Visums - abstrakts. "Kosmosa izpētes" ziņojums Vēstījums par Visuma izpētes tēmu

IEVADS

Visuma, pat tikai mums zināmās tā daļas, izpēte ir biedējošs uzdevums. Lai iegūtu mūsdienu zinātnieku rīcībā esošo informāciju, bija vajadzīgs daudzu paaudžu darbs. Mēs zinām Visuma uzbūvi plašā kosmosa tilpumā, kura šķērsošanai gaismai ir nepieciešami miljardiem gadu. Bet cilvēka zinātkārā doma cenšas iekļūt tālāk. Kas atrodas ārpus novērojamā pasaules reģiona? Vai Visums pēc tilpuma ir bezgalīgs? Un tā paplašināšana – kāpēc tas sākās un vai tas vienmēr turpināsies arī turpmāk? Un kāda ir "slēptās" masas izcelsme? Un visbeidzot, kā Visumā radās saprātīga dzīvība?

Vai tas pastāv kaut kur citur, izņemot mūsu planētu? Uz šiem jautājumiem vēl nav galīgu un pilnīgu atbilžu.

Visums ir neizsmeļams. Arī zināšanu slāpes ir nenogurstošas, liekot cilvēkiem uzdot arvien jaunus jautājumus par pasauli un neatlaidīgi meklēt uz tiem atbildes.

Varbūt tāpēc es esejai izvēlējos šo tēmu. Nezināmais vienmēr ir piesaistījis cilvēka uzmanību. Visums, zvaigznes un planētas ir lielisks piemērs tam.

Šo nozari diezgan labi aptver gan zinātnes sasniegumi, gan literatūras darbi. Tomēr dažos jautājumos viedokļi atšķiras, tāpēc ir vērts pārdomāt kādu sev interesējošu tēmu un izdarīt savus secinājumus.

PRIEKŠVĀRDS

Zvaigznes Visumā ir sagrupētas milzu zvaigžņu sistēmās, ko sauc par galaktikām. Zvaigžņu skaits Galaktikā ir aptuveni 1012 (triljoni). Mūsu galaktiku sauc par Piena ceļu. Tajā ietilpst Saule, 9 lielas planētas ar saviem 34 pavadoņiem, vairāk nekā 100 tūkstoši mazo planētu (asteroīdu), aptuveni 1011 komētas, kā arī neskaitāmi mazi, tā sauktie meteoroīdi (diametrs no 100 metriem līdz niecīgām putekļu daļiņām).

Piena Ceļš, spoža sudraba zvaigžņu josla, ieskauj visas debesis, veidojot mūsu galaktikas lielāko daļu. Kopumā mūsu Galaxy aizņem vietu, kas atgādina objektīvu vai lēcu, skatoties no sāniem. Galaktikas izmērus iezīmēja lielos attālumos redzamo zvaigžņu izvietojums. Mūsu Galaktikas masa tagad tiek novērtēta dažādos veidos, tā ir aptuveni 2 * 1011 Saules masas (Saules masa ir 2 * 1030 kg), un 1/1000 no tās atrodas starpzvaigžņu gāzē un putekļos. Galaktikas masa Andromedā ir gandrīz tāda pati, savukārt galaktikas masa Triangulā tiek lēsta 20 reizes mazāka. Mūsu galaktikas diametrs ir 100 000 gaismas gadu. Ar rūpīgu darbu Maskavas astronoms V.V. Kukarins 1944. gadā atrada norādes uz Galaktikas spirālveida uzbūvi, un izrādījās, ka mēs dzīvojam telpā starp diviem spirālveida zariem, nabadzīgiem zvaigznēm. Vietām debesīs ar teleskopu, vietām pat ar neapbruņotu aci var izšķirt ciešas zvaigžņu grupas, ko savieno savstarpēja gravitācija, jeb zvaigžņu kopas.

Saskaņā ar šobrīd pieņemto hipotēzi, Saules sistēmas veidošanās sākās aptuveni pirms 4,6 miljardiem gadu, gravitācijas dēļ sabrūkot nelielai milzu starpzvaigžņu gāzes un putekļu mākoņa daļai. Kopumā šo procesu var raksturot šādi:

• Gravitācijas sabrukšanas palaišanas mehānisms bija neliela (spontāna) gāzes un putekļu mākoņa vielas sablīvēšanās (kuras iespējamie iemesli varētu būt gan mākoņa dabiskā dinamika, gan triecienviļņa pāreja no supernovas sprādziena. mākoņa matērija utt.), kas kļuva par apkārtējās matērijas gravitācijas pievilkšanas centru - gravitācijas sabrukuma centru. Mākonī jau bija ne tikai primārais ūdeņradis un hēlijs, bet arī daudzi smagie elementi (metāli), kas palikuši pāri no iepriekšējo paaudžu zvaigznēm. Turklāt sabrukušajam mākonim bija zināms sākotnējais leņķiskais impulss.
• Gravitācijas saspiešanas procesā gāzes un putekļu mākoņa izmērs samazinājās un, pateicoties leņķiskā impulsa nezūdamības likumam, palielinājās mākoņa griešanās ātrums. Rotācijas dēļ mākoņu saspiešanas ātrumi paralēli un perpendikulāri rotācijas asij atšķīrās, kas noveda pie mākoņa saplacināšanās un raksturīgā diska veidošanās.
• Kompresijas rezultātā palielinājās matērijas daļiņu savstarpējo sadursmju blīvums un intensitāte, kā rezultātā vielas temperatūra, to saspiežot, nepārtraukti paaugstinājās. Visspēcīgāk tika uzkarsēti diska centrālie reģioni.
• Sasniedzot vairāku tūkstošu kelvinu temperatūru, diska centrālais apgabals sāka mirdzēt – izveidojās protozvaigzne. Mākoņu viela turpināja krist uz protozvaigzni, palielinot spiedienu un temperatūru centrā. Diska ārējie reģioni palika salīdzinoši auksti. Hidrodinamiskās nestabilitātes dēļ tajos sāka veidoties atsevišķas plombas, kas kļuva par lokāliem gravitācijas centriem planētu veidošanās no protoplanetārā diska vielas.
• Kad temperatūra protozvaigznes centrā sasniedza miljonus kelvinu, centrālajā reģionā sākās kodoltermiskā ūdeņraža degšanas reakcija. Protozvaigzne ir kļuvusi par parastu galvenās secības zvaigzni. Diska ārējā apgabalā lielas kopas veidoja planētas, kas griežas ap centrālo zvaigzni aptuveni vienā plaknē un vienā virzienā.

Turpmākā evolūcija

Pēc sākotnējās veidošanās Saules sistēma ir ievērojami attīstījusies. Daudzi planētu pavadoņi veidojās no gāzu un putekļu diskiem, kas riņķo ap planētām, savukārt citus pavadoņus, domājams, planētas notvēra vai radās Saules sistēmas ķermeņu sadursmes rezultātā (saskaņā ar vienu hipotēzi Mēness izveidojās šādā veidā ). Saules sistēmas ķermeņu sadursmes ir notikušas vienmēr, līdz pat šim brīdim, kas kopā ar gravitācijas mijiedarbību bija galvenais Saules sistēmas evolūcijas virzītājspēks. Evolūcijas gaitā planētu orbītas būtiski mainījās, līdz pat to kārtības maiņai - notika planētu migrācija. Pašlaik tiek pieņemts, ka planētu migrācija lielā mērā izskaidro Saules sistēmas agrīno attīstību.

Nākotne

Pēc aptuveni 5 miljardiem gadu Saules virsma atdzisīs, un pati Saule daudzkārt palielināsies izmēros (tās diametrs sasniegs mūsdienu Zemes orbītas diametru), pārvēršoties par sarkanu milzi. Pēc tam Saules ārējie slāņi spēcīga sprādziena rezultātā tiks izmesti apkārtējā telpā, veidojot planetāru miglāju, kura centrā atradīsies tikai neliels zvaigznes kodols - baltais punduris. Šajā posmā kodolreakcijas apstāsies un nākotnē notiks lēna vienmērīga Saules atdzišana.

Ļoti tālā nākotnē tuvējo zvaigžņu gravitācija pakāpeniski iznīcinās planētu sistēmu. Dažas planētas tiks iznīcinātas, citas tiks izmestas starpzvaigžņu telpā. Galu galā pēc triljoniem gadu atdzisusī Saule, visticamāk, zaudēs visas savas planētas un viena pati turpinās savu orbītu ap mūsu Piena Ceļa galaktikas centru starp daudzām citām zvaigznēm.

Apbrīnojot zvaigznes skaidrā rudens naktī, mēs uzreiz pamanām plašu miglas joslu, kas iet cauri visām debesīm - piena ceļš ir mūsu galaktikas nosaukums. Mēs neviļus domājam par citām pasaulēm, kas apdzīvo kosmosu, un apbrīnojam visapkārt esošā Visuma varenību un grandiozo skaistumu. Kā radās planētas, zvaigznes, galaktikas?

Pasaules sākumā, pēc Lielā sprādziena, neskaitāmas veidojušās daļiņas izkliedējās lielā ātrumā un pamazām pārvērtās par primārās matērijas atomiem, kas veidoja milzīgu mākoni, miljardiem reižu lielāku par Saules masu. Šis mākonis sāka sabiezēt, tajā parādījās pirmie ūdeņraža un hēlija atomi. Tāpat kā jebkurā gāzē, tajā radās turbulentas plūsmas, radot virpuļus. Šajos viesuļos parādījās dažādos ātrumos rotējošas ūdeņraža kopas, kuras kļuva arvien blīvākas, sarūkot ap savu centru – rotācijas asi. Rotācijas ātrums palielinājās, samazinoties tilpumam saskaņā ar impulsa nezūdamības likumu. Šajā gadījumā palielinās centrbēdzes spēks, kas darbojas gar ekvatoriālo plakni, un mākonis tiek saplacināts, no sfēriskas formas pārvēršoties lēcveida vai diska formā. Tā dzimst galaktikas.

Pirmās zvaigznes parādījās galaktikas veidošanās sfēriskajā stadijā. Tie sastāvēja tikai no ūdeņraža un hēlija. Tajos notika kodoltermiskā reakcija - divu protonu savienojums. Iztērējušas ūdeņraža krājumus, šīs zvaigznes eksplodēja un kļuva par supernovām. Sprādziena rezultātā parādījās jauni elementi, kas bija smagāki par hēliju. Tas notika visur, starpzvaigžņu gāze tika papildināta ar jauniem elementiem, no kuriem kodoltermisko reakciju rezultātā tika iegūti arvien smagāki.

Piena Ceļš ir spirālveida galaktika.

Tā izveidojās mūsu galaktika – Piena ceļš. Ja paskatās uz to "no augšas" no kosmosa, tas izskatās kā disks ar spirālveida struktūru - rokām, kur atrodas jaunas zvaigznes un apgabali ar paaugstinātu starpzvaigžņu gāzes blīvumu. Diska vidū ir sfērisks izliekums - galaktikas kodols. Ja paskatās uz zvaigžņoto debesu karti, tad mūsu galaktikas centrs atradīsies Strēlnieka zvaigznājā. Astronomi spēja identificēt Zemei tuvākos galaktikas spirālveida zarus: Oriona (kur atrodas Saules sistēma), Perseusa un Strēlnieka zarus. Kodolam tuvākais zars ir Karīnas (Ķīles) zars, un tiek pieņemts, ka pastāv attāls zars, Kentaurs. Šie spirālveida zari-piedurknes savus nosaukumus ieguvuši no zvaigznājiem, kuros tie atrodas zvaigžņoto debesu kartē.

Ja mēs skatāmies uz spirālveida galaktiku caur labu teleskopu, mēs varam redzēt, ka tā izskatās pēc uguņošanas uguns rata. Bet kas nosaka šādu galaktiku struktūru? Šķiet, ka tajā nav nekā pārsteidzoša. Slavenais zinātnieks astronoms Kārlis Frīdrihs fon Veizsekers reiz teica, ka ja sākumā piena ceļš ja tā izskatītos pēc govs, tā tomēr būtu ieguvusi spirālveida struktūru. Daži zinātnieki ir nopietni sākuši izstrādāt "Weizsäcker galaktisko govi", un patiešām, saskaņā ar aprēķiniem, tai vajadzēja pārvērsties par galaktisko spirāli apmēram simts miljonu gadu laikā. Un mūsu Piena ceļš ir daudz vecāks – gandrīz simts reizes. Šajā laikā skaistajai spirālveida galaktikai vajadzēja pārveidoties tā, lai spirāles veidotu garus pavedienus, kas apvij centru. Bet, kā izrādījās, nevienai zināmai galaktikai nav pavedienainas struktūras un tā neizstiepjas, lai gan spirālveida zari-piedurknes, kas sastāv no zvaigznēm un gāzes, pastāvīgi griežas ap galaktikas centru. Neatrisināma pretruna? Nē, ja mēs atsakāmies no domas, ka starpzvaigžņu viela pastāvīgi atrodas vienā spirāles plecā, un pieņemsim, ka gāzes un zvaigžņu straume vienkārši pārvietojas pa šīm spirāles pleciem. Tas ir, zvaigznes un gāze pārvietojas, griežoties ap centru, un spirāles atzari ir noteikti galaktikas struktūras stāvokļi, pa kuriem pārvietojas kosmiskās vielas un zvaigžņu plūsmas. Kā tas var būt? Iededziet sveci vai gāzes degli. Jūs redzēsiet liesmas, kurās notiek vielas ķīmiskā sadegšanas reakcija. Liesma ir telpas apgabals, kas nosaka gāzes plūsmas stāvokli. Tāpat spirālveida plecās zvaigžņu un gāzes plūsmai ir noteikts stāvoklis, ko nosaka gravitācijas lauks.

