трусики женские украина

На головну

 Будова та еволюція Всесвіту - Астрономія

Міністерство освіти Російської Федерації

Московський державний відкритий університет

Кафедра Менеджменту та економічної політікіКонтрольная робота

З дисципліни: Концепція сучасного природознавства.

На тему: Будова і еволюція Всесвіту.

Виконав: студент 1курс

Спеціальність 06.11.00

Поносова Наталя.

Сергіївна.

9012431

Перевірив:

Нижньовартовськ

2001

Будова та еволюція Всесвіту

Космологічні моделі Всесвіту. Оскільки гравітаційні взаємодії є домінуючими на мега-рівні організації матерії, космологічні моделі Всесвіту повинні будується відповідно до вимог теорії відносності на основі реально спостережуваних астрофізичних явищ:

1. Однорідність і ізотропності космічного простору.

2. Кінцева інтенсивність світлового потоку, що приходить з космосу.

3. Червоне зміщення у спектрах випромінювання далеких зірок.

4. Існування реліктового випромінювання (однорідного і ізотропного фону електромагнітних хвиль, відповідного температурі бл. 3К).

Кінцеве кількість світла, що приходить від зоряного неба, змушує відкинути класичні уявлення про нескінченному космічному просторі, однорідне заповненим зірками. Вживаються у рамках класичної концепції спроби побудови космологічних моделей з неоднорідним розподілом зірок у просторі знаходяться в суперечності з астрономічними спостереженнями (неоднорідність в концентрації зірок спостерігаються тільки на "щодо малих" космічних масштабах аж до міжгалактичних скупчень).

А.Ейнштейном була запропонована модель Всесвіту, в якій локальні викривлення простору-часу гравитирующих масами призводить до глобального викривлення, яка не скупиться Всесвіт замкнутої по просторовим координатам. У цій циліндричної моделі Ейнштейна тимчасова координати не буде викривляється (час рівномірно тече від минулого до майбутнього). Згодом циліндрична модель була вдосконалена голландським астрофізиком Віллем де сеттерів, який припустив на підставі спостережуваного червоного зсуву, що час у віддалених частинах Всесвіту тече уповільнено (викривлення з тимчасової координаті) - модель замкнутої гіперсфери .. Обидві ці стаціонарні моделі Всесвіту мають два недоліки: необхідність припустити існування додаткових взаємодій, що перешкоджають стисненню Всесвіту під дією гравитирующих мас, проблема "утилізації" світла, випущеного зірками в попередні моменти часу у замкнутий простір.

На сьогоднішній день найбільш популярна запропонована Фрідманом модель розширюється Всесвіту (червоне зміщення і кінцева світність неба пояснюються ефектом Доплера, немає необхідності у введенні компенсуючих гравітацію взаємодій), глобально викривленій через наявність гравитирующих мас. Обговорюються її дві модифікації:

1. Замкнута модель (геометричний аналог - розширюється гіпресфера) пророкує поступове уповільнення розширення внаслідок гальмування гравітаційними силами з подальшим переходом до стиснення.

2, Відкрита модель (геометричний аналог - "сідло") сповільнення розширення, що відбувається нескінченно довго.

В даний час перевага віддається відкритої моделі, оскільки оцінки середньої щільності речовини у Всесвіті, зроблені на основі спостережуваної концентрації зірок, показують, що гравітаційні сили не здатні зупинити те, що відбувається з спостерігається швидкістю раз бігання. Оцінки можуть істотно змінитися на користь закритої моделі при наявності в космосі прихованих мас несветящегося речовини (наприклад за рахунок ненульовий маси спокою нейтрино).

Рівняння загальної теорії відносності виявилися вельми "гнучкими" і допускають наявність великої кількості космологічних моделей Всесвіту і сценаріїв їх тимчасового розвитку.

Проблема Великого Вибуху. Наявність раз бігання галактик в даний час вимагає припущення про те, що в минулому речовина Всесвіту було більш щільним. Екстраполяція спостережуваних швидкостей на значно більш ранні періоди дозволяє цінувати час, коли це розширення почалося (з точки ???) в результаті Великого Вибуху - бл. 25 млд.лет тому. Відомі на сьогоднішній день закони фізики дозволяють відтворити досить правдоподібний сценарій розширення, починаючи з декількох тисячних секунди після Великого Вибуху (що відбувалося до цього, напр. Передувало йому стиск попереднього циклу, на сучасному етапі розвитку природознавства не обговорюється, оскільки не може бути хоча б побічно перевірено на експерименті).

Гаряча Всесвіт. У перші моменти температура всесвіт була настільки висока, що в ній могли існувати лише найлегші елементарні частинки: фотони, нейтрино і т.д. Швидке розширення гарячого стисненого "газу" вело до його охолодження. Вже на перших секундах розширення стало можливим утворення електронів і протонів, що існують у вигляді гарячої плазми і сильно взаємодіють один з одним і випромінюванням, на частку якого припадала основна частка енергії у Всесвіті. Т.ч. на ранній стадії, що триває близько 1 млн. років у всесвіті переважали електромагнітні і ядерні взаємодії.

