پیش به سوی المپیاد نجوم

المپیاد نجوم یک رقابت بین‌المللی است که به منظور ارتقای دانش و علاقه‌مندی به نجوم و فیزیک فضا در بین دانش‌آموزان و دانشجویان برگزار می‌شود. المپیاد نجوم جهانی برای اولین بار در سال 2006 در پولن برگزار شد و از آن زمان تا کنون هر ساله در یک کشور مختلف برگزار می‌شود.

در ایران، المپیاد نجوم اولین بار در سال 2007 برگزار شد و از آن زمان تا کنون هر ساله المپیاد نجوم کشوری و المپیاد نجوم بین‌المللی ایران برگزار می‌شود. المپیاد نجوم ایران به منظور تشویق دانش‌آموزان و دانشجویان به مطالعه و تحقیق در حوزه نجوم و فیزیک فضا برگزار می‌شود و به عنوان یک فرصت عالی برای شناخت توانایی‌های دانشجویان و دانش‌آموزان علاقه‌مند به این حوزه شناخته می‌شود.

اهداف المپیاد نجوم و اخترفیزیک

• شرکت در المپیاد نجوم و اخترفیزیک برای دانش‌آموزان دارای مزایای زیادی است. برخی از اهداف و مزایا از شرکت در این المپیادها عبارتند از:

  1. ارتقاء دانش: شرکت در المپیاد نجوم و اخترفیزیک به دانش‌آموزان فرصتی فوق‌العاده برای گسترش و ارتقاء دانش خود در زمینه‌های نجوم و فیزیک فضا می‌دهد.

  2. تقویت مهارت‌ها: شرکت در این المپیادها باعث تقویت مهارت‌های تفکر تحلیلی، حل مسئله، و تحقیقات علمی دانش‌آموزان می‌شود.

  3. تجربه‌ی عملی: المپیاد نجوم و اخترفیزیک فرصت مناسبی برای تجربه‌ی عملی و کاربردی دانش نظری در زمینه‌های نجوم و فیزیک فضا فراهم می‌کند.

  4. شناخت بین‌المللی: شرکت در المپیاد نجوم و اخترفیزیک به دانش‌آموزان فرصت آشنایی با همتایان خود از سراسر جهان را می‌دهد و این ارتباطات بین‌المللی می‌تواند به تبادل دانش و تجارب مفید منجر شود.

  5. افزایش انگیزه: شرکت در المپیاد نجوم و اخترفیزیک به دانش‌آموزان انگیزه بالاتر برای مطالعه و تحقیق در حوزه‌های علمی مورد علاقه‌شان می‌دهد.

  بنابراین، شرکت در المپیاد نجوم و اخترفیزیک می‌تواند به توسعه دانش، مهارت‌ها، و انگیزه علمی دانش‌آموزان کمک کند و فرصت مناسبی برای رشد و پیشرفت در زمینه نجوم و فیزیک فضا باشد.

نتایج المپیادها حکایت از آن دارد که دانش آموران ایرانی توانایی‌های لازم برای کسب مهارت‌های علمی را دارند و اردوی آمادگی تیم در آماده‌سازی دانش‌آموزان موفق بوده است.

مراحل المپیاد نجوم در ایران

برای عضویت در تیم المپیاد نجوم، دانش‌آموزان باید چهار مرحله را طی کنند؛

المپیاد نجوم همچون المپیادهای دیگر طی 3 مرحله توسط باشگاه دانش پژوهان جوان برگزار می­‌شود [المپیاد چیست؟].

مرحله اول:

در مرحله اول همه علاقه مندان در سراسر کشور در یک آزمون تستی شامل 35 سوال شرکت می‌کنند. این آزمون معمولا در اواخر بهمن  هر سال برگزار و نتیجه آن اواخر اسفند ماه اعلام می­‌شود (نمره کف قبولی مرحله اول المپیاد نجوم عموما بین 10% تا 15% است). بعد از این مرحله و پذیرش حدود 600 تا 800 نفر از پایه دوم و سوم  آزمون مرحله دوم برگزار می شود.