Ja iedomāsimies milzīgu skaitu zvaigžņu, kas veido rotējošu disku, tad redzēsim, ka tur, kur zvaigžņu blīvums ir lielāks, tās mēdz pietuvoties vēl tuvāk, taču centrbēdzes spēks apgrūtina procesu, un līdzsvars šādā rotējošā diskā ir ļoti liels. nestabils. Šī situācija tika simulēta datorā, un izrādījās, ka rezultātā veidojas spirālveida apgabali ar palielinātu zvaigžņu blīvumu. Tie. pašas zvaigznes veido spirālveida plecus, kas nekļūst pavedienveida un neizstiepjas. Turklāt zvaigznes plūst caur šiem spirālveida reģioniem. Nokļuvuši piedurknē, viņi tuvojas, atstāj - tie atšķiras. Tas pats notiek ar starpzvaigžņu gāzi. Nokļūstot spirālveida plecā, gāze kondensējas, un tiek radīti apstākļi jaunu zvaigžņu veidošanai. Tāpēc šajā reģionā veidojas jaunas zvaigznes. Starp tām ir spilgti zilas zvaigznes, kas liek kosmiskajai gāzei un putekļiem mirdzēt, tos jonizējot. Tiek radīti gaiši jonizētas gāzes mākoņi, kas ļauj mums izbaudīt skaisto spirālveida galaktiku skatu.

Zvaigznes galaktikas centrālajā daļā lielākoties sastāv no sarkanajiem milžiem, kas veidojās gandrīz vienlaikus ar galaktiku. Pašā centrā tiek pieņemts, ka atrodas supermasīvs melnais caurums (Strēlnieks A), ap kuru, iespējams, griežas vēl viens vidējas masas melnais caurums. To gravitācijas mijiedarbība ir visas galaktikas gravitācijas centrs un kontrolē zvaigžņu kustību.

Saskaņā ar jaunākajiem zinātniskajiem datiem diametrs piena ceļš- apmēram 100 000 gaismas gadu (apmēram 30 000 parseku), un mūsu diska vidējais biezums ir aptuveni 1000 gaismas gadu. Saskaņā ar mūsdienu aplēsēm zvaigžņu skaits galaktikā svārstās no 200 līdz 400 miljardiem.

Visumā papildus spirālveida galaktikām ir arī citi galaktiku veidi: eliptiskas, stingras galaktikas, pundurgalaktikas, neregulāras un citas.
Galaktikas tiek apvienotas kopās, kurās var būt vairāki simti galaktiku. Šīs kopas savukārt var apvienoties superkopās. Mūsu galaktika pieder vietējai (vietējai) grupai, kurā ietilpst Andromedas zvaigznājs. Kopumā vietējā grupā ir aptuveni 40 galaktikas, un tā pati ir daļa no Jaunavas superkopas. Tātad mūsu plašā galaktika piena ceļš ar miljardiem zvaigžņu ir tikai maza sala Visuma neierobežotajā okeānā.

Pat vienas zvaigznes evolūcijai nevar izsekot vairāku cilvēku paaudžu dzīves laikā. Visīsāko zvaigžņu mūžs tiek lēsts miljonos gadu. Cilvēce tik ilgi nedzīvo. Tāpēc spēja izsekot zvaigžņu evolūcijai no sākuma – zvaigznes dzimšanas – līdz tās beigām slēpjas zvaigžņu ķīmisko un fizikālo īpašību salīdzināšanā dažādās attīstības stadijās.

Galvenais zvaigznes fizisko īpašību rādītājs ir tās spožums un krāsa. Saskaņā ar šīm īpašībām zvaigznes tika sagrupētas grupās, ko sauc par sekvencēm. Ir vairāki no tiem: galvenā secība, supergigantu secība, spilgti un vāji milži. Ir arī subgianti, apakšpunduri un baltie punduri.

Šie smieklīgie nosaukumi atspoguļo dažādus zvaigznes stāvokļa posmus, kuriem tā iziet cauri savas evolūcijas procesā. Abi astronomi Hertzsprungs un Resels ir izveidojuši diagrammu, kas saista zvaigznes virsmas temperatūru ar tās spožumu. Zvaigznes temperatūru nosaka tās krāsa. Izrādījās, ka karstākās zvaigznes ir zilas, aukstākās ir sarkanas. Kad Hertzsprungs un Resels diagrammā novietoja zvaigznes ar zināmām fizikālajām īpašībām - spilgtumu-krāsu (temperatūru), izrādījās, ka tās atrodas grupās. Sanāca diezgan jocīga bilde, kur zvaigznes vieta uz tās noteica, kurā evolūcijas stadijā šī zvaigzne atrodas.

Lielākā daļa zvaigžņu (gandrīz 90%) atradās galvenajā secībā. Tas nozīmē, ka zvaigzne lielāko savas dzīves daļu pavada šajā diagrammas vietā. Diagrammā arī redzams, ka mazākās zvaigznes – punduri – atrodas apakšā, bet lielākās – supergiganti – augšpusē.

Trīs ceļi zvaigžņu evolūcijas attīstībai

Zvaigznes mūžam atvēlēto laiku galvenokārt nosaka tās masa. Zvaigznes masa arī nosaka, kāda tā kļūs, kad tā pārstās būt. Jo lielāka masa, jo īsāks zvaigznes mūžs. Masīvākie – supergianti – dzīvo tikai dažus miljonus gadu, savukārt lielākā daļa vidēja resnuma zvaigžņu – aptuveni 15 miljardus gadu.

Visas zvaigznes pēc enerģijas avota, kura dēļ tās dzīvo, deg ar spilgtu liesmu, sāk klusi atdzist, samazināties un sarukt. Tie saraujas līdz masīva kompakta objekta stāvoklim ar ļoti augstu blīvumu: baltais punduris, neitronu zvaigzne un melnais caurums.

Zvaigznes ar mazu masu var izturēt saspiešanu, jo gravitācija ir salīdzinoši zema. Tie tiek saspiesti mazā baltā pundurī un paliek šajā stabilā stāvoklī, līdz to masa palielinās līdz kritiskajai vērtībai.

Ja zvaigznes masa ir lielāka par kritisko vērtību, tad tā turpina sarukt, līdz elektroni "salīp kopā" ​​ar protoniem, veidojot neitronu vielu. Tādējādi tiek iegūta neliela neitronu bumbiņa ar vairāku kilometru rādiusu - neitronu zvaigzne.

Ja zvaigznes masa ir tik milzīga, ka gravitācija turpina saspiest pat neitronu vielu, tad notiek gravitācijas kolapss, pēc kura milzu zvaigznes vietā veidojas melnais caurums.

Kas ir baltais punduris? Kaut kas, kas nav kļuvis par neitronu zvaigzni vai melno caurumu.

Par to savas evolūcijas beigās pārvēršas vidējas un mazas zvaigznes. Kodoltermiskās reakcijas jau ir beigušās, taču tās joprojām ir ļoti karstas, blīvas gāzes bumbiņas. Zvaigznes lēnām atdziest, mirdzot ar spilgti baltu gaismu. Baltā pundura liktenis gaida mūsu Sauli, jo tā masa ir zem kritiskās robežas. Kritiskā masa ir 1,4 Saules masas. Šo vērtību sauc par Chandrasekhar robežu. Čandrasekhars ir Indijas astronoms, kurš aprēķināja šo vērtību.

Neitronu zvaigznes stāvoklis beidz evolūciju tādām zvaigznēm, kuru masas vairākas reizes pārsniedz Saules masu. Neitronu zvaigzne ir supernovas sprādziena rezultāts. Tā masa ir 1,5–2 reizes lielāka par sauli, un tās rādiuss ir 10–20 km. Neitronu zvaigzne ātri griežas un periodiski izstaro elementārdaļiņu un elektromagnētiskā starojuma plūsmas. Šādas zvaigznes sauc par pulsāriem. Neitronu zvaigznes stāvokli nosaka arī tās masa. Openheimera-Volkova robeža ir vērtība, kas nosaka neitronu zvaigznes maksimālo iespējamo masu. Lai šajā stāvoklī būtu stabils, ir nepieciešams, lai tā masa nepārsniegtu trīs saules masas.

Ja neitronu zvaigznes masa pārsniedz šo vērtību, tad milzīgais gravitācijas spēks to saspiež tā, ka tā kļūst par melno caurumu.

Melnais caurums ir tas, kas notiek, ja masīvu ķermeņu gravitācijas kontrakcija ir neierobežota, t.i. kad zvaigzne saraujas tiktāl, ka kļūst pilnīgi neredzama. Neviens gaismas stars nevar atstāt tās virsmu. Un šeit ir arī indikators, kas nosaka kosmosa objekta kā melnā cauruma stāvokli. Tas ir gravitācijas rādiuss jeb Švarcšilda rādiuss. To sauc arī par notikumu horizontu, jo nav iespējams aprakstīt vai redzēt, kas notiek sfērā ar šādu rādiusu sabrukušas zvaigznes vietā.

Varbūt šīs sfēras iekšpusē ir skaistas spilgtas pasaules vai izeja uz citu Visumu. Bet vienkāršam novērotājam tā ir tikai sprauga telpā, kas griež ap sevi gaismu, kas nāk no citām zvaigznēm, un absorbē kosmisko vielu. Pēc tā, kā citi kosmosa objekti uzvedas tai blakus, mēs varam izdarīt pieņēmumus par tā īpašībām.

Piemēram, var pieņemt, ka masīvākie melnie caurumi atrodas vietā, kur tiek novērots spilgtākais zvaigžņu kopu mirdzums. Piesaistot zvaigžņu vielu un citus kosmosa objektus, melnie caurumi liek tiem mirdzēt, ieskaujot sevi ar spilgtu gaismas oreolu - kvazāru. Tumsa nevar pastāvēt bez gaismas, un gaisma pastāv tumsas dēļ. Tas pierāda zvaigžņu evolūciju.

MELNIE CEURUMI.

Melnie caurumi pārsteidz iztēli: tie aptur laiku, aizrauj gaismu, veido caurumus pašā telpā. Pat gaisma kļūst par gravitācijas sarkofāga gūstekni.

Mūsu galaktikā vien ir aptuveni miljards melno caurumu. Mūsdienās astrofiziķi diezgan bieži izmanto melnos caurumus, lai izskaidrotu noslēpumainas parādības. Melno caurumu fizika un astrofizika ir saņēmusi plašu zinātnieku aprindu atzinību.

Tiek uzskatīts, ka pastāv tādi kosmosa objekti kā melnie caurumi, pirmais pamatoja A. Einšteins. Vispārējā relativitātes teorija paredzēja masīvu kosmisko ķermeņu neierobežotu gravitācijas saspiešanas iespēju līdz sabrukšanas stāvoklim, pēc kura šos ķermeņus var noteikt tikai pēc to gravitācijas.
Patiesībā cilvēki sāka runāt par melnajiem caurumiem ilgi pirms relativitātes teorijas parādīšanās.

Un tas bija I.Ņūtona laikā, kurš, kā visiem zināms, atklāja universālās gravitācijas likumu. Saskaņā ar šo likumu viss ir pakļauts gravitācijai, pat gaismas stars tiek novirzīts masīvu ķermeņu pievilkšanas laukā. Patiesībā melno caurumu vēsture zinātnes pasaulē sākas ar šī fakta apzināšanos.

Tas sākās ar angļu priestera un ģeologa Džona Mišela darbu, kurš savā rakstā nonāca pie secinājuma par melno caurumu pastāvēšanas iespējamību, pamatojoties uz argumentāciju par lielgabala lodes uzvedību atkarībā no tā ātruma. Rezultātā viņš nonāca pie secinājuma, ka varētu būt ļoti maza, bet ļoti smaga zvaigzne un ka "tās bēgšanas ātrums" ir lielāks par gaismas ātrumu; tad gaisma no tās virsmas nesasniegs novērotāju, un to būs iespējams noteikt tikai ar tās pievilkšanas spēku. No pirmā acu uzmetiena spriešanas gaita nespīd ar dzelžainu loģiku, bet, iespējams, šis ir tikai tāds gadījums, kad intuitīvo ieskatu cenšas ietērpt loģikas audumā, kas šoreiz zinātnisko zināšanu trūkuma dēļ bija diezgan caurumu pilns. .

Slavenais francūzis Pjērs Laplass 1795. gadā savā grāmatā “Pasaules sistēmas ekspozīcija” rakstīja:

“Spīdoša zvaigzne, kuras blīvums ir vienāds ar Zemes blīvumu un kura diametrs ir 250 reižu lielāks par Saules diametru, savas gravitācijas dēļ neļauj mūs sasniegt nevienam gaismas staram; tāpēc ir iespējams, ka šī iemesla dēļ spožākie debess ķermeņi Visumā izrādīsies neredzami. Laplass nekādi nepierādīja savu spožo apgalvojumu, viņš to vienkārši zināja. Taču zinātniskā pasaule šādas fundamentālas lietas bez aprēķiniem, formulām un citiem pierādījumiem neuztver nopietni. Laplasam bija smagi jāstrādā, un dažus gadus vēlāk viņš sniedza savai prognozei zinātnisku pamatojumu, pamatojoties uz to pašu klasisko Ņūtona universālās gravitācijas likumu. Šos pierādījumus arī nevar uzskatīt par stingriem, jo ​​mēs jau zinām, ka Ņūtona likumi ne visai atbilst realitātei Visuma un kvantu mehānikas mērogā. Bet tajos laikos Ņūtona teorija bija visattīstītākā, zinātne nevarēja piedāvāt neko labāku, un tāpēc zinātniekiem bija jāmeklē patiesība tur, kur bija gaisma - zem klasisko mehānikas likumu laternas.

Melnie caurumi mistikas noslēpumainajā gaismā

Okulto zināšanu interesenti un praktizējoši burvji un burvji zina, ka, ja objekts eksistē, tad informācija par to ir, neatkarīgi no tā, vai tā klātbūtne dabā ir atklāta vai vēl nav. Piemērs: elektromagnētiskais lauks notika, pirms zinātnieki par to rakstīja.

Zinātnieki okultisti no zinātniekiem materiālistiem atšķiras ar to, ka viņi nesteidzas publiskot savas zināšanas, cerot saņemt Nobela prēmiju un pateicīgas cilvēces atzinību. Viņi vienkāršiem mirstīgajiem nesaprotama iemesla dēļ rūpīgi šifrē to, ko viņiem izdevās iegūt no kosmiskās informācijas krātuves, un slepeni nosūta to īpaši atlasītiem iniciatoriem. Taču tā vai citādi šīs zināšanas iesūcas pasaulē nesaprotamu simbolu, leģendu, pasaku u.c.

