Ukratko o evoluciji i strukturi galaksija. Struktura i evolucija galaksije. Lokalna grupa galaksija. Galaksija Mlečni put
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
Objavljeno na http://www.allbest.ru/
Nedržavna obrazovna institucija
visoko stručno obrazovanje
SAŽETAK
prema konceptu savremene prirodne nauke
na temu: “Evolucija i struktura galaksije”
Moskva 2013
Uvod
1. Evolucija galaksija
2. Struktura galaksija
3. Struktura naše galaksije (Mliječni put)
Zaključak
Bibliografija
Uvod
Trenutno ne postoji zadovoljavajuća teorija o nastanku i evoluciji galaksija. Postoji nekoliko suprotstavljenih hipoteza koje objašnjavaju ovaj fenomen, ali svaka ima svoje ozbiljne probleme. Prema hipotezi o inflaciji, nakon pojave prvih zvijezda u svemiru, započeo je proces njihovog gravitacijskog ujedinjenja u jata, a zatim u galaksije. Nedavno je ova teorija dovedena u pitanje. Moderni teleskopi su u stanju da "gledaju" toliko daleko da vide objekte koji su postojali otprilike 400 hiljada godina nakon Velikog praska. Otkriveno je da su u to vrijeme već postojale potpuno formirane galaksije. Pretpostavlja se da je između pojave prvih zvijezda i gore navedenog perioda razvoja svemira prošlo premalo vremena, a prema teoriji Velikog praska, galaksije jednostavno ne bi imale vremena da se formiraju.
Druga uobičajena hipoteza je da se kvantne vibracije stalno javljaju u vakuumu. Dogodili su se i na samom početku postojanja Univerzuma, kada je bio u toku proces inflatornog širenja Univerzuma, širenja superluminalnom brzinom. To znači da su se same kvantne fluktuacije proširile (od latinskog fluctuatio - oscilacija), i to do veličina koje su bile možda mnogo, mnogo puta veće od njihove početne veličine. One od njih koje su postojale u trenutku prestanka inflacije ostale su “napuhane” i tako se ispostavile kao prve gravitirajuće nehomogenosti u Univerzumu. Ispostavilo se da je materija imala oko 400 hiljada godina da se podvrgne gravitacionoj kompresiji oko ovih nehomogenosti i formira gasne magline. A onda je počeo proces nastanka zvijezda i transformacije maglina u galaksije.
1. Evolucija galaksija
Formiranje galaksija se smatra prirodnim stadijem u evoluciji Univerzuma, koji se dešava pod uticajem gravitacionih sila. Očigledno, prije oko 14 milijardi godina počelo je odvajanje protoklastera u primarnoj tvari (proto od grčkog - prvi). U protoklasterima su grupe galaksija razdvojene u toku različitih dinamičkih procesa. Raznolikost oblika galaksija povezana je sa raznovrsnošću početnih uslova za formiranje galaksija. Skupljanje galaksije traje oko 3 milijarde godina. Za to vreme, oblak gasa se transformiše u zvezdani sistem. Zvijezde nastaju gravitacijskim sabijanjem oblaka plina. Kada centar komprimovanog oblaka dostigne gustinu i temperaturu dovoljnu da se termonuklearne reakcije efikasno odvijaju, zvezda se rađa. U dubinama masivnih zvijezda dolazi do termonuklearne fuzije hemijskih elemenata težih od helijuma. Ovi elementi ulaze u primarno vodonik-helijumsko okruženje tokom zvezdanih eksplozija ili tokom tihog odliva materije sa zvezdama. Elementi teži od gvožđa nastaju tokom ogromnih eksplozija supernove. Dakle, zvijezde prve generacije obogaćuju primarni plin hemijskim elementima težim od helijuma. Ove zvijezde su najstarije i sastoje se od vodonika, helijuma i vrlo malih količina teških elemenata. Kod zvijezda druge generacije primjesa teških elemenata je uočljivija, jer se formiraju od primarnog plina koji je već obogaćen teškim elementima. Proces rađanja zvijezda odvija se uz kontinuiranu kompresiju galaksije, tako da se formiranje zvijezda događa sve bliže centru sistema, a što je bliže centru, to bi u zvijezdama trebalo biti više teških elemenata. Ovaj zaključak se dobro slaže sa podacima o obilju hemijskih elemenata u zvezdama u oreolu naše Galaksije i eliptičnih galaksija. U rotirajućoj galaksiji, zvijezde budućeg oreola se formiraju u ranijoj fazi kontrakcije, kada rotacija još nije utjecala na ukupni oblik galaksije.
Dokaz ove ere u našoj galaksiji su kuglasta zvezdana jata. Kada kompresija protogalaksije prestane, kinetička energija nastalih zvijezda diska jednaka je energiji kolektivne gravitacijske interakcije. U ovom trenutku stvaraju se uslovi za formiranje spiralne strukture, a rađanje zvijezda se događa u spiralnim granama, u kojima je plin prilično gust. Ovo su zvijezde treće generacije. To uključuje naše Sunce. Rezerve međuzvjezdanog plina se postepeno iscrpljuju, a rađanje zvijezda postaje manje intenzivno. Za nekoliko milijardi godina, kada se iscrpe sve rezerve gasa, spiralna galaksija će se pretvoriti u lentikularnu galaksiju, koja se sastoji od slabih crvenih zvijezda. Eliptične galaksije su već u ovoj fazi: sav gas u njima je potrošen prije 10-15 milijardi godina. Starost galaksija je otprilike starost Univerzuma. Jedna od tajni astronomije ostaje pitanje šta su jezgra galaksija. Vrlo važno otkriće je da su neke galaktičke jezgre aktivne. Ovo otkriće bilo je neočekivano. Ranije se vjerovalo da galaktičko jezgro nije ništa drugo do skup stotina miliona zvijezda. Ispostavilo se da se i optička i radio emisija nekih galaktičkih jezgara može promijeniti tokom nekoliko mjeseci. To znači da se u kratkom vremenu iz jezgara oslobađa ogromna količina energije, stotine puta veća od one koja se oslobađa tokom eksplozije supernove. Takva jezgra nazivaju se "aktivnim", a procesi koji se u njima odvijaju nazivaju se "aktivnošću". Godine 1963. otkriveni su objekti novog tipa koji se nalaze izvan granica naše galaksije. Ovi objekti imaju izgled zvijezde. Vremenom su otkrili da je njihov sjaj više desetina puta veći od sjaja galaksija! Najnevjerovatnije je da se njihova svjetlina mijenja. Snaga njihovog zračenja je hiljadama puta veća od snage aktivnih jezgara. Ovi objekti su nazvani kvazari. Danas se vjeruje da su jezgra nekih galaksija kvazari.
Naučnici su počeli ozbiljno pristupati problemu evolucije galaksija sredinom 1940-ih. Ove godine obilježile su važna otkrića u zvezdanoj astronomiji. Bilo je moguće saznati da među zvjezdanim jatima, otvorenim i loptastim, ima mladih i starih, a naučnici su čak uspjeli procijeniti njihovu starost. Bilo je potrebno izvršiti svojevrsni popis stanovništva u galaksijama različitih tipova i uporediti rezultate. U kojim galaksijama (eliptičnim ili spiralnim), u kojim klasama galaksija preovlađuju mlađe ili starije zvijezde. Takva studija bi dala jasnu indikaciju smjera evolucije galaksija i omogućila bi pojašnjenje evolucijskog značenja Hablove klasifikacije galaksija. Ali prvo, astronomi su trebali otkriti brojčanu vezu između različitih tipova galaksija. Direktno proučavanje fotografija snimljenih na opservatoriji Mount Wilson omogućilo je Hubbleu da dobije sljedeće rezultate: eliptične galaksije - 23%, spiralne galaksije - 59%, spiralne s prečkama - 15%, nepravilne - 3%.