مرحله دوم:

مرحله دوم المپیاد نجوم حدود 70 روز پس از مرحله اول و در دهه اول اردیبهشت سال بعد برگزار می­‌شود. این آزمون به صورت کتبی شامل 6 تا 10 سوال و به مدت زمان 270 دقیقه بر گزار می‌گردد. پیداست که آزمون مرحله دوم آزمون ساده ای نیست و اکثر کسانی هم که المپیاد می­‌خوانند در واقع برای عبور از این مرحله تلاش می­‌کنند. بعد از این آزمون حدود 40 نفر از کل کشور پذیرفته شده و در تابستان آن سال به مدت 2.5 ماه در کلاس­های فشرده باشگاه دانش پژوهان شرکت می­کنند (کف قبولی مرحله دوم بنابر نتایج سال­های گذشته بین 28% تا 40% نمره کل آزمون بوده است). [توضیحات بیشتر نمره کف قبولی]

مرحله سوم:

در مرحله سوم، 40 نفر برگزیده­‌ی مرحله دوم در یک دوره آموزشی در تهران شرکت می­‌کنند و به آنها مباحثی بسیار پیشرفته­‌تر از مباحث قبل تدریس می­‌شود. در پایان دوره­‌ی تابستانه از آنها امتحان‌های تئوری و عملی (برخلاف مراحل اول و دوم، در مرحله سوم آزمون عملی رصد سهم عمده­ای در نتایج و تعیین رنگ مدال دانش­‌آموزان دارد) گرفته خواهد شد و با توجه به نتایج به دست آمده به 10 نفر اول مدال طلا و مابقی مدال نقره و برنز اهدا می‌شود. در صورتی که نمرات دانش­‌پژوهی بسیار پایین باشد به ایشان مدالی تعلق نخواهد گرفت و با اهدای یک دیپلم افتخار از وی قدردانی به عمل می‌آید.

مرحله چهارم:

طلایی‌های مرحله سوم وارد آموزش دوره‌ی تیم می‌شوند و بعد از چند آزمون اعضای تیم جمهوری اسلامی ایران در مسابقات جهانی انتخاب می‌شوند.

فاصله‌ی زمانی بین برگزاری آزمون مرحله‌ی اول که معمولاً در اواسط بهمن هر سال برگزار می‌شود و اعزام تیم به مسابقات جهانی که در اواسط تیر انجام می‌شود حدود هفده ماه است. البته دانش‌آموزانی که آرزوی عضویت در تیم ملی المپیاد نجوم را دارند قطعاً از مدت‌ها قبل از برگزاری آزمون مرحله اول کار علمی را شروع می‌کنند.

چه دانش‌آموزانی می‌توانند در المپیاد نجوم شرکت کنند؟

بعد از تغییر ساختار آموزشی به شکل 6-3-3، فقط دانش‌آموزان سال‌های دهم و یازدهم می‌توانند در المپیادهای علمی شرکت کنند.

شرکت در المپیاد جهانی نجوم و اخترفیزیک

پس از اهدای مدال طلا به 10 نفر برتر مرحله­‌ی سوم (دوره تابستانه)، این افراد با توجه به برخورداری معافیت از کنکور، به جای شرکت در کلاس­‌های سال دوازدهم (پیش­‌دانشگاهی سابق)، به مدت 6 ماه و هفته­‌ای 2 تا 3 روز در کلاس­های آمادگی برای المپیاد جهانی نجوم در باشگاه دانش­‌پژوهان شرکت می­‌کنند و پس از آن با توجه به نمرات کسب شده در آزمون­‌های تئوری و علمی، 5 نفر اول در قالب تیم «الف» و 5 نفر دوم در قالب تیم «ب» به مسابقات جهانی المپیاد نجوم اعزام می­‌شوند.

المپیاد جهانی نجوم و اخترفیزیک در هر سال، به مدت 10 روز زیر نظر وزارت مربوطه در کشور میزبان سازماندهی می‌شود. هر کشور می‌تواند یک تیم حداکثر ۵ نفره شامل دانش‌آموزان و دو نفر بزرگسال به عنوان رهبر تیم به مسابقات بفرستد (بعضی کشورها مانند ایران، تیم دومی را تحت عنوان مهمان به مسابقات می‌فرستند). رهبران تیم (تیم لیدرها) می‌توانند سوالات را به زبان مادری دانش‌آموزان ترجمه کنند. تمام هزینه‌های این ۷ نفر در این ده روز، توسط برگزارکنندگان تامین می‌شود و شرکت‌کنندگان تنها هزینه سفر خود را پرداخت می‌کنند.

