صفر تا صد المپیاد نجوم و اخترفیزیک ۱۴۰۱

در ادامه می‌خوانید:

• تاریخچه المپیاد نجوم و اخترفیزیک
• مشارکت ایران در المپیاد جهانی نجوم
• نحوه برگزاری مراحل سه‌گانه المپیاد نجوم
• شرکت در المپیاد جهانی نجوم و اخترفیزیک
• آزمون­های المپیاد جهانی نجوم و اخترفیزیک
• نحوه مشخص‌کردن برندگان آزمون‌های المپیاد جهانی نجوم
• مباحث اصلی در المپیاد نجوم و اخترفیزیک
• منابع پیشنهادی برای موفقیت در المپیاد نجوم و اخترفیزیک

—————————————————————————————————-

تاریخچه المپیاد نجوم و اخترفیزیک

در سال ۱۹۹۶ اولین المپیاد جهانی نجوم، بین دو کشور روسیه و سوئد برگزار شد. پس از دوازده دوره در سال ۲۰۰۷ این المپیاد با تغییرات اساسنامه‌ای المپیاد جهانی نجوم و اختر فیزیک نام گرفت که اولین دوره جدید در تایلند، دومین دوره در اندونزی و سومین دوره آن (۲۰۰۹) در ایران برگزار شد. حضور موفق دانش آموزان ایرانی در عرصه رقابت‌های جهانی و همچنین تجربه خوشایند میزبانی المپیاد جهانی فیزیک ۲۰۰۷ در اصفهان، موجب گردید تا در رای گیری هیأت داوران در تایلند، میزبانی سومین المپیاد جهانی و اختر فیزیک ۲۰۰۹ به ایران واگذار شود.

روسیه اولین میزبان اسن مسابقات بوده و تا کنون در کشورهای روسیه (۶بار)، اوکراین (۳بار)، چین (۲بار)، سوئد، هند، تایلند، اندونزی و ایران (هرکدام ۱بار) برگزار شده ‌است.

ایران در المپیاد جهانی نجوم

جمهوری اسلامی ایران برای نخستین بار در سال ۲۰۰۳ میلادی (۱۳۸۲) به طور غیر رسمی و با حمایت سازمان ملی پرورش استعدادهای درخشان (سمپاد)، تیمی متشکل از یک دانش آموز دختر و دو دانش آموز پسر را برای شرکت در هشتمین المپیاد جهانی نجوم به کشور سوئد اعزام نمود. ره آورد این تیم که صرفاً از دانش آموزان مدارس استعدادهای درخشان تهران انتخاب شده بود، سه مدال برنز بود.

سال بعد (۲۰۰۴) با حمایت سمپاد، امتحانات المپیاد نجوم در تمام مدارس تحت پوشش این سازمان در سراسر کشور برگزار شد و تیمی متشکل از ۵ دانش آموز انتخاب شد. هر پنج عضو این تیم دختر بودند. این تیم برای شرکت در نهمین المپیاد جهانی نجوم به کشور اکراین سفر کرد. در آن سال تیم ایران موفق به کسب یک مدال طلا، دو مدال نقره  و دو مدال برنز شد. شایان ذکر است که خانم سارا فیض بخش، برنده مدال طلا، تنها دختری بود که در میان دانش آموزان دختر شرکت کننده از سراسر جهان در این دوره از المپیاد جهانی موفق به کسب مدال طلا شد.

 در سال ۱۳۸۴ باشگاه دانش پژوهان جوان با اخذ مجوزهای لازم از سوی شورایعالی انقلاب فرهنگی، کمیته علمی نجوم را تشکیل داد و آزمون المپیاد نجوم را در بین دانش آموزان سراسر کشور برگزار کرد. در این دوره، تیم ملی ایران از چهار دانش آموز دختر و سه دانش آموز پسر تشکیل شده بود که در مسابقات جهانی المپیاد نجوم در چین شرکت  و با کسب یک مدال طلا، دو مدال نقره و سه مدال برنز و یک دیپلم افتخار، مقام چهارم جهان را کسب کرد. خانم آزاده فتاحی علاوه بر کسب مدال طلا  دراین دوره موفق به کسب مدال ویژه بالاترین نمره در امتحان تئوری نیز شد. این بار نیز دانش آموز دختر ایران، تنها دختر دارنده مدال طلای جهان بود.

یازدهمین المپیاد جهانی نجوم در سال ۲۰۰۶ در کشور هندوستان برگزار شد. تیم ملی ایران با یک دانش آموز دختر و چهار دانش آموز پسر در این المپیاد شرکت کرد. در این دوره ،تیم ملی در ایران با یک مدال طلا، دو مدال نقره و دو مدال برنز موفق به کسب مقام سوم در جهان شد.