Astrofizičar Edwin Powell Hubble predložio je zanimljivu klasifikaciju galaksija 1926. godine i poboljšao je 1936. Ova klasifikacija se zove "Hubble tuning fork". Sve do svoje smrti 1953. Hubble je poboljšao svoj sistem, a nakon njegove smrti to je učinio američki astronom Allan Rex Samndige, koji je 1961. godine uveo značajne inovacije u Hubble sistem. zvezda galaksije tamne materije mliječni put
Međutim, 1948. godine astronom Jurij Nikolajevič Efremov obradio je podatke iz kataloga galaksija američkog astronoma Harlowa Shapleya i NASA istraživačkog centra. Amesa i došao do sljedećih zaključaka: eliptične galaksije su u prosjeku 4 magnitude slabije od spiralnih galaksija po apsolutnoj veličini. Među njima ima mnogo patuljastih galaksija. Ako uzmemo u obzir ovu okolnost i preračunamo broj galaksija po jedinici volumena, ispada da ima otprilike 100 puta više eliptičnih galaksija nego spiralnih. Većina spiralnih galaksija su džinovske galaksije, a većina eliptičnih galaksija su patuljaste galaksije. Naravno, i među jednima i drugima postoji određeni raspon u veličini; postoje eliptične džinovske galaksije i spiralni patuljci, ali je vrlo malo i jednog i drugog. H. Shapley je 1947. godine skrenuo pažnju na činjenicu da se broj sjajnih supergiganata postepeno smanjuje kako se krećemo od nepravilnih galaksija do spiralnih, a potom i do eliptičnih. Ispostavilo se da su upravo nepravilne galaksije i galaksije sa jako razgranatim granama bile mlade. H. Shapley je tada izrazio ideju da se tranzicija galaksija iz jedne klase u drugu ne dešava nužno. Moguće je da su sve galaksije nastale onako kako ih mi vidimo, a zatim samo polako evoluirale u pravcu izglađivanja i zaokruživanja svojih oblika. Vjerovatno ne postoji jednosmjerna promjena u galaksijama. H. Shapley je skrenuo pažnju na još jednu važnu okolnost. Dvostruke galaksije nisu rezultat sudara jedne galaksije i zarobljavanja od strane druge. Spiralne galaksije često koegzistiraju u takvim parovima sa eliptičnim. Takvi galaktički parovi su, po svoj prilici, nastali zajedno. U ovom slučaju nemoguće je pretpostaviti da su prošli kroz bitno drugačiji razvojni put. Godine 1949. sovjetski astronom Boris Vasiljevič Kukarkin skrenuo je pažnju na postojanje ne samo uparenih galaksija, već i jata galaksija. U međuvremenu, starost jata galaksija, sudeći prema podacima nebeske mehanike, ne može preći 10-12 milijardi godina. Tako se pokazalo da su se galaksije različitih oblika formirale gotovo istovremeno u Metagalaksiji. To znači da je prelazak svake galaksije tokom njenog postojanja iz jednog tipa u drugi potpuno nepotreban.
2. Struktura galaksija
Galamktika (starogrčki GblboYabt - Mliječni put) je gravitacijski vezan sistem zvijezda, međuzvjezdanog plina, prašine i tamne materije. Svi objekti unutar galaksija učestvuju u kretanju u odnosu na zajednički centar mase. Galaksije su izuzetno udaljeni objekti; udaljenost do najbližih obično se mjeri u megaparsekima, a do udaljenih u jedinicama crvenog pomaka z. Upravo zbog njihove udaljenosti samo se tri od njih mogu razlikovati na nebu golim okom: maglina Andromeda (vidljiva na sjevernoj hemisferi), Veliki i Mali Magelanov oblak (vidljivi na južnoj hemisferi). Nije bilo moguće razriješiti slike galaksija do pojedinačnih zvijezda sve do početka 20. stoljeća. Do ranih 1990-ih nije bilo više od 30 galaksija u kojima su se mogle vidjeti pojedinačne zvijezde, a sve su bile dio Lokalne grupe. Nakon lansiranja svemirskog teleskopa Hubble i puštanja u rad 10-metarskih zemaljskih teleskopa, broj galaksija u kojima je bilo moguće razlikovati pojedinačne zvijezde naglo se povećao. Jedan od neriješenih problema u strukturi galaksija je tamna materija, koja se manifestuje samo u gravitacionoj interakciji. Može činiti do 90% ukupne mase galaksije, a može i biti potpuno odsutan, kao u patuljastim galaksijama.
Galaksija se sastoji od diska, oreola i korone.
1. Halo (sferna komponenta Galaksije). Njegove zvijezde su koncentrisane prema centru galaksije, a gustina materije, visoko u centru galaksije, opada prilično brzo s udaljavanjem od njega.
2. Izbočina je centralni, najgušći dio oreola u krugu od nekoliko hiljada svjetlosnih godina od centra Galaksije.
3. Zvjezdani disk (ravna komponenta Galaksije). Izgleda kao dvije ploče presavijene na rubovima. Koncentracija zvijezda u disku je mnogo veća nego u halou. Zvijezde unutar diska kreću se kružnim putanjama oko centra Galaksije. Sunce se nalazi u zvezdanom disku između spiralnih krakova.
Centralno, najkompaktnije područje Galaksije naziva se jezgro. Jezgro ima visoku koncentraciju zvijezda, sa hiljadama zvijezda u svakom kubnom parseku. U centru skoro svake galaksije nalazi se veoma masivno telo - crna rupa - sa tako snažnom gravitacijom da je njena gustina jednaka ili veća od gustine atomskih jezgara. U stvari, svaka crna rupa je mala u prostoru, ali u smislu mase to je jednostavno monstruozno, bijesno rotirajuće jezgro. Naziv "crna rupa" je očigledno nesretan, jer to uopće nije rupa, već vrlo gusto tijelo sa snažnom gravitacijom - takvom da čak ni svjetlosni fotoni ne mogu pobjeći iz nje. A kada crna rupa akumulira previše mase i kinetičke energije rotacije, u njoj se poremeti ravnoteža mase i kinetičke energije i tada ona iz sebe izbacuje fragmente koji (najmasivniji) postaju male crne rupe drugog reda, manji fragmenti postaju buduće zvijezde, kada skupe velike atmosfere vodika iz galaktičkih oblaka, a mali fragmenti postaju planete, kada prikupljeni vodonik nije dovoljan za početak termonuklearne fuzije. Mislim da se galaksije formiraju od masivnih crnih rupa; štaviše, u galaksijama se odvija kosmička cirkulacija materije i energije. Prvo, crna rupa apsorbuje materiju rasutu po Metagalaksiji: u ovom trenutku, zahvaljujući svojoj gravitaciji, deluje kao „usisivač prašine i gasa“. Vodik rasut u Metagalaksiji koncentrisan je oko crne rupe i formira se sferna akumulacija gasa i prašine. Rotacija crne rupe uvlači gas i prašinu, uzrokujući da se sferni oblak spljošti, formirajući centralno jezgro i krakove. Sakupivši kritičnu masu, crna rupa u središtu oblaka plina i prašine počinje izbacivati fragmente (fragmentoide), koji se od nje odvajaju velikim ubrzanjem, dovoljnim da se izbace u kružnu orbitu oko centralne crne rupe. U orbiti, u interakciji sa oblacima gasa i prašine, ovi fragmentoidi gravitaciono hvataju gas i prašinu. Veliki fragmentoidi postaju zvijezde. Crne rupe svojom gravitacijom uvlače kosmičku prašinu i gas, koji se, padajući na takve rupe, jako zagrevaju i emituju rendgenske zrake. Kada količina materije oko crne rupe postane oskudna, njen sjaj se naglo smanjuje. Zbog toga neke galaksije imaju sjajan sjaj u svom centru, dok druge nemaju. Crne rupe su poput kosmičkih "ubica": njihova gravitacija privlači čak i fotone i radio valove, zbog čega sama crna rupa ne emituje i izgleda kao potpuno crno tijelo. Ali, vjerovatno, povremeno se poremeti gravitacijska ravnoteža unutar crnih rupa i one počnu da izbacuju nakupine superguste materije snažnom gravitacijom, pod utjecajem koje te nakupine poprimaju sferni oblik i počinju privlačiti prašinu i plin iz okolnog prostora. . Od uhvaćene tvari na tim tijelima se formiraju čvrste, tečne i plinovite ljuske. Što je ugrušak superguste materije (fragmentoid) koji je izbacila crna rupa bio masivniji, to će više prašine i gasa prikupiti iz okolnog prostora (ako je, naravno, ova supstanca prisutna u okolnom prostoru). Gotovo sva molekularna materija međuzvjezdanog medija koncentrirana je u prstenastom području galaktičkog diska (3-7 kpc). Vidljivo zračenje iz centralnih područja Galaksije potpuno je skriveno od nas debelim slojevima upijajuće materije.