آزمون‌های المپیاد جهانی نجوم

هر دوره از مسابقات جهانی معمولا شامل آزمون‌های زیر است:

• آزمون نظری یا تئوری که از دو بخش سوالات کوتاه و بلند تشکیل شده است. هر دوره معمولا شامل ۱۵سوال کوتاه و ۲یا ۳ سوال بلند است. این آزمون تقریبا نصف نمره نهایی را تشکیل می‌دهد.
• آزمون تحلیل داده که آزمونی بر روی کاغذ یا کامپیوتری است که طی آن شرکت‌کنندگان به تحلیل داده‌های واقعی می‌پردازند. این آزمون ۲۵٪ نمره کل را تشکیل می‌دهد.
• آزمون رصد که می‌تواند شامل رصد آسمان واقعی یا آزمون آسمان‌نما (پلنتاریوم) باشد. این آزمون نیز ۲۵٪ نمره نهایی را تشکیل می‌دهد.
• همچنین مسابقه تیمی نیز آزمون دیگری است که طی آن اعضای یک تیم به صورت مشترک سوال طولانی یا سختی را حل می‌کنند. نمرات این آزمون تاثیری در نمره نهایی ندارد.
• زبان رسمی مسابقات انگلیسی است اگرچه امکان ترجمه سوالات وجود دارد.
• کشور میزبان مسئول طراحی و تصحیح سوالات است اگرچه تیم لیدرها می‌توانند به نمرات اعتراض کنند.

نحوه مشخص‌کردن برندگان

طبق اساسنامه مسابقات، برندگان مدال طلا، نقره، برنز و دیپلم افتخار بر اساس قاعده زیر تعیین می‌شوند:

1- ابتدا میانگین نمرات سه نفر اول به عنوان ملاک در نظر گرفته می‌شود.

2- کسانی که نمره‌شان بیش از ۹۰٪ میانگین سه نفر اول باشد، مدال طلا دریافت می‌کنند.

3- کسانی که نمره‌شان بین ۷۸٪ تا ۹۰٪ میانگین سه نفر اول باشد، مدال نقره دریافت می‌کنند.

4- کسانی که نمره‌شان بین ۶۵٪ تا ۷۸٪ میانگین سه نفر اول باشد، مدال برنز دریافت می‌کنند.

5- کسانی که نمره‌شان بین ۵۰٪ تا ۶۵٪ میانگین سه نفر اول باشد، دیپلم افتخار دریافت می‌کنند.

6- باقی افراد، گواهی حضور در مسابقات را دریافت می‌کنند.

7- کسی که بیشترین نمره را در مسابقات کسب کرده باشد، به عنوان برنده مطلق شناخته می‌شود و جایزه ویژه‌ای دریافت می‌کند.

8- جایزه‌های دیگری ممکن است به سایر افراد داده شود. (برای مثال، بهترین نمره آزمون تئوری، تحلیل داده، رصد، خلاقانه‌ترین راه حل و…)

مباحث اصلی در المپیاد نجوم و اخترفیزیک

نجوم کروی:

این قسمت از نجوم به بررسی زمان، موقعیت مکانی و حرکت (طلوع، غروب، گذر و …) ستارگان و سیارات در کره­ی آسمان می­‌پردازد. شروع و پیدایش آن بر اساس ابداع مثلث کروی و روابط آن بود که به نقلی به ابوریحان بیرونی می­‌رسد.

مکانیک سماوی

:مکانیک سماوی به مطالعه­‌ی نحوه حرکت اجسام آسمانی در مدارهایشان می­پردازد. در این علم، نیروهای وارد بر اجرام سماوی بررسی و مدار حرکت آنها تعیین می­‌شود (و یا با دانستن مسیر حرکت اجرام، نیروهای وارد بر آنها را شناسایی می­‌کنیم). با دانستن معادله مداری هر جسم، می­‌توانیم به موقعیت مکانی آن در هر زمان دلخواه پی ببریم. تسلط بر این مبحث به دانش فیزیک مکانیک، مشتق و انتگرال و معادلات دیفرانسیل نیاز دارد.

اخترفیزیک:

در این قسمت به مطالعه ستاره‌­ها و هر آنچه که در ظاهر آنها نمایان است می­‌پردازیم. معمولا بررسی مشخصه­های ظاهری ستارگان (جرم، دما، قطر، سرعت، درخشندگی و …) در مرحله اول المپیاد و فیزیک درون ستارگان (نحوه تولید انرژی، نحوه برقراری تعادل­های هیدرواستاتیکی و ترمودینامیکی، نحوه انتقال انرژی و …) در مرحله دوم مورد آزمون واقع می­شوند.

