трусики женские украина

На головну

Еволюція і утворення всесвіту і галактики - Астрономія

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА І

ПРОДОВОЛЬСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ДЕПАРТАМЕНТ ПО РИБАЛЬСТВУ

МУРМАНСКИЙ ДЕРЖАВНИЙ

ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОЇ

СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОЇ ОСВІТИ

РЕФЕРАТ

ПО КОНЦЕПЦІЯХ СУЧАСНОГО

ПРИРОДОЗНАВСТВА

по темі «Всесвіт»

Мурманськ

1999

Зміст.

1. Вступ. 3

2. Вивчення Всесвіту. 4

3. Еволюція Всесвіту. 6

3.1. Адронна ера. 6

3.2. Лептонна ера. 7

3.3. Фотонна ера або ера випромінювання. 8

3.4. Зіркова ера. 8

4. Утворення Всесвіту. 9

4.1. Теорія «Великого вибуху». 9

4.2. Антропный принцип. 10

5. Галактики і структура Всесвіту. 11

5.1. Класифікація галактик. 12

5.2. Структура Всесвіту. 17

6. Висновок. 20

7. Список літератури. 23

1. Вступ.

У одному з виступів А. Ейнштейн сказав (в 1929 р.): «Якщо говорити чесно, ми хочемо не тільки взнати, як влаштована,. .. але і по можливості досягнути мети утопічної і зухвалої на вигляд - зрозуміти, чому природа є саме такою... У цьому складається прометеевский елемент наукової творчості».

Багато які ранні традиції, Єврейська, Християнська і Ісламська релігії, вважали, що Всесвіт створився досить недавно. Наприклад, єпископ Ушер обчислив дату в чотири тисячі чотириста років для створення Всесвіту, додаючи вік людей в Ветхому Заповіті. Фактично, дата біблійного створення не так далека від дати кінця останнього Льодовикового періоду, коли з'явилася перша сучасна людина.

З іншого боку, деякі люди, наприклад, грецький філософ Арістотель, Декарт, Ньютон, Галілей не визнавали ідею про те, що Всесвіт мав початок. Вони відчували, що це могло бути. Але вони вважали за краще вірити в те, що Всесвіт, існувала, і повинна була існувати завжди, тобто вічно і нескінченно.

Насправді, в 1781 філософ Іммануїл Кант написав незвичайну і дуже неясну роботу «Критика Чистого Розуму». У ній він привів однаково правильні доводи, обидва для віри, що Всесвіт мав початок, і що його не було. Як говорить назва роботи, висновки були засновані просто на причині. Іншими словами, не були взяті в рахунок спостереження про Всесвіт. Зрештою, в неменяющейся Всесвіті чи було що спостерігати?

Ніхто в сімнадцятих, вісімнадцятих, дев'ятнадцятих або ранніх двадцятих сторіччях, не вважав, що Всесвіт міг розвиватися згодом. Ньютон і Ейнштейн обидва пропустили шанс прогнозу, що Всесвіт міг би або скорочуватися, або розширятися. Не можна дійсно ставити це проти Ньютона через того, що він жив двісті п'ятдесят років перед відкриттям розширення Всесвіту. Але Ейнштейн повинен був знати це краще. Коли він сформулював теорію відносності, щоб перевірити теорію Ньютона з його власною спеціальною теорією відносності, він додав так звану «космічну константу». Вона являла собою відштовхуючий гравітаційний ефект, який міг би балансувати ефект тяжіння матеріалу у Всесвіті. Таким чином, було можливо мати статичну модель Всесвіту.

Эйнштейн пізніше сказав: «Космічна константа була найбільшою помилкою мого життя». Це сталося після спостережень віддалених галактик Едвіном Хабблом в 1920 році і показало, що вони переміщаються далеко від нас, з швидкостями, які були приблизно пропорційними їх відстані від нас. Іншими словами, Всесвіт не статичний, як раніше було прийнято думати: вона розширяється. Відстань між галактиками зростає згодом.

2. Вивчення Всесвіту.

Великий німецький вчений, філософ Іммануїл Кант (1724-1804) створив першу універсальну концепцію еволюціонуючого Всесвіту, збагативши картину її рівної структури, і представляв Всесвіт нескінченним в особливому значенні. Він обгрунтував можливості і значну імовірність виникнення такого Всесвіту виключно під дією механічних сил тяжіння і відштовхування. Кант спробував з'ясувати подальшу долю цього Всесвіту на всіх її масштабних рівнях, починаючи з планетної системи і кінчаючи миром туманності.

Эйнштейн здійснив радикальну наукову революцію, ввівши свою теорію відносності. Це було порівняльне просто, як і все геніальне. Йому не довелося заздалегідь відкрити нові явища, встановити кількісні закономірності. Він лише дав принципово нове пояснення.

Эйнштейн розкрив більш глибоке значення встановленої залежності, ефектів вже пов'язаних в деяку фізико-математичну систему (у вигляді постулатів Пуанкаре). Замінивши в цьому випадку теорію абсолютності простору і часу ідей їх відносності «Пуанкаре», яку тепер вже не зв'язували з ідеєю абсолютного в просторі, абсолютної системи відліку. Такий переворот знімав основну суперечність, що створювала кризову ситуацію, в теоретичному осмисленні дії. Більш того відкрився шлях для подальшого проникнення у властивості і закони навколишнього світу, настільки глибоко, що сам Ейнштейн не відразу усвідомив міру революційності своєї ідеї.

У статті від 30.06.1905 м., що заклала основи спеціальної теорії відносності, Ейнштейн, узагальнюючи принципи відносності Галілея, проголосив рівноправність всіх инерциальных систем відліку не тільки в механічних явищах, але також електромагнітних явищ.