Postoje tri vrste galaksija: spiralne, eliptične i nepravilne. Spiralne galaksije imaju dobro definisan disk, krakove i oreole. U centru je gusto jato zvijezda i međuzvjezdane materije, a u samom centru je crna rupa. Krakovi u spiralnim galaksijama protežu se od njihovog centra i uvijaju se udesno ili ulijevo u zavisnosti od rotacije jezgra i crne rupe (tačnije, supergustog tijela) u njenom središtu. U središtu galaktičkog diska nalazi se sferna kondenzacija koja se naziva ispupčenje. Broj grana (rukova) može biti različit: 1, 2, 3,... ali najčešće postoje galaksije sa samo dvije grane. U galaksijama, oreol uključuje zvijezde i vrlo rijetku plinovitu materiju koja nije uključena u spirale ili disk. Živimo u spiralnoj galaksiji koja se zove Mlečni put, a za vedrih dana naša galaksija je jasno vidljiva na noćnom nebu kao široka, beličasta pruga preko neba. Naša galaksija nam je vidljiva u profilu. Globularna jata u centru galaksija su praktično nezavisna od položaja galaktičkog diska. Krakovi galaksija sadrže relativno mali dio svih zvijezda, ali su gotovo sve vruće zvijezde velike svjetlosti koncentrisane u njima. Zvijezde ove vrste astronomi smatraju mladima, pa se spiralni krakovi galaksija mogu smatrati mjestom formiranja zvijezda. Eliptične galaksije se često nalaze u gustim jatama spiralnih galaksija. Imaju oblik elipsoida ili lopte, a sferni su obično veći od elipsoidnih. Brzina rotacije elipsoidnih galaksija je manja od brzine spiralnih galaksija, zbog čega se njihov disk ne formira. Takve galaksije su obično zasićene globularnim jatama zvijezda. Eliptične galaksije, vjeruju astronomi, sastoje se od starih zvijezda i gotovo su potpuno lišene plina. Nepravilne galaksije obično imaju malu masu i zapreminu i sadrže nekoliko zvijezda. U pravilu su to sateliti spiralnih galaksija. Obično imaju vrlo malo kuglastih jata zvijezda. Primjeri takvih galaksija su sateliti Mliječnog puta - Veliki i Mali Magelanovi oblaci. Ali među nepravilnim galaksijama postoje i male eliptične galaksije.
3. Struktura naše galaksije (Mliječni put)
Mliječni put - od lat. via lactea "mliječni put"
U sovjetskoj astronomskoj školi, Mlečni put se jednostavno zvao „naša galaksija“ ili „sistem Mlečnog puta“; Izraz "Mliječni put" korišten je za posmatrača da označi vidljive zvijezde koje optički čine Mliječni put.
Prečnik galaksije je oko 30 hiljada parseka (oko 100.000 svetlosnih godina, 1 kvintilion kilometara) sa procenjenom prosečnom debljinom od oko 1000 svetlosnih godina. Galaksija sadrži, prema najnižoj procjeni, oko 200 milijardi zvijezda (savremene procjene kreću se od 200 do 400 milijardi). Većina zvijezda nalazi se u obliku ravnog diska. Od januara 2009. godine, masa Galaksije se procjenjuje na 3·10 12 solarnih masa, odnosno 6·10 42 kg. Većina mase Galaksije nije sadržana u zvijezdama i međuzvjezdanom plinu, već u nesvjetlećem oreolu tamne materije. Tek osamdesetih godina prošlog veka astronomi su sugerisali da je Mlečni put bila spiralna galaksija sa prečkama, a ne obična spiralna galaksija. Ovu pretpostavku je 2005. godine potvrdio svemirski teleskop Lyman Spitzer, koji je pokazao da je središnja prečka naše galaksije veća nego što se mislilo. Mlade zvijezde i zvjezdana jata, čija starost ne prelazi nekoliko milijardi godina, koncentrisana su u blizini ravnine diska. Oni čine takozvanu ravnu komponentu. Među njima su mnoge sjajne i vruće zvijezde. Gas u disku Galaksije je takođe koncentrisan uglavnom blizu njene ravni. Raspoređen je neravnomjerno, formirajući brojne oblake gasa - od džinovskih oblaka heterogene strukture, dužine od nekoliko hiljada svjetlosnih godina, do malih oblaka veličine ne većeg od parseka. U srednjem dijelu Galaksije nalazi se zadebljanje zvano ispupčenje, koje ima oko 8 hiljada parseka u prečniku. Središte galaktičke jezgre nalazi se u sazviježđu Strijelca. Udaljenost od Sunca do centra Galaksije je 8,5 kiloparseka (2,62·10 17 km, ili 27 700 svjetlosnih godina). U središtu Galaksije, po svemu sudeći, postoji supermasivna crna rupa oko koje se, pretpostavlja se, okreće crna rupa prosječne mase i orbitalnog perioda od oko 100 godina i nekoliko hiljada relativno malih. Njihov kombinovani gravitacioni efekat na susedne zvezde dovodi do toga da se ove potonje kreću neuobičajenim putanjama. Postoji pretpostavka da većina galaksija ima supermasivne crne rupe u svom jezgru. Centralne regije Galaksije karakterizira jaka koncentracija zvijezda: svaki kubni parsek u blizini centra sadrži više hiljada njih. Udaljenosti između zvijezda su desetine i stotine puta manje nego u blizini Sunca. Kao i većina drugih galaksija, distribucija mase u Mliječnom putu je takva da orbitalna brzina većine zvijezda u ovoj galaksiji ne ovisi značajno o njihovoj udaljenosti od centra. Dalje od središnjeg mosta do vanjskog kruga, uobičajena brzina rotacije zvijezda je 210-240 km/s. Dakle, takva distribucija brzine, koja se ne opaža u Sunčevom sistemu, gdje različite orbite imaju različite brzine rotacije, jedan je od preduslova za postojanje tamne materije. Vjeruje se da je dužina galaktičke trake oko 27.000 svjetlosnih godina. Ova traka prolazi kroz centar galaksije pod uglom od 44 ± 10 stepeni u odnosu na liniju između našeg Sunca i centra galaksije. Sastoji se prvenstveno od crvenih zvijezda, koje se smatraju veoma starim. Skakač je okružen prstenom koji se zove "Prsten od pet kiloparseka". Ovaj prsten sadrži većinu molekularnog vodonika Galaksije i aktivno je područje za formiranje zvijezda u našoj Galaksiji. Ako se posmatra iz Andromedine galaksije, galaktička traka Mlečnog puta bi bila njen svetli deo.