Slavenajam okultajam rakstniekam Gustavam Meirinkam ir īss stāsts "Melnā bumba", kura fragments ir sniegts zemāk:

“Samtmelns apaļš ķermenis nekustīgi karājās kosmosā.

Vispār šī lieta nemaz nebija līdzīga bumbiņai, drīzāk kā vaļējai bedrei. Tas nebija nekas cits kā īsts caurums.

Tā bija absolūta, matemātiska niecība!

Un tā arī notika – uzreiz atskanēja asa gaudošana, kas kļuva arvien skaļāka – zāles gaiss sāka iesūkties bumbiņā. Papīra lūžņi, cimdi, dāmu plīvuri – viss steidzās līdzi straumei.

Un, kad viens no civilās milicijas darbiniekiem iedūra zobenu melnajā caurumā, asmens pazuda tajā, it kā izšķīdis.
.......
Pūlis, kas nesaprata, kas notiek, un dzirdēja tikai šausmīgu, arvien pieaugošu dārdoņu, bailēs no neizskaidrojamas parādības metās ārā.
Palika tikai divi indiāņi.

Viss visums, ko radīja Brahma, kuru atbalsta Višnu un iznīcināja Šiva, pamazām iekritīs šajā kamolā, - svinīgi paziņoja Rajendralalamitra. - Lūk, kādas nepatikšanas mēs nesam, brāli, ejot uz Rietumiem!

Nu, kas tur ir! — nomurmināja Gosainis. "Kādu dienu mums visiem ir lemts doties uz to pasauli, kas ir esamības noliegšana."

Kāds ir precīzs īpašumu apraksts melnais caurums pēc mūsdienu idejām! Un šis stāsts tika uzrakstīts vēl pirms A. Einšteina relativitātes teorijas parādīšanās ...

Vēlos piebilst, ka stāstā melnā bumba parādās kā kāda no klātesošajiem domas formas materiāls iemiesojums... Vai tas nav okultistu mājiens uz melno caurumu cēloņiem?
Mūsdienu idejas par melnā cauruma īpašībām.

Ko mūsdienu fizika saka par melno caurumu īpašībām? Izrādās, ka melno caurumu nosaka tikai viens parametrs – masa. Un tas ir praktiski neiznīcināms. Piemēram, ja kādam ienāks prātā to nošaut ar kodolieročiem, lai kaut kā to mainītu vai “saplēstu gabalos”, tad tā masa vienkārši palielināsies par šo pašu bumbu masu, un viss. Melnais caurums vienkārši kļūs masīvāks. Bet izrādījās, ka ne viss ir tik vienkārši. Melnais caurums nav tikai rijīgs briesmonis, kas patērē visu un visu. Tas var pamazām "iztvaikot" jauktā Hokinga starojuma dēļ. Tas ir, melnais caurums var pārvērst jebkuru tajā iekritušo ķermeni informācijā un “atdot” dažādu starojumu un kvarku plūsmas veidā. Šādus objektus atklāj astronomi, tos sauc par pulsāriem. Tādējādi var secināt, ka melnie caurumi raksturo ne tikai to masa, bet arī tajos esošā informācija.

Kā veidojas melnie caurumi?

Melnie caurumi dzimst no ļoti lielām un skaistām zvaigznēm – sarkanajiem milžiem, kuru masa vairāk nekā desmit reizes pārsniedz Saules masu. Šādu zvaigžņu evolūcija ir ļoti ātra. Pēc dažiem miljoniem gadu viss ūdeņradis “izdeg”, pārvēršoties hēlijā, kas, savukārt, degšanas rezultātā pārvēršas ogleklī, ogleklis – citos, smagākos elementos utt. Palielinās arī transformācijas ātrums. Visbeidzot parādās dzelzs atomi.

Uz to zvaigžņu kodolreaktors pārtrauc savu darbu. Enerģija vairs neizdalās no dzelzs kodoliem. Viņi paši sāk uztvert elektronus no apkārtējās gāzes. Zvaigznes centrālais apgabals, kas sastāv no gāzveida dzelzs, sāk samazināties, jo dzelzs kodoli saspiež un absorbē elektronus. Visbeidzot zvaigznes centrā veidojas blīvs dzelzs kodols. Turklāt tas viss ir atkarīgs no tā, cik daudz dzelzs tiek iegūts šajā zvaigznē. Ja tā masa bija 1,5 Saules masas, tad sākas neatgriezenisks process, kas noved pie sabrukuma.

Fakts ir tāds, ka dzelzs atomi ir tik cieši piespiesti viens otram, ka tie vienkārši saplacinās. Protoni un elektroni savienojas viens ar otru, veidojot neitronus. Protoniem un elektroniem apvienojoties, izdalās neiedomājams enerģijas daudzums, kas noslauka zvaigznes ārējo daļu. Pēc tam var novērot supernovas sprādzienu, kas nozīmē zvaigznes beigas. Pēc sprādziena masīva milža vietā paliek neitronu kodols. Tālāka notikumu attīstība neizbēgami noved pie melnā cauruma veidošanās.

Čandrasekhara robeža un Švarcšilda rādiuss.

Tas ir klasiskais melno caurumu veidošanās veids. Neitronu zvaigzne var nākt no baltā pundura - zvaigzne no ļoti blīvu un karstu zvaigžņu klases. Šeit lielu lomu spēlē arī skaitlis, kas vienāds ar 1,4 Saules masām - Čandrasekharas robeža. Tiklīdz baltā pundura masa sasniedz šo vērtību, sākas iepriekš aprakstītais zvaigznes "sabrukšanas" process. Baltais punduris minūtes laikā pārvēršas par neitronu zvaigzni.

Jebkurš gaismas stars, kas izplūst no šādas zvaigznes virsmas, ir izliekts telpā, tas virzās gandrīz paralēli zvaigznes virsmai. Vairākas reizes, apgriežoties spirālē ap to, stars var izkļūt kosmosā. Tagad iedomājieties neitronu zvaigzni, kuras masa ir vienāda ar trim Saulēm un kuras rādiuss ir 8,85 km. Šajā gadījumā neviens stars nevarēs izkļūt no zvaigznes virsmas, tas zvaigznes laukā būs tik saliekts, ka atgriezīsies atpakaļ. Tādi tie ir, melnie caurumi!

Rādiusu, līdz kuram ķermenim jābūt saspiestam, lai gaisma to nevarētu atstāt, sauc par Švarcšilda rādiusu jeb notikumu horizontu. Vai vēlaties kļūt par melno caurumu? Tad tev būs jāsamazinās līdz 0000... tikai 21 centimetram, un neviens tevi neredzēs! Bet tava masa paliks – ieslēdz iztēli un iedomājies, ko tu varētu darīt tādā stāvoklī. Iespējams, mierīgi sūcas pa zemi, uz pašu centru... Bet atgriezīsimies kosmosā.

Baltie un pelēkie caurumi .

Baltais caurums ir objekts, kas ir pretējs melnajam caurumam. Baltā cauruma matērija tiek izstumta un izkliedēta telpā. Ja matērija nav saspiesta, bet izplešas no Švarcšilda sfēras apakšas, tad šis objekts ir balts caurums. Pelēkie caurumi apvieno melno un balto caurumu īpašības.

Termins "baltais caurums" parādās simpozijā par relatīvistisko astrofiziku 1969. gadā. Slavenais angļu zinātnieks R. Penrouzs uzstājās šajā simpozijā ar prezentāciju "Melnie caurumi un baltie caurumi". Ja. B. Zeldovičs un I. D. Novikovs 1971. gadā ieviesa jēdzienu “pelēkā cauruma”.

Tagad ir skaidrs masīvu melno caurumu veidošanās raksturs. Masīvām zvaigznēm, kas patērē savu kodoldegvielu un sarūk, noteikti jāsasniedz gravitācijas rādiuss un jāpārvēršas melnos caurumos. Lai šādā veidā veidotos melnais caurums, zvaigznes masai jābūt vismaz divas reizes lielākai par Saules masu. Ar mazāk masīva ķermeņa gravitācijas spēku nepietiek, lai izveidotu melno caurumu.

PULSARS.

Pulsāri runā par melnajiem caurumiem.

1967. gadā tika atklāti pulsāri – neitronu zvaigznes, kas izstaro šauri virzītas elementārdaļiņu plūsmas. Šie starojumi ir periodiski elektromagnētiskā spektra impulsi. Pirmo reizi tie tika reģistrēti kā radio emisijas. To skaidrā periodiskums noveda astronomus, kuri atklāja šos impulsus, pie domas, ka signālus sūta "zaļie cilvēciņi" - citplanētieši, lai izveidotu ilgi gaidīto kontaktu ar zemes iedzīvotājiem. Tūlīt visi tika klasificēti un sāka atšifrēt ziņojumu. Pētījumu rezultātā, ko apstiprina citi fakti, tika secināts, ka šie signāli pieder rotējošai neitronu zvaigznei jeb melnajam caurumam. Impulsu periodiskuma dēļ šos kosmosa objektus sauca par pulsāriem.

Kā rentgenstaru spektrā redzamais starojums izkļūst no melnā cauruma apskāviena? Tiek uzskatīts, ka neitroni uz pulsāra virsmas nav tik stabili. Tie var pat sadalīties protonos un elektronos, kas savukārt rada citas elementārdaļiņas. Spēcīgā magnētiskajā laukā elektroni paātrinās pa spēka līnijām, un pulsāra polios, kur gravitācija ir vismazākā, tie izlaužas kosmosā. Šis attēlojums izskaidro nosūtīto impulsu periodiskumu. Bet, no otras puses, melnais caurums var pakāpeniski iztvaikot elementārdaļiņu emisijas dēļ. Līdz šim iztvaicētu melno caurumu pēdas kosmosā nav atrastas.

Melnie caurumi - zvaigžņu matērijas ēdāji

Bet ar rentgena teleskopa palīdzību tika atklāts, kā zvaigžņu gāze gaismas mākoņa veidā atrāvās no zvaigznes un ieplūda kosmosa tumšajā reģionā, kur kļuva neredzama, citiem vārdiem sakot, pazuda. . Secinājums liecina par sevi.

Šī zvaigzne, ceļojot cauri galaktikai, tuvojās melnajam caurumam un nokļuva tā gravitācijas laukā. Ieslodzītās zvaigznes nestabilākie elementi, virszemes zvaigžņu viela un apkārtējā gāze, bija pirmie, kas rāpoja uz to. Gāzveida viela, sasilstot, spirālē tuvojas melnajam caurumam, tādējādi izceļot tā atrašanās vietu. Šo reģionu sauc par "akrecijas disku", un tas pēc izskata ir ļoti līdzīgs spirālveida galaktikai.

KVAZĀRS.

Kvazāru gaisma norāda uz melnajiem caurumiem.

1963. gadā tika atklāti kvazāri (kvazizvaigžņu avoti) – visjaudīgākie radio emisijas avoti Visumā, kuru spožums simtiem reižu pārsniedz galaktiku spožumu un izmēri ir desmit reizes mazāki par tiem. Tika pieņemts, ka kvazāri ir jaunu galaktiku kodoli, un tāpēc galaktiku veidošanās process turpinās līdz šai dienai.

Arī spilgtākie Visuma atklātie objekti, kvazāri, ir radušies melnajiem caurumiem. Īpaši masīvi melnie caurumi tik spēcīgi piesaista tuvumā esošos kosmosa objektus, ka, tuvojoties tiem pūlī, tie sāk spīdēt kā 10 galaktikas kopā. Kvazārs ir ievērojams ar mainīgo spilgtumu, kas, iespējams, atbilst milzīgās neitronu zvaigznes rotācijas periodiskumam, ap kuru tas veidojās. Lai gan neviens nevar precīzi pateikt, kas ir kvazāri.

Es gribētu norādīt uz interesantu faktu. Kad melno caurumu esamība tika secināta no Einšteina relativitātes teorijas, daudzi astronomi ar entuziasmu meklēja telpu, lai apstiprinātu šo pieņēmumu. Un viņi atrada pietiekami daudz faktu un objektu, kas apstiprina šo teoriju. Šobrīd, kad ir sakrājies pietiekami daudz faktu un novērojumu, kas liecina par melno caurumu klātbūtni kosmosā, daudzi astronomi apšauba to esamību. Tādējādi homo sapiens pārstāvji, tāpat kā melnie caurumi, ir visnoslēpumainākie objekti Visumā.

SECINĀJUMS

Pēc paveiktā darba var izdarīt šādus secinājumus:

Visuma zināšanu pakāpe ir ārkārtīgi maza.

Debess ķermeņi ir kā dzīvas būtnes: tiem ir savas attīstības stadijas, zīmes, kas nosaka konkrētā debess ķermeņa vecumu.

Visums attīstās, nemierīgi procesi notika pagātnē, notiek tagad un notiks arī nākotnē.

Šīs tēmas nozīme dabaszinātnēs ir acīmredzama – tā nosaka visu. Visums ir visa sākums, turpinājums un beigas (lai gan varam teikt, ka Visumam nav beigu, tas tikai ik pa laikam atdzimst). Kosmosa izpēte mainīja cilvēka pasaules uzskatu, ietekmēja turpmāko zinātnisko darbību.

BIBLIOGRĀFIJA

1. Dagajevs M.M., Čarugins V.M. Grāmata lasīšanai par astronomiju. - M .: Izglītība, 1988.

2. Gorelovs A.A. KSE.- M.: VLADOS, 2003.g.

3. Novikovs I.D. Visuma evolūcija. - M.: Nauka, 1990.

Laplass Pjērs. Pasaules sistēmas paziņojums [tulk. O. Borisenko] M.: Apgaismība, 1980. gads.

Meirinks Gustavs. Saturna gredzens: kolekcija [tulk. no austriešu valodas I. Steblova.].-M.: ABC Classics, 2004.-832s.

Gorelovs A.A. KSE: Proc. Rokasgrāmata augstskolu studentiem - M .: Humanitārās izdevniecības centrs VLADOS, 2003. - 512 lpp.: ill.