Спеціальна або приватна теорія відносності Ейнштейна з'явилася результатом узагальнення механіки Галілея і електродинаміки Максвелла Лоренца. Вона описує закони всіх фізичних процесів при швидкостях руху близьких до швидкості світла.

Уперше принципово нові космологічні слідства загальної теорії відносності розкрив видатний математик і фізик - теоретик Олександр Фрідман (1888-1925 рр.). Виступивши в 1922-24 рр. він розкритикував виведення про те, що Всесвіт кінцевий і має форму четырехмерного циліндра. Эйнштейн зробив свій висновок, виходячи з припущення про стаціонарність Вселену, але Фрідман показав необгрунтованість його початкового постулату.

Фридман привів дві моделі Вселених. Невдовзі ці моделі знайшли дивно точне підтвердження в безпосередніх спостереженнях рухів далеких галактик в ефекті «червоного зміщення» в їх спектрах.

Цим Фрідман довів, що речовина у Всесвіті не може знаходитися в спокої. Своїми висновками Фрідман теоретично сприяв відкриттю необхідності глобальної еволюції Вселеної.

Існує декілька теорії еволюції. Теорія пульсуючого Всесвіту затверджує, що наш мир стався внаслідок гігантського вибуху. Але розширення Всесвіту не буде продовжуватися вічно, так як його зупинить гравітація.

По цій теорії наш Всесвіт розширяється протягом 18 млрд. років з часу вибуху. У майбутньому розширення повністю сповільниться, і станеться зупинка. А потім Всесвіт почне стискуватися доти, поки речовина знову не стиснеться і станеться новий вибух.

Теорія стаціонарного вибуху: згідно з нею Всесвіт не має ні початку, ні кінця. Вона весь час перебуває в одному і тому ж стані. Постійно йде утворення нового виру, щоб відшкодувати речовину галактиками, що віддаляються. Ось з цієї причини Всесвіт завжди однаковий, але якщо Всесвіт, початок якої поклав вибух, буде розширятися до нескінченності, то вона поступово охлаждаться і зовсім потухне.

Але поки жодна з цих теорій не доведена, так як на даний момент не існує ні яких точних доказів хоч би однієї з них.

3. Еволюція Всесвіту.

Процес еволюції Вселеної відбувається дуже повільно. Адже Всесвіт у багато разів старше за астрономію і взагалі людську культуру. Зародження і еволюція життя на землі є лише нікчемною ланкою в еволюції Вселеній. І все ж дослідження, проведені в нашому віці, прочинили завісу, що закриває від нас далеке минуле.

Сучасні астрономічні спостереження свідчать про те, що початком Всесвітом, приблизно десять мільярдів років тому, була гігантська вогненна куля, розжарена і щільний. Його склад вельми простий. Ця вогненна куля була настільки розжарена, що складався лише з вільних елементарних частинок, які стрімко рухалися, стикаючись один з одним.

На початковому етапі розширення Всесвіту з фотонів народжувалися частинки і античастинки. Цей процес постійно слабшав, що привело до вимирання частинок і античастинок. Оскільки анігіляція може відбуватися при будь-якій температурі, постійно здійснюється процес частинка + античастинка гамми-фотона при умові зіткнення речовини з антиречовиною. Процес матеріалізації гамма-фотон  частинка + античастинка міг протікати лише при досить високій температурі. Згідно з тим, як матеріалізація внаслідок температури розжареної речовини, що знижується припинилася, еволюцію Всесвіту прийнято розділяти на чотири ери: адронну, лептонну, фотонну і зіркову.

3.1. Адронна ера.

При дуже високих температурах і густині на самому початку існування Всесвіту матерія складалася з елементарних частинок. Речовина на самому ранньому етапі перебувала, передусім, з адронів, і тому рання ера еволюції Вселеної називається адронної, незважаючи на те, що в той час існували і лептони.

Через мільйонну частку секунди з моменту народження Всесвіту, температура Т впала на 10 биллионов Кельвінов(1013K). Середня кінетична енергія частинок kT і фотонів hν складала біля мільярда эв (103Мэв), що відповідає енергії спокою баріонів. У першу мільйонну частку секунди еволюції Вселеної відбувалася матеріалізація всіх баріонів необмежено, так само, як і анігіляція. Але після цього часу матеріалізація баріонів припинилася, оскільки при температурі нижче за 1013K фотони не володіли вже достатньою енергією для її здійснення. Процес анігіляції баріонів і антибаріонів продовжувався доти, поки тиск випромінювання не відділив речовину від антиречовини. Нестабільні гіперони (самі важкі з баріонів) в процесі мимовільного розпаду перетворилися в самі легкі з баріонів (протони і нейтрони). Так у Всесвіті зникла сама велика група баріонів - гіперони. Нейтрони могли далі розпадатися в протони, які далі не розпадалися, інакше б порушився закон збереження баріонного заряду. Розпад гіперонів відбувався на етапі з 10-6до 10.

До моменту, коли вік Всесвіту досяг однієї десятитысячной секунди (10-4с.), температура її знизилася до 1012K, а енергія частинок і фотонів представляла лише 100 Мев. Її не вистачало вже для виникнення самих легких адронів - пионов. Пионы, що існували раніше, розпадалися, а нові не могли виникнути. Це означає, що до того моменту, коли вік Всесвіту досяг 10-4с., в ній зникли всі мезони. На цьому і кінчається адронна ера, тому що пионы є не тільки самими легкими мезонами, але і найлегшими адронами. Ніколи після цього сильна взаємодія (ядерна сила) не виявлялася у Всесвіті в такій мірі, як в адронну еру, що тривала усього лише одну десятитысячную частку секунди.

