Astronomia

Se voglio imparare l'astrofisica, dovrei studiare matematica?

Se voglio imparare l'astrofisica, dovrei studiare matematica?


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attualmente sto leggendo Una breve storia del tempo e sebbene il libro in sé non contenga molta matematica, voglio saperne di più sui concetti di cui parla il Prof. Hawkings in modo più approfondito.

Ora sono consapevole che non avrò mai la conoscenza espansiva che mi darebbe una retta universitaria nel settore, ma mi sono già diramato in qualcos'altro che non mi consente di perseguire quel campo anche se lo volessi davvero quindi voglio arrangiarsi. (Capisco anche che qualsiasi conoscenza che ottengo sarà fondamentalmente inutile per me, ma amo lo spazio così tanto che, nello spirito, la conoscenza mi sembrerebbe utile.)

La mia domanda è, prima di leggere libri più tecnici, dovrei rispolverare la mia matematica? Sono consapevole che un argomento più applicabile come la fisica ha più correlazione con ciò che mi interessa, ma non voglio leggere di fisica se ho poca o nessuna conoscenza del significato di ogni equazione. (Inoltre, il modo in cui imparerò è attraverso corsi/siti web/libri online. So che non è il modo ideale per farlo, ma ancora una volta, farò quello che posso.)

Naturalmente, se credi che dovrei in qualche modo tornare indietro di qualche anno e fare del mio meglio con la fisica e seguire il percorso più provato, sono tutt'orecchi. È solo che ora sto andando a un istituto tecnico per l'informatica e se voglio andarmene, dovrei dedicare molto più tempo all'istruzione rispetto alla maggior parte - il che significa (visto che vivo nel Regno Unito) probabilmente dovrò pagare un extra quando supero una certa età.

So che questa domanda non è esattamente legata all'astrofisica, ma non so dove altro porla. Se avessi letto Una breve storia del tempo prima nella mia vita, non sarei stato in questa situazione appiccicosa. Grazie in anticipo.

(AGGIUNTA: ho sempre avuto un amore per lo spazio e mi interessava la fisica, ma il mio insegnante non mi ispirava e stavo attraversando un periodo difficile della mia vita. Sono disposto a lavorare per questo ora, anche se il mio insegnante è il cosa peggiore che possa mai esistere.)


Si assolutamente. Come minimo, dovrai studiare un po' di geometria per capire come vengono calcolate le distanze e come sono correlate le forme delle orbite. Successivamente, ti consigliamo di studiare un po' di algebra, in modo da poter capire cose come la legge del quadrato inverso per come l'intensità della luce diminuisce quando ti allontani da un oggetto che emette luce ugualmente in tutte le direzioni. L'algebra aiuta anche a comprendere il sistema di magnitudo utilizzato dagli astronomi per descrivere la luminosità degli oggetti nel cielo notturno.

Dopo la geometria e l'algebra viene la trigonometria, in particolare la trigonometria sferica, a causa del suo uso nel trattare il modo in cui descriviamo la posizione degli oggetti nel cielo e come mettere in relazione le posizioni in un sistema di coordinate con le posizioni in un altro.

Infine, se vuoi una comprensione davvero profonda, ti consigliamo di optare per il calcolo integrale e differenziale. Come diceva il mio insegnante di fisica del liceo, la differenza tra una formula ordinaria e una che utilizza il calcolo è come la differenza tra prosa e poesia: il calcolo codifica un significato più profondo ed è applicabile in più situazioni di qualsiasi singola formula che può essere derivata da esso.


Aiuterebbe parecchio ma non è assolutamente necessario. Non fraintendetemi, l'astrofisica, come la maggior parte dei tipi di fisica, è altamente matematica. Se volessi studiarlo a fondo avresti bisogno di molta matematica. Ma l'astrofisica è un campo ampio e si può imparare molto, almeno a livello di principianti, con solo un po' di calcoli. Questa è la mia opinione ovviamente. Come ha detto StephenG, conoscere la fisica di base sarebbe più utile. Sono d'accordo con questa affermazione.


Sì, la matematica è essenziale per tutti i rami della fisica e fondamentale per l'astrofisica. È necessario migliorare le tue abilità matematiche durante la scuola e l'università.


Sono d'accordo con le risposte qui che suggeriscono che la geometria, l'algebra, la trigonometria e il calcolo sono tutti molto utili.