Naša galaksija pripada klasi spiralnih galaksija, što znači da Galaksija ima spiralne krakove koji se nalaze u ravni diska. Disk je uronjen u sferni oreol, a oko njega je sferna korona. Sunčev sistem se nalazi na udaljenosti od 8,5 hiljada parseka od galaktičkog centra, blizu galaktičke ravni (pomeranje prema sjeverni pol Galaksija je udaljena samo 10 parseka), na unutrašnjoj ivici kraka koji se zove Orionov krak. Ovakav raspored ne omogućava vizualno promatranje oblika rukava. Novi podaci iz posmatranja molekularnog gasa (CO) sugerišu da naša Galaksija ima dva kraka, koji počinju od prečke u unutrašnjem delu Galaksije. Osim toga, ima još par rukava u unutrašnjem dijelu. Ovi krakovi se zatim transformišu u strukturu sa četiri kraka koja se posmatra u neutralnoj vodikovoj liniji u spoljnim delovima Galaksije. Većina nebeska tela kombinovani u razne rotacione sisteme. Dakle, Mjesec se okreće oko Zemlje, sateliti džinovskih planeta formiraju vlastite sisteme, bogate tijelima. Za više visoki nivo, Zemlja i druge planete se okreću oko Sunca. Postavilo se prirodno pitanje: da li je i Sunce dio još većeg sistema? Prvu sistematsku studiju o ovom pitanju sproveo je u 18. veku engleski astronom William Herschel. Izbrojao je broj zvijezda na različitim dijelovima neba i otkrio da na nebu postoji veliki krug (kasnije je nazvan galaktički ekvator), koji dijeli nebo na dva jednaka dijela i na kojem je broj zvijezda najveći . Osim toga, što je dio neba bliži ovom krugu, to je više zvijezda. Konačno je otkriveno da se upravo na tom krugu nalazi Mliječni put. Zahvaljujući tome, Heršel je pretpostavio da sve zvezde koje smo posmatrali čine džinovski zvezdani sistem, koji je spljošten prema galaktičkom ekvatoru. U početku se pretpostavljalo da su svi objekti u svemiru dijelovi naše Galaksije, iako je Kant također sugerirao da bi neke magline mogle biti galaksije slične Mliječnom putu. Već 1920. pitanje postojanja ekstragalaktičkih objekata izazvalo je debatu (na primjer, čuvena Velika rasprava između Harlowa Shapleyja i Hebera Curtisa; prvi je branio jedinstvenost naše Galaksije). Kantova hipoteza konačno je dokazana tek 1920-ih, kada je Edwin Hubble uspio izmjeriti udaljenost do nekih spiralnih maglina i pokazati da one zbog svoje udaljenosti ne mogu biti dio Galaksije.
Zaključak
U Univerzumu postoji ciklus materije, čija je suština raspršivanje materije supermasivnim crnim rupama, eksplozije novih i supernova, a zatim sakupljanje rasute materije od strane planeta, zvijezda i crnih rupa koristeći njihovu gravitaciju. Nije bilo Velikog praska, kao rezultat kojeg je naš Univerzum (Metagalaksija) rođen iz singularnosti. Eksplozije (i one veoma snažne) se dešavaju i dešavale su se u Metagalaksiji povremeno tu i tamo. Univerzum ne pulsira, on jednostavno ključa, on je beskonačan, a mi o njemu znamo vrlo malo, a još manje ga razumijemo. Ne postoji konačna teorija koja objašnjava Univerzum i procese koji se u njemu dešavaju i nikada neće biti. Teorije i hipoteze odgovaraju stepenu razvoja naše tehnologije, naše nauke i iskustvu koje je čovečanstvo akumuliralo u ovom trenutku. Stoga se moramo što pažljivije odnositi prema akumuliranom iskustvu i uvijek stavljati činjenice iznad teorije. Čim neka nauka učini suprotno, ona odmah prestaje da bude otvorena informacioni sistem i pretvara se u novu religiju. U nauci je glavna stvar sumnja, a u religiji je vjera.
Bibliografija:
1. Wikipedia. Adresa za pristup: http://ru.wikipedia.org/wiki/
2. Agekyan T.A. Zvijezde, Galaksije, Metagalaksije. - M.: Nauka, 1981.
3. Vaucouleurs J. Klasifikacija i morfologija galaksija // Struktura zvjezdanih sustava. Per. s njim. - M., 1962.
4. Zeldovich Ya.B. Novikov I.D. Struktura i evolucija svemira, - M.: Nauka, 1975.
5. Levchenko I.V. Višestrani svemir // Otkrića i hipoteze, LLC "Intelligence Media". - 9 (67) septembar 2007.
6. Novikov I. D., Frolov V. P. Crne rupe u svemiru // Advances in Physical Sciences. - 2001. - T. 131. br. 3.
Objavljeno na Allbest.ru
Slični dokumenti
Hipoteza o nastanku zvijezda i Solarni sistem i evolucija galaksija. Teorija nastanka zvijezda iz plina uslijed gravitacijske nestabilnosti. Pojam termodinamike zemljine atmosfere i stepen konvektivne ravnoteže. Transformacija zvijezde u bijelog patuljka.
sažetak, dodan 31.08.2010
Definicija pojma entropije i principi njenog povećanja. Razlike između dvije vrste termodinamičkih procesa - reverzibilnih i ireverzibilnih. Jedinstvo i raznolikost organski svijet. Struktura i evolucija zvijezda i Zemlje. Postanak i evolucija galaksija.
test, dodano 17.11.2011
Formiranje osnovnih principa kosmološke teorije - nauke o strukturi i evoluciji Univerzuma. Karakteristike teorija o nastanku Univerzuma. Teorija velikog praska i evolucija svemira. Struktura svemira i njegovi modeli. Suština koncepta kreacionizma.
prezentacija, dodano 12.11.2012
Revolucija u prirodnim naukama, nastanak i dalji razvoj doktrine o strukturi atoma. Sastav, struktura i vrijeme megasvijeta. Kvarkov model hadrona. Evolucija metagalaksije, galaksija i pojedinačnih zvijezda. Moderna slika nastanka svemira.
kurs, dodan 16.07.2011
Principi neizvjesnosti, komplementarnosti, identiteta u kvantna mehanika. Modeli evolucije svemira. Svojstva i klasifikacija elementarnih čestica. Evolucija zvijezda. Poreklo, struktura Sunčevog sistema. Razvoj ideja o prirodi svjetlosti.
cheat sheet, dodano 15.01.2009
Struktura i evolucija Univerzuma. Hipoteze o nastanku i strukturi Univerzuma. Stanje svemira prije Velikog praska. Hemijski sastav zvijezde prema spektralnoj analizi. Struktura crvenog diva. Crne rupe, skrivena masa, kvazari i pulsari.
sažetak, dodan 20.11.2011
Koncept evolucije kao procesa samorazvoja i usložnjavanja materije od njenih najjednostavnijih oblika do nastanka složenih društvenih formacija. Karakteristike glavnog evolucione teorije. Znakovi približavanja tački katastrofe. Opravdanje teorije epigeneze.
prezentacija, dodano 01.12.2014
Pojava klase vodozemaca (vodozemaca) je veliki korak u evoluciji kičmenjaka. Struktura i karakteristike žaba klase vodozemaca. Gmizavci, dijeleći ih u grupe. Struktura guštera i krokodila. Specijalizovana struktura zmija i kornjača.
test, dodano 24.04.2009
Proučavanje evolucijskog obrasca životinjskog svijeta. Proučavanje karakteristika nervnog sistema difuznog, nodalnog i stabljičnog tipa. Struktura mozga artropoda. Razvoj opće motoričke koordinacije kod hrskavičnih riba. Faze evolucije mozga kralježnjaka.
prezentacija, dodano 18.06.2016
Koncept otvorenih sistema uveden neklasičnom termodinamikom. Teorije, hipoteze i modeli nastanka galaksija. Pretpostavke za objašnjenje širenja Univerzuma. " Veliki prasak": njegovi uzroci i hronologija. Faze i posljedice evolucije.
Formiranje i struktura galaksija je sljedeće važno pitanje o porijeklu Univerzuma. Nju ne proučava samo kosmologija kao nauka o svemiru, već i kosmogonija (grčki. „Goneya“ znači rođenje) je oblast nauke koja proučava nastanak i razvoj kosmičkih tela i njihovih sistema (razlikuje se planetarna, zvezdana, galaktička kosmogonija). Kosmologija svoje zaključke zasniva na zakonima fizike, hemije i geologije.
Galaxy su džinovska jata zvijezda i njihovih sistema (do oko 10 13 zvijezda), koji imaju svoje središte (jezgro) i različite oblike (sferične, spiralne, eliptične, spljoštene ili čak nepravilne). Jezgra galaksija proizvode vodonik, osnovnu supstancu Univerzuma. Veličine galaksija kreću se od nekoliko desetina svjetlosnih godina do 18 miliona svjetlosnih godina. U nama vidljivom dijelu Univerzuma - Metagalaksiji - postoje milijarde galaksija iu svakoj od njih milijarde zvijezda. Sve galaksije se udaljavaju jedna od druge, a brzina ovog "širenja" raste kako se galaksije udaljavaju. Galaksije su daleko od statičnih struktura: one mijenjaju oblik i obrise, sudaraju se i upijaju jedna drugu. Naša galaksija trenutno guta patuljastu galaksiju Strijelca. Za otprilike 5 milijardi godina dogodit će se "sudar svjetova". Susedne galaksije Mlečni put i maglina Andromeda se polako ali neizbežno kreću jedna prema drugoj brzinom od 500 hiljada km/h.
