تکامل و ساختار کهکشان ها به طور خلاصه. ساختار و تکامل کهکشان. گروه محلی کهکشان ها کهکشان راه شیری

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

موسسه آموزشی غیر دولتی

آموزش عالی حرفه ای

خلاصه

با توجه به مفهوم علوم طبیعی مدرن

با موضوع: تکامل و ساختار کهکشان

مسکو 2013

معرفی

1. تکامل کهکشان ها

2. ساختار کهکشان ها

3. ساختار کهکشان ما (کهکشان راه شیری)

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

معرفی

در حال حاضر، هیچ نظریه رضایت بخشی در مورد منشاء و تکامل کهکشان ها وجود ندارد. چندین فرضیه رقیب برای توضیح این پدیده وجود دارد، اما هر کدام مشکلات جدی خود را دارند. بر اساس فرضیه تورم، پس از ظهور اولین ستارگان در کیهان، فرآیند اتحاد گرانشی آنها به خوشه ها و سپس به کهکشان ها آغاز شد. اخیراً این نظریه زیر سوال رفته است. تلسکوپ های مدرن می توانند آنقدر دور «نگاه کنند» که اجرامی را ببینند که تقریباً 400 هزار سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته اند. کشف شد که کهکشان های کاملاً شکل گرفته در آن زمان وجود داشته اند. فرض بر این است که زمان بسیار کمی بین ظهور اولین ستارگان و دوره توسعه کیهان که در بالا ذکر شد گذشت و طبق نظریه بیگ بنگ، کهکشان ها به سادگی زمان تشکیل را نداشتند.

فرضیه رایج دیگر این است که ارتعاشات کوانتومی دائماً در خلاء رخ می دهد. آنها همچنین در همان ابتدای پیدایش کیهان، زمانی که فرآیند انبساط تورمی جهان، انبساط با سرعت فوق‌العاده در جریان بود، رخ دادند. این بدان معنی است که نوسانات کوانتومی خود گسترش یافتند (از لاتین fluctuatio - نوسان)، و به اندازه هایی که شاید چندین و چند برابر بزرگتر از اندازه اولیه آنها بود. آنهایی از آنها که در لحظه توقف تورم وجود داشتند "متورم" باقی ماندند و بنابراین معلوم شد که اولین ناهمگونی های گرانشی در جهان هستند. به نظر می رسد که ماده حدود 400 هزار سال زمان داشته است تا تحت فشار گرانشی در اطراف این ناهمگنی ها قرار گیرد و سحابی های گازی را تشکیل دهد. و سپس روند ظهور ستارگان و تبدیل سحابی ها به کهکشان ها آغاز شد.

1. تکامل کهکشان ها

شکل گیری کهکشان ها به عنوان یک مرحله طبیعی در تکامل کیهان در نظر گرفته می شود که تحت تأثیر نیروهای گرانشی رخ می دهد. ظاهراً حدود 14 میلیارد سال پیش، جداسازی پروتوکلاسترها در ماده اولیه (پروتو از یونانی - اول) آغاز شد. در پیش خوشه‌ها، گروه‌هایی از کهکشان‌ها در جریان فرآیندهای دینامیکی مختلف از هم جدا شدند. تنوع شکل کهکشان ها با تنوع شرایط اولیه برای تشکیل کهکشان ها همراه است. انقباض کهکشان حدود 3 میلیارد سال طول می کشد. در این مدت، ابر گازی به یک منظومه ستاره ای تبدیل می شود. ستارگان از فشردگی گرانشی ابرهای گازی تشکیل می شوند. هنگامی که مرکز ابر فشرده به چگالی و دمای کافی برای انجام واکنش های گرما هسته ای می رسد، یک ستاره متولد می شود. در اعماق ستارگان پرجرم، همجوشی گرما هسته ای عناصر شیمیایی سنگین تر از هلیوم رخ می دهد. این عناصر در جریان انفجارهای ستاره ای یا در جریان خروج آرام ماده با ستاره ها وارد محیط اولیه هیدروژن-هلیوم می شوند. عناصر سنگین‌تر از آهن در جریان انفجارهای عظیم ابرنواختری تشکیل می‌شوند. بنابراین، ستارگان نسل اول گاز اولیه را با عناصر شیمیایی سنگین تر از هلیوم غنی می کنند. این ستاره ها قدیمی ترین هستند و از هیدروژن، هلیوم و مقادیر بسیار کمی از عناصر سنگین تشکیل شده اند. در ستارگان نسل دوم، اختلاط عناصر سنگین بیشتر قابل توجه است، زیرا آنها از گاز اولیه ای تشکیل شده اند که قبلاً با عناصر سنگین غنی شده است. فرآیند تولد ستاره با فشرده سازی مداوم کهکشان اتفاق می افتد، بنابراین تشکیل ستارگان نزدیکتر و نزدیکتر به مرکز منظومه رخ می دهد و هر چه به مرکز نزدیکتر باشد، عناصر سنگین بیشتری باید در ستاره ها وجود داشته باشد. این نتیجه گیری به خوبی با داده های مربوط به فراوانی عناصر شیمیایی در ستارگان در هاله کهکشان ما و کهکشان های بیضوی مطابقت دارد. در یک کهکشان در حال چرخش، ستاره های هاله آینده در مرحله اولیه انقباض تشکیل می شوند، زمانی که چرخش هنوز بر شکل کلی کهکشان تأثیری نداشته است.