Tuttavia, se fossi in te, riformulerei un po' il tuo approccio. Invece di chiederti "Voglio leggere fonti più avanzate sull'astrofisica, quale matematica dovrei leggere prima", proverei invece a muovermi verso questo tipo di processo:

  • Da quale argomento in particolare vuoi iniziare (ad esempio come si formano le stelle, o cos'è un buco nero, ecc.)
  • Leggi una risorsa generale su questo argomento (ad es. Articoli di Wikipedia, pagine di divulgazione scientifica online - i libri lunghi come quelli di Hawking sono utili, ma possono essere difficili da sondare per un solo argomento)
  • Chiediti quanto vuoi andare più in profondità; cosa non hai capito, quali buchi sono rimasti vuoti, ecc.
  • Ora vai a cercare qualcosa di più tecnico (un libro di testo, quella sezione matematica dell'articolo di Wikipedia, qualunque cosa tu possa trovare)
  • Se inizi a vedere matematica/fisica che non capisci, potresti dover scavare in giro per scoprire cosa ti stai perdendo. Puoi porre domande su SE su questo tipo di "orientamento matematico/fisico".
  • Scopri di cosa hai bisogno per progredire e poi continua. Ripetere i passaggi precedenti se necessario.

La differenza principale in questo approccio è che trascorri meno tempo a spostarti nell'elenco dei "prerequisiti" e più tempo a leggere ciò che vuoi imparare.

Ora, non ci saranno salti di algebra, trigonometria o calcolo se vuoi scavare molto più a fondo di Una breve storia del tempo. Dovrai imparare molte di queste cose per capire praticamente tutti i libri di testo sull'astrofisica. Potrebbe valere la pena dedicare del tempo a svolgere alcuni esercizi di matematica e fisica su Khan Academy o su un'altra risorsa di apprendimento online.

Il percorso che sto raccomandando è pieno di frustrazioni e a volte potrebbe essere fastidioso. Ma parlando da persona che negli ultimi cinque anni ha imparato molto dagli studi universitari e post-laurea, penso che funzioni meglio che cercare di imparare sistematicamente tutto in ordine. E ha il vantaggio di stuzzicare il tuo appetito con le "cose ​​buone" che stai cercando di imparare più frequentemente. YMMV, tuttavia.


I migliori libri di astronomia e astrofisica

L'universo attraverso gli occhi di un astronomo o di un astrofisico è un luogo affascinante e un buon libro può darti un'idea di quel mondo senza richiedere anni di studio. Ecco i consigli degli autori e degli editori di Space.com sui libri di astronomia e astrofisica che ti entusiasmeranno, enigmizzeranno, intrigheranno e ti lasceranno a bocca aperta.

(Stiamo costantemente leggendo libri spaziali nuovi e classici per trovare le nostre interpretazioni preferite dell'universo. I nostri libri letti di recente in tutte le categorie possono essere trovati su Best Space Books. Puoi vedere la nostra copertura di Space Books in corso qui.)


1 risposta 1

Parlando della mia esperienza di laurea in astrofisica nel Regno Unito, direi che non è necessario fare un anno di transizione prima.

I docenti universitari sono consapevoli che gli studenti proverranno da una varietà di ambienti e strutturano il corso per adattarlo. In particolare, ci saranno almeno uno o due corsi di matematica nel primo anno progettati per mettere tutti sulla stessa pagina matematicamente. Ad esempio, nel primo semestre della mia laurea avevo un modulo chiamato "Algebra e calcolo" che trattava argomenti come teoria degli insiemi, matrici, differenziazione, integrazione ecc. Poi abbiamo avuto "Ulteriori algebra e calcolo" nel secondo semestre e "Matematica Fisica" (si trattava di modellare il trasferimento di calore, le onde su una corda ecc.) nel secondo anno.

Inoltre, se sei già stato accettato da un'università, allora pensano chiaramente che tu sia abbastanza preparato matematicamente. Se non sei ancora sicuro, mettiti in contatto con uno o due docenti lì e chiedi materiale di preparazione adatto, ad esempio un libro di testo o vecchi fogli di problemi su cui potresti lavorare durante l'estate. Se sei nel Regno Unito, dai un'occhiata al programma di matematica di livello A. Questo ti darà un'idea delle tipiche conoscenze di matematica con cui inizierà il primo anno di fisica.

Nota anche che, a meno che non ti occupi di parti molto teoriche dell'astrofisica, non avrai bisogno di tanta matematica complessa, e certamente quasi nessuna matematica pura, quindi non consiglierei di studiarne troppo in anticipo, non è necessario. Se riesci a differenziare, integrare e sapere cos'è una trasformata di Fourier, sei praticamente a posto.