Visums ir galaktiku, to kopu, zvaigžņu, planētu, planetoīdu, komētu, asteroīdu, kosmisko putekļu un gāzu, visas cilvēkam zināmās matērijas (redzamās un tumšās), enerģijas (tostarp tumsas) un starojuma kopums. Šajā emuārā visbiežāk es runāšu par Visumu kā astronomijas un kosmoloģijas pētījumu priekšmetu. Vizuālā nozīmē Visumā ir vairāk tumšo apgabalu nekā apgaismoto. Saskaņā ar vienu versiju redzamais Visums ir bumba, sfēra, kuras diametrs ir 90–93 miljardi gaismas gadu. No otras puses, tas ir aptuveni tāda paša diametra disks. Jebkurā gadījumā mēs runājam par milzīgiem attālumiem. Visums ir daudzcentru un neviendabīgs. Visumā ir aptuveni 170 miljardi galaktiku, kas vietām pulcējas lielās kopās. Citās vietās ir tukšumi. Bet nav vienota matērijas un enerģijas uzkrāšanās centra, nav viena centra, no kura tas izplešas pēc Lielā sprādziena.

Visums sastāv no matērijas un enerģijas. Visums paplašinās ar paātrinātu ātrumu. Izplešanās ir novedusi pie tā, ka ir vairāk tukšumu nekā matērijas un enerģijas uzkrāšanās. Vielas blīvums Visumā ir 10 −29 g/cm 3 (salīdzinājumam, tīra ūdens blīvums normālos apstākļos ir 1 g/cm 3). Visums ir aptuveni 13,73 miljardus gadu vecs, tā vidējā temperatūra ir -270°C, un tā samazinās, zvaigznēm atdziestot. Saskaņā ar mūsdienu priekšstatiem Visumam bija sākums un tam būs beigas. Visi veidojumi un kosmiskie ķermeņi Visumā pārvietojas ar lielu ātrumu. Visums nemitīgi mainās: tajā dzimst un iznīcina galaktikas, zvaigznes, planētas. Pašreizējā dzīves posmā Visumam ir robežas, kuras cilvēks nevar pārvarēt – piemēram, gaismas ātrums un absolūtā nulles temperatūra.

Kā tika pētīts Visums

Kopš seniem laikiem cilvēks ir noraizējies par to, kā pasaule darbojas, kur ir tās robežas, kādi spēki tajā darbojas un uzvar. Kosmosa pētnieki vispirms izpētīja mūsu Saules sistēmu. Tad viņi atklāja galaktikas, tad to kopas. Saskaņā ar mūsdienu teorijām telpai un laikam ir savas robežas, taču mēs tās pētām pakāpeniski, paplašinot savu izpratni par pasauli. Iespējams, šīs robežas paplašināsies, kad mēs pētām, un daži ierobežojumi tiks atcelti.

Senie grieķi bija pirmie, kas sistemātiski izpētīja mūsu pasaules robežas. Nejūtot Zemes kustību ap Sauli un tās kustību galaktikas iekšienē ar visu Saules sistēmu, viņi uzskatīja Zemi par visuma fiksēto centru, ap kuru pārvietojas zvaigznes, Saule un Mēness. Grieķi saprata, ka priekšmeti, kas pacelti virs zemes, nokrīt. Lai Zeme nekristu, tai ir jābalstās uz kaut ko. Tāls no Milētas par šādu balstu uzskatīja pasaules okeānu, Anaksimenes - saspiestu gaisu. Milētas Anaksimandrs, Parmenīds un Ptolemajs uzskatīja, ka Zeme iztiek bez atbalsta, jo tā atrodas Visuma centrā un tai nav iemesla kaut kur nokrist. Viņu uzskati atšķīrās arī par Zemes formu. Anaksimandra Zemi uzskatīja par cilindrisku, Leikipu par plakanu. To, ka Zeme ir bumba, pirmais uzminēja Pitagors. Tiek uzskatīts arī par Platonu un Aristoteli. Viņu idejas par pasauli kļuva par zinātnieku pamatu daudzus gadsimtus. Lai gan jau starp grieķu zinātniekiem bija tādi, kas centās Sauli novietot pasaules centrā. Bet viņi bija mazākumā. Grieķu filozofi arī mēģināja izskaidrot, no kādiem elementiem pasaule sastāv. Aristotelis teica, ka debesis ir kupols, uz kura ir nostiprinātas zvaigznes. Kupola telpa ir sadalīta zemmēness un virsmēness pasaulē. Zemmēness gaisma satur 4 primāros elementus - zemi, ūdeni, vēju un uguni. Virsmēness gaisma ir vieta, kur ir piektais elements (ēteris) un kur dzīvo dievi. Bet senie grieķu dievi, atšķirībā no kristiešu dieva, nevēlējās iejaukties zinātnieku lietās. Grieķu zinātnieki strīdējās arī par to, kas ir tuvāk Zemei – Saule, Mēness vai zvaigznes, no kurienes nāk meteorīti. Anaksagors nonāca pie secinājuma, ka meteorīti ir izgatavoti no tā paša materiāla kā Zeme. Grieķi citas Saules sistēmas planētas uzskatīja par dievībām. Neskatoties uz pasaules ģeocentriskā modeļa maldīgumu, Anaksagors un citi filozofi lika mūsdienu astronomijas pamatus.

Aristotelis Pitagors

Viduslaikos kristīgā baznīca nopietni iejaucās Eiropas astronomijā. Zinātnisku argumentu vietā viņa pieņēma teologu viedokļus, vērtējot tos pēc ieguvumiem uzskatu harmonijai, nevis pēc loģikas un pierādījumiem. Pēc 2. gadsimta pirms mūsu ēras filozofijā dominēja mistika jeb reliģiskais dogmatisms, tāpēc astroloģija ieņēma astronomijas vietu. Kristīgo uzskatu antropocentrisms, kas sastāvēja no tā, ka Zemi Dievs radīja cilvēkiem, daudz labāk uztvēra ģeocentrisko sistēmu. Viduslaiku astronomi Indijā, Jūdejā, latīņu valstīs un islāma austrumos arī biežāk paļāvās uz Aristoteļa un Ptolemaja darbu. Viduslaiku Eiropas zinātnes lejupslīde neļāva zinātniekiem ne tikai matemātiski atspēkot grieķu darbus, bet pat vienkārši tos saprast. Ģeocentriskā sistēma pastāvēja daudzus gadsimtus, līdz poļu astronoms Nikolajs Koperniks atkal pārliecinoši paziņoja par pasaules heliocentrisko sistēmu. Viņš skaidri teica, ka Zeme griežas ap savu asi dienā un ap Sauli gadā. Jaunā sistēma viegli izskaidroja planētu kustību atpakaļ, kas iepriekš nebija saprotama (kad planēta kādā brīdī sāk kustēties pretējā virzienā pa debesīm). No šī brīža sākās jauna zinātniskā revolūcija.

Koperniks

Nikolajs Koperniks uzskatīja, ka Zeme un citas Saules sistēmas planētas ap Sauli pārvietojas vienmērīgi. Savu teoriju viņš izklāstīja 1543. gada grāmatā "Par debess sfēru rotāciju". Viņš salīdzinoši precīzi aprēķināja attālumu no Saules līdz Saules sistēmas planētām.

Slavenā J. Matejko glezna. 1873. gads

Nikolajs Koperniks uz Polijas 1000 zlotu banknotes

1572. gadā debesīs iedegās supernova (Tycho Brahe). Viņa bija redzama pat dienas laikā. Skatoties uz to, Tomass Digess (Oksforda, Anglija) sāka šaubīties, ka debesis ir sfēra. Jaunā zvaigzne nepārprotami bija ārpus tā. Bet joprojām bija jāsaprot "nostiprinājuma" neesamība un jāatsakās no pasaules starpposma ģeo-heliocentriskās sistēmas. Nozīmīgākais ieguldījums šajos procesos bija Johannesa Keplera un Galileo Galileja ieguldījums. Johanness Keplers pierādīja, ka Saule atrodas zvaigžņu-planētu sistēmas ģeometriskajā centrā. Viņš arī saprata, kā ir saistīti planētu apgriezienu periodi un to orbītu izmēri: planētu apgriezienu periodu kvadrāti ir saistīti kā to orbītu puslielo asu kubi. Pamatojoties uz šiem atklājumiem, tika sastādītas jaunas, precīzākas planētu kustību tabulas.

Tajā pašā laikā itāļu fiziķis, matemātiķis, astronoms un filozofs Galileo Galilejs strādāja ar Johannesu Kepleru. Viņš bija pirmais, kurš izmantoja teleskopu, lai novērotu debess ķermeņus. 1609. gadā, skatoties uz Piena ceļu caur teleskopu, viņš redzēja, ka to ir radījušas atsevišķas zvaigznes. Viņš aprakstīja kalnus uz Mēness un 4 Jupitera pavadoņus. Savus atklājumus viņš aprakstīja grāmatā The Starry Messenger (1610). Viņa atklājumi padarīja teleskopu konstruēšanu populāru un tajā pašā laikā deva smagu triecienu astroloģijai, iznīcinot dažas tās tradīcijas. Galileo atklāja Veneras fāzes, plankumus uz Saules (aprakstīts grāmatā "Vēstules par saules plankumiem") un Saules rotāciju ap savu asi. Ar saviem atklājumiem un debatētāja raksturu viņš ieguva daudz ienaidnieku baznīcas aprindās, un inkvizīcija viņu apsūdzēja ķecerībā. 1616. gadā pāvests Pāvils V oficiāli nosauca heliocentrismu par bīstamu ķecerību. Kopernika grāmata "Par debess sfēru rotāciju" tika iekļauta aizliegto sarakstā. Galileja autoritāte pasargāja viņu no vajāšanām, taču viņš vairs nevarēja atklāti aizstāvēt Kopernika darbus. Galileo pieļāva kļūdu, interpretējot komētas, uzskatot tās par optiskām parādībām. Bet pat šī kļūda veicināja zinātnes tālāku attīstību, kustības un inerces relativitātes izpratni.

Īzaks Ņūtons pielika punktu debatēm par heliocentriskās sistēmas derīgumu, kas ilga vairāk nekā pusotru gadsimtu. 1687. gadā viņš Keplera likumus atvasināja no universālās gravitācijas likuma.

18. gadsimta beigās Viljams un Karolīna Heršeli radīja jaunas paaudzes teleskopus. Viņi par pamatu ņēma Īzaka Ņūtona teleskopu, bet stikla spoguļus nomainīja pret metāla spoguļiem. Izmantojot jaunu teleskopu 1781. gada 13. martā, Viljams Heršels atklāja Urānu, par ko saņēma Karaliskā astronoma goda nosaukumu. 1785. gadā viņš publicēja pirmo galaktikas karti. 1789. gadā astronoms atklāja Saturna pavadoņus Mimasu un Enceladu, pēc tam Urāna pavadoņus Titāniju un Oberonu. Mēs esam parādā arī viņa talantu infrasarkanā starojuma (turpmāk tekstā IR) atklāšanā. Viņš arī redzēja miglājus, bet nevarēja tos izskaidrot.

Astronomi turpināja darbu, lai izmērītu attālumu līdz zvaigznēm. Paralakses metode precīzi mērīja attālumu no Zemes līdz Saulei, taču izrādījās, ka šī metode bija ierobežota līdz 300 miljonu km attālumam. Bija vajadzīga cita metode. To ierosināja Hārvardas universitātes pētniece Henrieta Leavita. Viņa atklāja: zvaigznes spilgtums ir atkarīgs no attāluma līdz tai. Tas palīdzēja izmērīt attālumu līdz daudzām zvaigznēm un miglājiem. Par godu G. Leavitam tika nosaukts asteroīds un krāteris uz Mēness.

Vēlāk viņi uzzināja, ka Visums sākās ar Lielo sprādzienu, ka galaktika nav zvaigžņu josla, bet gan disks, kas pastāvīgi un ātri griežas. Saules sistēma ir arī nosacīts disks galaktikas iekšienē. Reiz tas bija īsts putekļu un gāzes disks. Saule un Saules sistēmas planētas veidojās diskveida gāzu un putekļu mākonī. Un tagad visu Saules sistēmas planētu orbītas atrodas nosacītā diska plaknē. Orbitālā kustība ir līdzsvarojusi gravitācijas spēku un sprādziena spēku kopš dzimšanas Saules diska centrā. Planētu kustības trajektorija pakļaujas tiem pašiem fizikas likumiem kā objektu kustība mūsu makrokosmosā. Mikrokosmosā elementārdaļiņu līmenī darbojas citi likumi. Par to sīkāk pastāstīšu vēlāk. Šeit ir vietā nedaudz parunāt par Edvīnu Habla.

Astronoms Edvīns Habls veica vairākus svarīgus atklājumus. Viņš atklāja, ka Visumā nav nevienas galaktikas, bet daudzas. Viņš veica šo atklājumu, izmantojot 100 collu Hooker teleskopu Mount Wilson observatorijā (Losandželosa, Kalifornija, ASV). Viņš saprata, ka cefeīdas (pulsējošās mainīgās zvaigznes), ko viņš bija identificējis Andromeda un Triangulum miglājos, atrodas pārāk tālu, lai būtu daļa no Piena ceļa. Šīs cefeīdas vēlāk nosauca par Habla kefeīdām. E. Habla Andromedas miglāja apraksts vēlāk palīdzēja noteikt Visuma izmēru.

Otrs svarīgais atklājums bija tāds, ka lielākā daļa galaktiku attālinās viena no otras. Izrādījās, ka vairākas galaktikas virzās mūsu virzienā, un aprēķinātajā laika posmā šīs galaktikas sadursies ar Piena ceļu. Bet visas pārējās galaktikas strauji attālinās no mums. Turklāt, jo tālāk galaktikas atrodas no mums, jo ātrāk tās attālinās no mums. Bet kā viņš to pierādīja? E. Habls pētīja galaktiku kustību, fiksējot to gaismas viļņus. Ja galaktika tuvojas, tās gaismas viļņi saraujas un kļūst zili. Ja tos noņem, viļņi izplešas un kļūst sarkani. Garuma un līdz ar to arī viļņu krāsas maiņas fenomenu sauc par Doplera efektu. Spektra "sarkanā nobīde" parādīja, ka lielākā daļa galaktiku attālinās viena no otras. Starp citu, tas arī apstiprina, ka Lielais sprādziens patiešām bija.