شواهد این دوران در کهکشان ما خوشه های ستاره ای کروی هستند. هنگامی که فشردگی پیش کهکشان متوقف می شود، انرژی جنبشی ستارگان دیسک حاصل با انرژی برهمکنش گرانشی جمعی برابر است. در این زمان شرایط برای تشکیل ساختار مارپیچی ایجاد می شود و تولد ستارگان در شاخه های مارپیچی رخ می دهد که گاز در آنها کاملاً متراکم است. اینها ستاره های نسل سوم هستند. اینها شامل خورشید ما می شود. ذخایر گاز بین ستاره ای به تدریج تخلیه می شود و تولد ستارگان شدت کمتری پیدا می کند. در چند میلیارد سال، زمانی که تمام ذخایر گاز تمام شود، کهکشان مارپیچی به یک کهکشان عدسی شکل، متشکل از ستاره های قرمز کم رنگ تبدیل می شود. کهکشان های بیضوی در حال حاضر در این مرحله هستند: تمام گاز موجود در آنها 10-15 میلیارد سال پیش مصرف شده است. سن کهکشان ها تقریباً به سن کیهان می رسد. یکی از رازهای نجوم این است که هسته کهکشان ها چیست؟ یک کشف بسیار مهم این بود که برخی از هسته های کهکشانی فعال هستند. این کشف غیرمنتظره بود. پیش از این، اعتقاد بر این بود که هسته کهکشانی چیزی بیش از خوشه ای متشکل از صدها میلیون ستاره نیست. مشخص شد که هم انتشار نوری و هم انتشار رادیویی برخی از هسته های کهکشانی می تواند در طی چند ماه تغییر کند. این بدان معناست که در مدت کوتاهی، مقدار زیادی انرژی از هسته ها آزاد می شود، صدها برابر بیشتر از انرژی آزاد شده در هنگام انفجار ابرنواختر. چنین هسته هایی "فعال" نامیده می شوند و فرآیندهایی که در آنها اتفاق می افتد "فعالیت" نامیده می شوند. در سال 1963، اجرام از نوع جدیدی در خارج از مرزهای کهکشان ما کشف شدند. این اجسام ظاهری ستاره ای شکل دارند. به مرور زمان متوجه شدند که درخشندگی آنها ده ها برابر بیشتر از درخشندگی کهکشان هاست! شگفت انگیزترین چیز این است که روشنایی آنها تغییر می کند. قدرت تابش آنها هزاران بار بیشتر از قدرت هسته های فعال است. این اجسام اختروش نامیده می شدند. اکنون اعتقاد بر این است که هسته برخی کهکشان ها اختروش هستند.