3.2. Лептонна ера.

Коли енергія частинок і фотонів знизилася в межах від 100 Мев до 1 Мев, в речовині було багато лептонів. Температура була досить високою, щоб забезпечити інтенсивне виникнення електронів, позитронів і нейтрино. Баріони (протони і нейтрони), що пережили адронну еру, стали в порівнянні з лептонами і фотонами зустрічатися набагато рідше.

Лептонна ера починається з розпаду останніх адронів - пионов - в мюон і мюонне нейтрино, а кінчається через декілька секунд при температурі 1010K, коли енергія фотонів поменшала до 1 Мев і матеріалізація електронів і позитронів припинилася. Під час цього етапу починається незалежне існування електронного і мюонного нейтрино, які ми називаємо “реліктовими”. Весь простір Всесвіту наповнився величезною кількістю реліктового електронного і мюонного нейтрино. Виникає нейтринное море.

3.3. Фотонна ера або ера випромінювання.

На зміну лептонної ери прийшла ера випромінювання, як тільки температура Всесвіту знизилася до 1010K, а енергія гамма фотонів досягла 1 Мев, сталася тільки анігіляція електронів і позитронів. Нові электронно-позитронные пари не могли виникати внаслідок матеріалізації, тому, що фотони не володіли достатньою енергією. Але анігіляція електронів і позитронів продовжувалася далі, поки тиск випромінювання повністю не відділив речовину від антиречовини. Зі часу адронної і лептонної ери Всесвіт був заповнений фотонами. До кінця лептонної ери фотонів було в два мільярди разів більше, ніж протонів і електронів. Найважливішим складовим Всесвітом після лептонної ери стають фотони, причому не тільки по кількості, але і по енергії.

Для того щоб можна було порівнювати роль частинок і фотонів у Всесвіті, була введена величина густини енергії. Ця кількість енергії в 1 см3, точніше, середня кількість (виходячи з передумови, що речовина у Всесвіті розподілена рівномірно). Якщо скласти разом енергію hν всіх фотонів, присутніх в 1 см3, то ми отримаємо густину енергії випромінювання Er. Сума енергії спокою всіх частинок в 1 см3является середньою енергією речовини Em у Всесвіті.

Внаслідок розширення Всесвіту знижувалася густина енергії фотонів і частинок. З збільшенням відстані у Всесвіті в два рази, об'єм збільшився у вісім разів. Інакшими словами, густина частинок і фотонів знизилася у вісім разів. Але фотони в процесі розширення поводяться інакше, ніж частинки. У той час як енергія спокою під час розширення Всесвіту не міняється, енергія фотонів при розширенні меншає. Фотони знижують свою частоту коливання, немов «втомлюються» згодом. Внаслідок цього густина енергії фотонів (Er) падає швидше, ніж густина енергії частинок (Em). Переважання у Всесвіті фотонному складовому над складовою частинок (є у вигляду густина енергії) протягом ери випромінювання меншало доти, поки не зникло повністю. До цього моменту обидві складові прийшли в рівновагу, тобто (Er=Em). Кінчається ера випромінювання і разом з цим період «Великого вибуху». Так виглядав Всесвіт у віці приблизно 300 000 років. Відстані в той період були в тисячу разів коротше, ніж в цей час.

3.4. Зіркова ера.

Після «Великого вибуху» наступила тривала ера речовини, епоха переважання частинок. Ми називаємо її зірковою ерою. Вона продовжується з часу завершення «Великого вибуху» (приблизне 300 000 років) до наших днів. У порівнянні з періодом «Великого вибуху» її розвиток представляється неначе уповільненим. Це відбувається внаслідок низької густини і температури. Таким чином, еволюцію Всесвіту можна порівняти з фейєрверком, який закінчився. Залишилися іскри, що горять, попіл і дим. Ми стоїмо на захололому попелі, вдивляємося в старіючі зірки і згадуємо красу і блиск Всесвіту. Вибух суперновой або гігантський вибух галактики - нікчемні явища в порівнянні з великим вибухом.

4. Утворення Всесвіту.

4.1. Теорія «Великого вибуху».

«Великий вибух» продовжувався порівняно недовго, всього лише одну тридцатитысячную нинішнього віку Всесвіту. Незважаючи на стислість терміну, це все ж була сама славна ера Всесвіту. Ніколи після цього еволюція Всесвіту не була так стрімка, як на самому її початку, під час «Великого вибуху». Всі події у Всесвіті в той період торкалися вільних елементарних частинок, їх перетворень, народження, розпаду, анігіляції. Не треба забувати, що в так короткий час (усього лише декілька секунд) з багатої різноманітності видів елементарних частинок зникли майже всі: одні шляхом анігіляції (перетворення в гамму-фотони), інакші шляхом розпаду на самі легкі баріони (протони) і на самі легкі заряджені лептони (електрони).

У момент, який був названий «Великим вибухом», густина Всесвіту була рівна 1000 000 г/м3, а температура дорівнювала 1032степени градусів К. Етот момент був названий точкою сингулярности, тобто була точка, був початок, виникла маса, абсолютний простір і всі закони, яким зараз підкоряється Всесвіт.

Якщо вийти з фактів, то теорія «Великого вибуху» здається дуже переконливої, але оскільки ми досі не знаємо, що ж було до нього, це напускає небагато туману на цю проблему. Але все-таки наука просунулася набагато далі, чим це було раніше і як будь-яка революційна теорія, теорія «Великого вибуху» дає хороший поштовх розвитку наукової думки.