1998. gadā tika publicēts darbs, kurā tika pierādīts, ka Visuma izplešanās ātrums palielinās tumšās enerģijas dēļ. Pēc 100 miljardiem gadu, ja būsim dzīvi, mēs redzēsim tikai retās Piena Ceļa zvaigznes, un apkārtējais Visums kļūs blāvs un tukšs.

Visums sastāv no tiem pašiem 92 ķīmiskajiem elementiem, kas ir D.I. periodiskajā tabulā. Mendeļejevs - no ūdeņraža +1 līdz urānam +92. Ķīmisko elementu īpašības ir atkarīgas no sērijas numura (lādiņa). Mūsdienās šī atkarība tiek definēta šādi: ķīmisko elementu īpašības, kā arī to veidojošo vienkāršo vielu un savienojumu formas un īpašības ir periodiski atkarīgas no to atomu kodolu lādiņu lieluma. Redzamās matērijas formu daudzveidību nosaka arī elementu pārpilnība. Jo augstāks tas ir, jo lielāka iespēja ķīmiskai mijiedarbībai. Visizplatītākais elements Visumā ir ūdeņradis (75%). Tam seko hēlijs (23%), skābeklis (1%), ogleklis (0,5%), neons (0,13%), dzelzs (0,11%), slāpeklis (0,1%), silīcijs (0,07%), sērs ( 0,05%) utt. Oglekļa izplatība, kā arī tā spēja radīt ķēdes un vairākas saites, lielā mērā izskaidro uz oglekli balstītas bioloģiskās dzīves izcelsmi. Daži elementi ir daļa no gāzēm, daži ir halogēni vai metāli. Piemēram, Ca +20 un Na +11 tīrā veidā ir sudrabaini metāli. Bet šādā formā mēs tos parasti neredzam. Bet, ja mēs runājam par Zemi, tad ir skaidrs, kā tieši mēs uzzinājām par augsnes sastāvu, atmosfēru, ūdeni okeānos utt. Jau pirms lidojuma uz Saules sistēmas planētām zinātnieki zināja, ka Venēras atmosfēra ir piepildīta ar sēru, bet Marsa augsne ir piepildīta ar dzelzi. Kad viņi nokļuva pie viņiem, tas tika apstiprināts un noskaidrots. Taču, iespējams, mums būs vajadzīgs ļoti ilgs laiks, lai pat nokļūtu līdz tuvākajām zvaigžņu sistēmām. Tuvākā Proxima Centauri atrodas 4,22 gaismas gadu attālumā. Tātad, kā mēs zinām, no kādiem elementiem tas sastāv? Pateicoties spektrālajai analīzei. Elementu individuālo spektru izpēte ļāva to sadegšanai. Bārijs deg ar zaļu uguni, varš ar zilu un stroncijs ar sarkanu. Tādējādi mēs atbildējām uz vēl vienu svarīgu jautājumu par Visuma primārajiem elementiem. Tiesa, ar to jautājumi nebeidzās.

Visuma izpēte 2

Visuma veidošanās 3

Visuma evolūcija 4

Galaktikas un Visuma uzbūve 4

Galaktiku klasifikācija 5

Visuma uzbūve. 7

9. secinājums

Ievads

Daudzas reliģijas, piemēram, ebreju, kristiešu un islāma reliģijas, uzskatīja, ka Visumu ir radījis Dievs un pavisam nesen. Piemēram, bīskaps Ušers aprēķināja Visuma radīšanas datumu četri tūkstoši četri simti gadu, pievienojot Vecajā Derībā norādīto cilvēku vecumu. Faktiski Bībeles radīšanas datums nav tik tālu no pēdējā ledus laikmeta beigu datuma, kad parādījās pirmais mūsdienu cilvēks.

No otras puses, daži cilvēki, piemēram, grieķu filozofs Aristotelis, Dekarts, Ņūtons, Galilejs, deva priekšroku uzskatīt, ka Visums pastāvēja un tam vajadzēja pastāvēt vienmēr, tas ir, mūžīgi un bezgalīgi. Un 1781. gadā filozofs Imanuels Kants uzrakstīja neparastu un ļoti neskaidru darbu "Tīrā saprāta kritika". Tajā viņš izteica tikpat pareizus argumentus, ka Visumam bija sākums un ka tā nav. Neviens septiņpadsmitajā, astoņpadsmitajā, deviņpadsmitajā vai divdesmitā gadsimta sākumā neticēja, ka Visums laika gaitā var attīstīties. Ņūtons un Einšteins palaida garām iespēju paredzēt, ka Visums varētu vai nu sarukt, vai paplašināties.

Visuma izpēte

Lielais vācu zinātnieks, filozofs Imanuels Kants (1724-1804) radīja pirmo universālo evolucionējošā Visuma jēdzienu, bagātinot tā vienmērīgās struktūras ainu, un iepazīstināja Visumu kā bezgalīgu īpašā nozīmē. Viņš pamatoja šāda Visuma rašanās iespēju un ievērojamo varbūtību tikai mehānisku pievilkšanas un atgrūšanas spēku iedarbībā. Kants mēģināja noskaidrot šī Visuma tālāko likteni visos tā mēroga līmeņos, sākot ar planētu sistēmu un beidzot ar miglāju pasauli.

Pirmo reizi principiāli jaunas vispārējās relativitātes teorijas kosmoloģiskās sekas atklāja izcilais matemātiķis un teorētiskais fiziķis Aleksandrs Frīdmans (1888-1925). Runājot 1922.-24. viņš kritizēja Einšteina atklājumus, ka Visums ir ierobežots un veidots kā četrdimensiju cilindrs. Einšteins izdarīja secinājumus, pamatojoties uz pieņēmumu par Visuma stacionaritāti, bet Frīdmens parādīja sava sākotnējā postulāta nepamatotību.

Frīdmens deva divus Visuma modeļus. Drīz vien šie modeļi atrada pārsteidzoši precīzu apstiprinājumu tiešos attālu galaktiku kustību novērojumos to spektru "sarkanās nobīdes" ietekmei.

Ar to Frīdmens pierādīja, ka matērija Visumā nevar būt miera stāvoklī. Ar saviem secinājumiem Frīdmens teorētiski veicināja Visuma globālās evolūcijas nepieciešamības atklāšanu.

Visuma veidošanās

Mūsdienu astronomiskie novērojumi liecina, ka Visuma pirmsākums pirms aptuveni desmit miljardiem gadu bija milzu uguns bumba, karsta un blīva. Tās sastāvs ir ļoti vienkāršs. Šī ugunsbumba bija tik karsta, ka sastāvēja tikai no brīvām elementārdaļiņām, kas ātri kustējās, saduroties viena ar otru.

Ir vairākas evolūcijas teorijas. Pulsējošā Visuma teorija apgalvo, ka mūsu pasaule radusies gigantiska sprādziena rezultātā. Taču Visuma paplašināšanās neturpināsies mūžīgi, jo. gravitācija to apturēs.

Saskaņā ar šo teoriju mūsu Visums kopš sprādziena ir paplašinājies 18 miljardus gadu. Nākotnē paplašināšanās pilnībā palēnināsies, un būs apstāšanās. Un tad Visums sāks sarukt, līdz matērija atkal saraujas un notiks jauns sprādziens.

Stacionāra sprādziena teorija: Saskaņā ar to Visumam nav ne sākuma, ne beigu. Viņa vienmēr ir tādā pašā stāvoklī. Nemitīgi veidojas jauns virpulis, lai matēriju aizstātu ar attālinātām galaktikām. Šī iemesla dēļ Visums vienmēr ir viens un tas pats, bet, ja Visums, kura sākumu radīja sprādziens, izplešas līdz bezgalībai, tad tas pakāpeniski atdziest un pilnībā izmirs.

Taču līdz šim neviena no šīm teorijām nav pierādīta, jo. šobrīd nav precīzu pierādījumu par vismaz vienu no tiem.

Tomēr ir vērts atzīmēt vēl vienu teoriju (principu).

Pirmo reizi antropisko (cilvēka) principu 1960. gadā formulēja Iglis G.I. , bet viņš it kā ir neoficiāls tā autors. Un oficiālais autors bija zinātnieks Kārters.

Antropiskais princips nosaka, ka Visums ir tāds, kāds tas ir, jo ir novērotājs, vai arī viņam ir jāparādās noteiktā attīstības stadijā. Kā pierādījumu šīs teorijas veidotāji min ļoti interesantus faktus. Tā ir fundamentālo konstantu kritiskums un lielu skaitļu sakritība. Izrādās, ka tie ir pilnībā savstarpēji saistīti un to mazākās izmaiņas novedīs pie pilnīga haosa. Fakts, ka šāda skaidra sakritība un pat var teikt, ka pastāv modelis, dod šai noteikti interesantajai teorijai iespēju dzīvot.

Visuma evolūcija

Visuma evolūcijas process ir ļoti lēns. Galu galā Visums ir daudzkārt vecāks par astronomiju un cilvēku kultūru kopumā. Dzīvības izcelsme un evolūcija uz Zemes ir tikai nenozīmīga saikne Visuma evolūcijā. Un tomēr mūsu gadsimtā veiktie pētījumi ir pacēluši priekškaru, kas aizver no mums tālo pagātni.

Visumu parasti iedala četros laikmetos: hadronu, leptonu, fotonu un zvaigžņu.

Galaktikas un Visuma uzbūve

Galaktikas ir bijušas kosmogonisko pētījumu objekts kopš 20. gadsimta 20. gadiem, kad tika droši noskaidrota to patiesā daba. Un izrādījās, ka tie nav miglāji; nevis gāzes un putekļu mākoņi, kas nav tālu no mums, bet milzīgas zvaigžņu pasaules, kas atrodas ļoti lielos attālumos no mums. Pēdējo desmitgažu atklājumi un pētījumi kosmoloģijas jomā ir daudz noskaidrojuši to, kas attiecas uz galaktiku un zvaigžņu aizvēsturi, retu vielu fizisko stāvokli, no kuras tās veidojās ļoti tālos laikos. Visa mūsdienu kosmoloģija balstās uz vienu fundamentālu ideju - ideju par gravitācijas nestabilitāti. Matērija nevar palikt vienmērīgi izkliedēta telpā, jo visu matērijas daļiņu savstarpēja pievilkšanās tiecas radīt tajā dažāda mēroga un masu koncentrācijas. Agrīnā Visumā gravitācijas nestabilitāte pastiprināja sākotnēji ļoti vājus matērijas izplatības un kustības nelīdzenumus, un noteiktā laikmetā izraisīja spēcīgu neviendabīgumu: "pankūku" - protokopu rašanos.

Notika arī protokopu slāņu sadalīšanās atsevišķos klasteros, acīmredzot gravitācijas nestabilitātes dēļ, un tas izraisīja protogalaktikas. Daudzi no tiem izrādījās ātri rotējoši vielas, no kuras tie veidojās, virpuļojošā stāvokļa dēļ. Protogalaktisko mākoņu sadrumstalotība to gravitācijas nestabilitātes rezultātā izraisīja pirmo zvaigžņu rašanos, un mākoņi pārvērtās par zvaigžņu sistēmām – galaktikām. Protogalaktikas, kurām bija ātra rotācija, pārvērtās par spirālveida galaktikām, kurās rotācija bija lēna vai vispār nebija, pārvērtās par eliptiskām vai neregulārām galaktikām. Paralēli šim procesam notika vērienīgas Visuma struktūras veidošanās - radās galaktiku superkopas, kuras, savienojoties ar savām malām, veidoja tādu kā medusmateriālu.

Galaktiku klasifikācija

Edvins Pauels Habls (1889-1953), izcils amerikāņu astronoms un novērotājs, izvēlējās visvienkāršāko metodi galaktiku klasifikācijai pēc izskata. Un jāsaka, ka, lai gan vēlāk pamatotus pieņēmumus par klasifikāciju izdarīja citi pētnieki, sākotnējā Habla sistēma joprojām ir galaktiku klasifikācijas pamatā.

20-30 gados. XX gadsimta Habls izstrādāja galaktiku strukturālās klasifikācijas pamatus - milzu zvaigžņu sistēmas, saskaņā ar kurām ir trīs galaktiku klases.

spirālveida galaktikas

Spirālveida galaktikas "spirāle" - raksturo divi salīdzinoši spilgti zari, kas sakārtoti spirālē. Zari iznāk vai nu no spilgtā kodola (apzīmēts - S), vai no gaismas džempera galiem, kas šķērso serdi (apzīmēts - SB).

Spirālveida galaktikas, iespējams, ir pat gleznainākie objekti Visumā. Parasti galaktikai ir divi spirālveida zari, kuru izcelsme ir pretējos kodola punktos, attīstās līdzīgi simetriski un beidzas pretējos perifērijas reģionos. Tomēr ir zināmi vairāk nekā divu spirālveida zaru piemēri galaktikā. Citos gadījumos ir divas spirāles, taču tās ir nevienlīdzīgas - viena ir daudz attīstītāka nekā otrā. Spirālveida galaktikās gaismu absorbējoša putekļu viela ir sastopama lielākos daudzumos. Tas svārstās no vairākām tūkstošdaļām līdz simtdaļai no to kopējās masas. Sakarā ar putekļainās vielas koncentrāciju pret ekvatoriālo plakni tā veido tumšu joslu galaktikās, kuras ir pagrieztas pret mums ar malu un kurām ir vārpstas forma.

Pārstāvis ir M82 galaktika zvaigznājā B. Ursa, tai nav skaidru kontūru, un to galvenokārt veido karsti zilas zvaigznes un to uzkarsēti gāzes mākoņi. M82 atrodas 6,5 miljonu gaismas gadu attālumā no mums. Iespējams, pirms aptuveni miljona gadu tās centrālajā daļā notika spēcīgs sprādziens, kā rezultātā tā ieguva savu pašreizējo formu.

eliptiskās galaktikas

Eliptiskas galaktikas "eliptiskas" (apzīmētas ar E) - tām ir elipsoīdu forma. Eliptiskās galaktikas ārēji ir neizteiksmīgas. Tie izskatās kā gludas elipses vai apļi ar pakāpenisku apļveida spilgtuma samazināšanos no centra uz perifēriju. Parasti tie nesatur kosmiskos putekļus, ar ko tie atšķiras no spirālveida galaktikām, kurās ir liels daudzums gaismu absorbējošas putekļu vielas. Ārēji elipsveida galaktikas viena no otras atšķiras galvenokārt ar vienu pazīmi – lielāku vai mazāku kompresiju.