Un avvertimento: non entrare in una laurea in astrofisica aspettandoti che ogni lezione abbia un angolo astronomico. La prima metà della mia laurea è stata quasi puramente matematica e fisica "classica*": hai bisogno di solide basi prima di passare agli argomenti specializzati. Detto questo, ne vale ancora di più la pena quando ci arrivi.


Che cos'è l'astronomia?

L'astronomia è una delle scienze più antiche e si concentra su oggetti celesti, come pianeti, stelle, comete e galassie, e fenomeni che si verificano al di fuori dell'atmosfera terrestre, come la radiazione cosmica di fondo. Sebbene l'astronomia sia una sotto-disciplina della fisica, può anche essere considerata "fisica applicata", poiché applica le ipotesi scientifiche e le regole di base della fisica per approfondire la nostra comprensione dello spazio.

Dovresti studiare astronomia se...

  • Sai che il tuo principale livello di interesse è la fisica non terrestre e vuoi imparare come applicare i principali concetti della fisica allo studio di pianeti, corpi celesti, stelle ecc.
  • Vuoi studiare le risposte alle grandi domande relative all'astronomia, come "come è stato creato l'universo?" e ​​"quanto è probabile che la vita esista al di fuori della Terra?"
  • Sei appassionato di seguire gli sviluppi nelle notizie nel rispondere a queste domande.
  • Vuoi intraprendere una carriera nel campo della ricerca, dell'istruzione o della divulgazione dell'astronomia.

Di quale laurea ho bisogno per lavorare come scienziato della NASA?

Se hai il desiderio di lavorare nell'esplorazione dello spazio e molta curiosità scientifica, un certo numero di lauree potrebbe prepararti per lavorare come scienziato della NASA. La National Aeronautics and Space Administration cerca scienziati con vari background educativi per aiutare a migliorare la comprensione dello spazio e dell'universo da parte della comunità scientifica.

Opzioni di laurea per aspiranti astronauti

Una laurea in scienze fisiche e biologiche può aiutarti a qualificarti per il programma candidato astronauta. Tuttavia, secondo il Bureau of Labor Statistics (BLS) degli Stati Uniti, la maggior parte degli scienziati della NASA completa il proprio lavoro da luoghi sulla Terra. Dei 17.000 lavoratori impiegati dalla NASA, solo 45 sono astronauti attivi, ha riferito il BLS.

Astronomia

L'astronomia è lo studio scientifico degli oggetti che compongono l'universo. Gli astronomi affrontano domande su stelle, pianeti, comete, galassie e altri corpi celesti. Per raccogliere e valutare i dati, gli astronomi utilizzano telescopi sulla Terra e sonde lanciate nello spazio.

Un corso di laurea in astronomia comprende corsi introduttivi attraverso lezioni avanzate di astronomia, informatica e matematica come statistica, algebra lineare e calcolo, secondo il BLS. Se vuoi lavorare con la NASA studiando i misteri dell'universo, una laurea non sarà sufficiente. Avrai bisogno di un dottorato di ricerca. in astronomia per lavorare per l'ente governativo di esplorazione spaziale. Nel tuo lavoro di laurea, puoi scegliere una concentrazione accademica in un sottocampo come l'astronomia planetaria, l'astronomia stellare, l'astronomia galattica o la cosmologia, le origini dell'universo.

Scienza dell'atmosfera

Se non hai mai pensato ai fenomeni meteorologici nello spazio, forse dovresti. Gli scienziati dell'atmosfera che lavorano per la NASA pensano continuamente agli eventi meteorologici e climatici nello spazio. Questi scienziati utilizzano apparecchiature come immagini satellitari, sistemi radar e palloni meteorologici per prevedere gli eventi meteorologici e climatici sia nel prossimo futuro che nel lontano futuro. Proprio come i meteorologi televisivi sviluppano le previsioni meteorologiche locali che appaiono nei notiziari televisivi e radiofonici, gli scienziati atmosferici che lavorano nel campo dell'esplorazione spaziale utilizzano i dati per prevedere quali condizioni meteorologiche e cambiamenti climatici si verificheranno oltre la Terra.