Naša galaksija se zove Mliječni put i sastoji se od 150 milijardi zvijezda. Vidimo ovo jato zvijezda u vedrim noćima kao traku Mliječnog puta. Sastoji se od jezgra i nekoliko spiralnih grana. Njegove dimenzije su 100 hiljada svjetlosnih godina. Starost Galaksije je oko 15 milijardi godina. Najbliža galaksija Mliječnom putu (do kojeg svjetlosni snop doseže za 2 miliona godina) je maglina Andromeda. Većina zvijezda u našoj galaksiji koncentrisana je u džinovskom "disku" u obliku bikonveksnog sočiva debljine oko 1500 svjetlosnih godina. Zvijezde i magline unutar Galaksije kreću se po vrlo složenim orbitama. Prije svega, oni učestvuju u rotaciji Galaksije oko svoje ose brzinom od približno 250 km/s. Sunce se nalazi na udaljenosti od oko 30 hiljada svjetlosnih godina od centra galaksije. Tokom svog postojanja, Sunce je napravilo oko 25 obrtaja oko svoje ose rotacije.
Proces formiranja galaksija – za razliku od formiranja zvijezda i sinteze elemenata unutar njih – još nije dobro shvaćen. 1963. godine, na granici vidljivog svemira, otkrili su kvazari(kvazi-zvjezdani radio izvori) su najmoćniji izvori radio-emisije u Univerzumu sa sjajem stotinama puta većim od sjaja galaksija i veličinama desetinama puta manjim od njih. Pretpostavljalo se da kvazari predstavljaju jezgre novih galaksija i stoga se proces formiranja galaksija nastavlja do danas.
Pesnik je upitao: „Slušajte! Na kraju krajeva, ako zvijezde svijetle, da li to znači da je to nekome potrebno?” Znamo da su zvijezde potrebne da bi sijale, a naše Sunce daje energiju neophodnu za naše postojanje. Zašto su potrebne galaksije? Ispostavilo se da su potrebne i galaksije, a Sunce ne samo da nam daje energiju. Astronomska zapažanja pokazuju da postoji kontinuirani odliv vodonika iz jezgara galaksija. Dakle, jezgra galaksija su fabrike za proizvodnju glavnog građevinskog materijala Univerzuma - vodonika.
Vodik, čiji se atom sastoji od jednog protona u jezgri i jednog elektrona u svojoj orbiti, najjednostavniji je "građevinski blok" od kojeg se u dubinama zvijezda u procesu atomskih reakcija formiraju složeniji atomi. Štaviše, pokazalo se da nije slučajno da zvijezde imaju različite veličine. Što je veća masa zvijezde, složeniji atomi se sintetiziraju u njenim dubinama.
Naše Sunce, poput obične zvijezde, proizvodi samo helijum iz vodika (koji proizvode jezgra galaksija); vrlo masivne zvijezde proizvode ugljik - glavni "građevinski materijal" žive tvari. Tome služe galaksije i zvijezde. Čemu služi Zemlja? Ona proizvodi sve neophodne supstance za postojanje ljudskog života. Zašto čovjek postoji? Nauka ne može odgovoriti na ovo pitanje, ali nas može natjerati da ponovo razmislimo o tome.
Ako je nekome potrebno "paljenje" zvijezda, možda je nekome potrebna i osoba? Naučni podaci nam pomažu da formulišemo ideju o našoj svrsi, smislu našeg života. Kada odgovarate na ova pitanja, okrenuti se evoluciji Univerzuma znači razmišljati kosmički. Prirodna nauka nas uči da razmišljamo kosmički, a da se istovremeno ne odvajamo od realnosti našeg postojanja.
Pitanje formiranja i strukture galaksija je sledeće važno pitanje porekla Univerzuma. Ne proučava je samo kosmologija, kao nauka o Univerzumu - jedinstvenoj celini, već i kosmogonija (grčki "gonea" znači rođenje) - oblast nauke u kojoj se proučava nastanak i razvoj kosmičkih tela i njihovih sistema. (razlikuje se planetarna, zvjezdana, galaktička kosmogonija).
Galaksija je džinovsko jato zvijezda i njihovih sistema, koje ima svoje središte (jezgro) i različite, ne samo sferne, već često spiralne, eliptične, spljoštene ili općenito nepravilnog oblika. Postoje milijarde galaksija, a svaka od njih sadrži milijarde zvijezda.
Naša galaksija se zove Mliječni put i sastoji se od 150 milijardi zvijezda. Oka se sastoji od jezgra i nekoliko spiralnih grana. Njegove dimenzije su 100 hiljada svjetlosnih godina. Većina zvijezda u našoj galaksiji koncentrisana je u džinovskom "disku" debljine oko 1.500 svjetlosnih godina. Sunce se nalazi na udaljenosti od oko 30 hiljada svjetlosnih godina od centra galaksije.
Najbliža galaksija našoj (do koje svjetlosni zraci putuju 2 miliona godina) je “Andromedina maglina”. Nazvan je tako jer je u sazviježđu Andromeda prvi ekstragalaktički objekt otkriven 1917. godine. Njenu pripadnost drugoj galaksiji dokazao je 1923. E. Hubble, koji je spektralnom analizom pronašao zvijezde u ovom objektu. Kasnije su zvijezde otkrivene u drugim maglinama.
A 1963. godine otkriveni su kvazari (kvazizvjezdani radio izvori) - najmoćniji izvori radio-emisije u Univerzumu sa sjajem stotinama puta većim od sjaja galaksija i veličinama desetinama puta manjim od njih. Pretpostavljalo se da kvazari predstavljaju jezgre novih galaksija i stoga se proces formiranja galaksija nastavlja do danas.
Astronomija i istraživanje svemira
Zvijezde proučava astronomija (od grčkog "astrona" - zvijezda i zakon "nomos") - nauka o strukturi i razvoju kosmičkih tijela i njihovih sistema. Ova klasična nauka doživljava svoju drugu mladost u 20. veku zbog brzog razvoja tehnologije posmatranja - njenog glavnog metoda istraživanja: reflektujućih teleskopa, prijemnika zračenja (antene) itd. U SSSR-u 1974 Stavropol region reflektor sa prečnikom ogledala od 6 m, koji prikuplja svetlost milione puta više od ljudskog oka.
Astronomija proučava radio talase, svetlost, infracrveno, ultraljubičasto, rendgensko zračenje i gama zracima. Astronomija se dijeli na nebesku mehaniku, radioastronomiju, astrofiziku i druge discipline.
Trenutno je astrofizika dio astronomije koji proučava fizičke i hemijske pojave koje se dešavaju u nebeskim tijelima, njihovim sistemima iu svemiru. Za razliku od fizike, koja se zasniva na eksperimentu, astrofizika se prvenstveno zasniva na zapažanjima. Ali u mnogim slučajevima, uslovi u kojima se materija nalazi u nebeskim tijelima i sistemima razlikuju se od onih dostupnih modernim laboratorijama (ultra-visoke i ultra-niske gustine, visoke temperature, itd.). Zahvaljujući tome, astrofizička istraživanja vode do otkrića novih fizičkih zakona.
Intrinzični značaj astrofizike određen je činjenicom da je trenutno glavna pažnja u relativističkoj kosmologiji prebačena na fiziku Univerzuma - stanje materije i fizički procesi, koji se dešavaju u različitim fazama širenja Univerzuma, uključujući i najranije faze.
Jedna od glavnih metoda astrofizike je spektralna analiza. Ako propustite snop bijele boje sunčeva svetlost kroz uski prorez, a zatim kroz staklenu trouglastu prizmu, razbija se na sastavne boje, a na ekranu se pojavljuje pruga duginih boja s postepenim prijelazom iz crvene u ljubičastu - kontinuirani spektar. Crveni kraj spektra formiraju zraci koji se najmanje odbijaju pri prolasku kroz prizmu, ljubičasti kraj je najviše otklonjen. Svakom hemijski element odgovaraju dobro definiranim spektralnim linijama, što omogućava korištenje ove metode za proučavanje tvari.