Pārstāvis - gredzena miglājs Liras zvaigznājā atrodas 2100 gaismas gadu attālumā no mums un sastāv no gaismas gāzes, kas ieskauj centrālo zvaigzni. Šis apvalks izveidojās, kad novecojoša zvaigzne izmeta savus gāzveida vākus, un tie metās kosmosā. Zvaigzne saruka un nonāca stāvoklī, kas pēc masas ir salīdzināms ar Sauli un pēc izmēra ar Zemi.

Neregulāras galaktikas

Neregulārs (neregulārs) "neregulārs" (apzīmēts - I) - ar neregulāru formu. Līdz šim uzskaitītajiem galaktiku veidiem bija raksturīga formu simetrija un noteikta rakstura raksturs. Bet ir liels skaits neregulāras formas galaktiku. Bez jebkāda struktūras struktūras modeļa.

Galaktikas neregulārā forma var būt saistīta ar faktu, ka tai nebija laika iegūt pareizo formu matērijas zemā blīvuma vai jaunā vecuma dēļ. Ir vēl viena iespēja: galaktika var kļūt neregulāra formas izkropļojumu dēļ mijiedarbības ar citu galaktiku rezultātā. Acīmredzot abi šie gadījumi notiek starp neregulārām galaktikām, un tas var būt saistīts ar neregulāro galaktiku sadalīšanu 2 apakštipos.

I I apakštipa neregulārajām galaktikām ir raksturīga salīdzinoši augsta virsma, neregulārās struktūras spilgtums un sarežģītība. Franču astronoms Vakulers dažās šī apakštipa galaktikās, piemēram, Magelāna mākoņos, atklāja spirāles iznīcinātas struktūras pazīmes.

I II apakštipa neregulārajām galaktikām ir raksturīga ļoti zema virsma un spilgtums. Šī iezīme tos atšķir no visu citu veidu galaktiku vides. Tajā pašā laikā tas neļauj atklāt šīs galaktikas, kā rezultātā tika identificētas tikai dažas I II apakštipa galaktikas, kas atrodas salīdzinoši tuvu.

Neregulāru galaktiku pārstāvji - Lielais Magelāna mākonis. Tā atrodas 165 000 gaismas gadu attālumā un līdz ar to ir mums tuvākā salīdzinoši maza izmēra galaktika, tai blakus atrodas mazāka galaktika - Mazais Magelāna mākonis. Abi ir mūsu galaktikas pavadoņi.

Turpmākie novērojumi parādīja, ka aprakstītā klasifikācija nav pietiekama, lai sistematizētu visu galaktiku formu un īpašību dažādību. Tādējādi tika atklātas galaktikas, kas savā ziņā ieņem starpstāvokli starp spirālveida un eliptiskām galaktikām (apzīmētas - Tātad). Šīm galaktikām ir milzīga centrālā kopa un plakans disks, kas to ieskauj, bet nav spirālveida zaru.

Visuma uzbūve.

Ar ūdeņraža atomu parādīšanos sākas zvaigžņu ēra, pareizāk sakot, protonu un elektronu laikmets.

Visums ieiet zvaigžņu laikmetā ūdeņraža gāzes veidā ar milzīgu gaismas un ultravioleto fotonu daudzumu. Ūdeņraža gāze dažādās Visuma daļās ir paplašinājusies dažādos ātrumos. Arī tā blīvums nebija vienāds. Tas veidoja milzīgus pikas, daudzu miljonu gaismas gadu garumā. Šādu kosmisko ūdeņraža kopu masa bija simtiem tūkstošu un pat miljoniem reižu lielāka nekā mūsu pašreizējās Galaktikas masa. Gāzes izplešanās puduros noritēja lēnāk nekā retu ūdeņraža izplešanās starp pašiem gabaliņiem. Vēlāk no atsevišķām sekcijām ar savas pievilcības palīdzību veidojās supergalaktikas un galaktiku kopas. Tātad lielākās Visuma struktūrvienības - supergalaktikas - ir ūdeņraža nevienmērīgā sadalījuma rezultāts, kas notika Visuma vēstures sākumposmā.

Zvaigznes Visumā ir sagrupētas milzu zvaigžņu sistēmās, ko sauc par galaktikām. Zvaigžņu sistēmu, kurā kā parasta zvaigzne atrodas mūsu Saule, sauc par Galaktiku.

Zvaigžņu skaits galaktikā ir aptuveni 10 12 (triljoni). Piena Ceļš, spoža sudraba zvaigžņu josla, ieskauj visas debesis, veidojot mūsu galaktikas lielāko daļu. Piena ceļš visspilgtākais ir Strēlnieka zvaigznājā, kur atrodami visspēcīgākie zvaigžņu mākoņi. Vismazāk gaišs ir pretējā debesu daļā. No tā var viegli secināt, ka Saules sistēma neatrodas Galaktikas centrā, kas no mums ir redzams Strēlnieka zvaigznāja virzienā. Jo tālāk no Piena Ceļa plaknes, jo mazāk ir blāvu zvaigžņu un jo mazāk zvaigžņu sistēma stiepjas šajos virzienos.

Galaktikas izmērus iezīmēja lielos attālumos redzamo zvaigžņu izvietojums. Galaktikas diametrs ir aptuveni vienāds ar 3000 pc (Parsec (pc) - attālums, ar kādu Zemes orbītas puslielākā ass, kas ir perpendikulāra redzes līnijai, ir redzama 1 '' leņķī; 1 Parsec = 3,26 gaismas gadi = 206265 AU = 3 * 10 13 km.) vai 100 000 gaismas gadu, bet tai nav skaidras robežas.

Galaktikas centrā atrodas kodols ar diametru 1000-2000 pc - milzu blīvs zvaigžņu kopa. Tas atrodas gandrīz 10 000 pc (30 000 gaismas gadu) attālumā no mums Strēlnieka zvaigznāja virzienā, bet gandrīz pilnībā to slēpj blīvs mākoņu priekškars, kas neļauj vizuāli un parasti fotografēt šo interesantāko objektu. galaktika.

Mūsu galaktikas masa tagad tiek novērtēta dažādos veidos, kas ir vienāda ar 2 * 10 11 saules masām (Saules masa ir 2 * 10 30 kg.), Un 1/1000 no tās atrodas starpzvaigžņu gāzē un putekļos. 1944. gadā V.V. Kukarins atrada norādes uz galaktikas spirālveida uzbūvi, un izrādījās, ka mēs dzīvojam starp divām spirālzarām.

Vietām debesīs ar teleskopu, vietām pat ar neapbruņotu aci var izšķirt ciešas zvaigžņu grupas, ko savieno savstarpēja gravitācija, jeb zvaigžņu kopas.

Ir divu veidu zvaigžņu kopas: atvērtas un lodveida kopas.

Papildus zvaigznēm Galaxy ietver arī izkliedētu vielu, ārkārtīgi difūzu vielu, kas sastāv no starpzvaigžņu gāzes un putekļiem. Tas veido miglājus. Miglāji ir difūzi un planetāri. Tie ir spilgti, jo tos apgaismo tuvumā esošās zvaigznes.

Visumā nav nekā unikāla un unikāla tādā nozīmē, ka tajā nav tāda ķermeņa, tādas parādības, kuras pamata un vispārīgās īpašības neatkārtotos citā ķermenī, ar citām parādībām.

Secinājums

Dažādu evolūcijas procesu atklāšana dažādās sistēmās un ķermeņos, kas veido Visumu, ļāva izpētīt kosmiskās evolūcijas modeļus, pamatojoties uz novērojumu datiem un teorētiskiem aprēķiniem.

Viens no svarīgākajiem uzdevumiem ir noteikt kosmosa objektu un to sistēmu vecumu. Tā kā vairumā gadījumu ir grūti izlemt, kas būtu jāuzskata un jāsaprot kā ķermeņa vai sistēmas “dzimšanas brīdis”, tad vecuma noteikšanai tiek izmantoti divi parametri:

laiks, kurā sistēma jau atrodas novērojamā stāvoklī

dotās sistēmas kopējais kalpošanas laiks no tās parādīšanās brīža

Acīmredzot otro raksturlielumu var iegūt, tikai pamatojoties uz teorētiskiem aprēķiniem. Parasti pirmo no šiem daudzumiem sauc par vecumu, bet otro - par mūžu.

Fakts par metagalaktiku veidojošo galaktiku savstarpējo izņemšanu liecina, ka pirms kāda laika tā bija kvalitatīvi citā stāvoklī un bija blīvāka.

Mūsu dienas pamatoti tiek dēvētas par astrofizikas zelta laikmetu – zvaigžņu pasaulē tagad viens pēc otra seko ievērojami un visbiežāk negaidīti atklājumi. Saules sistēma nesen ir kļuvusi par tiešu eksperimentālu, nevis tikai novērošanas pētījumu objektu. Starpplanētu kosmosa staciju lidojumi, orbitālās laboratorijas, ekspedīcijas uz Mēnesi atnesa daudz jaunu specifisku zināšanu par Zemi, Zemei tuvo telpu, planētām un Sauli.

Visuma, pat tikai mums zināmās tā daļas, izpēte ir biedējošs uzdevums. Lai iegūtu mūsdienu zinātnieku rīcībā esošo informāciju, bija vajadzīgs daudzu paaudžu darbs.

Eksāmens par kursu "Mūsdienu dabaszinātņu jēdzieni" ______________________________________________________________________________________

PLĀNS: izmēri un attālumi Galaktiku veidi Eliptiskās galaktikas Spirālveida galaktikas Neregulārās galaktikas Adatu galaktikas Radio galaktikas

Krievijas Federācijas Izglītības ministrija Krievijas Valsts novatorisko tehnoloģiju un uzņēmējdarbības universitātes Ziemeļu filiāle.

Krievijas Federācijas Izglītības ministrija Maskavas Valsts atklātās universitātes Vadības un ekonomiskās politikas eksāmenu nodaļa

VISUMA PAPLAŠINĀŠANA Ja skatāties debesīs skaidrā bezmēness naktī, spilgtākie objekti, kurus jūs, visticamāk, redzēsit, ir planētas Venēra, Marss, Jupiters un Saturns. Turklāt jūs redzēsiet milzīgu skaitu zvaigžņu, kas ir līdzīgas mūsu Saulei, bet atrodas daudz tālāk no...

Ukrainas Izglītības un zinātnes ministrija Doņeckas I–III pakāpes vidusskolas Nr. 83 Abstrakts par disciplīnu: "Astronomija" par tēmu: "Citas zvaigžņu sistēmas - galaktikas"

Uzbekistānas Republikas Augstākās un vidējās specializētās izglītības ministrija Abu Raikhan Beruni vārdā nosauktā Taškentas Valsts tehniskā universitāte

Zvaigžņotās debesis virs galvas cilvēkam jau sen ir mūžības un nemainīguma simbols. Tikai Jaunajā laikmetā cilvēki saprata, ka "fiksētās" zvaigznes patiešām pārvietojas, turklāt ar lielu ātrumu. 20. gadsimtā cilvēce pieradusi pie vēl dīvaināka fakta: attālumi starp galaktikām ir nemainīgi...

(Abstrakts 8. klasei) Miglāji ir debess objekti, kas atšķirībā no zvaigznēm izskatās kā plankumi. Spilgtākie no tiem ir redzami ar neapbruņotu aci (Andromēdas miglājs un Oriona miglājs). 1774. gadā francūzis Mesjē, kurš tomēr nodarbojās ar komētu izpēti, kuras pēc izskata atgādina ...

KRIEVIJAS FEDERĀCIJAS ZVEJNIECĪBAS DEPARTAMENTS MURMANSKAS VALSTS TEHNISKĀS UNIVERSITĀTES LAUKSAIMNIECĪBAS UN PĀRTIKAS MINISTRIJA

Studenta ziņojums 11 "B" sk. skolas numurs 1257 Masolova Jeļena. Galaktiku veidi. Mūsu galaktika ir Piena Ceļš. GALAKTIJU DAUDZVEIDĪBA Etagalaktika – mūsdienu astronomiskām pētniecības metodēm pieejama Visuma daļa – satur vairākus miljardus galaktiku – zvaigžņu sistēmu, kurās zvaigznes...

Ievads. Ideja par visa Visuma evolūciju mūsdienās šķiet diezgan dabiska un pat nepieciešama. Tomēr tas ne vienmēr bija tā. Tāpat kā jebkura liela zinātniska ideja, tā izgāja grūtu cīņas un attīstības ceļu, līdz triumfēja zinātnē. Mūsdienās Visuma evolūcija ir zinātnisks fakts, viss...

Plāns: Visuma kosmoloģiskie modeļi. Visuma struktūra: Visuma struktūra. Visuma tumšā puse. Visuma evolūcija: Visuma evolūcijas standarta modelis.

PLAŠINĀŠANĀS VISUMS Zvaigžņotās debesis virs galvas cilvēkam jau sen ir mūžības un nemainīguma simbols. Tikai Jaunajā laikmetā cilvēki saprata, ka "fiksētās" zvaigznes patiešām pārvietojas un lielā ātrumā. XX gadsimtā. cilvēce ir pieradusi pie vēl dīvaināka fakta...

Zinātni, kas pēta Visumu kopumā, sauc par kosmoloģiju. Lielākā daļa esošo kosmoloģisko teoriju ir balstītas uz gravitācijas teoriju, elementārdaļiņu fiziku, vispārējo relativitāti un citām fundamentālām fizikālām teorijām un, protams, uz astronomiskiem novērojumiem.

KVAZAROVA NOSLĒPUMI IEVADS Mirdz, mirgo, kvazizvaigzne! Tu esi tālu vai tu esi? Astronomijas, senākās zinātnes vēsturē, nebija laika, kas būtu tik bagāts ar izcilākajiem atklājumiem, ...