A differenza degli astronomi e dei fisici, gli scienziati atmosferici possono qualificarsi per un impiego con la NASA con solo una laurea. Gli aspiranti scienziati dell'atmosfera seguiranno corsi su materie come meteorologia, programmazione di computer, matematica avanzata e fisica avanzata, ha riferito il BLS.

Fisica

I fisici studiano la materia. Nel campo dell'esplorazione spaziale, i fisici del plasma sono i tipi di fisici più ricercati. I fisici del plasma concentrano le loro indagini scientifiche su uno stato della materia chiamato plasma. Lo stesso stato della materia che viene prodotto per l'uso su insegne al neon e schermi televisivi si trova naturalmente nelle stelle e in altri corpi nello spazio, ha riferito il BLS. In particolare, i fisici del plasma che lavorano nell'esplorazione spaziale ricercano le proprietà del plasma naturale nello spazio per saperne di più sulla materia nello spazio e su come influenza la vita sulla Terra.

Come gli astronomi, i fisici che aspirano a un ruolo che lavorano alla NASA hanno bisogno di una laurea. Una laurea in fisica spesso include corsi di matematica e scienze naturali. Alcune delle materie che gli studenti di fisica studieranno a livello universitario includono ottica, termodinamica, elettromagnetismo e meccanica classica e quantistica, secondo il BLS. A livello di laurea e dottorato, i programmi di fisica potrebbero offrire agli studenti l'opportunità di concentrarsi su un sottocampo come la fisica del plasma, l'astrofisica o la fisica della materia.

Gli scienziati in tutte le specialità svolgono un ruolo importante nell'esplorazione dello spazio. Se vuoi lavorare per la NASA, dovrai distinguerti in qualsiasi campo della scienza tu scelga di studiare.


Gli studenti interessati a conseguire una laurea in Astronomia o Astrofisica dovrebbero avere un forte background in matematica. I professionisti sono spesso tenuti a completare e spiegare calcoli complessi. Il pensiero critico e le capacità analitiche consentiranno agli studenti di comprendere questi calcoli e applicarli al progetto su cui stanno lavorando. Poiché i professionisti spesso lavorano con gli altri, sono necessarie forti capacità di comunicazione e lavoro di squadra.

Professionisti nel campo dell'astronomia e dell'astrofisica lavorano a tempo pieno in uffici o osservatori. Gli studenti dovrebbero essere preparati a lavorare per lunghe ore, specialmente di notte, per osservare le stelle e altri corpi celesti.

Sebbene un master consentirà ai laureati di lavorare in questo campo, la maggior parte dei datori di lavoro richiede un dottorato di ricerca. Questi programmi richiedono in genere 5-7 anni per essere completati e consentono agli studenti di lavorare in una varietà di luoghi completando ricerche o ricerche sul campo. Stage o programmi estivi consentiranno agli studenti di acquisire esperienza in questo campo mentre lavorano verso un diploma avanzato.

Requisiti di ammissione al corso di laurea in astronomia

i candidati di laurea in astronomia e astrofisica generalmente devono aver terminato la scuola superiore o il loro GED. Molte scuole possono anche avere punteggi minimi GPA e SAT/ACT che devono essere soddisfatti. Oltre a queste qualifiche di base del programma di astronomia e astrofisica, per servire in alcune carriere di astronomia, potrebbe essere richiesta una certificazione speciale al di fuori della tua laurea.

Tipi di lauree in astronomia e astrofisica

Il 59,1% degli operatori di astronomia ha almeno un dottorato. Vedi la tabella qui sotto per i più comuni laureati in astronomia e astrofisica che hanno ricevuto.

Il livello di istruzione richiesto è diverso a seconda della carriera astronomica che stai cercando.


Che cos'è l'astrofisica?

L'astrofisica è la scienza che utilizza le leggi della fisica e della chimica insieme allo strumento della matematica per spiegare come funziona l'universo.

C'è una citazione che "Dio ha creato questo universo nel più bel linguaggio della matematica.

Sebbene possiamo interpretare quell'universo attraverso i nostri cinque sensi, a volte ci imbattiamo in domande a cui non è possibile rispondere in questo modo.

Abbiamo bisogno di ulteriore aiuto per approfondire, ed è quel linguaggio della matematica che ci permette di farlo.

Ad esempio, c'è qualcosa chiamato singolarità puntiforme. Qualcosa c'è. Esiste davvero.

Eppure, non ha dimensione perché è così incredibilmente denso di materia. È in questa "singolarità" che ogni legge che conosciamo crolla perché c'è così tanta energia che tutto viene attratto da essa. Senza la matematica, non potremmo nemmeno iniziare a capirlo.