Nažalost, kratkotalasno zračenje - ultraljubičasto, rendgensko i gama zračenje - ne prolazi kroz Zemljinu atmosferu, a tu astronomima u pomoć priskače nauka, koja se donedavno smatrala prvenstveno tehničkom - astronautikom (od grčkog "nautike" - umjetnost navigacije) koja omogućava istraživanje svemira za potrebe čovječanstva pomoću aviona.
Kosmonautika proučava probleme: teorije svemirskih letova - proračuni putanja itd.; naučno-tehnički - projektovanje svemirskih raketa, motora, sistema upravljanja na brodu, lansirnih objekata, automatskih stanica i svemirskih letelica sa posadom, naučnih instrumenata, zemaljskih sistema kontrole leta, usluga merenja trajektorije, telemetrije, organizacije i snabdevanja orbitalnih stanica itd. .; medicinski i biološki – stvaranje sistema za održavanje života na brodu, kompenzacija štetnih pojava u ljudskom tijelu povezanih s preopterećenjem, bestežinskim stanjem, zračenjem itd.
Istorija astronautike počinje teorijskim proračunima o izlasku čovjeka u vanzemaljski prostor, koje su dali K.E. Ciolkovski u svom djelu “Istraživanje svjetskih prostora reaktivnim instrumentima” (1903). Rad na polju raketne tehnologije započeo je u SSSR-u 1921. godine. Prva lansiranja raketa na tekuće gorivo izvršena su u Sjedinjenim Državama 1926. godine.
Glavne prekretnice u istoriji astronautike bile su: lansiranje prvog veštačkog satelita Zemlje 4. oktobra 1957. godine, prvi let sa ljudskom posadom u svemir 12. aprila 1961. godine, lunarna ekspedicija 1969. godine, stvaranje orbitalnih stanica sa ljudskom posadom u niskim -Orbita Zemlje i lansiranje svemirske letjelice za višekratnu upotrebu. Radovi su vođeni paralelno u SSSR-u i SAD-u, ali u poslednjih godina došlo je do konsolidacije napora u oblasti istraživanja svemira. Godine 1995. izveden je zajednički projekt Mir-Shuttle, u kojem su američke svemirske letjelice Shuttle korištene za isporuku astronauta na rusku orbitalnu stanicu Mir.
Mogućnost proučavanja kosmičkog zračenja na orbitalnim stanicama, koje je odloženo Zemljinom atmosferom, doprinosi značajnom napretku u oblasti astrofizike.
Struktura Univerzuma
univerzum u najvećoj meri različitim nivoima, od konvencionalno elementarnih čestica do džinovskih superklastera galaksija, postoji inherentna struktura. Moderna struktura Univerzum je rezultat kosmičke evolucije, tokom koje su galaksije nastale od protogalaksija, zvijezde od protozvijezda, a planete od protoplanetarnih oblaka.
Metagalaksija je skup zvjezdanih sistema - galaksija, čija je struktura određena njihovom distribucijom u prostoru, ispunjenih izuzetno rijetkim međugalaktičkim gasom i prodirenom međugalaktičkim zracima.
Prema modernim konceptima, Metagalaksiju karakterizira ćelijska (mrežasta, porozna) struktura. Ove ideje se zasnivaju na astronomskim opservacijskim podacima, koji su pokazali da galaksije nisu ravnomjerno raspoređene, već su koncentrisane blizu granica ćelija, unutar kojih galaksija gotovo da i nema. Osim toga, pronađene su ogromne količine prostora (od milion kubnih megaparseka) u kojem galaksije još nisu otkrivene. Prostorni model takve strukture može biti komad plovućca, koji je heterogen u malim izoliranim volumenima, ali homogen u velikim količinama.
Ako ne uzmemo pojedinačne dijelove Metagalaksije, već njenu veliku strukturu u cjelini, onda je očito da u ovoj strukturi nema posebnih, karakterističnih mjesta ili pravaca i materija je raspoređena relativno ravnomjerno.
Starost Metagalaksije je blizu starosti Univerzuma, jer se formiranje njene strukture dešava u periodu nakon razdvajanja materije i zračenja. Prema savremenim podacima, starost Metagalaksije se procjenjuje na 15 milijardi godina. Naučnici vjeruju da je starost galaksija koje su se formirale u jednoj od početnih faza širenja Metagalaksije očigledno blizu ovome.
Galaksija je džinovski sistem koji se sastoji od klastera zvijezda i maglina, koji formiraju prilično složenu konfiguraciju u svemiru.
Na osnovu svog oblika, galaksije se konvencionalno dijele na tri tipa: eliptične, spiralne i nepravilne.
Eliptične galaksije imaju prostorni oblik elipsoida sa različitim stepenom kompresije. Oni su najjednostavniji po strukturi: raspodjela zvijezda jednoliko se smanjuje od centra.
Spiralne galaksije su predstavljene u obliku spirale, uključujući spiralne krakove. Ovo je najbrojnija vrsta galaksije, koja uključuje našu galaksiju - Mliječni put.
Nepravilne galaksije nemaju jasan oblik i nemaju centralno jezgro.
Neke galaksije karakteriše izuzetno moćna radio emisija, koja prevazilazi vidljivo zračenje. Ovo su radio galaksije.
U strukturi "pravilnih" galaksija vrlo jednostavno se može razlikovati centralno jezgro i sferna periferija, predstavljena ili u obliku ogromnih spiralnih grana ili u obliku eliptičnog diska, uključujući najtoplije i najsjajnije zvijezde i masivne oblake plina. .
Galaktička jezgra ispoljavaju svoju aktivnost u različitim oblicima: u neprekidnom oticanju tokova materije; u emisijama gasnih nakupina i gasnih oblaka sa masom od miliona solarnih masa; u netermalnoj radio emisiji iz perinuklearne regije.
Najstarije zvijezde, čija je starost blizu starosti galaksije, koncentrisane su u jezgru galaksije. Zvijezde srednjih i mladih godina nalaze se u galaktičkom disku.
Zvijezde i magline unutar galaksije kreću se na prilično složen način: zajedno sa galaksijom učestvuju u širenju svemira, osim toga, učestvuju u rotaciji galaksije oko svoje ose.
Zvezdice. On moderna pozornica Tokom evolucije Univerzuma, materija u njemu je pretežno u zvjezdanom stanju. 97% materije u našoj galaksiji koncentrisano je u zvijezdama, koje su džinovske plazma formacije različitih veličina, temperatura i različitih karakteristika kretanja. Mnoge, ako ne i većina drugih galaksija imaju "zvjezdanu materiju" koja čini više od 99,9% njihove mase.
Starost zvijezda varira u prilično širokom rasponu vrijednosti: od 15 milijardi godina, što odgovara starosti svemira, do stotina hiljada - najmlađih. Postoje zvezde koje se trenutno formiraju i nalaze se u protozvezdanoj fazi, tj. još nisu postale prave zvezde.
Od velikog značaja je proučavanje odnosa između zvijezda i međuzvjezdanog medija, uključujući i problem kontinuirano obrazovanje zvijezde iz kondenzirane difuzne (rasute) materije.
Rađanje zvijezda događa se u maglinama gas-prašina pod utjecajem gravitacijskih, magnetskih i drugih sila, zbog čega nastaju nestabilne homogenosti i difuzna materija se raspada u niz kondenzacija. Ako takve kondenzacije traju dovoljno dugo, onda se s vremenom pretvaraju u zvijezde. Važno je napomenuti da proces rađanja nije pojedinačna izolirana zvijezda, već zvjezdane asocijacije. Rezultirajuća plinovita tijela se privlače jedno drugom, ali se ne moraju nužno kombinirati u jedno ogromno tijelo. Umjesto toga, oni imaju tendenciju da se okreću jedan u odnosu na drugi, a centrifugalna sila ovog kretanja suprotstavlja se sili gravitacije, što dovodi do dalje koncentracije. Zvijezde evoluiraju od protozvijezda, džinovskih kugli plina koje slabo svijetle i imaju nisku temperaturu, do zvijezda, gustih plazma tijela s unutrašnjom temperaturom od milion stepeni. Tada počinje proces nuklearnih transformacija, opisan u nuklearnoj fizici. Glavna evolucija materije u Univerzumu dogodila se i dešava se u dubinama zvijezda. Tamo se nalazi "lonac za topljenje", koji je odredio hemijsku evoluciju materije u Univerzumu.