Dzīvības izcelsme Visumā. Zinātnieks vairākās paaudzēs domāja par pasaules astronomisko ainu, kas balstās ne tikai uz astronomisko novērojumu datiem, teorijām un hipotēzēm, bet arī uz mūsdienu fizikas svarīgākajiem jēdzieniem un likumiem.

Kopsavilkums par tēmu: Ievads. Tālas pagātnes cilvēkiem Visums bija, ja ne vienmēr droša, bet tomēr stabila pasaule, kas radīta, šķiet, tikai cilvēku ērtībām. Maz ticams, ka cilvēks pēc tam šaubījās, ka viņa mājvieta - Zeme - ieņem dominējošo, centrālo ...

1. Ievads. Visa pasaule mums apkārt ir kustīga matērija savās bezgala daudzveidīgajās formās un izpausmēs ar visām tās īpašībām, sakarībām un attiecībām. Ļaujiet mums sīkāk apsvērt, kas ir matērija, kā arī tās strukturālos līmeņus.

P V P Sh Nr.2 “Referāts par astronomiju” Tēma: “Galaktiku izpēte” Darbu pabeidza: Jeļena Nasretdinova Pieņēma skolotāja: Evtodiev I.G.

Profesionālās vadības institūts

Finanšu un kredīta fakultāte

Specialitāte finanses un kredīts

Disciplīnas jēdziens

mūsdienu dabaszinātne

Eseja

par tēmu:

Visums

Studente Ivanova E.A.

Grupa UFTZ-51/8-F-Vs-2

Maskava - 2010

Visuma izcelsme 3

Paplašinošā Visuma modelis 5

Galaktiku evolūcija un struktūra 10

Astronomija un kosmonautika 12

Literatūra 14

Visuma izcelsme

Vienmēr cilvēki gribēja zināt, kur un kā pasaule radusies. Kad kultūrā dominēja mitoloģiskās idejas, pasaules izcelsme, kā, teiksim, Vēdās, tika skaidrota ar pirmā cilvēka Purušas sairšanu. To, ka šī bija vispārēja mitoloģiska shēma, apliecina arī krievu apokrifi, piemēram, Baložu grāmata. Kristietības uzvara apstiprināja ideju, ka Dievs radīja pasauli no nekā.

Līdz ar zinātnes parādīšanos tās mūsdienu izpratnē mitoloģiskās un reliģiskās idejas tiek aizstātas ar zinātniskām idejām par Visuma izcelsmi. Ir nepieciešams nodalīt trīs tuvus terminus: būtne, Visums un Visums. Pirmais ir filozofisks un apzīmē visu esošo, būtni. Otrais tiek lietots gan filozofijā, gan zinātnē, bez īpašas filozofiskas slodzes (esības un apziņas pretstatīšanas ziņā), un apzīmē visu kā tādu.

Termina Visums nozīme ir šaurāka un ieguvusi īpaši zinātnisku skanējumu. Visums ir cilvēku apmešanās vieta, kas ir pieejama empīriskiem novērojumiem. Termina Visums zinātniskās nozīmes pakāpeniska sašaurināšanās ir diezgan saprotama, jo dabaszinātne, atšķirībā no filozofijas, nodarbojas tikai ar to, kas ir empīriski pārbaudāms ar mūsdienu zinātnes metodēm.

Visumu kopumā pēta zinātne, ko sauc par kosmoloģiju, t.i. kosmosa zinātne. Vārds arī nav nejaušs. Lai gan tagad visu, kas atrodas ārpus Zemes atmosfēras, sauc par kosmosu, senajā Grieķijā tas tā nebija. Kosmoss tika pieņemts kā "kārtība", "harmonija", pretstatā "haosam", "nekārtībai". Tādējādi kosmoloģija savā pamatā, kā jau zinātnei pienākas, atklāj mūsu pasaules sakārtotību un ir vērsta uz tās funkcionēšanas likumu atrašanu. Šo likumu atklāšana ir mērķis izpētīt Visumu kā vienotu sakārtotu veselumu.

Šis pētījums balstās uz vairākām telpām. Pirmkārt, fizikas formulētie universālie pasaules funkcionēšanas likumi tiek uzskatīti par spēkā esošiem visā Visumā. Otrkārt, tiek atzīts, ka astronomu novērojumi attiecas arī uz visu Visumu. Un, treškārt, par patiesiem tiek atzīti tikai tie secinājumi, kas nav pretrunā ar paša novērotāja pastāvēšanas iespējamību, t.i. cilvēks (tā sauktais antropiskais princips).

Kosmoloģijas secinājumus sauc par Visuma rašanās un attīstības modeļiem. Kāpēc modeļi? Fakts ir tāds, ka viens no mūsdienu dabaszinātņu pamatprincipiem ir ideja par iespēju jebkurā laikā veikt kontrolētu un reproducējamu eksperimentu ar pētāmo objektu. Tikai tad, ja principā ir iespējams veikt bezgalīgi daudz eksperimentu un tie visi noved pie viena un tā paša rezultāta, pamatojoties uz šiem eksperimentiem, tiek izdarīts secinājums par tāda likuma pastāvēšanu, uz kuru pamata darbojas dots objekts ir subjekts. Tikai šajā gadījumā rezultāts tiek uzskatīts par diezgan ticamu no zinātniskā viedokļa.

Šis metodoloģiskais noteikums nav piemērojams Visumam. Zinātne formulē universālus likumus, un Visums ir unikāls. Tā ir pretruna, kas liek visus secinājumus par Visuma rašanos un attīstību izskatīt nevis kā likumus, bet tikai kā modeļus, t.i. iespējamie skaidrojumi. Stingri sakot, visi likumi un zinātniskās teorijas ir modeļi, jo tos zinātnes attīstības procesā var aizstāt ar citiem jēdzieniem, bet Visuma modeļi it kā ir vairāk modeļi nekā daudzi citi zinātniski apgalvojumi.

Paplašinošā Visuma modelis

Kosmoloģijā visbiežāk pieņemtais modelis ir homogēna izotropa nestacionāra karsti izplešanās Visuma modelis, kas izveidots, pamatojoties uz vispārējo relativitāti un Alberta Einšteina 1916. gadā izveidoto relatīvistisko gravitācijas teoriju. Šis modelis ir balstīts uz diviem pieņēmumiem: 1) Visuma īpašības ir vienādas visos tā punktos (viendabīgums) un virzienā (izotropija); 2) vislabāk zināmais gravitācijas lauka apraksts ir Einšteina vienādojumi. No tā izriet tā sauktais telpas izliekums un izliekuma attiecības ar masas (enerģijas) blīvumu. Kosmoloģija, kas balstīta uz šiem postulātiem, ir relativistiska.

Svarīgs šī modeļa aspekts ir tā nestacionaritāte. To nosaka divi relativitātes teorijas postulāti: 1) relativitātes princips, kas nosaka, ka visās inerciālajās sistēmās visi likumi tiek saglabāti neatkarīgi no ātruma, ar kādu šīs sistēmas pārvietojas vienmērīgi un taisni viena pret otru; 2) eksperimentāli apstiprināta gaismas ātruma noturība.

No relativitātes teorijas pieņemšanas izrietēja (pirmais, kurš to pamanīja Petrogradas fiziķis un matemātiķis Aleksandrs Aleksandrovičs Fridmans 1922. gadā), ka izliektā telpa nevar būt nekustīga: tai ir vai nu jāpaplašina, vai jāsaraujas. Šis secinājums tika ignorēts, līdz amerikāņu astronoms Edvīns Habls 1929. gadā atklāja tā saukto "sarkano nobīdi".

Sarkanā nobīde ir elektromagnētiskā starojuma frekvenču samazināšanās: spektra redzamajā daļā līnijas tiek nobīdītas uz tā sarkano galu. Iepriekš atklātais Doplera efekts teica, ka tad, kad jebkurš vibrāciju avots attālinās no mums, mūsu uztverto vibrāciju frekvence samazinās un attiecīgi palielinās viļņa garums. Izstarot, notiek “apsārtums”, t.i., spektra līnijas tiek novirzītas garākiem sarkaniem viļņiem.

Tātad visiem attāliem gaismas avotiem sarkanā nobīde tika fiksēta, un jo tālāk avots bija, jo vairāk. Sarkanā nobīde izrādījās proporcionāla attālumam līdz avotam, kas apstiprināja hipotēzi par to noņemšanu, t.i. par metagalaktikas - Visuma redzamās daļas - paplašināšanos.

Sarkanā nobīde ticami apstiprina teorētisko secinājumu par mūsu Visuma reģiona nestacionaritāti ar vairāku miljardu parseku lineārajiem izmēriem vismaz vairāku miljardu gadu laikā. Tajā pašā laikā telpas izliekumu nevar izmērīt, paliekot teorētiskai hipotēzei.

Paplašinošā Visuma modeļa neatņemama sastāvdaļa ir ideja par Lielo sprādzienu, kas notika apmēram pirms 12-18 miljardiem gadu. “Sākumā notika sprādziens. Nevis mums uz Zemes pazīstamais sprādziens, kas sākas no noteikta centra un pēc tam izplatās, ieņemot arvien vairāk vietas, bet gan sprādziens, kas notika vienlaikus visur, aizpildot visu telpu jau no paša sākuma, katrai matērijas daļiņai steidzoties prom. no jebkādām citām daļiņām ”(Veinbergs S. Pirmās trīs minūtes. Mūsdienu skatījums uz Visuma izcelsmi.-M., 1981).

Visuma sākotnējais stāvoklis (tā sauktais vienreizējais punkts): bezgalīgs masas blīvums, bezgalīgs telpas izliekums un sprādzienbīstama izplešanās, kas laika gaitā palēninās augstā temperatūrā, kurā ir tikai elementārdaļiņu (tostarp fotonu un neitrīno) maisījums. ) varētu pastāvēt. Sākotnējā stāvokļa karstumu apstiprināja 1965. gadā atklātais fotonu un neitrīno starojuma relikts, kas izveidojās Visuma izplešanās agrīnā stadijā.

Rodas interesants jautājums: no kā radās Visums? Kas bija tas, no kā tas radās. Bībele saka, ka Dievs visu radīja no nekā. Zinot, ka matērijas un enerģijas saglabāšanas likumi tika formulēti klasiskajā zinātnē, reliģijas filozofi strīdējās par to, ko nozīmē Bībeles “nekas”, un daži zinātnes labad uzskatīja, ka nekas nenozīmē sākotnējo materiālo haosu, ko pavēlējis Dievs.

Lai cik pārsteidzoši tas nešķistu, mūsdienu zinātne atzīst (atzīst, bet neapgalvo), ka visu var radīt no nekā. "Nekas" zinātniskajā terminoloģijā tiek saukts par vakuumu. Vakuums, ko 19. gadsimta fizika uzskatīja par tukšumu, pēc mūsdienu zinātnes koncepcijām, ir savdabīga matērijas forma, kas noteiktos apstākļos spēj “dzemdēt” materiālas daļiņas.

Mūsdienu kvantu mehānika atzīst (tas nav pretrunā ar teoriju), ka vakuums var nonākt "uzbudinātā stāvoklī", kā rezultātā tajā var veidoties lauks, un no tā (ko apstiprina mūsdienu fizikālie eksperimenti) - matērija. .

No mūsdienu zinātnes viedokļa Visuma dzimšana “no nekā” nozīmē tā spontānu izcelšanos no vakuuma, kad notiek nejaušas svārstības, ja nav daļiņu. Ja fotonu skaits ir nulle, tad lauka intensitātei nav noteiktas vērtības (pēc Heizenberga "nenoteiktības principa"): lauks pastāvīgi svārstās, lai gan vidējā (novērojamā) stipruma vērtība ir nulle.

Svārstības ir virtuālo daļiņu parādīšanās, kas nepārtraukti dzimst un nekavējoties tiek iznīcinātas, bet arī piedalās mijiedarbībā, piemēram, reālas daļiņas. Svārstību dēļ vakuums iegūst īpašas īpašības, kas izpaužas novērotajos efektos.

Tātad Visums varētu veidoties no "nekā", t.i. no satrauktā vakuuma. Šāda hipotēze, protams, nav izšķirošs Dieva esamības apstiprinājums. Galu galā tas viss varētu notikt saskaņā ar fizikas likumiem dabiskā veidā, bez jebkādu ideālu vienību ārējas iejaukšanās. Un šajā gadījumā zinātniskās hipotēzes neapstiprina vai atspēko reliģiskās dogmas, kas atrodas empīriski apstiprinātas un atspēkotas dabaszinātnes otrā pusē.

Apbrīnojamais mūsdienu fizikā ar to nebeidzas. Atbildot uz žurnālista lūgumu vienā teikumā izklāstīt relativitātes teorijas būtību, Einšteins sacīja: “Agrāk tika uzskatīts, ka, ja visa matērija pazudīs no Visuma, tad telpa un laiks tiks saglabāti; Relativitātes teorija apgalvo, ka kopā ar matēriju izzustu arī telpa un laiks. Pārnesot šo secinājumu uz izplešanās Visuma modeli, varam secināt, ka pirms Visuma veidošanās nebija ne telpas, ne laika.

Ņemiet vērā, ka relativitātes teorija atbilst divām izplešanās Visuma modeļa versijām. Pirmajā no tiem laiktelpas izliekums ir negatīvs vai vienāds ar nulli robežās; šajā variantā visi attālumi ar laiku palielinās bezgalīgi. Otrajā modeļa versijā izliekums ir pozitīvs, telpa ir ierobežota, un šajā gadījumā izplešanās laika gaitā tiek aizstāta ar saraušanos. Abās versijās relativitātes teorija saskan ar pašreizējo empīriski apstiprināto Visuma paplašināšanos.

Dīkdienīgs prāts neizbēgami uzdod jautājumus: kas bija tad, kad nekā nebija, un kas ir aiz izplešanās robežām. Pirmais jautājums ir acīmredzami pretrunīgs pats par sevi, otrais pārsniedz konkrētas zinātnes jomu. Astronoms var teikt, ka viņam kā zinātniekam nav tiesību atbildēt uz šādiem jautājumiem. Bet, tā kā tie tomēr rodas, tiek formulēti iespējamie atbilžu pamatojumi, kas ir ne tik daudz zinātniski, cik dabā-filozofiski.