L'energia spiegata da materia e antimateria

L'energia è sempre conservativa in questo universo. Questo è stato chiarito dall'equazione E=mc^2, il che spiega che tutta l'energia può essere convertita in materia. E, per lo stesso motivo, tutta la materia può anche essere convertita in energia, cioè fotoni.

Diamo un'occhiata a un esempio di come funziona la materia:

All'inizio dell'universo c'era un'immensa quantità di energia sotto forma di luce.

Anche la temperatura dell'universo era molto più calda allora di quanto lo sia adesso.

Quell'energia, sotto forma di luce, è stata utilizzata per creare particelle. Tuttavia, ogni volta che un fotone veniva convertito in materia, produceva due particelle:

Uno era la materia e l'altro era l'antimateria, che è l'immagine speculare della materia.

Diciamo che se viene prodotta una particella di elettroni, allora verrà creata anche la sua antiparticella, cioè il positrone. Si comporterà esattamente come l'elettrone, ma avrà una carica opposta.

Ogni volta che queste particelle si avvicinano, possono annichilarsi a vicenda. Tutto ciò che rimarrà sono piccoli pacchetti di energia e il processo continuerà fino a quando l'universo non inizierà a raffreddarsi.

Ma la prossima domanda diventa: Se all'inizio dell'universo ogni materia e antimateria si annichilivano a vicenda, come possiamo esistere oggi?

Sì, è un mistero che in qualche modo con miliardi e trilioni di particelle, sia rimasta una particella di materia, che non aveva antiparticella. È quella particella che ha portato all'universo che vediamo: tutte le galassie, le stelle, i pianeti e tutto il resto.

Poiché potrebbe esserci anche un'antiparticella libera, abbiamo teorie che dicono che potrebbero esserci anti-pianeti, anti-galassie, anti-stelle e persino anti-universo o multiversi là fuori da qualche parte oltre il nostro universo.

Qual è la chimica del sole?

L'astrofisica spiega anche la chimica del Sole, compresi gli aspetti unici di come si comporta il Sole. Ecco alcuni esempi:

  • Annientamento delle particelle nel nucleo di questa enorme stella.
  • Il legame del Sole con altri pianeti.
  • Come le macchie solari, che in realtà sono punti freddi del Sole, possono esistere su qualcosa di così incredibilmente caldo.
  • Spiega le nebulose e le stelle di neutroni.
  • Le rotazioni di galassie e pianeti in base alla loro massa e un modo per calcolare il moto orbitale.
  • I mattoni fondamentali dell'universo.

Scienze astrofisiche di pari livello

L'astrofisica ha anche due scienze sorelle:

Cominciamo con l'astronomia.


Se voglio imparare l'astrofisica, dovrei studiare matematica? - Astronomia

Qualificazione: BSc

Durata: 3 anni

Modalità di studio: Tempo pieno

Gli astrofisici interpretano i dati astronomici raccolti dagli astronomi per capire come funziona il nostro universo. Gli astronomi osservano l'intero spettro elettromagnetico - chiamato "astronomia multifrequenza" - attraverso telescopi ottici, radiotelescopi, microonde, raggi gamma e raggi X.

Un'entusiasmante carriera ti aspetta in Astronomia e Astrofisica in Sud Africa, a cui è stato assegnato il progetto Square Kilometer Array (SKA).

Questo comprende un nucleo di radiotelescopi nel Karoo ed è uno dei tanti progetti supportati dal nostro Large Telescope sudafricano (SALT), un telescopio ottico situato a Sutherland.

Primo anno

Matematica Computazionale e Applicata I

Secondo anno
  • Calcolo multivariabile II
  • Introduzione alla statistica matematica II
  • Algebra lineare II

Matematica Computazionale e Applicata II

Cosmologia: l'origine e l'evoluzione dell'universo

Terzo anno
  • Meccanica Quantistica III
  • Applicazioni della meccanica quantistica III
  • Fisica statistica III
  • Onde e ottica moderna III
  • Fisica Sperimentale Avanzata e Progetto III
  • Relatività: le basi della cosmologia e dell'astrofisica III
  • Astrofisica avanzata III
  • Radio moderna e astronomia gamma III

Lingua madre inglese O prima lingua aggiuntiva Livello 5

Matematica Livello 6

Scienza fisica Livello 6

Lista d'attesa

I candidati con 40-42 punti possono essere messi in lista d'attesa, in base alla disponibilità dei posti.