U dubinama zvijezda, na temperaturi od 10 miliona K, i pri vrlo velikoj gustoći, atomi su u joniziranom stanju: elektroni su gotovo potpuno ili apsolutno svi odvojeni od svojih atoma. Preostale jezgre međusobno djeluju, zbog čega se vodik, kojeg ima u većini zvijezda, pretvara uz sudjelovanje ugljika u helijum. Ove i slične nuklearne transformacije izvor su kolosalnih količina energije koju nosi zvjezdano zračenje.
Ogromna energija koju emituju zvijezde nastaje kao rezultat nuklearnih procesa koji se odvijaju unutar zvijezda. Iste sile koje se oslobađaju prilikom eksplozije hidrogenska bomba, formiraju energiju unutar zvijezde koja joj omogućava da emituje svjetlost i toplinu milionima i milijardama godina zbog transformacije vodonika u teže elemente, a prije svega u helijum. Kao rezultat toga, u završnoj fazi evolucije, zvijezde se pretvaraju u inertne („mrtve“) zvijezde.
Zvijezde ne postoje izolovano, već formiraju sisteme. Najjednostavniji zvjezdani sistemi - takozvani višestruki sistemi - sastoje se od dvije, tri, četiri, pet ili više zvijezda koje se okreću oko zajedničkog centra gravitacije. Komponente nekih višestrukih sistema okružene su zajedničkom ljuskom difuzne materije, čiji su izvor, po svemu sudeći, same zvijezde, koje je izbacuju u svemir u obliku snažnog toka plina.
Zvijezde su također ujedinjene u još veće grupe - zvjezdana jata, koja mogu imati "razbacanu" ili "sferičnu" strukturu. Otvorena zvezdana jata broje nekoliko stotina pojedinačnih zvezda, kuglasta jata broje stotine hiljada.
Asocijacije, odnosno jata zvijezda, također nisu nepromjenjive i vječno postoje. Nakon određenog vremena, procijenjenog u milionima godina, oni bivaju raspršeni silama galaktičke rotacije.
Sunčev sistem je grupa nebeskih tela, veoma različitih veličina i fizička struktura. U ovu grupu spadaju: Sunce, devet velikih planeta, desetine planetarnih satelita, hiljade malih planeta (asteroida), stotine kometa i bezbrojna meteoritska tijela, koja se kreću kako u rojevima tako iu obliku pojedinačnih čestica. Do 1979. bila su poznata 34 mjeseca i 2.000 asteroida. Sva ova tela su ujedinjena u jedan sistem zahvaljujući gravitacionoj sili centralnog tela - Sunca. Sunčev sistem je uređen sistem koji ima svoje strukturne zakone. Jedinstvena priroda Sunčevog sistema se manifestuje u činjenici da se sve planete okreću oko Sunca u istom pravcu i skoro u istoj ravni. Većina satelita planeta (njihovi mjeseci) rotiraju u istom smjeru iu većini slučajeva u ekvatorijalnoj ravnini svoje planete. Sunce, planete, sateliti planeta rotiraju oko svojih osi u istom smjeru u kojem se kreću duž svojih putanja. Struktura Sunčevog sistema je takođe prirodna: svaka sledeća planeta je otprilike dva puta udaljenija od Sunca od prethodne. Uzimajući u obzir zakone strukture Sunčevog sistema, njegovo slučajno formiranje izgleda nemoguće.
Ne postoje ni opšteprihvaćeni zaključci o mehanizmu formiranja planeta u Sunčevom sistemu. Procjenjuje se da je Sunčev sistem nastao prije otprilike 5 milijardi godina, a Sunce je zvijezda druge (ili čak kasnije) generacije. Tako je Sunčev sistem nastao iz otpadnih produkata zvijezda prethodnih generacija, koji su se nakupljali u oblacima plina i prašine. Ova okolnost daje osnovu da se Sunčev sistem nazove malim dijelom zvjezdane prašine. O nastanku Sunčevog sistema i njegovom istorijska evolucija nauka zna manje nego što je potrebno za izgradnju teorije o formiranju planeta. Od prvog naučne hipoteze, iznesena prije otprilike 250 godina, do danas je predložena veliki broj različiti modeli nastanka i razvoja Sunčevog sistema, ali nijedan od njih nije unapređen u rang opšteprihvaćene teorije. Većina prethodno iznesenih hipoteza danas je od samo istorijskog interesa.
Prve teorije o nastanku Sunčevog sistema izneli su nemački filozof I. Kant i francuski matematičar P.S. Laplace. Njihove teorije ušle su u nauku kao neka vrsta kolektivne kosmogonijske hipoteze Kant-Laplacea, iako su se razvijale nezavisno jedna od druge.
Prema ovoj hipotezi, sistem planeta oko Sunca nastao je kao rezultat sila privlačenja i odbijanja između čestica rasute materije (magline) u rotacionom kretanju oko Sunca.
Početak sljedeće faze u razvoju pogleda na formiranje Sunčevog sistema bila je hipoteza engleskog fizičara i astrofizičara J.X. Traperice. On je sugerirao da se Sunce jednom sudarilo s drugom zvijezdom, uslijed čega je iz nje istrgnut mlaz plina, koji se, kondenzirajući, transformirao u planete. Međutim, s obzirom na ogromnu udaljenost između zvijezda, takav se sudar čini potpuno nevjerovatnim. Detaljnija analiza otkrila je i druge nedostatke ove teorije.
Savremeni koncepti nastanka planeta Sunčevog sistema zasnivaju se na činjenici da je potrebno uzeti u obzir ne samo mehaničke sile, ali i druge, posebno elektromagnetne. Ovu ideju su iznijeli švedski fizičar i astrofizičar H. Alfvén i engleski astrofizičar F. Hoyle. Smatra se vjerojatnim da su upravo elektromagnetne sile imale odlučujuću ulogu u nastanku Sunčevog sistema. Prema modernim idejama, prvobitni oblak gasa iz kojeg su nastali Sunce i planete sastojao se od jonizovanog gasa podložnog uticaju elektromagnetnih sila. Nakon što je Sunce formirano iz ogromnog oblaka gasa kroz koncentraciju, mali delovi ovog oblaka ostali su na veoma velikoj udaljenosti od njega. Gravitaciona sila je počela da privlači preostali gas ka nastaloj zvezdi - Suncu, ali je njeno magnetno polje zaustavilo padajući gas na različitim udaljenostima - tačno tamo gde se planete nalaze. Gravitacijske i magnetske sile utjecale su na koncentraciju i kondenzaciju padajućeg plina, te su kao rezultat nastajale planete. Kada su se pojavile najveće planete, isti proces se ponovio u manjem obimu, stvarajući tako satelitske sisteme. Teorije o nastanku Sunčevog sistema su hipotetičke prirode i nemoguće je jednoznačno riješiti pitanje njihove pouzdanosti u sadašnjoj fazi naučnog razvoja. U svemu postojeće teorije Postoje kontradikcije i nejasna područja.
Zaključak
Kao što se iz navedenog može vidjeti, različiti pristupi, hipoteze i koncepti nastanka svemira dali su ogroman doprinos razvoju astrofizike i prirodno naučna saznanja svet oko nas u celini.
Važna činjenica je da su ovi modeli svemira iznjedrili i druge oblasti naučnog znanja, posebno vezane za evoluciju svemira.
Koncept " galaksija" V savremeni jezik znači ogromni zvezdani sistemi. Potiče od grčke riječi “mlijeko, mliječno” i upotrijebljena je za označavanje našeg zvjezdanog sistema, koji predstavlja svjetlosnu prugu mliječne nijanse koja se proteže preko cijelog neba i stoga se naziva “Mliječni put”. Broj zvijezda u njemu je nekoliko stotina milijardi, odnosno oko triliona (10 12). Ima oblik diska sa zadebljanjem u sredini.