Через зазначений термін температура впала до величини, що допускає рекомбінацію електронів з протонами в нейтральні атоми водню. З цього моменту взаємодія випромінювання з речовиною практично припинилося, домінуюча роль перейшла до гравітації. Виник на стадії гарячої Всесвіту і поступової холонуче в результаті її розширення випромінювання дійшло до нас у вигляді реліктового фону.

Холодна Всесвіт. На наступній стадії "холодної" Всесвіту на тлі триваючого розширення та охолодження речовини стали виникати гравітаційні нестійкості: за рахунок флуктуацій щільності водневого газу стали виникати зони його ущільнення, що притягають до себе газ із сусідніх областей і ще більше підсилюють власне гравітаційне поле. Самоорганізація речовини у Всесвіті (складна нерівноважна система, описувана нелінійними рівняннями гравітації) в кінцевому підсумку привела до виникнення великомасштабної квазіупорядоченной міжгалактичної пористої структури, а її подальша фрагментація дала початок бидущім галактикам і зіркам. Аналіз деталей цього процесу можливий на підставі дуже складних рівнянь гірдро-газодинаміки - теорії нестаціонарного руху речовини і досі задовільно не розроблений. Досить ясно, що в результаті гравітаційного стиснення виділяється енергія в кінцевому підсумку приводила до вторинного розігріву водневого палива до температур, достатніх для початку термоядерних реакцій водневого циклу.

Еволюція зірок. Перша стадія життя зірки подібна сонячної - в ній домінують реакції водневого циклу. Температура зірки визначається її масою і ступенем гравітаційного стиснення, якому протистоїть головним чином світловий тиск. Зірка утворює відносно стійку коливальну систему, її періодичні слабкі стиснення і розширення визначають зоряні цикли. У міру вигоряння водню в центрі зірки, її гелиевое ядро ??остигає, а зона протікання реакції синтезу переміщається на периферію. зірка "розбухає", поглинаючи планети її системи, і остигає, перетворюючись на червоного гіганта.

Подальше стиснення гелієвого ядра піднімає його температуру до запалювання реакцій гелієвого циклу. Воднева оболонка поступово розсіюється, утворюючи зоряну туманність, а сильно стисле ядро ??розжарюється до високих температур, відповідних світінню біло-блакитним світлом ("білий карлик"). по мірі вигоряння палива зірка згасає, перетворюючись на стійкого "чорного карлика" - характерний підсумок еволюції більшості зірок з масою, порядку сонячної.

Більш масивні зірки () на етапі перетворення на білого карлика втрачають водневу оболонку в результаті потужного вибуху, що супроводжується багаторазовим збільшенням світності ("наднові зірки"). Після вигоряння їх ядер сил тиску в плазмі виявляється недостатнім для компенсації гравітаційних сил. В результаті ущільнення речовини електрони "вдавлюються" в протони з утворенням нейтральних частинок. Виникає нейтронна зірка - вельми компактне (радіус в кілька кілометрів) і масивне утворення, що обертається з фантастично високою для космічних об'єктів швидкістю: близько одного обороту в секунду. Обертове разом із зіркою його магнітне поле посилає у простір вузьконаправлений промінь електромагнітного (часто- рентгенівського) випромінювання, діючи подібно маяка. Джерела потужного періодичного випромінювання, відкриті в радіоастрономії, отримали назву пульсарів.

Зірки з масою, що перевершує масу Сонця більш, ніж в два рази, мають настільки сильним гравітаційним полем, що на стадії нейтронної зірки їх стиснення на зупиняється. В результаті подальшого необмеженого стиснення - гравітаційного колапсу зірка зменшується до таких розмірів, що швидкість, необхідна для догляду тіла з її поверхні на нескінченність перевищує граничну (швидкість світла). При цьому жодне тіло (навіть світло) не може покинуть безперервно стискати зірку, що представляє собою "чорну діру", розмірами всього в декілька кілометрів. Існування чорних дір допускають рівняння загальної теорії відносності. В галузі чорної діри простір-час сильно деформовані.

Астрономічні спостереження ускладнені, оскільки такі об'єкти не випромінюють світло. Однак виявлені зірки, які вчиняють рух, характерне для компонент подвійних зірок, хоча парної зірки не спостерігається. Досить імовірно, що її роль грає чорна діра або не випромінює нейтронна зірка.

Крім перерахованих виявлений ряд астрофізичних об'єктів, властивості яких не вкладаються в наведені схеми - квазари. Спостережуване їх випромінювання аналогічно пульсар ному, але дуже сильно зміщене в червону область. Величина червоного зсуву вказує на те, що квазари знаходяться так далеко, що їх спостережувана яскравість відповідає випромінюванню, що перевершує по інтенсивності випромінювання галактичного скупчення. У той же час наявність швидких змін інтенсивності ставить питання про механізм узгодження випромінювання елементами системи, розміри якої повинні складати тисячі світлових років.

Структура всесвіту.