Test di riferimento nazionale

Tutti i candidati alla Facoltà di Scienze devono scrivere i National Benchmark Tests (NBT) prima di essere presi in considerazione per l'ammissione.

Ci sono due test: il test di alfabetizzazione accademica e quantitativa e il test di matematica. I risultati del test vengono utilizzati in aggiunta ai risultati del Grade 12 per identificare gli studenti che potrebbero aver bisogno di ulteriore supporto durante il corso dei loro studi.

Regole per la NBT

È necessario registrarsi sul sito NBT, o tramite cellulare, per scrivere i test. Le iscrizioni si chiudono circa tre settimane prima di ogni data di prova. Puoi registrarti per l'NBT prima di inviare la tua domanda a Wits. NON aspettare una notifica ufficiale da Wits per registrarti e scrivere i test, perché potresti perdere la scadenza di fine settembre.

La quota del test può essere pagata una volta che ti sei registrato per scrivere il test. I test devono essere scritti entro il 31 ottobre 2021. Si consiglia di scrivere i test il prima possibile. Per un elenco completo delle date dei test, delle date di registrazione e delle sedi disponibili, fare riferimento al Sito web NBT. Entrambe le prove devono essere scritte in un'unica sessione. Saranno presi in considerazione SOLO i risultati del primo tentativo, quindi sconsigliamo di scrivere i test più di una volta all'anno.

Data di chiusura della domanda: 30 settembre 2021

Domande di residenza: 30 settembre 2021

  • Il centro per l'iscrizione degli studenti at Wits gestisce tutte le applicazioni degli studenti.
  • Per favore clicca qui per una panoramica del processo di candidatura.
  • Verifica i requisiti di ammissione per la tua laurea. Controlla se c'è requisiti di selezione aggiuntivi applicare.
  • Invia la tua domanda, la documentazione richiesta e la quota di iscrizione prima della data di chiusura.
  • Una volta che hai fatto domanda, un consulente per l'ammissione sarà assegnato alla tua domanda.
  • I candidati possono monitorare lo stato di avanzamento delle loro domande tramite il Portale Self Service.
  • Se sei un candidato internazionale e/o hai una qualifica estera, per favore clicca qui.

Il rispetto dei requisiti minimi non garantisce un posto all'Università. L'Ateneo dispone di un numero specifico di posti per i laureandi del primo anno, approvato dal Dipartimento dell'Istruzione Superiore e della Formazione. La selezione finale è subordinata alla disponibilità di posti, risultati accademici e altri requisiti di accesso ove applicabile.

Clicca qui per vedere le attuali tasse medie per il primo anno di studio. Il sito web delle tasse fornisce anche informazioni sul pagamento delle tasse e le date di chiusura per il pagamento delle tasse. Una volta effettuata la domanda potrai accedere allo stimatore delle tasse sul portale self-service dello studente.

Il Ufficio per gli aiuti finanziari fornisce informazioni sul finanziamento degli studenti e borse di studio. Le borse di studio finanziate dall'università includono borse di studio del vicerettore, borse di studio per l'ingresso all'università, borse di studio per l'uguaglianza, borse di studio sportive e premi per i vincitori delle Olimpiadi nazionali. Per informazioni sui finanziamenti NSFAS, visitare il sito web NSFAS. Portale borse esterne: Il sito Web di Borse di studio in Sudafrica fornisce un elenco completo di borse di studio in Sudafrica.


Voglio studiare Astrofisica.

Hey. Ho 16 anni in questo momento, studio in una scuola superiore, concentrandomi su matematica e programmazione. Sono molto interessato all'astronomia e all'astrofisica, però, e voglio costruire una carriera in questo campo. Non sono un nuovo arrivato - ho risolto problemi alle olimpiadi junior negli ultimi 3 anni e mi sono qualificato per IAO 2016. Non ho nemmeno problemi seri con la matematica - i miei trigonometria e il precalcolo vanno bene, ma sono ancora alle prese con il calcolo.

Ho ancora 2 anni per lavorare sul mio background per impressionare le commissioni uni, ma sai, l'early bird si prende il tarlo. Ci sono, ad esempio, progetti pubblici online a cui posso partecipare e presentare come parte del mio CV un giorno? In realtà non deve includere la programmazione, mi va bene anche con le osservazioni. In generale, cosa posso fare ora per fare una buona impressione alle università a cui mi candido?