Prečnik galaktičkog diska je 10 21 m. Krakovi Galaksije imaju spiralni oblik, odnosno spiralno se odvajaju od jezgra. U jednom od krakova, na udaljenosti od oko 3 × 10 20 m od jezgra, nalazi se Sunce koje se nalazi blizu ravni simetrije. Najbrojnije zvijezde u našoj galaksiji su patuljci (njihova masa je oko 10 puta manja od mase Sunca). Pored pojedinačnih zvijezda i njihovih satelita (planeta), postoje dvostruke i višestruke zvijezde i čitava zvjezdana jata (Plejade). Već ih je otkriveno više od 1000. Kuglasta jata sadrže crvene i žute zvijezde - divove i supergigante. Jedan od objekata u galaksiji su magline, koje se uglavnom sastoje od gasa i prašine. Međuzvjezdani prostor ispunjen je poljima i slabim međuzvjezdanim plinom. Galaksija rotira oko centra, a ugaone i linearne brzine se menjaju sa povećanjem udaljenosti od centra. Linearna brzina Sunca oko centra Galaksije je 250 km/s. Sunce završi svoju orbitu za otprilike 290 miliona godina (2×10 8 godina).
Početkom dvadesetog veka dokazano je da osim naše Galaksije postoje i drugi. Galaksije se oštro razlikuju po veličini, broju zvijezda uključenih u njih, sjaju i izgledu. Označeni su brojevima pod kojima su navedeni u katalozima.
Na osnovu svog izgleda, galaksije se konvencionalno dijele na tri tipa: eliptične, spiralne i nepravilne.
Gotovo četvrtina svih proučavanih galaksija je eliptična. Ovo su najjednostavnije galaksije u strukturi.
Spiralne galaksije su najbrojniji tip. Uključuje Andromedinu maglicu (jednu od nama najbližih galaksija), udaljenu otprilike 2,5 miliona svjetlosnih godina od nas.
Nepravilne galaksije nemaju centralna jezgra; u njihovoj strukturi još nisu otkriveni obrasci. To su Veliki i Mali Magelanovi oblaci, koji su sateliti naše Galaksije.
Galaksije, kako se ispostavilo, formiraju grupe (desetine galaksija) i jata koja se sastoje od stotina i hiljada galaksija. Otkrića kasnih 70-ih godina dvadesetog veka pokazala su da su galaksije u superjatu raspoređene neravnomerno: koncentrisane su blizu granica ćelija, tj. Univerzum ima ćelijsku (mrežastu, poroznu) strukturu. Na malim razmjerima, materija je u svemiru raspoređena neravnomjerno. U velikim razmjerima je homogena i izotropna. Metagalaksija je nestacionarna. Napomenimo neke karakteristike širenja metagalaksije:
1. Ekspanzija se manifestuje samo na nivou jata i superjata galaksija. Same galaksije se ne šire.
2. Ne postoji centar iz kojeg dolazi do ekspanzije.
Pitanje formiranja i strukture galaksija je sledeće važno pitanje porekla Univerzuma. Proučava se ne samo kosmologija kao nauka o Univerzumu – jedinstvenoj celini, ali i kosmogonija(grčki „gonos” znači rođenje) je oblast nauke u kojoj se proučava nastanak i razvoj kosmičkih tela i njihovih sistema (razlikuje se galaktička, zvezdana, planetarna kosmogonija).
Kako su nastale galaksije i zvijezde? Gustina materije u Univerzumu nije bila ista u različitim dijelovima, a materija iz susjednih područja bila je privučena područjima veće gustine. Područja velike gustine su tako postala još gušća. tzv "ostrva" materija koja je počela da se skuplja usled sopstvene gravitacije. Unutar ostrva formirana su odvojena „mini ostrva“ sa još većom gustinom. Galaksije su formirane od prvobitnih ostrva, a zvijezde su formirane od mini-otoka. Ovaj proces je završen u roku od milijardu godina.
Galaksije su džinovska jata zvijezda i njihovih sistema, koja imaju svoje središte (jezgro) i različite, ne samo sferne, već često spiralne, eliptične, spljoštene ili općenito nepravilne oblike. Postoje milijarde galaksija, a svaka od njih sadrži milijarde zvijezda.
Naša galaksija se zove Mliječni put. Sama riječ galaksija dolazi iz grčkog. "galaktikos" - mlečni. Ime su dobili po tome što jato zvijezda podsjeća na bjelkasti oblak. Naša galaksija pripada grupi spiralnih galaksija i sastoji se od tri dijela. 100 milijardi zvijezda galaksije koncentrisano je u divu disk debljine oko 1.500 svjetlosnih godina i prečnika otprilike 100.000 svjetlosnih godina. Kretanje zvijezda se odvija u gotovo kružnim orbitama oko centra galaksije. Sunce se nalazi u disku na udaljenosti od oko 30 hiljada svjetlosnih godina od centra galaksije. Drugi dio galaksije je sferni podsistem, koji takođe ima oko 100 milijardi zvijezda. Ali oni se kreću u veoma izduženim orbitama, čije ravni prolaze kroz centar galaksije. Prečnik sfernog podsistema je blizak prečniku diska. Treći, vanjski, dio galaksije se zove halo. Njegova veličina je 10 puta veća od veličine diska i sastoji se od Crna materija, nazvan tako jer nema zvijezda i ne dolazi iz njega svjetlost. Ne može se vidjeti, ali se prepoznaje po prisutnosti gravitacije. Masa tamne materije u halou je 10 puta veća od ukupne mase svih zvezda u galaksiji.
Nejasno je od čega se sastoji tamna materija. Postoje mnoge pretpostavke: od elementarnih čestica do patuljastih zvijezda. Kosmološko okruženje u celini sastoji se od četiri komponente: 1) tamne energije; 2) tamna materija; 3) barioni (obična materija); 4) zračenje. Radijacija uključuje reliktno zračenje (fotone), neutrine i antineutrine.
Tamna energija(ili kosmički vakuum) - "ovo je stanje kosmičkog okruženja koje ima konstantnu gustoću u vremenu i svuda istu u prostoru - i, štaviše, u bilo kojem referentnom sistemu" 1. Ništa se ne zna o fizičkoj prirodi tamne energije. Nedavna zapažanja pokazuju da je prije 6-8 milijardi godina usporavanje širenja ustupilo mjesto ubrzanoj ekspanziji. Vjeruje se da je razlog tomu što je prije 6-8 milijardi godina prevladavala gravitacija, a zatim antigravitacija. Ovo je argument za prisustvo tamne energije. Kosmički vakuum čini 67% ukupne energije svijeta, tamna materija - 30%, a obična materija - 3%.
Najbliža galaksija našoj (koju svjetlosni snop doseže za 2 miliona godina) je maglina Andromeda. Nazvan je tako jer je u sazviježđu Andromeda prvi ekstragalaktički objekt otkriven 1917. godine. Njegova pripadnost drugoj galaksiji dokazana je 1924.
E. Hubble, koji je pronašao zvijezde u ovom objektu spektralnom analizom. Veličina Andromedine magline je uporediva sa veličinom naše galaksije. Kasnije su otkrivene i druge galaksije.
Galaksije su sakupljene u grupe od nekoliko do hiljada - jata galaksija. Naš klaster se zove Lokalna grupa(njegove dimenzije su 60 puta veće od Mliječnog puta). Naziv galaksija iz Lokalne grupe je maglina Andromeda, Trougao, Veliki Magelanov oblak, Mali Magelanov oblak, itd. Klasteri su grupirani u superklasteri. U središtu našeg superklastera je jato Djevice. U Univerzumu postoje stotine milijardi galaksija.
Galaksije, jata i superjata ravnomjerno su raspoređeni po Univerzumu. Homogenost galaksija znači da nijedna od njih nije centar svijeta. Generalno, na svakih 10 m prostora dolazi 1 atom vodika. Kompaktne masivne nakupine u centralnim dijelovima galaksija nazivaju se galaktička jezgra.
- Chereptsuk L. M., Chernin L. D. Dekret. op. P. 229.
- Tamo. P. 233.
Učitavanje...