। 2) सूर्य से ग्रह तक की रेखा बराबर समय में बराबर क्षेत्रफल घेरती है, इसलिए ग्रह सूर्य के पास तेज़ चलता है। 3) परिक्रमण काल का वर्ग (T²) अर्ध-दीर्घ अक्ष के घन (a³) के समानुपाती है। दूसरा नियम असल में कोणीय संवेग का संरक्षण है, और तीसरा नियम न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण नियम से निकलता है।

3. Methods and tools of astronomy

Telescopes and detectors

जल्द आ रहा है

4. Our planetary system

Planets and small bodies

• सौरमंडल – सौरमंडल = सूर्य और वह सब कुछ जिसे उसका गुरुत्व थामे रखता है: 8 ग्रह, उनके चंद्रमा, बौने ग्रह, क्षुद्रग्रह, धूमकेतु और धूल। भीतरी चार ग्रह (बुध, शुक्र, पृथ्वी, मंगल) छोटे और चट्टानी हैं। क्षुद्रग्रह पट्टी के बाद विशाल ग्रह: गैस दानव बृहस्पति और शनि, हिम दानव यूरेनस और नेपच्यून। गुरुत्व ग्रहों को सूर्य की ओर खींचता है जबकि वे बगल में चलते हैं, इसलिए वे कक्षा में घूमते हैं; पास वाले तेज़ चलते हैं और उनका वर्ष छोटा होता है। यह सब लगभग 4.6 अरब साल पहले गैस और धूल के घूमते बादल से बना।

5. The Sun

The Sun

• सूर्य: क्रोड से कोरोना तक हमारा तारा – सूर्य एक तारा है: बहुत गरम गैस (प्लाज़्मा) का विशाल गोला, जिसमें द्रव्यमान से लगभग 73% हाइड्रोजन और 25% हीलियम है। इसका व्यास 13.9 लाख km (पृथ्वी का 109 गुना) है, सौरमंडल का 99.86% द्रव्यमान इसी में है, और यह हमसे लगभग 15 करोड़ km दूर है; इसका प्रकाश लगभग 8 मिनट 20 सेकंड में हम तक आता है। सतह (प्रकाशमंडल) ~5500 °C, क्रोड ~1.5 करोड़ °C। क्रोड में नाभिकीय संलयन से 4 हाइड्रोजन नाभिक मिलकर 1 हीलियम नाभिक बनाते हैं; थोड़ा घटा द्रव्यमान ऊर्जा बनता है (E = mc²)। हर सेकंड लगभग 40 लाख टन द्रव्यमान ऊर्जा में बदलता है। ऊर्जा विकिरण क्षेत्र में प्रकाश के रूप में हज़ारों साल में, फिर संवहन से सतह तक आती है। संलयन से न्यूट्रिनो भी बनते हैं जो तुरंत बाहर निकलते हैं और संलयन का सबूत हैं। सूर्य का चुंबकीय क्षेत्र सौर कलंक, सौर ज्वाला और कोरोनल द्रव्य उत्क्षेपण (CME) बनाता है। सक्रियता 11 साल के चक्र में घटती-बढ़ती है। सौर पवन से ध्रुवीय ज्योति (aurora) बनती है और रेडियो, GPS, उपग्रह व बिजली ग्रिड पर असर पड़ सकता है।

6. Stars and stellar evolution

Stars

जल्द आ रहा है

7. Our Galaxy

Milky Way

• आकाशगंगा (मिल्की वे): हमारा घर – आकाशगंगा (मिल्की वे) एक छड़दार सर्पिल मंदाकिनी है जिसमें लगभग 100–400 अरब तारे हैं और यह लगभग 1,00,000 प्रकाश-वर्ष चौड़ी है। इसमें सर्पिल भुजाओं वाली पतली चकती, बीच में उभार और छड़, और चारों ओर पुराने गोलाकार तारागुच्छों वाला धुँधला प्रभामंडल है। सूर्य केंद्र से लगभग 26,000 प्रकाश-वर्ष दूर ओरायन भुजा में है और लगभग 230 km/s से घूमकर करीब 23 करोड़ वर्ष में एक चक्कर लगाता है। धूल के कारण भुजाओं का नक्शा हाइड्रोजन की 21 cm रेडियो तरंगों से बनाते हैं। केंद्र में लगभग 40 लाख सौर द्रव्यमान का ब्लैक होल Sgr A* है। सपाट घूर्णन वक्र बताता है कि दिखने से कहीं ज़्यादा द्रव्यमान है: डार्क मैटर।

8. Structure and evolution of the Universe

Galaxies and cosmology

• ब्रह्मांड विज्ञान: फैलता ब्रह्मांड और बिग बैंग – ब्रह्मांड विज्ञान (कॉस्मोलॉजी) पूरे ब्रह्मांड की बनावट, इतिहास और भविष्य का अध्ययन है। आकाशगंगाएँ समूहों, गुच्छों और तंतुओं में विशाल रिक्तियों के चारों ओर जुटती हैं। दूर की आकाशगंगाएँ हमसे दूर जा रही हैं, और जितनी दूर उतनी तेज़ (हबल का नियम, v = H₀d), क्योंकि अंतरिक्ष ख़ुद फैल रहा है। इस फैलाव को उल्टा चलाने पर लगभग 13.8 अरब साल पहले की गर्म, घनी शुरुआत मिलती है: बिग बैंग। इसके मुख्य प्रमाण हैं रेडशिफ़्ट, कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड और हाइड्रोजन-हीलियम की मात्रा। ब्रह्मांड का ज़्यादातर हिस्सा डार्क मैटर और डार्क एनर्जी है।

9. Life in the Universe

Life beyond Earth

• खगोल-जीवविज्ञान: क्या पृथ्वी के बाहर जीवन है? – खगोल-जीवविज्ञान (astrobiology) वह विज्ञान है जो पूछता है कि क्या पृथ्वी के बाहर जीवन है। जैसा जीवन हम जानते हैं, उसे द्रव पानी, ऊर्जा और कार्बन रसायन चाहिए। वासयोग्य (गोल्डीलॉक्स) क्षेत्र तारे से दूरी का वह हिस्सा है जहाँ ग्रह पर पानी द्रव रह सके। वैज्ञानिक मंगल, यूरोपा और एन्सेलेडस जैसे बर्फ़ीले उपग्रहों और हज़ारों बाह्य ग्रहों में खोज करते हैं, उनकी हवा में जैव-संकेत ढूँढते हैं और संकेत सुनते हैं (SETI)। ड्रेक समीकरण बात करने वाली सभ्यताओं की संख्या का अनुमान लगाता है; फ़र्मी विरोधाभास पूछता है कि फिर कोई सुनाई क्यों नहीं देता।