Tādējādi tiek nošķirti termini "bezgalīgs" un "neierobežots". Bezgalības piemērs, kas nav neierobežots, ir Zemes virsma: mēs varam staigāt pa to bezgalīgi, bet, neskatoties uz to, to ierobežo atmosfēra augšā un zemes garoza zemāk. Visums var būt arī bezgalīgs, bet ierobežots. No otras puses, pastāv viedoklis, saskaņā ar kuru materiālajā pasaulē nevar būt nekā bezgalīga, jo tā attīstās ierobežotu sistēmu veidā ar atgriezeniskās saites cilpām, ar kurām šīs sistēmas tiek radītas vides pārveidošanas procesā. .

Bet atstāsim šos apsvērumus dabas filozofijas sfērai, jo dabaszinātnēs galu galā patiesības kritērijs ir nevis abstrakti apsvērumi, bet gan hipotēžu empīriska pārbaude.

Kas notika pēc Lielā sprādziena? Izveidojās plazmas receklis – stāvoklis, kurā atrodas elementārdaļiņas – kaut kas starp cietu un šķidru stāvokli, kas sprādziena viļņa ietekmē sāka arvien vairāk izplesties. 0,01 sek pēc Lielā sprādziena sākuma Visumā parādījās vieglo kodolu maisījums (2/3 ūdeņraža un 1/3 hēlija). Kā veidojās visi pārējie ķīmiskie elementi?

Galaktiku evolūcija un struktūra

Dzejnieks jautāja: “Klausies! Galu galā, ja zvaigznes ir iedegtas, tas nozīmē, ka kādam tas ir vajadzīgs? Mēs zinām, ka zvaigznes ir vajadzīgas, lai spīdētu, un mūsu Saule nodrošina mūsu eksistencei nepieciešamo enerģiju. Kāpēc ir vajadzīgas galaktikas? Izrādās, ka ir vajadzīgas arī galaktikas, un Saule ne tikai nodrošina mūs ar enerģiju. Astronomiskie novērojumi liecina, ka no galaktiku kodoliem notiek nepārtraukta ūdeņraža aizplūšana. Tādējādi galaktiku kodoli ir rūpnīcas Visuma galvenā būvmateriāla - ūdeņraža - ražošanai.

Ūdeņradis, kura atoms sastāv no viena protona kodolā un viena elektrona tā orbītā, ir vienkāršākais "ķieģelis", no kura atomu reakciju procesā zvaigžņu iekšienē veidojas sarežģītāki atomi. Turklāt izrādās, ka nav nejauši, ka zvaigznēm ir atšķirīgs izmērs. Jo lielāka ir zvaigznes masa, jo sarežģītāki atomi tiek sintezēti tās iekšpusē.

Mūsu Saule kā parasta zvaigzne no ūdeņraža (ko dod galaktiku kodoli) ražo tikai hēliju, ļoti masīvas zvaigznes ražo oglekli – galveno dzīvās vielas "ķieģeli". Tam domātas galaktikas un zvaigznes. Kam domāta zeme? Tas ražo visas cilvēka dzīvības pastāvēšanai nepieciešamās vielas. Kāpēc cilvēks pastāv? Zinātne nevar atbildēt uz šo jautājumu, taču tā var likt mums vēlreiz par to padomāt.

Ja kādam vajag zvaigžņu “aizdegšanos”, tad varbūt kādam vajag cilvēku? Zinātniskie dati palīdz mums formulēt priekšstatu par mūsu mērķi, par mūsu dzīves jēgu. Atbildot uz šiem jautājumiem, pievērsties Visuma evolūcijai nozīmē domāt kosmiski. Dabaszinātne māca domāt kosmiski, tajā pašā laikā, neatraujoties no savas eksistences realitātes.

Jautājums par galaktiku veidošanos un uzbūvi ir nākamais svarīgais jautājums par Visuma izcelsmi. To pēta ne tikai kosmoloģija kā zinātne par Visumu - vienotu veselumu, bet arī kosmogonija (grieķu "gonea" nozīmē dzimšana) - zinātnes joma, kas pēta kosmisko ķermeņu un to sistēmu izcelsmi un attīstību (atšķirt planētu, zvaigžņu, galaktikas kosmogonija).

Galaktika ir milzīgs zvaigžņu un to sistēmu kopums, kam ir savs centrs (kodols) un cita, ne tikai sfēriska, bet bieži vien spirālveida, eliptiska, izliekta vai pat neregulāra forma. Ir miljardiem galaktiku, un katrā no tām ir miljardiem zvaigžņu.

Mūsu galaktiku sauc par Piena ceļu, un tā sastāv no 150 miljardiem zvaigžņu. Tas sastāv no serdes un vairākiem spirālveida zariem. Tās izmēri ir 100 tūkstoši gaismas gadu. Lielākā daļa zvaigžņu mūsu galaktikā ir koncentrētas milzu "diskā", kura biezums ir aptuveni 1500 gaismas gadu. Saule atrodas aptuveni 30 tūkstošu gaismas gadu attālumā no galaktikas centra.

Mums tuvākā galaktika (kurai gaismas stars stiepjas 2 miljonu gadu garumā) ir Andromedas miglājs. Tas ir nosaukts šādi, jo tieši Andromedas zvaigznājā 1917. gadā tika atklāts pirmais ekstragalaktiskais objekts. Tās piederību citai galaktikai 1923. gadā pierādīja E. Habls, kurš ar spektrālo analīzi šajā objektā atrada zvaigznes. Vēlāk zvaigznes tika atklātas arī citos miglājos.

Un 1963. gadā tika atklāti kvazāri (kvazizvaigžņu radio avoti) - visspēcīgākie radio emisijas avoti Visumā, kuru spilgtums simtiem reižu pārsniedz galaktiku spilgtumu un izmēri ir desmit reizes mazāki par tiem. Tika pieņemts, ka kvazāri ir jaunu galaktiku kodoli, un tāpēc galaktiku veidošanās process turpinās līdz šai dienai.

Astronomija un astronautika

Zvaigznes pēta astronomija (no grieķu "astron" - zvaigzne un "nomos" - likums) - zinātne par kosmisko ķermeņu un to sistēmu uzbūvi un attīstību. Šī klasiskā zinātne 20. gadsimtā piedzīvo savu otro jaunību, pateicoties novērojumu tehnikas straujajai attīstībai - tās galvenajai izpētes metodei: atstarojošie teleskopi, starojuma uztvērēji (antenas) utt. PSRS 1974. gadā Stavropoles teritorijā sāka darboties atstarotājs ar spoguļa diametru 6 m, kas savāca gaismu miljoniem reižu vairāk nekā cilvēka acs.

Astronomija pēta radioviļņus, gaismu, infrasarkanos, ultravioletos, rentgena un gamma starus. Astronomija ir sadalīta debess mehānikā, radioastronomijā, astrofizikā un citās disciplīnās.

Astrofizika, astronomijas daļa, kas pēta fizikālās un ķīmiskās parādības, kas notiek debess ķermeņos, to sistēmās un kosmosā, šobrīd iegūst īpašu nozīmi. Atšķirībā no fizikas, kuras pamatā ir eksperiments, astrofizika galvenokārt balstās uz novērojumiem. Taču daudzos gadījumos apstākļi, kādos viela atrodas debess ķermeņos un sistēmās, atšķiras no tiem, kas pieejami mūsdienu laboratorijām (ļoti augsts un īpaši zems blīvums, augsta temperatūra utt.). Pateicoties tam, astrofiziskie pētījumi noved pie jaunu fizisko likumu atklāšanas.

Astrofizikas patieso vērtību nosaka fakts, ka šobrīd relativistiskajā kosmoloģijā galvenā uzmanība tiek pievērsta Visuma fizikai - matērijas stāvoklim un fizikālajiem procesiem, kas notiek dažādos Visuma izplešanās posmos, ieskaitot agrīnākos posmus. .

Viena no galvenajām astrofizikas metodēm ir spektrālā analīze. Ja baltas saules gaismas stars tiek izlaists caur šauru spraugu un pēc tam caur stikla trīsstūrveida prizmu, tad tas sadalās savās komponentu krāsās un ekrānā parādās zaigojoša krāsu josla ar pakāpenisku pāreju no sarkanas uz violetu - nepārtraukts spektrs. . Spektra sarkano galu veido stari, kas vismazāk novirzās, ejot cauri prizmai, violeto - visvairāk novirzītie. Katrs ķīmiskais elements atbilst precīzi definētām spektra līnijām, kas ļauj izmantot šo metodi vielu pētīšanai.

Diemžēl īsviļņu starojums – ultravioletais, rentgena un gamma starojums cauri Zemes atmosfēru neiziet, un te astronomiem palīgā nāk zinātne, kas vēl nesen tika uzskatīta galvenokārt par tehnisko – astronautika (no grieķu “nautike” - navigācijas māksla), nodrošinot kosmosa izpēti cilvēces vajadzībām, izmantojot gaisa kuģus.

Kosmonautika pēta problēmas: kosmosa lidojumu teorijas - trajektoriju aprēķini utt.; zinātniskā un tehniskā - kosmosa raķešu, dzinēju, borta vadības sistēmu, palaišanas iekārtu, automātisko staciju un pilotējamo kosmosa kuģu, zinātnisko instrumentu, uz zemes izvietoto lidojumu vadības sistēmu, trajektorijas mērīšanas pakalpojumu, telemetrijas, orbitālo staciju organizēšanas un piegādes u.c. projektēšana. ; medicīniskā un bioloģiskā - dzīvības uzturēšanas sistēmu izveide uz kuģa, kompensācija par nelabvēlīgiem notikumiem cilvēka organismā, kas saistīti ar pārslodzi, bezsvara stāvokli, radiāciju utt.

Astronautikas vēsture sākas ar teorētiskiem aprēķiniem par cilvēka iziešanu nepasaulīgajā kosmosā, ko sniedza K.E. Ciolkovskis darbā "Pasaules telpu izpēte ar reaktīvām ierīcēm" (1903). Darbs raķešu tehnoloģiju jomā sākās PSRS 1921. gadā. Pirmās šķidrās degvielas raķešu palaišanas tika veiktas ASV 1926. gadā.

Galvenie pavērsieni astronautikas vēsturē bija pirmā mākslīgā Zemes pavadoņa palaišana 1957. gada 4. oktobrī, pirmais pilotētais lidojums kosmosā 1961. gada 12. aprīlī, Mēness ekspedīcija 1969. gadā, orbitālo pilotējamo staciju izveide zemā Zemē. orbītā un atkārtoti lietojama kosmosa kuģa palaišana.

Darbs paralēli tika veikts PSRS un ASV, taču pēdējos gados kosmosa izpētes jomā ir vērojama centienu apvienošana. 1995. gadā tika īstenots kopprojekts Mir-Shuttle, kurā amerikāņu Shuttle kuģi tika izmantoti astronautu nogādāšanai Krievijas orbitālajā stacijā Mir.

Spēja pētīt orbitālajās stacijās kosmisko starojumu, ko aizkavē Zemes atmosfēra, veicina ievērojamu progresu astrofizikas jomā.

Bibliogrāfija

1. Einšteins A., Infelds L. Fizikas evolūcija. M., 1965. gads.

2. Heizenbergs V. Fizika un filozofija. Daļa un veselums. M., 1989. gads.

3. Īss triumfa brīdis. M., 1989. gads.

Gatavojoties nodarbībai, varat izmantot bērniem paredzēto atskaiti "Kosmosa izpēte".

Ziņojums "Kosmosa izpēte".

Jau senos laikos cilvēki, vērojot debesis, izmantoja dažādus mērinstrumentus, kas ļāva noteikt ķermeņu stāvokli debesīs.

Taču teleskopa izgudrojums palīdzēja cilvēkiem izpētīt kosmosu. Ar teleskopu palīdzību cilvēki varēja atklāt daudzus debess ķermeņus. Tās ir dažādas planētas, zvaigznes, melnie caurumi, punduri, miglāji, kvazāri, komētas un tamlīdzīgi.

Mūsdienās daudzās pasaules valstīs ir milzīgas observatorijas, kurās zinātnieki veic kosmosa izpēti.
Pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados kosmosā tika palaisti mākslīgie Zemes pavadoņi, 1961. gadā kosmosu pirmo reizi apmeklēja vīrietis. Viņi kļuva par padomju kosmonautu Juriju Gagarinu. 1969. gadā amerikāņu astronauti nolaidās uz Mēness.

Zemes orbītā palaisti teleskopi ļauj ieskatīties tālos Visuma stūros.

Viens no slavenākajiem teleskopiem, kas veica daudzus atklājumus un pavēra dziļā kosmosa plīvuru, bija Habla teleskops. Teleskops orbītā tika laists 1990. gadā. Astronomi sāka atrast pirmās planētas ārpus mūsu vietējās Saules sistēmas divus gadus pēc tās palaišanas.

Tagad ar automātisko kosmosa kuģu palīdzību zinātnieki veic kosmosa izpēti, šādas ierīces veic lidojumus uz Saules sistēmas planētām.

Kosmosa kuģi, kas paredzēti darbam dziļā kosmosā, tiek nosūtīti uz turieni neatgriezeniski. Bieži vien viņu lidojums ilgst gadiem, un šajā periodā viņi nosūta uz Zemi dažādu informāciju, ko viņi saņēma lidojuma laikā.

Dziļā kosmosā nosūtīto transportlīdzekļu skaits ir ļoti mazs. Kā piemēru var minēt kosmosa kuģi Voyager-1 un Voyager-2, kas tika palaisti 1977. gadā. Abām ierīcēm ir enerģija un degviela, lai tās darbotos gandrīz līdz 2020.-2025. gadam. Voyager 1 šajā laikā attālināsies no Saules par aptuveni 19 miljardiem km, bet Voyager 2 par gandrīz 15 miljardiem km. Pēc -6-10 gadiem komunikācija ar ierīcēm gandrīz noteikti pārtrauks, tās kļūs par mirušām metāla kaudzēm.