Conosco diversi astronomi bulgari! :) Ma nessuno che vive ancora in Bulgaria, temo, molte persone vanno all'estero per il loro MSc/PhD dalla Bulgaria.

Quindi sarò onesto, penso che sembri che sei su una traccia fantastica se stai facendo IAO. Lo farà veramente distinguiti: potrebbe essere divertente fare anche fisica e matematica, a seconda dei tuoi interessi. Come diceva l'altro poster, penso che tu sia un po' limitato in termini di entrare in laboratorio è la cosa migliore che puoi fare, e so che non è proprio un'opzione nel tuo paese.

Quindi, di conseguenza, l'unica ricerca che mi viene in mente che si possa fare online è qualcosa di Zooniverse. Il problema c'è questo è't grave ricerca di solito, ma piuttosto "guarda le immagini e classifica le cose" o simili, ma forse c'è un modo per essere coinvolto in uno in particolare e trovare un modo in più per fare volontariato. Voglio dire, se vedessi una domanda universitaria di uno studente che ha elencato un progetto Zooniverse, non sarei impressionato da solo. ma se si scopre che lo studente ha spiegato nel proprio CV che in realtà ha fatto diverse migliaia di classificazioni, aiutato a organizzare rapporti, ecc. MIT. Ha senso?

L'altro che mi viene in mente è che Coursera ha delle lezioni fantastiche online: ho preso le mie abilità di Python dai corsi lì. Sarei impressionato da uno studente che ha preso la motivazione per finire uno di quei corsi: puoi ottenere un certificato per completarlo, ma devi pagare (varia in base alla classe, anche se penso).


Nell'oscurità

Un incontro casuale con il genitore di un potenziale studente l'altro giorno ha portato alla fine alla domanda Qual è la differenza tra Astronomia e Astrofisica? Questo è qualcosa che mi viene chiesto abbastanza spesso, quindi ho pensato di commentare qui per coloro che potrebbero imbattersi in esso. Insegno un modulo del corso del primo anno dal titolo “Astrophysical Concepts”. Una delle cose che cerco di fare nella prima lezione è spiegare questa differenza. L'Oxford English Dictionary fornisce la seguente definizione primaria per astronomia:

La scienza che tratta della costituzione, delle posizioni relative e dei moti dei corpi celesti, cioè di tutti i corpi dell'universo materiale fuori della terra, come pure della terra stessa nei suoi rapporti con essi.

L'astrofisica, d'altra parte, è descritta come

Quella branca dell'astronomia che tratta delle proprietà fisiche o chimiche degli astri.

Quindi l'astrofisica è considerata un sottoinsieme dell'astronomia che si occupa principalmente di comprensione le proprietà di stelle e galassie, piuttosto che limitarsi a misurare le loro posizioni e i loro movimenti. È possibile assegnare una data abbastanza precisa in cui astrofisica è entrato in uso per la prima volta in inglese perché, almeno nei primi anni della materia, era quasi esclusivamente associato alla spettroscopia astronomica. Infatti l'OED dà il seguente testo come prima apparizione dell'astrofisica, nel 1869:

Come argomento per le indagini dell'astrofisico, l'esame degli spettri luminosi dei corpi celesti si è rivelato notevolmente fruttuoso

L'analisi scientifica degli spettri astronomici è iniziata con un articolo di William Hyde Wollaston nelle Philosophical Transactions of the Royal Society Vol. 102, pag. 378, 1802. Fu il primo a notare la presenza di bande scure nello spettro ottico del Sole. Queste bande furono successivamente analizzate in grande dettaglio da Joseph von Fraunhofer in un articolo pubblicato nel 1814 e ora sono generalmente conosciute come linee di Fraunhofer. Difficoltà tecniche resero impossibile ottenere spettri di stelle diverse dal Sole per un tempo considerevole, ma William Huggins alla fine ci riuscì nel 1864. Di seguito è mostrato un disegno del suo spettroscopio pionieristico.