4.2. Антропный принцип.

Антропный (людський) принцип першим сформулював в 1960 році Ігліс Г.И., але він є як би неофіційним його автором. А офіційним автором був вчений по прізвищу Картер.

Антропный принцип говорить про те, що на початку Всесвіті був план світобудови, вінцем цього плану є виникнення життя, а вінцем життя - людина. Антропный принцип дуже добре укладається в релігійну концепцію програмування життя.

Антропный принцип затверджує, що Всесвіт такий, який вона є тому, що є спостерігач або ж він повинен з'явитися на певному етапі розвитку. У доказ творці цієї теорії приводять дуже цікаві факти. Це критичність фундаментальних констант і збіг великих чисел.

Розглянемо перший факт.

Фундаментальними константами називаються:

швидкість світла - З; постійна Планка - h;

заряд електрона - е; маса електрона - me;

маса протона - mp; маса нейтрона - mn;

середня густина у Всесвіті; гравітаційна постійна;

електромагнітна постійна.

Виходячи з цих констант, виявили їх взаємозв'язок:

між масою протона, електрона і нейтрона:

mp - mn > me; me = 5,5x10 г/моль; mp-mn = 13,4x10 г/моль.

а також критичність значень густини у Всесвіті:

q = 10 г/см

якщо q > 10, то Всесвіт пульсуючий

якщо q

Тепер розглянемо збіг великих чисел (фундаментальних констант):

rвселенной/re = 10; τ/re = 10; qe/qвселенной= 10;

τ- вік утворення Всесвіту

Вік утворення Всесвіту був запрограмований в момент «Великого вибуху» і визначається як 15-20 млрд. років.

Як ми бачимо з всього вище викладеного, сам факт зв'язку фундаментальних констант незаперечний. Вони повністю взаємопов'язані і їх найменша зміна приведе до повного хаосу. Те, що такий явний збіг і навіть можна сказати закономірність існує, дає цій, безумовно цікавій теорії шанси на життя. Хоч наука і не визнає її, але в зв'язку з тією невизначеністю і суперечністю, яка існує в самій науці, цю теорію не можна списувати з рахунків.

Протягом десяти мільярдів років після «Великого вибуху» найпростіша безформна речовина поступово перетворювалася в атоми, молекули, кристали, породи, планети. Народжувалися зірки, системи, що складаються з величезної кількості елементарних частинок з вельми простою організацією. На деяких планетах могли виникнути форми життя.

5. Галактики і структура Всесвіту.

Галактики стали предметом космогонических досліджень з 20-х років нашого віку, коли була надійно встановлена їх дійсна природа. І виявилося, що це не туманності, тобто не хмари газу і пилу, що знаходяться неподалеку від нас, а величезні зіркові світи, лежачі на дуже великих відстанях від нас. Відкриття і дослідження в області космології прояснили в останні десятиріччя багато що з того, що стосується предыстории галактик і зірок, фізичного стану розрядженої речовини, з якого вони формувалися в дуже далекі часи. У основі всієї сучасної космології лежить одна фундаментальна ідея - висхідна до Ньютону ідея гравітаційної нестійкості. Речовина не може залишатися однорідно розсіяною в просторі, бо взаємне тяжіння всіх частинок речовини прагне створити в ньому сгущения тих або інакших масштабів і маси. У ранньому Всесвіті гравітаційна нестійкість посилювала спочатку дуже слабу нерегулярність в розподілі і русі речовини і в певну епоху привела до виникнення сильних неоднорідностей: «млинців» - протоскоплений. Межами цих шарів ущільнення служили ударні хвилі, на фронтах яких спочатку не обертальне, безвихревое рух речовини придбавало завихренность. Розпад шарів на окрему сгущения також відбувався, мабуть, через гравітаційну нестійкість, і це дало початок протогалактикам. Багато Хто з них виявлявся такими, що швидко обертаються завдяки завихренному стану речовини, з якого вони формувалися. Фрагментація протогалактических хмар внаслідок їх гравітаційної нестійкості вела до виникнення перших зірок, і хмари перетворювалися в зіркові системи - галактики. Ті з них, які володіли швидким обертанням, придбавали через це двухкомпонентную структуру - в них формувалися гало більш або менш сферичної форми і диск, в якому виникали спіральні рукава, де і досі продовжується народження зірок. Протогалактики, у яких обертання було повільніше або зовсім був відсутній, перетворювалися в еліптичні або неправильні галактики. Паралельно з цим процесом відбувалося формування крупномасштабний структури Вселеної - виникали сверхскопления галактик, які, сполучаючись своїми краями, утворювали подібність осередків або бджолиних стільники; їх вдалося розпізнати в останні роки.

5.1. Класифікація галактик.

Зовнішній вигляд галактик надзвичайно різноманітний, і деякі з них дуже мальовничі. Эдвин Пауелла Хаббл (1889-1953), видатний американський астроном - спостерігач, обрав самий простий метод класифікації галактик на зовнішній вигляд. І треба сказати, що хоч надалі іншими видатними дослідниками були внесені розумні припущення по класифікації, первинна система, виведена Хабблом, як і раніше залишається основою класифікації галактик.

У 20-30 рр. XX віку Хаббл розробив основи структурної класифікації галактик - гігантських зіркових систем, згідно якою розрізнюють три класи галактик:

1) Спіральні галактики «spiral» - характерні двома порівняно яскравими гілками, розташованими по спіралі. Гілки виходять або з яскравого ядра (означаються - S), або з кінців світлої перемички, що перетинає ядро (означаються - SB).