دانشمندان در اواسط دهه 1940 رویکرد جدی به مسئله تکامل کهکشان ها را آغاز کردند. این سال ها مشخص شد اکتشافات مهمدر نجوم ستارگان می‌توان فهمید که در میان خوشه‌های ستاره‌ای باز و کروی، پیر و جوان وجود دارد و دانشمندان حتی توانستند سن آنها را تخمین بزنند. لازم بود نوعی سرشماری جمعیت در کهکشان های مختلف انجام شود و نتایج را با هم مقایسه کرد. در کدام کهکشان ها (بیضوی یا مارپیچی)، که در کدام دسته از کهکشان ها ستارگان جوان تر یا مسن تر غالب هستند. چنین مطالعه ای نشانه روشنی از جهت تکامل کهکشان ها ارائه می دهد و می تواند معنای تکاملی طبقه بندی کهکشان هابل را روشن کند. اما در ابتدا، ستاره شناسان نیاز داشتند که رابطه عددی بین انواع مختلف کهکشان ها را دریابند. مطالعه مستقیم عکس های گرفته شده در رصدخانه کوه ویلسون به هابل اجازه داد تا نتایج زیر را به دست آورد: کهکشان های بیضوی - 23٪، کهکشان های مارپیچی - 59٪، مارپیچ های میله ای - 15٪، نامنظم - 3٪.

اخترفیزیکدان ادوین پاول هابل در سال 1926 طبقه بندی جالبی از کهکشان ها را ارائه کرد و در سال 1936 آن را بهبود بخشید. این طبقه بندی "چنگال تنظیم هابل" نامیده می شود. تا زمان مرگش در سال 1953م. هابل سیستم خود را بهبود بخشید و پس از مرگش، این کار توسط ستاره شناس آمریکایی آلن رکس سامدیج انجام شد که در سال 1961 نوآوری های قابل توجهی را در سیستم هابل ارائه کرد. ستاره کهکشان ماده تاریک راه شیری

با این حال، در سال 1948، ستاره شناس یوری نیکولاویچ افرموف، داده های کاتالوگ کهکشان هارلو شپلی، ستاره شناس آمریکایی و مرکز تحقیقات ناسا را ​​پردازش کرد. ایمز و به نتایج زیر رسید: کهکشان های بیضوی به طور متوسط ​​4 قدر کم نورتر از کهکشان های مارپیچی در قدر مطلق هستند. در میان آنها کهکشان های کوتوله زیادی وجود دارد. اگر این شرایط را در نظر بگیریم و تعداد کهکشان ها در واحد حجم را دوباره محاسبه کنیم، معلوم می شود که تقریباً 100 برابر کهکشان های بیضوی بیشتر از کهکشان های مارپیچی وجود دارد. اکثر کهکشان های مارپیچی کهکشان های غول پیکر هستند، بیشتر کهکشان های بیضی شکل کهکشان های کوتوله هستند. البته، در میان هر دو، اندازه مشخصی وجود دارد؛ کهکشان‌های غول‌پیکر بیضوی و کوتوله‌های مارپیچی وجود دارند، اما تعداد بسیار کمی از هر دو وجود دارد. در سال 1947، H. Shapley توجه را به این واقعیت جلب کرد که با حرکت از کهکشان های نامنظم به کهکشان های مارپیچی و سپس به کهکشان های بیضی شکل، تعداد ابرغول های درخشان به تدریج کاهش می یابد. معلوم شد که دقیقاً کهکشان های نامنظم و کهکشان هایی با شاخه های بسیار منشعب بودند که جوان بودند. H. Shapley سپس این ایده را بیان کرد که انتقال کهکشان ها از یک طبقه به طبقه دیگر لزوما رخ نمی دهد. این امکان وجود دارد که کهکشان‌ها همه آن‌گونه که ما می‌بینیم شکل گرفته‌اند، و سپس به آرامی در جهت صاف کردن و گرد کردن شکل‌هایشان تکامل یافته‌اند. احتمالاً هیچ تغییر یک جهتی در کهکشان ها وجود ندارد. H. Shapley توجه را به یکی دیگر از شرایط مهم جلب کرد. کهکشان های دوتایی نتیجه برخورد یک کهکشان و اسیر شدن توسط کهکشان دیگر نیستند. کهکشان های مارپیچی اغلب در چنین جفت هایی با کهکشان های بیضی شکل همزیستی دارند. چنین جفت های کهکشانی، به احتمال زیاد، با هم پدید آمده اند. در این مورد، نمی توان فرض کرد که آنها مسیر توسعه قابل توجهی متفاوتی را طی کرده اند. در سال 1949، ستاره شناس شوروی، بوریس واسیلیویچ کوکارکین، توجه را به وجود نه تنها کهکشان های زوجی، بلکه خوشه هایی از کهکشان ها جلب کرد. در همین حال، سن یک خوشه کهکشانی، با قضاوت بر اساس داده های مکانیک سماوی، نمی تواند از 10 تا 12 میلیارد سال تجاوز کند. بنابراین، معلوم شد که کهکشان هایی با اشکال مختلف تقریباً به طور همزمان در متاکهکشان تشکیل شده اند. این بدان معنی است که انتقال هر کهکشان در طول وجود خود از یک نوع به نوع دیگر کاملاً غیر ضروری است.