کیهان­شناسی و دینامیک کهکشانی:

کیهان­شناسی علم بررسی عالم در مقیاس­‌های بسیار بزرگ است به‌طوری که کوچکترین اجرام مورد بحث در کیهان­شناسی، کهکشان­ها هستند و نه ستارگان و سیارات. به تاثیر کهکشان­ها بر روی هم یا خوشه‌­های کهکشانی و برآیند آنها و همینطور انبساط جهان پرداخته می­‌شود. اینکه جهان چه ساختاری دارد، در چه مرحله­ای از وضعیت تکاملی خود به سر می­برد و آینده آن چگونه خواهد بود.تسلط بر مبحث کیهان­شناسی نیاز به ریاضیات پیشرفته دارد.

ابزارشناسی و رصد:

همانند سایر علوم که با آزمایش، اطلاعات جمع آوری می‌­کنند در نجوم هم آزمایشگاه طبیعی ما کره­ی آسمان است و تمام آنچه ما انجام می­‌دهیم، مشاهده و ثبت اطلاعات است. شناخت صورت‌­های فلکی، موقعیت آنها در آسمان، آشنایی با ابزارهای رصدی (دوچشمی­‌ها، تلسکوپ­‌ها و CCDها) و نحوه محاسبه­‌ی پارامترهای فنی و اپتیکی آنها موضوع پراهمیت دیگری است که شرکت­ کنندگان در المپیاد نجوم و اخترفیزیک باید با آن آشنا باشند.

همانطور که متوجه شده­‌اید، بر خلاف تصور بسیاری از افراد غیرمتخصص و یا ناآشنا با المپیاد نجوم، این المپیاد بسیار تخصصی بوده و سطح دشواری آن هرگز کمتر از المپیادهای فیزیک، زیست، شیمی و کامپیوتر نیست.

منابع پیشنهادی برای موفقیت در المپیاد نجوم و اخترفیزیک

در خصوص منابع المپیاد نجوم و اخترفیزیک، باید عرض شود که تعدد کتاب‌های پیشنهادی توسط دبیران مدارس و مدال آوران سالهای گذشته به حدی زیاد بوده است که بیشتر باعث سردرگمی و ایجاد نگرانی و استرس در دانش آموزان می‌شد. از سویی تعداد زیادی از این کتب با هم، همپوشانی داشتند و خرید همه‌ی آنها علاوه بر تحمیل هزینه به خانواد‌ ها باعث اتلاف وقت دانش آموزان جهت مطالعه تمامی این منابع می‌شد. در جداول زیر سعی شده است مهم ترین، جامع ترین و مفیدترین منابع معرفی شوند.

ناگفته نماند که برای برخی مباحث کتاب استاندارد و شاخصی که برای المپیاد مفید باشد وجود ندارد، مانند مبحث ابزارشناسی و CCD ها، و یا آموزش رصد و کار با تلسکوپ و نیز دینامیک کهکشانی که این سالها بسیار با اهمیت شده است.

• ردیف	عنوان کتاب	نویسنده/ مترجم	ناشر	توضیحات
  1	مقدمه ای بر اخترفیزیک نوین	کارول و اوستلی/ احسان مهرجو، کامبیز خالقی	دانش پژوهان جوان
  2	مکانیک سماوی	محمدجواد شریعت زاده، دکتر خاکیان	خوشخوان	منبعی جامع و کافی درس مکانیک سماوی برای مرحله دوم و سوم که شامل مباحث مهم مکانیک کلپنر و اوربیتال مکانیک است.
  3	مقدمه‌ای بر کیهان شناسی نوین	اندرو لیدل/ فرهاد ذکاوت، کامبیز خالقی	دانش پژوهان جوان	منبعی ایده‌آل برای مبحث کیهان شناسی
  4	نجوم کروی	اسمارت/ داوود محمدزاده جسور	مرکز نشر دانشگاهی	فصلهای 1 ، 2 ، 3 ، 5 ، 6 و 10
  5	نجوم و اخترفیزیک ستاره‌ای (1 و 2)	زیلیک و اسمیت/ تقی عدالتی، جمشید قنبری	انتشارات آستان قدس
  6	حساب دیفرانسیل و انتگرال	توماس	ناشران بسیاری منتشر کرده اند.	مباحث حد، پیوستگی، مشتق، انتگرال، بسط های تیلور و مک لورن، سری فوریه
  7	The Observer’s Sky Atlas	Erich Karkoschka	springer	اطلس راهنمای رصد آسمان. نسخه pdfآن را به رایگان دانلود و استفاده نمایید