IAO 2008, Теория, Група β — Задача 5. Алтернативна теория

XIII Международная астрономическая олимпиада / XIII International Astronomy Olympiad / XIII Olimpiade Internazionale di Astronomia. Италия, Триест, 13 – 21. X. 2008, Trieste, Italia. Round Th, Group B. · 13 октомври 2008 г. · 8 т.

Бележка

Maybe not all problems have correct questions. Some questions (maybe the main question of the problem, maybe one of the subquestions) may have no real sense. In this case you have to write in your answer (in English or Russian): «situation is impossible – ситуация невозможна». Of course, this answer has to be explained numerically or logically.
Data from the table of planetary data may be used for solving every problem.

Note for jury and team leaders.

The proposed sketches are not full; the team leaders have to give more detailed explanations for students. But the correct solutions in the students’ papers (enough for 8 pts) may be shorter.

Элементы орбит. Физические характеристики некоторых планет, Луны и Солнца

Parameters of orbits.
Physical characteristics of some planets, Moon and Sun

Небесное тело, планета / Body, planetСреднее расстояние от центрального тела / Average distance to central body, астр. ед. / astr. unitsСреднее расстояние от центрального тела / Average distance to central body, млн. км / mln. kmСидерический (или аналогичный) период обращения / Sidereal (or analogous) period, тропич. годах / troph. yearsСидерический (или аналогичный) период обращения / Sidereal (or analogous) period, средних сутках / daysЭксцентриситет / Eccentricity, eЭкваториальн. диаметр / Equat. diameter, kmМасса / Mass, 102410^{24} kgСредняя плотность / Av. density, g/cm³Ускор. своб. пад. у пов. / Grav. acceler. at surf., m/s²Макс. блеск, вид. с Земли / Max. magn. from Earth **)Альбедо / Albedo
Солнце / Sun1,6·10⁹2,5·10¹¹2,2·10⁸8·10¹⁰139200019890001,409−26,8ᵐ
Меркурий / Mercury0,38757,90,24187,970,2064 8790,33025,433,700,06
Венера / Venus0,723108,20,615224,700,00712 1044,86905,248,870,78
Земля / Earth1,000149,61,000365,260,01712 7565,97425,5159,810,36
Луна / Moon0,002570,384400,074827,32170,0553 4750,07353,341,62−12,7ᵐ0,07
Марс / Mars1,524227,91,880686,980,0936 7940,64193,943,710,15
Юпитер / Jupiter5,204778,611,8624 332,590,048142 9841899,81,3324,860,66
Сатурн / Saturn9,5841433,729,45810 759,200,054120 536568,500,7010,410,68

**) Для Луны – в среднем противостоянии.
**) For Moon – in mean opposition.

Координаты на эпоху 2000
Epoch 2000 coordinates

αδ
Полярная звезда / Polar star2ʰ 31ᵐ 48ˢ.789° 15′ 51″

Условие

Теорията за разширяващата се Вселена понастоящем е най-разпространената космологическа теория. Без каквито и да е съмнения към тази теория се придържат над 85% от астрофизиците. Съществуват обаче и алтернативни теории. В една такава теория се предполага, че Вселената е стационарна, а космологичното червено отместване се дължи не на ефекта на Доплер, а на „стареенето“ на фотоните, т.е. енергията на всеки фотон намалява с времето по следния закон: E=E0⋅2−t/T0E = E_0 \cdot 2^{-t/T_0}, където E0E_0 е първоначалната енергия на фотона (в момента на неговата поява), tt е времето, изминало от момента на неговата поява, T0T_0 е т. нар. период на полуразпад на фотона, аналогичен на времето за полуразпадане в ядрената физика. Оценете на колко е равен периодът на полуразпад на фотона T0T_0 (в години) в модела на „стареенето“ на фотоните, който би съответствал на наблюдателните астрономически данни.

Отговори

Решение

Бележка от източника

No separate detailed rubric or Bulgarian official solution is present in the full year inventory. The English source explicitly supplies sketches, with a general reference to 8 points; all applicable supplied reasoning and jury notes are retained.

Бележка от източника

The Bulgarian sheet has a bottom-edge annotation with an unreadable clipped denominator. The visible estimate 1.3 × 10¹⁰ years is preserved in its original crop, not silently replaced by the official estimates.

Бележка от източника

The official key gives differing direct and differential approximations, recommends a one-point difference for beta relativistic versus classical answers, and prints a square-root-of-two range statement for H=50–100. Its final discussion literally says “it does mean” the situation is impossible; that wording is retained without editorial reversal.


Оригинал в Архива: betatheobg5.pdf · официални решения: theosol.pdf · допълнителни данни: betatheo.pdf · допълнителни данни: IAO2008-data.pdf