2. ساختار کهکشان ها

کهکشان (GblboYabt یونان باستان - کهکشان راه شیری) یک منظومه گرانشی از ستارگان، گاز بین ستاره ای، غبار و ماده تاریک است. همه اجرام درون کهکشان ها نسبت به یک مرکز جرم مشترک در حرکت شرکت می کنند. کهکشان ها اجرام بسیار دور هستند؛ فاصله تا نزدیکترین آنها معمولاً بر حسب مگاپارسک و تا دوردست ها با واحد انتقال به سرخ z اندازه گیری می شود. دقیقاً به دلیل فاصله آنها است که فقط سه مورد از آنها را می توان در آسمان با چشم غیر مسلح تشخیص داد: سحابی آندرومدا (قابل مشاهده در نیمکره شمالی)، ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی (قابل مشاهده در نیمکره جنوبی). تا آغاز قرن بیستم امکان تفکیک تصاویر کهکشان‌ها تا ستاره‌های منفرد وجود نداشت. در اوایل دهه 1990، بیش از 30 کهکشان وجود نداشت که ستارگان منفرد در آنها دیده شوند، و همه آنها بخشی از گروه محلی بودند. پس از پرتاب تلسکوپ فضایی هابل و راه اندازی تلسکوپ های زمینی 10 متری، تعداد کهکشان هایی که در آنها امکان تشخیص ستاره های منفرد وجود داشت، به شدت افزایش یافت. یکی از مشکلات حل نشده در ساختار کهکشان ها ماده تاریک است که تنها در برهمکنش گرانشی خود را نشان می دهد. این می تواند تا 90 درصد از کل جرم کهکشان را تشکیل دهد، یا می تواند مانند کهکشان های کوتوله کاملاً وجود نداشته باشد.

کهکشان از یک دیسک، یک هاله و یک تاج تشکیل شده است.

1. هاله (جزء کروی کهکشان). ستارگان آن به سمت مرکز کهکشان متمرکز شده‌اند و چگالی ماده که در مرکز کهکشان زیاد است، با فاصله گرفتن از آن به سرعت کاهش می‌یابد.

2. برآمدگی مرکزی و متراکم ترین قسمت هاله در فاصله چند هزار سال نوری از مرکز کهکشان است.

3. دیسک ستاره ای (جزء مسطح کهکشان). به نظر می رسد که دو صفحه در لبه ها تا شده اند. غلظت ستارگان در قرص بسیار بیشتر از هاله است. ستارگان داخل دیسک در مدارهای دایره ای در اطراف مرکز کهکشان حرکت می کنند. خورشید در قرص ستاره ای بین بازوهای مارپیچی قرار دارد.