Nel frattempo, il lavoro fondamentale di Gustav Kirchoff e Robert Bunsen aveva aiutato a stabilire una comprensione degli spettri prodotti dai gas caldi. L'identificazione di caratteristiche nello spettro del Sole con righe simili prodotte in esperimenti di laboratorio ha portato a una svolta nella nostra comprensione dell'Universo la cui importanza non dovrebbe essere sottovalutata. Il Sole e le stelle erano inaccessibili ai test sperimentali diretti durante il 19° secolo (come lo sono ora). Ma la spettroscopia ora ha permesso di raccogliere prove sulla loro composizione chimica e proprietà fisiche. Ancora più importante, la spettroscopia ha fornito la prova definitiva che il Sole non era fatto di una sorta di materiale celeste esotico inconoscibile, ma dello stesso tipo di materiale (principalmente idrogeno) che potrebbe essere studiato sulla Terra. Questa realizzazione ha aperto la possibilità di applicare la comprensione fisica acquisita da esperimenti su piccola scala ai fenomeni su più grande scala che si potevano osservare. Nasce la scienza dell'astrofisica. Una delle principali riviste in cui astronomi professionisti e astrofisici pubblicano le loro ricerche si chiama Astrophysical Journal, che è stata fondata nel 1895 e sta ancora andando forte. La centralità del settore (ancora) giovane della spettroscopia si può apprezzare dal sottotitolo dato alla rivista: Inizialmente il ramo della fisica più importante per l'astrofisica era la fisica atomica poiché le righe negli spettri ottici sono prodotte da elettroni che saltano tra diversi livelli di energia atomica. La spettroscopia ovviamente rimane un'arma chiave nell'arsenale dell'astrofisico, ma oggigiorno il termine è inteso come qualsiasi applicazione delle leggi fisiche agli oggetti astronomici. Nel corso degli anni, l'astrofisica ha gradualmente incorporato la fisica nucleare e delle particelle, nonché la termodinamica, la relatività e quasi ogni altro ramo della fisica a cui si possa pensare. Mi rendo conto, tuttavia, che questa non è proprio la risposta alla domanda che i potenziali studenti vogliono porre. Quello che (probabilmente) vogliono sapere è qual è la differenza tra i corsi universitari chiamati Astronomia e quelli chiamati Astrofisica? La risposta a questa domanda dipende molto da dove vuoi studiare. In generale, le differenze sono infatti abbastanza minime. Probabilmente fai un po' più di teoria in un corso di Astrofisica che in un corso di Astronomia, per esempio. Il tuo progetto dell'ultimo anno potrebbe dover essere osservativo o strumentale se fai Astronomia, ma potrebbe essere teorico in Astrofisica. Se si confronta l'elenco completo dei moduli da sostenere, tuttavia, la differenza sarà molto piccola.

Negli ultimi vent'anni circa, la maggior parte dei dipartimenti di fisica del Regno Unito ha acquisito una qualche forma di gruppo di ricerca in astronomia o astrofisica e ha iniziato a offrire corsi di laurea con alcuni contenuti astronomici o astrofisici. Il mio unico consiglio ai potenziali studenti che desiderano trovare il corso adatto a loro è di guardare l'elenco dei moduli e dei progetti che potrebbero essere offerti. È improbabile che il nome del corso stesso sia molto utile per fare una scelta. Una delle cose che mi ha portato all'astrofisica come disciplina (la mia posizione attuale è current Professore di Astrofisica Teorica) is that it involves such a wide range of techniques and applications, putting apparently esoteric things together in interesting ways to develop a theoretical understanding of a complicated phenomenon. I only had a very limited opportunity to study astrophysics during my first degree as I specialised in Theoretical Physics. This wasn’t just a feature of Cambridge. The attitude in most Universities in those days was that you had to learn all the physics before applying it to astronomy. Over the years this has changed, and most departments offer some astronomy right from Year 1. I think this change has been for the better because I think the astronomical setting provides a very exciting context to learn physics. If you want to understand, say, the structure of the Sun you have to include atomic physics, nuclear physics, gravity, thermodynamics, radiative transfer and hydrostatics all at the same time. This sort of thing makes astrophysics a good subject for developing synthetic skills while more traditional physics teaching focusses almost exclusively on analytical skills. Indeed, my first-year Astrophysical Concepts course is really a course about modelling and problem-solving in physics.



Commenti:

  1. Riggs

    Mi congratulo, il magnifico pensiero

  2. Tareq

    Evviva !!!! Il nostro conquistato :)

  3. Kagatilar

    appare il puntello

  4. Kajirr

    Che messaggio interessante

  5. Yozshut

    Questo messaggio, incredibile))), interessante per me :)

  6. Brarn

    Huy, gente, leggi l'articolo. Per non dire che è superbamente dritto, ma non neanche Fiehnya. +2.

  7. Audric

    Ti consiglio di guardare un sito su cui ci sono molte informazioni su questa domanda.



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