Спіральні галактики є, можливо, навіть самими мальовничими об'єктами у Всесвіті. У еліптичних галактик зовнішній вигляд говорить про статичности, стаціонарність. Спіральні галактики навпаки виявляють собою приклад динаміки форми. Їх красиві гілки, що виходять з центрального ядра і як би втрачаючі контури за межами галактики, вказує на могутній стрімкий рух. Вражає також різноманіття форм і малюнків гілок. Як правило, у галактики є дві спіральні гілки, що беруть початок в протилежних точках ядра, що розвиваються схожим симетричним образом і периферії, що втрачаються в протилежних областях, галактики. Однак відомі приклади більшого, ніж двох числа спіральних гілок в галактиці. У інших разах спіралі дві, але вони нерівні - одна значно більш розвинена, ніж друга. У спіральних галактиках поглинаюча світло пылевое речовина є в більшій кількості. Воно складає від трохи тисячних до сотої частки повної їх маси. Внаслідок концентрації пылевого речовини до екваторіальної площини, воно утворить темну смугу у галактик, повернених до нас ребром і що мають вигляд веретена.

По мірі клочковатости гілок спіральні галактики розділяються на подтипы А, В, C. У перших з них - гілки аморфні, у других - декілька клочковаты, у третіх - дуже клочковаты, а ядро завжди неяскраве і мале.

Представник - галактика М82 в сузір'ї Б. Медведіци, не має чітких контурів, і складається в основному з гарячих блакитних зірок і розігрітих ними газових хмар. М82 знаходиться від нас на відстані 6.5 мільйонів світлових років. Можливо, біля мільйона років тому в центральній її частині стався могутній вибух, внаслідок якого вона набула сьогоднішньої форми.

Спіральна галактика М51 в сузір'ї Гончих Псів - одна з самих дивних спіральних зіркових систем. Відстань до них складає біля 8 мільйонів світлових років. Потовщення на кінці спіральної гілки - це самостійна неправильна галактика. Окремі яскраві зірки знаходяться в нашій галактиці.

2) Еліптичні галактики «elliptical» (означаються - Е) - такі, що мають форму еліпсоїдів.

Еліптичні галактики зовні невиразні. Вони мають вигляд гладких еліпсів або кіл з поступовим круговим зменшенням яскравості від центра до периферії. Ні яких додаткових частин у них немає, тому що Еліптичні галактики складаються із зірок другого типу населення. Вони побудовані із зірок червоних і жовтих гігантів, червоних і жовтих карликів і деякої кількості білих зірок не дуже високої світлості. Відсутні біло-блакитні сверхгиганты і гіганти, угруповання яких можна спостерігати у вигляді яскравих згустків, що додають структурность системі, немає пиловий матерії, яка, в тих галактиках, де вона є, створює темні смуги, що відтіняють форму зіркової системи. Обертання виявлене лише у найбільш стислих з них. Космічного пилу в них, як правило, немає, чим вони відрізняються від неправильних і особливо спіральних галактик, в яких поглинаюча світло пылевое речовина є у великій кількості. Зовні еліптичні галактики відрізняються один від одного в основному однією межею - великим або меншим стисненням.

Представник - кільцева туманність в сузір'ї Ліри знаходиться на відстані 2100 світлових років від нас і складається з світлового газу, навколишнього центральну зірку. Ця оболонка утворилася, коли постаріла зірка скинула газові покривала, і вони спрямувалися в простір. Зірка стислася і перейшла в стан білого карлика, по масі порівнянного з нашим сонцем, а по розміру з Землею.

3) Іррегулярні (неправильні) «irregular» (означаються - I) - такі, що володіють неправильними формами.

Перераховані досі типи галактик характеризувалися симетричність форм певним характером малюнка. Але зустрічаються велике число галактик неправильної форми. Без якої-небудь закономірності структурної будови.

Неправильна форма у галактики можливо, внаслідок того, що вона не встигла прийняти правильної форми через малу густину в ній матерії або через молодий вік. Є і інша можливість: галактика може стати неправильної внаслідок спотворення форми внаслідок взаємодії з іншою галактикою. Мабуть, ці обидва випадки зустрічаються серед неправильних галактик, і може бути з цим пов'язано розділення неправильних галактик на 2 подтипа.

Подтип IIхарактеризуется порівняно високою поверхнею, яскравістю і складністю неправильної структури. Французький астроном Вакулер в деяких галактиках цього подтипа, наприклад, Магелланових хмарах, виявив ознаки спіральної зруйнованої структури.

Неправильні галактики іншого подтипа III, що означається, відрізняються дуже низькою поверхнею і яскравістю. Ця межа виділяє їх з середи галактик всіх інших типів. У той же час вона перешкоджає виявленню цих галактик, внаслідок чого вдалося виявити тільки декілька галактик подтипа IIIрасположенных порівняно близько (галактика в сузір'ї Лева).

Представники - Велика Магелланово Хмара знаходиться на відстані 165000 світлових років і, таким чином, є найближчою до нас галактикою порівняно невеликого розміру, поруч з нею розташована галактика поменше - Мала Магелланово Хмара. Обидві вони - супутники нашої галактики.

Подальші спостереження показали, що описана класифікація недостатня, щоб систематизувати все різноманіття форм і властивостей галактик. Так, були виявлені галактики, що займають в деякому розумінні проміжне положення між спіральними і еліптичними галактиками (означаються - So). Ці галактики мають величезне центральне згущення і навколишній його плоский диск, але спіральні гілки відсутні. У 60-х роках ХХ віку були відкриті численні пальцеобразные і дисковидные галактики з всіма градаціями великої кількості гарячих зірок і пилу.