 در سال ۲۰۰۷ جمهوری اسلامی ایران با تیم ملی المپیاد نجوم خود(شامل دو دانش آموز دختر و شش دانش آموز پسر)  در دوازدهمین المپیاد جهانی نجوم اوکراین موفق به کسب مقام اول جهان در رده سنی زیر ۱۷ سال شد.

دانش آموزان ایرانی با کسب سه مدال طلا و پنج مدال نقره برای کشور افتخار آفرینی کردند. در این دوره آقای سید امیر سادات موسوی دانش آموز ملایری ، برنده مدال طلا و موفق به کسب بالاترین نمره در بین دانش آموزان شرکت کننده شد. همچنین خانم الهه نقیب که در دوره یازدهم المپیاد جهانی در کشور هندوستان موفق به کسب مدال طلا شده بود در این دوره نیز برنده مدال طلا شد. همزمان با برگزاری المپیاد دوازدهم، با توجه به تغییرات عمده ای که در اساسنامه المپیاد جهانی نجوم ایجاد شده بود تیم ۵ نفره کشورمان در اولین المپیاد آزمایشی نجوم اختر فیزیک که در تایلند برگزار گردید ، شرکت و با کسب یک مدال طلا و چهار مدال برنز به کشور بازگشت.

در سال ۲۰۰۸ تیم ۵ نفره کشورمان مرکب از دارندگان مدالهای سالهای قبل در دومین المپیاد نجوم واخترفیزیک (دور جدید) اندونزی شرکت و با کسب یک مدال طلا، یک نقره و دو برنز و یک دیپلم افتخار با کسب رتبه چهارم جهان به کشور بازگشت.

حضور موفق دانش آموزان ایرانی در عرصه رقابت های جهانی و همچنین تجربه خوشایند میزبانی المپیاد جهانی فیزیک ۲۰۰۷ در اصفهان، موجب گردید تا در رای گیری هیأت داوران در تایلند، میزبانی سومین المپیاد جهانی و اختر فیزیک ۲۰۰۹  به ایران واگذار شود.

در سال ۲۰۰۹ این المپیاد در ایران برگزار شد و تیم ایران با یک تیم پنج نفره به عنوان تیم اصلی و یک تیم ۴ نفره به عنوان تیم میهمان شرکت کرد. در این رقابت ایران به ۴ مدال طلا، ۴ مدال نقره و یک مدال برنز شد. 

از سال ۲۰۱۰ تا به امروز، کشور ایران با دو تیم (الف و ب) در رقابتهای جهانی شرکت کرده و همواره جزو ۳ تیم برتر جهان بوده است.

نحوه برگزاری مراحل سه‌گانه المپیاد نجوم

المپیاد نجوم همچون المپیادهای دیگر طی ۳ مرحله توسط باشگاه دانش پژوهان جوان برگزار می­‌شود [المپیاد چیست؟].

در مرحله اول همه علاقه مندان در سراسر کشور در یک آزمون تستی شامل ۳۵ 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 ۱۰% تا ۱۵% است). بعد از این مرحله و پذیرش حدود ۶۰۰ تا ۸۰۰ نفر از پایه دوم و سوم  آزمون مرحله دوم برگزار می شود. مرحله دوم المپیاد نجوم حدود ۷۰ روز پس از مرحله اول و در دهه اول اردیبهشت سال بعد برگزار می­‌شود. این آزمون به صورت کتبی شامل ۶ تا ۱۰ سوال و به مدت زمان ۲۷۰ 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 ۴۰ نفر از کل کشور پذیرفته شده و در تابستان آن سال به مدت ۲.۵ ماه در کلاس­های فشرده باشگاه دانش پژوهان شرکت می­کنند (کف قبولی مرحله دوم بنابر نتایج سال­های گذشته بین ۲۸% تا ۴۰% نمره کل آزمون بوده است). [توضیحات بیشتر نمره کف قبولی]

در مرحله سوم، ۴۰ 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 ۱۰ 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.

شرکت در المپیاد جهانی نجوم و اخترفیزیک

پس از اهدای مدال طلا به ۱۰ 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 ۶ ماه و هفته­‌ای ۲ تا ۳ 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، ۵ نفر اول در قالب تیم «الف» و ۵ نفر دوم در قالب تیم «ب» به مسابقات جهانی المپیاد نجوم اعزام می­‌شوند.

المپیاد جهانی نجوم و اخترفیزیک در هر سال، به مدت ۱۰ 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:

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

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

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

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

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

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

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

۸- 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.