Всесвіту на самих різних рівнях, від умовно елементарних частинок і до гігантських сверхскоплений галактик, в ході якої з протогалактик утворилися галактики, з протозірок - зірки, з протопланетної хмари - планети.

Галактика - гігантська система, що складається з скупчень зірок і туманностей, що утворять у просторі досить складну конфігурацію.

За формою галактики умовно поділяються на 3 типи:

1) Еліптичні галактики мають просторової формою еліпсоїда з різним ступенем стиснення. Вони є найбільш простими за структурою: розподілу зірок рівномірно убуває від центру.

2) Спіральні галактики представлені у формі спіралі, включаючи спіральні гілки. Це найчисленніший вид галактик, до якого належить і наша Галактика - Чумацький шлях.

3) Неправильні галактики не володіють вираженою формою, в них відсутнє центральне ядро.

Деякі галактики характеризуються виключно потужним радіовипромінюванням, що перевершує видиме випромінювання. Це радіогалактики.

У будова «правильних» галактик дуже спрощено можна виділити центральне ядро ??і сферичну периферію, представлену або у формі величезних спіральних гілок, або у формі еліптичного диска, що включають найбільш гарячі і яскраві зірки і масивні газові хмари.

На сучасному етапі еволюції Всесвіту речовина в ній знаходиться переважно в зоряному стані. 97% речовини в нашій Галактиці зосереджена в зірках, що представляють собою гігантські плазмові утворення різної величини температури, з різною характеристикою руху.

Вік зірок змінюється в досить великому діапазоні значень: від 15 млрд .років, відповідних віку Всесвіту, до сотень тисяч - наймолодших.

Величезне значення має дослідження взаємозв'язку між зірками і міжзоряним середовищем, включаючи проблему безперервного утворення зірок з конденсується дифузійної матерії.

Народження зірок відбувається в газово-пилових туманностях під дією гравітаційних, магнітних та інших сил. Основна еволюція речовини у Всесвіті відбувалася й відбувається в надрах зірок. Саме там знаходиться той «плавильний тигель», який зумовив хімічну еволюцію речовини у Всесвіті.

В надрах зірок при температурі близько 10 млн.град. ІПРІ дуже високої щільності атоми знаходяться в іонізованому стані: електрони майже повністю або абсолютно все віддалені від своїх атомів. Решта ядра вступають у взаємодії один з одним, завдяки чому водень, наявний в достатку у більшості зірок, перетворюються за участю вуглецю в гелій.

Величезна енергія, що випромінюється зірками утворюється в результаті ядерних процесів, що відбуваються всередині зірок. Ті ж сили, які вивільняються при вибуху водневої бомби, обрзуют в зсередини зірки енергію, що дозволить їй випромінювати світло і тепло протягом мільйонів і мільярдів років за рахунок перетворення водню в більш важкі елементи, і насамперед у гелій. У підсумку на здійснюючому етапі еволюції зірки перетворюються на інертні («мертві»).

Зірки не існують ізольовано, а утворюють систему. Найпростіші зоряні системи - так звані кратні системи складаються з двох, трьох, чотирьох, п'яти і більше зірок, що обертаються навколо спільного центру тяжіння. Компоненти деяких кратних систем оточені загальною оболонкою дифузійної матерії, джерелом якої, мабуть, є самі зірки, що викидають її в простір у вигляді потужного потоку газів.

Зірки об'єднані також у ще більші групи - зоряні скупчення, які можуть мати «розсіяну» або «кульову» структуру. Розсіяні зоряні скупчення налічують кілька сотень окремих зірок, кульові скупчення - багато сотень тисяч.

Асоціації, або скупчення зірок, також не є незмінними і вічно існуючими. Через певний у часі, обчислювана мільйонами років, вони розсіюються силами галактичного обертання.

Найбільша трудність виникає при поясненні причин космічної еволюції. Якщо відкинути зокрема, то можна виділити дві основні концепції, що пояснюють еволюцію Всесвіту: концепцію самоорганізації і концепцію креаціонізму.

Для концепції самоорганізації матеріальний Всесвіт є єдиною реальністю, і ніякої іншої реальності крім її не існує. Еволюція Всесвіту описується в термінах самоорганізації: йде мимовільне упорядкування систем у напрямку становлення все більш складних структур. Динамічний хаос породжує порядок.

В рамках концепції креаціонізму, тобто творіння, еволюція Всесвіту зв'язується з реалізацією програми, обумовленою реальністю більш високого порядку, ніж матеріальний світ.

Чисельні значення цих постійних визначають основні особливості Всесвіту, розміри атома, атомних ядер, планет, зірок, щільність речовини та час життя Всесвіту. Якби ці значення відрізнялися від існуючих хоча б на мізерно малу величину, то не тільки б життя було неможливою, а й сам Всесвіт як складна упорядкована структура була б неможлива. Від сюди робиться висновок, що фізична структура Всесвіту запрограмована і спрямована до появи життя. Кінцева мета космічної еволюції - поява людини у Всесвіті в соотвецтвуют з задумами Творця.

Список використаної літератури

Концепція сучасного природознавства Л.І. Буличова.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка