Тест по астрономии: Возраст вселенной (10-11 класс)
Тест по астрономии «Возраст вселенной» для 10-11 классов — это проверочная работа, предназначенная для оценки знаний учащихся о временных масштабах существования нашего мира, методах определения возраста небесных тел и самой Вселенной. Вопросы охватывают теорию Большого взрыва, закон Хаббла и космологические парадоксы.
1
Какое приблизительное время прошло с момента начала расширения Вселенной согласно современным научным данным?
Правильный ответ:
Около 13,8 миллиардов лет.Пояснение:
Современные космологические данные, основанные на значении постоянной Хаббла и анализе реликтового излучения, позволяют оценить возраст Вселенной примерно в 13,8 миллиарда лет. Это время, прошедшее с момента Большого взрыва до наших дней.2
Какой астрономический закон позволяет оценить время, когда началось расширение Вселенной?
Правильный ответ:
Закон Хаббла.Пояснение:
Закон Хаббла, описывающий пропорциональность скорости удаления галактик расстоянию до них (v = H·R), позволяет оценить возраст Вселенной. Время расширения (хаббловское время) обратно пропорционально постоянной Хаббла (T ≈ 1/H).3
В каком состоянии находилось вещество Вселенной около 14 миллиардов лет назад, в самом начале расширения?
Правильный ответ:
Вещество находилось в сверхплотном состоянии смеси элементарных частиц.Пояснение:
В начальный момент (около 14 млрд лет назад) все вещество Вселенной было сосредоточено в крайне малом объеме с колоссальной плотностью и температурой. Не существовало ни атомов, ни молекул, ни звезд — только сверхплотная плазма из элементарных частиц.4
Какое явление объясняет, почему ночное небо остается темным, несмотря на огромное количество звезд во Вселенной (фотометрический парадокс)?
Правильный ответ:
Расширение Вселенной и конечность времени её существования.Пояснение:
Темнота ночного неба объясняется тем, что Вселенная имеет конечный возраст (свет далеких звезд еще не дошел) и расширяется. Из-за расширения происходит красное смещение: энергия световых квантов от далеких объектов уменьшается, и свет становится невидимым.5
Что такое «горизонт видимости» в космологии?
Правильный ответ:
Граница, за которой объекты недоступны наблюдению, так как свет от них не успел дойти до нас.Пояснение:
Горизонт видимости (или космологический горизонт) ограничивает ту часть Вселенной, которую мы можем наблюдать (Метагалактику). Свет от объектов за этой границей еще не успел преодолеть расстояние до Земли за время существования Вселенной (13,8 млрд лет).6
Как называется теория происхождения Вселенной, описывающая её эволюцию из начального сверхплотного состояния?
Правильный ответ:
Теория Большого взрыва.Пояснение:
Теория Большого взрыва — это общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной. Она утверждает, что Вселенная возникла из сингулярности и с тех пор непрерывно расширяется и остывает.7
Какое значение имеет критическая плотность вещества для будущего Вселенной?
Правильный ответ:
Она определяет, будет ли Вселенная расширяться вечно или сжатие сменит расширение.Пояснение:
Критическая плотность (порядка 10⁻²⁹ г/см³) является пороговым значением. Если средняя плотность Вселенной больше критической, гравитация остановит расширение и начнется сжатие. Если меньше или равна — расширение будет продолжаться неограниченно.8
Какая формула используется для приблизительной оценки радиуса наблюдаемой части Вселенной (Метагалактики)?
Правильный ответ:
Скорость света разделить на постоянную Хаббла (c/H).Пояснение:
В первом приближении радиус Метагалактики (хаббловский радиус) можно оценить как отношение скорости света к постоянной Хаббла (R = c/H). Это расстояние, на котором скорость убегания галактик формально достигает скорости света.9
Кто из ученых первым показал на основе общей теории относительности, что Вселенная должна быть нестационарной?
Правильный ответ:
Александр Александрович Фридман.Пояснение:
Советский математик Александр Фридман в 1922–1924 годах нашел решения уравнений Эйнштейна, которые описывали расширяющуюся или сжимающуюся Вселенную. Он доказал, что стационарная Вселенная невозможна при наличии гравитирующего вещества.10
Что происходит с энергией фотонов (квантов света), приходящих от далеких галактик, вследствие расширения Вселенной?