سوال و پاسخ آزمون‌های مرحله اول و دوم المپیادهای نجوم و اختر فیزیک ایران و المپیادهای جهانی نجوم و اختر فیزیک

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. 

نحوه برگزاری مراحل سه‌گانه المپیاد نجوم

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

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 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)

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.

 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 ۱۵ سوال کوتاه و ۲ یا 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.

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. معمولاً بررسی مشخصه‌­های ظاهری ستارگان (جرم، دما، قطر، سرعت، درخشندگی  ...) در مرحله اول المپیاد و فیزیک درون ستارگان (نحوه تولید انرژی، نحوه برقراری تعاد‌ل‌­های هیدرواستاتیکی و ترمودینامیکی، نحوه انتقال انرژی  ...) 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.