Введение

Раздел 1 сборника. Выберите задачу по теме и необходимым знаниям.

Все разделы задач
  1. 1Введение52 задач
  2. 2Динамика расширяющейся Вселенной21 задач
  3. 3Динамика Вселенной в модели Большого взрыва32 задач
  4. 4Наблюдательная космология21 задач
  5. 5Реликтовое излучение23 задач
  6. 6Термодинамика Вселенной62 задач
  7. 7Теория возмущений в космологии29 задач
  8. 8Инфляционная Вселенная84 задач
  9. 9Темная энергия24 задач
  10. 10Темная материя25 задач
  11. 11Стандартная Космологическая Модель22 задач
  12. 12Голографическая Вселенная33 задач

Найдено задач: 52 из 52

Отметки о решённых задачах сохраняются только в этом браузере.

Задача 1

#1

Базовый уровень

Нужные знания: Световой год, скорость света, оценка времени распространения света.

На Земле наблюдалась вспышка сверхновой в туманности Андромеда. Оцените, сколько времени прошло с момента взрыва звезды.
Обсудить на форуме ↗

Задача 2

#2

Базовый уровень

Нужные знания: Равномерное движение, скорость света, решение линейного уравнения.

В момент наблюдения галактика находится на расстоянии \(R\) от нас и удаляется со скоростью \(V\). На каком расстоянии она находилась в момент излучения наблюдаемого света?
Обсудить на форуме ↗

Задача 3

#63

Университетский уровень

Нужные знания: Концентрация частиц, сечение столкновений, длина свободного пробега.

Оценить длину свободного пробега атома водорода в межгалактическом пространстве.
Обсудить на форуме ↗

Задача 4

#64

Университетский уровень

Нужные знания: Специальная теория относительности, связь энергии и скорости, малые разности.

Участники космической гонки - протоны, ускоренные на LHC \((E_p=7\, TeV)\) и фотоны; дистанция Земля - Солнце. На сколько отстанут протоны по времени и по расстоянию?
Обсудить на форуме ↗

Задача 5

#62

Университетский уровень

Нужные знания: Модель атома водорода, постоянная тонкой структуры, комптоновская длина.

Выразить боровский радиус через постоянную тонкой структуры и комптоновскую длину волны.
Обсудить на форуме ↗

Задача 6

#36
Чему равна максимальная сумма углов на сфере?
Обсудить на форуме ↗

Задача 7

#37

Университетский уровень

Нужные знания: Тригонометрия и геометрия сферы.

На поверхности двумерной сферы радиуса $R$ проведена окружность, имеющая радиус $r$, если измерять его по поверхности сферы. Найдите длину этой окружности как функцию $r$.
Обсудить на форуме ↗

Задача 8

#38

Университетский уровень

Нужные знания: Площадь сферического сегмента, поверхностная плотность.

Предположим, что галактики распределены равномерно на поверхности двумерной сферы радиуса R с плотностью \(n\) галактик на единицу площади. Определить полное число галактик N внутри радиуса r. Если геометрия не плоская, а сферическая, то больше или меньше галактик видны в пределах данного радиуса?
Обсудить на форуме ↗

Задача 9

#39

Углублённый уровень

Нужные знания: Геометрия пространств постоянной кривизны, угловой размер.

Объект имеет размер A, а расстояние до него B. Определить угол, под которым виден объект в плоском пространстве и в пространствах постоянной отрицательной и положительной кривизны.
Обсудить на форуме ↗

Задача 10

#40

Базовый уровень

Нужные знания: Поток энергии, площадь сферы, астрономическая единица.

Каждую секунду на квадратный метр Земли падает около $1400 Дж. солнечной энергии. Оценить абсолютную светимость Солнца.
Обсудить на форуме ↗

Задача 11

#41

Базовый уровень

Нужные знания: Светимость, энергия излучения, соотношение E = mc².

Считая, что продолжительность стадии постоянной светимости Солнца порядка \(10^{10}\) лет, найти, какую долю своей массы Солнце потеряло за счёт излучения.
Обсудить на форуме ↗

Задача 12

#42

Базовый уровень

Нужные знания: Видимая яркость, светимость, зависимость яркости от расстояния.

Почему связь между светимостью цефеид (класс переменных звёзд с довольно точной зависимостью период-светимость) и периодом изменения их блеска была открыта по наблюдению звёзд в Большом Магеллановом Облаке (спутник нашей Галактики), а не в нашей Галактике?
Обсудить на форуме ↗

Задача 13

#43

Университетский уровень

Нужные знания: Звёздные величины, модуль расстояния, объём шара, частота событий.

Сверхновая в максимуме блеска достигает абсолютной звёздной величины M=-21. Как часто будут регистрироваться вспышки сверхновых, если наблюдение ведётся по всему небу до предельной величины m=14? Считать, что в типичной галактике сверхновая вспыхивает в среднем один раз за 100 лет, а галактики распределены в пространстве с плотностью одна галактика на \( 10 \mathit{Mpc}^{3}\) .
Обсудить на форуме ↗

Задача 14

#44
Из фундаментальных констант   \(c, G, \hbar\) построить величины размерности длины, времени, массы, температуры, плотности и найти их значения (соответствующие величины называются планковскими единицами).
Обсудить на форуме ↗

Задача 15

#45

Базовый уровень

Нужные знания: Путь света до зеркала и обратно, планковское время, порядки величин.

Во сколько раз время запаздывания восприятия объекта, находящегося на расстоянии 1 метр от плоского зеркала, больше планковского времени?
Обсудить на форуме ↗

Задача 16

#46
Показать, что для частицы планковской массы комптоновская длина волны совпадает с гравитационным радиусом  \(r_g = {2Gm} / {c^2 }\)(гравитационный радиус в общей теории относительности (ОТО) совпадает с радиусом сферически-симметричного тела, для которого в классической механике вторая космическая скорость на поверхности была бы равна скорости света).
Обсудить на форуме ↗

Задача 17

#47
Каков гравитационный радиус Вселенной? Сравните его с размером наблюдаемой Вселенной.
Обсудить на форуме ↗

Задача 18

#48

Университетский уровень

Нужные знания: Естественные единицы, перевод единиц массы, длины и времени.

Показать, что в единицах  \(c=\hbar=1\) \(1\,GeV \approx 1.8\cdot 10^{-24}\,gr;\,1\, GeV^{-1}\approx 0.7\cdot 10^{-24}\, s \approx 2\cdot 10^{-14}\,cm.\)
Обсудить на форуме ↗

Задача 19

#49

Университетский уровень

Нужные знания: Планковская масса, эквивалентность массы и энергии, постоянная Больцмана.

Выразить \(M_{pl}\) в \(K, cm^{-1}, s^{-1}.\)
Обсудить на форуме ↗

Задача 20

#50

Углублённый уровень

Нужные знания: Анализ размерностей электромагнитного взаимодействия в D измерениях.

Показать, что постоянная тонкой структуры безразмерна только в пространстве размерности D=3.
Обсудить на форуме ↗