Ще в 30-х роках ХХ віку були відкриті еліптичні карликові галактики в сузір'ях Печення і Скульптора з надто низькою поверхневою яскравістю, настільки малою, що ці, одні з найближчих до нас, галактик навіть в центральній своїй частині насилу видно на фоні неба.

З іншого боку, на початку 60-х років ХХ віку була відкрита безліч далеких компактних галактик, з яких найбільш далекі на свій вигляд невідмітні від зірок навіть в найсильніші телескопи. Від зірок вони відрізняються спектром, в якому видно яскраві лінії випромінювання з величезними червоними зміщеннями, відповідними таким великим відстаням, на яких навіть самі яскраві одиночні зірки не можуть бути видно. На відміну від звичайних далеких галактик, які, через поєднання істинного розподілу енергії в їх спектрі і червоного зміщення виглядають червонуватими, найбільш компактні галактики (квазозвездными, що називаються також галактиками) мають голубуватий колір. Як правило, ці об'єкти в сотні разів яскравіше звичайних сверхгигантских галактик, але є і більш слабі.

У багатьох галактик виявлене радіовипромінювання нетеплової природи, виникаюче, згідно з теорією російського астронома І.С. Шкловського, при гальмуванні в магнітному полі електронів і більш важких заряджених частинок, рухомих з швидкостями, близькими до швидкості світла (так зване синхотронное випромінювання). Такі швидкості частинки отримують внаслідок грандіозних вибухів всередині галактик.

Великий інтерес представляють так звані галактики Сейферта. У спектрах їх невеликих ядер є багато дуже широких яскравих смуг, що свідчать про могутні викиди газу з їх центра з швидкостями, що досягають декілька тисяч км/січеного. У деяких галактиках Сейферта виявлене дуже слабе нетеплове радіовипромінювання. Не виключено, що і оптичне випромінювання таких ядер, як і в квазарах, зумовлене не зірками, а також має нетеплову природу. Можливо, що могутнє нетеплове радіовипромінювання - тимчасовий етап в розвитку квазозвездных галактик.

Не пояснені ще також причини утворення так званих взаємодіючих галактик, виявлених в 1957-58 роках радянським астрономом Б.А. Воронцовым-Вильяминовым. Це пари або тісні групи галактик, в яких один або трохи членів мають явні спотворення форми, додатки; іноді вони занурені в загальний світловий туман. Спостерігаються такі тонкі перемички, що з'єднують пару галактик, і "хвости", направлені геть від сусідньої галактики, як би що відштовхуються нею. Перемички іноді бувають двійчастими, що свідчать про те, що спотворення форм взаємодіючих галактик не можуть бути пояснені приливними явищами. Часто велика галактика однієї з своїх гілок, іноді деформованої, сполучається зі супутником. Всі ці деталі, подібно самим галактикам, складаються із зірок і іноді дифузної матерії.

Компактні далекі галактики, що володіють могутнім нетепловим радіовипромінюванням, називаються N-галактиками.

Зореподібні джерела з таким радіовипромінюванням, називаються квазарами (квазозвездными радиоисточниками), а галактики, що володіють могутнім радіовипромінюванням і маючі помітні кутові розміри, - радиогалактиками. Всі ці об'єкти надзвичайно далекі від нас, що утрудняє їх вивчення. Радиогалактики, що мають особливо могутнє нетеплове радіовипромінювання, володіють переважно еліптичною формою, зустрічаються і спіральні.

Близькі до нас радиогалактики вивчені повніше, зокрема методами оптичної астрономії. У деяких з них виявлені поки ще не пояснені до кінця особливості. Так, в еліптичній галактиці Цента А виявлена надзвичайно могутня темна смуга вдовж її діаметра. Ще одна радиогалактика складається з двох еліптичних галактик, близьких один до одного і сполучених перемичкою, що складається із зірок.

При вивченні неправильної галактики М82 в сузір'ї Великої Ведмедиці американські астрономи А. Сандж і Ц. Ліндс в 1963 році прийшли до висновку, що в її центрі біля 1,5 мільйонів років тому стався грандіозний вибух, внаслідок якого у всі сторони з швидкістю біля 1000 км/з були викинені струмені гарячого водня.

Опір міжзоряної середи перешкодив поширенню струменів газу в екваторіальній площині, і вони потекли переважно в двох противоположенных напрямах вдовж осі обертання галактики. Цей вибух, мабуть, породив і безліч електронів з швидкостями, близькими до швидкості світла, які з'явилися причиною нетеплового радіовипромінювання.

Задовго до виявлення вибуху в М82 для пояснення інших численних фактів радянський астроном В.А. Амбарцумян висунув гіпотезу про можливість вибухів в ядрах галактик. На його думку, така речовина і зараз знаходиться в центрі деяких галактик, і воно може ділитися на частині при вибухах, які супроводяться сильним радіовипромінюванням.

Таким чином, радиогалактики - це галактики, у яких ядра знаходяться в процесі розпаду. Викинені щільні частини, продовжують дробитися, можливо, утворять нові галактики - сестри, або супутники галактик меншої маси. При цьому швидкості розльоту уламків можуть досягати величезних значень. Дослідження показали, що багато які групи і навіть скупчення галактик розпадаються: їх члени необмежено віддаляються, один від одного, як якби вони всі були породжені вибухом.

5.2. Структура Всесвіту.

З виникненням атомів водня починається зіркова ера - ера частинок, точніше говорячи, ера протонів і електронів.

