Вступ

Розділ 1 збірника. Виберіть задачу за темою та потрібними знаннями.

Усі розділи задач
  1. 1Вступ52 задач
  2. 2Динаміка Всесвіту, що розширюється21 задач
  3. 3Динаміка Всесвіту в моделі Великого вибуху32 задач
  4. 4Спостережна космологія21 задач
  5. 5Реліктове випромінювання23 задач
  6. 6Термодинаміка Всесвіту62 задач
  7. 7Теорія збурень у космології29 задач
  8. 8Інфляційний Всесвіт84 задач
  9. 9Темна енергія24 задач
  10. 10Темна матерія25 задач
  11. 11Стандартна космологічна модель22 задач
  12. 12Голографічний Всесвіт33 задач

Знайдено задач: 52 із 52

Позначки про розв’язані задачі зберігаються лише в цьому браузері.

Задача 1

#1

Базовый уровень

Необхідні знання: Світловий рік, швидкість світла, оцінка часу поширення світла.

На Землі спостерігався спалах наднової в туманності Андромеди. Оцініть, скільки часу минуло від моменту вибуху зорі.
Обговорити на форумі ↗

Задача 2

#2

Базовый уровень

Необхідні знання: Рівномірний рух, швидкість світла, розв'язання лінійного рівняння.

У момент спостереження галактика перебуває на відстані \(R\) від нас і віддаляється зі швидкістю \(V\). На якій відстані вона перебувала в момент випромінювання спостережуваного світла?
Обговорити на форумі ↗

Задача 3

#63

Университетский уровень

Необхідні знання: Концентрація частинок, переріз зіткнень, довжина вільного пробігу.

Оцінити довжину вільного пробігу атома водню в міжгалактичному просторі.
Обговорити на форумі ↗

Задача 4

#64

Университетский уровень

Необхідні знання: Спеціальна теорія відносності, зв'язок енергії та швидкості, малі різниці.

Учасники космічних перегонів — протони, прискорені на LHC \((E_p=7\, TeV)\) і фотони; дистанція Земля — Сонце. Наскільки відстануть протони за часом і за відстанню?
Обговорити на форумі ↗

Задача 5

#62

Университетский уровень

Необхідні знання: Модель атома водню, стала тонкої структури, комптонівська довжина.

Виразити борівський радіус через сталу тонкої структури та комптонівську довжину хвилі.
Обговорити на форумі ↗

Задача 6

#36
Якою є максимальна сума кутів на сфері?
Обговорити на форумі ↗

Задача 7

#37

Университетский уровень

Необхідні знання: Тригонометрія та геометрія сфери.

На поверхні двовимірної сфери радіуса $R$ проведено коло, що має радіус $r$, якщо вимірювати його по поверхні сфери. Знайдіть довжину цього кола як функцію $r$.
Обговорити на форумі ↗

Задача 8

#38

Университетский уровень

Необхідні знання: Площа сферичного сегмента, поверхнева густина.

Припустімо, що галактики рівномірно розподілені на поверхні двовимірної сфери радіуса R з густиною \(n\) галактик на одиницю площі. Визначити повну кількість галактик N усередині радіуса r. Якщо геометрія сферична, а не плоска, то більше чи менше галактик видно в межах заданого радіуса?
Обговорити на форумі ↗

Задача 9

#39

Углублённый уровень

Необхідні знання: Геометрія просторів сталої кривини, кутовий розмір.

Об’єкт має розмір A, а відстань до нього B. Визначити кут, під яким видно об’єкт у плоскому просторі та в просторах сталої від’ємної й додатної кривини.
Обговорити на форумі ↗

Задача 10

#40

Базовый уровень

Необхідні знання: Потік енергії, площа сфери, астрономічна одиниця.

Щосекунди на квадратний метр Землі падає близько $1400 Дж сонячної енергії. Оцінити абсолютну світність Сонця.
Обговорити на форумі ↗

Задача 11

#41

Базовый уровень

Необхідні знання: Світність, енергія випромінювання, співвідношення E = mc².

Вважаючи, що тривалість стадії сталої світності Сонця становить близько \(10^{10}\) років, знайти, яку частку своєї маси Сонце втратило внаслідок випромінювання.
Обговорити на форумі ↗

Задача 12

#42

Базовый уровень

Необхідні знання: Видима яскравість, світність, залежність яскравості від відстані.

Чому зв’язок між світністю цефеїд (клас змінних зір із досить точною залежністю період–світність) і періодом зміни їхнього блиску було відкрито за спостереженнями зір у Великій Магеллановій Хмарі (супутник нашої Галактики), а не в нашій Галактиці?
Обговорити на форумі ↗

Задача 13

#43

Университетский уровень

Необхідні знання: Зоряні величини, модуль відстані, об'єм кулі, частота подій.

Наднова в максимумі блиску досягає абсолютної зоряної величини M=-21. Як часто реєструватимуться спалахи наднових, якщо спостереження ведеться по всьому небу до граничної величини m=14? Вважати, що в типовій галактиці наднова спалахує в середньому один раз за 100 років, а галактики розподілені в просторі з густиною одна галактика на \( 10 \mathit{Mpc}^{3}\) .
Обговорити на форумі ↗

Задача 14

#44
Із фундаментальних сталих   \(c, G, \hbar\) побудувати величини розмірності довжини, часу, маси, температури, густини та знайти їхні значення (відповідні величини називають планківськими одиницями).
Обговорити на форумі ↗

Задача 15

#45

Базовый уровень

Необхідні знання: Шлях світла до дзеркала й назад, планківський час, порядки величин.

У скільки разів час запізнення сприйняття об’єкта, що перебуває на відстані 1 метр від плоского дзеркала, більший за планківський час?
Обговорити на форумі ↗

Задача 16

#46
Показати, що для частинки планківської маси комптонівська довжина хвилі збігається з гравітаційним радіусом  \(r_g = {2Gm} / {c^2 }\)(гравітаційний радіус у загальній теорії відносності (ЗТВ) збігається з радіусом сферично-симетричного тіла, для якого в класичній механіці друга космічна швидкість на поверхні дорівнювала б швидкості світла).
Обговорити на форумі ↗

Задача 17

#47
Який гравітаційний радіус Всесвіту? Порівняйте його з розміром спостережуваного Всесвіту.
Обговорити на форумі ↗

Задача 18

#48

Университетский уровень

Необхідні знання: Природні одиниці, переведення одиниць маси, довжини та часу.

Показати, що в одиницях  \(c=\hbar=1\) \(1\,GeV \approx 1.8\cdot 10^{-24}\,gr;\,1\, GeV^{-1}\approx 0.7\cdot 10^{-24}\, s \approx 2\cdot 10^{-14}\,cm.\)
Обговорити на форумі ↗

Задача 19

#49

Университетский уровень

Необхідні знання: Планківська маса, еквівалентність маси й енергії, стала Больцмана.

Виразити \(M_{pl}\) в \(K, cm^{-1}, s^{-1}.\)
Обговорити на форумі ↗

Задача 20

#50

Углублённый уровень

Необхідні знання: Аналіз розмірностей електромагнітної взаємодії у D вимірах.

Показати, що стала тонкої структури безрозмірна лише в просторі розмірності D=3.
Обговорити на форумі ↗