Всесвіт вступає в зіркову еру в формі водневого газу з величезною кількістю світлових і ультрафіолетових фотонів. Водневий газ розширявся в різних частинах Всесвіту з різною швидкістю. Неоднакової була також і його густина. Він утворював величезні згустки, у багато мільйонів світлових років. Маса таких космічних водневих згустків була в сотні тисяч, а те і в мільйони разів більше, ніж маса нашої теперішньої Галактики. Розширення газу всередині згустків йшло повільніше, ніж розширення розрідженого водня між самими сгущениями. Пізніше з окремих дільниць за допомогою власного тяжіння утворилися сверхгалактики і скупчення галактик. Отже, найбільші структурні одиниці Вселеної - сверхгалактики - є результатом нерівномірного розподілу водня, який відбувався на ранніх етапах історії Вселеної.

Колосальні водневі сгущения - зародки сверхгалактик і скупчень галактик - повільно оберталися. Всередині їх утворювалися вихори, схожі на вири. Їх діаметр досягав приблизно ста тисяч світлових років. Ми називаємо ці системи протогалактиками, тобто зародками галактик. Незважаючи на свої неймовірні розміри, вихори протогалактик були усього лише нікчемною частиною сверхгалактик і по розміру не перевищували одну тисячну сверхгалактики. Сила гравітації утворювала з цих вихорів системи зірок, які ми називаємо галактиками. Деякі з галактик досі нагадують нам гігантське завихрення.

Астрономічні дослідження показують, що швидкість обертання завихрення зумовила форму галактики, що народилася з цього вихору. Виражаючись науковою мовою, швидкість осьового обертання визначає тип майбутньої галактики. З вихорів, що повільно обертаються виникли еліптичні галактики, в той час як з тих, що швидко обертаються народилися сплюснені спіральні галактики.

Густина розподілу зірок в просторі зростає з наближенням до екваторіальної площини спіральних галактик. Ця площина є площиною симетрії системи, і більшість зірок при своєму обертанні навколо центра галактики залишається поблизу неї; періоди звертання становлять 107- 109лет. При цьому внутрішні частини обертаються як тверде тіло, а на периферії кутова і лінійна швидкості звертання убувають з видаленням від центра. Однак в деяких випадках те, що знаходиться всередині ядра ще менше ядрышко («керн») обертається швидше усього. Аналогічно обертаються і неправильні галактики, що є також плоскими зірковими системами.

Зірки у Всесвіті об'єднані в гігантські Зіркові системи, звані галактиками. Зіркова система, в складі якої, як рядова зірка знаходиться наше Сонце, називається Галактикою.

Число зірок в галактиці порядку 1012(трильйона). Молочний шлях, світла срібляста смуга зірок оперізує все небо, становлячи основну частину нашої Галактики. Молочний шлях найбільш яскравий в сузір'ї Стрільця, де знаходяться самі могутні хмари зірок. Найменше яскравий він в протилежній частині неба. З цього неважко вивести висновок, що сонячна система не знаходиться в центрі Галактики, який від нас видно в напрямі сузір'я Стрільця. Чим далі від площини Молочного Шляху, тим менше там слабих зірок і тим менш далеко в цих напрямах тягнеться зіркова система. Загалом, наша Галактика займає простір, що нагадує лінзу або сочевицю, якщо дивитися на неї збоку. Розміри Галактики були намічені по розташуванню зірок, які видно на великих відстанях. Це цефиды і гарячі гіганти. Діаметр Галактики приблизно рівний 3000 пк (Парсек (пк) - відстань, з яким велика напіввісь земної орбіти, перпендикулярна променю зору, видно під кутом в 1”. 1 Парсек = 3,26 світлового року = 206265 а.е. = 3*1013км.) або 100000 світлових років (світловий рік - відстань пройдена світлом протягом року), але чіткої межі у неї немає, тому що зіркова густина поступово сходить на немає.

У центрі галактики розташоване ядро діаметром 1000-2000 пк - гігантське ущільнене скупчення зірок. Воно знаходиться від нас на відстані майже 10000 пк (30000 світлових років) в напрямі сузір'я Стрільця, але майже цілком приховано щільною завісою хмар, що перешкоджає візуальним і звичайним фотографічним спостереженням цього найцікавішого об'єкта Галактики. До складу ядра входить багато червоних гігантів і короткопериодических цефид.

Зірки верхньої частини головної послідовності, а особливо сверхгиганты і класичні цефиды, складають молоді населення. Воно розташовується далі від центра і утворить порівняно тонкий шар або диск. Серед зірок цього диска знаходиться пылевая матерія і хмари газу. Субкарлики і гіганти утворять навколо ядра і диска Галактики сферичну систему.

Маса нашої галактики оцінюється зараз різними способами, рівна 2*1011масс Сонця (маса Сонця рівна 2*1030кг.) причому 1/1000 її укладена в міжзоряному газі і пилі. Маса Галактики в Андромеде майже така ж, а маса Галактики в Трикутнику оцінюється в 20 раз менше. Поперечник нашої галактики становить 100000 світлових років. Шляхом копіткої роботи астроном В.В. Кукарін в 1944 р. знайшов вказівки на спіральну структуру галактики, причому виявилося, що ми живемо між двома спіральними гілками, бідному зірками.

У деяких місцях на небі в телескоп, а подекуди навіть неозброєним оком можна розрізнити тісні групи зірок, пов'язані взаємним тяжінням, або зіркові скупчення.

Існує два вигляду зіркових скупчень: розсіяні і кульові.

Розсіяні скупчення складаються звичайно з десятків або сотень зірок головної послідовності і сверхгигантов зі слабою концентрацією до центра.

Кульові ж скупчення складаються звичайно з десятків або сотень зірок головної послідовності і червоних гігантів. Іноді вони містять короткопериодические цефеиды. Розмір розсіяних скупчень - трохи парсек. Приклад їх скупчення Глади і Плеяди в сузір'ї Тельця. Розмір кульових скупчень з сильною концентрацією зірок до центра - десяток парсек. Відомо більше за 100 кульових і сотні розсіяних скупчень, але в Галактиці останніх повинне бути десятки тисяч.

Крім зірок в склад Галактики входить ще розсіяна матерія, надзвичайно розсіяна речовина, що складається з міжзоряного газу і пилу. Воно утворить туманності. Туманності бувають дифузними (клочковатой форми) і планетарними. Світлі вони тому, що їх освітлюють сусідні зірки. Приклад: газопылевая туманність в сузір'ї Оріона і темна пылевая туманність Кінська голова.

Відстань до туманності в сузір'ї Оріона дорівнює 500 пк, діаметр центральної частини туманності - 6 пк, маса приблизно в 100 раз більше маси Сонця.

У Всесвіті немає нічого єдиного і неповторного в тому значенні, що в ній немає такого тіла, такого явища, основні і загальні властивості якого не були б повторювані в іншому тілі, іншими явищами.

6. Висновок.

Відкриття багатоманітних процесів еволюції в різних системах і тілах, що становлять Всесвіт, дозволило вивчити закономірності космічної еволюції на основі спостережливих даних і теоретичних розрахунків.

Як одна з найважливіших задач розглядається визначення віку космічних об'єктів і їх систем. Оскільки в більшості випадків важко вирішити, що треба вважати і розуміти під «моментом народження» тіла або системи, то, для встановлення віку застосовують два параметри:

час, протягом якого система вже знаходиться в стані, що спостерігається;

повний час життя даної системи від моменту її появи. Очевидно, що друга характеристика може бути отримана тільки на основі теоретичних розрахунків.

Звичайно першу з висловлених величин називають віком, а другу - часом життя.

Факт взаємного видалення галактик, що становлять метагалактики свідчить про те, що деякий час тому вона знаходилася в якісно інакшому стані і була більш щільною.

Найбільш вірогідне значення постійної Хаббла (коефіцієнта пропорційності, зв'язуючого швидкості видалення внегалактических об'єктів і відстань до них становляче 60 км/січеним - мегапарсек), приводить до значення часу розширення метагалактики до сучасного стану 17 млрд. років.

З всіх вищеперелічених доказів можна з упевненістю зробити висновок: Всесвіт еволюціонує, бурхливі процеси відбувалися в минулому, відбуваються зараз і будуть відбуватися в майбутньому.

Наші дні з повною основою називають золотим віком астрофізики - чудові і частіше за все несподівані відкриття в світі зірок слідують зараз одне за іншим. Сонячна система стала останнім часом предметом прямих експериментальних, а не тільки спостережливих досліджень. Польоти міжпланетних космічних станцій, орбітальних лабораторій, експедиції на Місяць принесли безліч нових конкретних знань про Землю, навколоземний простір, планети, Сонце. Ми живемо в епоху разючих наукових відкриттів і великих свершений. Самі неймовірні фантазії несподівано швидко реалізовуються. З давніх пір люди мріяли розгадати таємниці Галактик, розкиданих в безмежних просторах Всесвіту. Доводиться тільки здивовуватися, як швидко наука висуває різні гіпотези і тут же їх спростовує. Однак астрономія не стоїть на місці: з'являються нові способи спостереження, модернізуються старі. З винаходом радіотелескопів, наприклад, астрономи можуть «заглянути» на відстані, які ще в 40-x. роках ХХ сторіччя здавалися недоступними. Однак треба собі ясно представити величезну величину цього шляху і ті колосальні труднощі, з якими ще має бути зустрітися на шляху до зірок.

Вивчення Всесвіту, навіть тільки відомого нам її частини є грандіозною задачею. Щоб отримати ті відомості, якими мають в своєму розпорядженні сучасні вчені, знадобилися труди безлічі поколінь.

Всесвіт нескінченний у часі і просторі. Кожна частинка Всесвіту має свій початок і кінець, як у часі, так і в просторі, але весь Всесвіт нескінченний і вічний так, як вона є вічно самодвижущейся матерією.

Всесвіт - це все існуюче. Від найдрібніших пылинок і атомів до величезних скупчень речовини зіркових світів і зіркових систем. Тому не буде помилкою сказати, що будь-яка наука, так чи інакше, вивчає Всесвіт, точніше, ті або інакші її сторони. Хімія вивчає мир молекул, фізика - мир атомів і елементарних частинок, біологія - явища живою природи. Але існує наукова дисципліна, об'єктом дослідження якої служить сам Всесвіт або «Всесвіт як ціле». Це особлива галузь астрономії так звана космологія. Космологія - вчення про Всесвіт загалом, що включає в себе теорію всієї охопленої астрономічними спостереженнями області.

7. Список літератури.

Казютинский В.В. «Вселена, Астрономія, Філософія» - Москва: «Знання», 1972.

Левитан С.П. «Астрономія» - Москва: «Освіта», 1994.

Комарів В.Н. «Захоплююча астрономія» - Москва: «Наука», 1968.

Воронцов-Вельяминов Б.А. «Нариси про Всесвіт» - Москва: «Наука», 1976.

Воронцов-Вельяминов Б.А. «Всесвіт» - Москва: «Державне видавництво технико-теоретичної літератури», 1974.

Новиков И.Д. «Еволюція Всесвіту» - Москва: «Наука», 1983.

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