مرکزی ترین و فشرده ترین ناحیه کهکشان هسته نامیده می شود. هسته دارای غلظت بالایی از ستارگان است و در هر پارسک مکعبی هزاران ستاره وجود دارد. تقریباً در مرکز هر کهکشانی یک جسم بسیار عظیم وجود دارد - سیاه چاله - با چنان گرانش قدرتمندی که چگالی آن برابر یا بیشتر از چگالی هسته های اتم باشد. در واقع، هر سیاهچاله در فضا کوچک است، اما از نظر جرم به سادگی یک هسته هیولایی و به شدت در حال چرخش است. نام "سیاه چاله" به وضوح تاسف بار است، زیرا اصلاً یک سوراخ نیست، بلکه یک جسم بسیار متراکم با گرانش قدرتمند است - به طوری که حتی فوتون های نور نیز نمی توانند از آن فرار کنند. و هنگامی که یک سیاهچاله جرم و انرژی جنبشی چرخش زیادی را جمع می کند، تعادل جرم و انرژی جنبشی در آن به هم می خورد و سپس قطعاتی را از خود بیرون می کند که (پرجرم ترین) تبدیل به سیاهچاله های کوچک درجه دوم می شوند. قطعات کوچکتر وقتی اتمسفرهای هیدروژنی بزرگ را از ابرهای کهکشانی جمع می‌کنند به ستاره‌های آینده تبدیل می‌شوند و قطعات کوچک به سیاره تبدیل می‌شوند، وقتی هیدروژن جمع‌آوری‌شده برای شروع همجوشی گرما هسته‌ای کافی نباشد. من فکر می کنم که کهکشان ها از سیاهچاله های پرجرم تشکیل شده اند؛ علاوه بر این، گردش کیهانی ماده و انرژی در کهکشان ها انجام می شود. اول، سیاهچاله مواد پراکنده شده در متاکهکشان را جذب می کند: در این زمان، به لطف گرانش خود، به عنوان یک "مکنده غبار و گاز" عمل می کند. هیدروژن پراکنده در متاکهکشان در اطراف سیاهچاله متمرکز شده و تجمع کروی گاز و غبار تشکیل می شود. چرخش سیاهچاله گاز و غبار را به درون خود می برد و باعث می شود که ابر کروی صاف شود و هسته مرکزی و بازوها را تشکیل دهد. پس از انباشته شدن یک جرم بحرانی، سیاهچاله در مرکز ابر گاز و گرد و غبار شروع به پرتاب قطعات (فرگمنتوئیدها) می کند که با شتاب زیاد از آن جدا می شوند و برای پرتاب شدن به مدار دایره ای در اطراف سیاهچاله مرکزی کافی است. در مدار، در تعامل با ابرهای گازی و غباری، این قطعه‌نماها به صورت گرانشی گاز و غبار را جذب می‌کنند. قطعات بزرگ تبدیل به ستاره می شوند. سیاهچاله ها با گرانش خود غبار و گاز کیهانی را به داخل می کشند که با افتادن بر روی چنین حفره هایی بسیار داغ می شوند و اشعه ایکس ساطع می کنند. هنگامی که مقدار ماده در اطراف سیاهچاله کمیاب می شود، درخشش آن به شدت کاهش می یابد. به همین دلیل است که برخی کهکشان ها در مرکز خود درخشش درخشانی دارند، در حالی که برخی دیگر اینطور نیستند. سیاهچاله ها مانند "قاتلان" کیهانی هستند: گرانش آنها حتی فوتون ها و امواج رادیویی را جذب می کند، به همین دلیل است که خود سیاهچاله ساطع نمی کند و مانند یک جسم کاملا سیاه به نظر می رسد. اما احتمالاً به طور دوره‌ای تعادل گرانشی درون سیاه‌چاله‌ها مختل می‌شود و آنها شروع به بیرون ریختن توده‌هایی از ماده فوق‌چگال با گرانش قوی می‌کنند که تحت تأثیر آن این توده‌ها شکل کروی به خود می‌گیرند و شروع به جذب غبار و گاز از فضای اطراف می‌کنند. . از ماده گرفته شده، پوسته های جامد، مایع و گاز روی این اجسام تشکیل می شود. هر چه لخته ماده فوق متراکم (پاره‌چاله) پرتاب شده توسط سیاهچاله سنگین‌تر باشد، غبار و گاز بیشتری از فضای اطراف جمع می‌شود (البته اگر این ماده در فضای اطراف وجود داشته باشد). تقریباً تمام مواد مولکولی محیط بین ستاره ای در ناحیه حلقوی قرص کهکشانی (3-7 kpc) متمرکز شده است. تشعشعات مرئی از نواحی مرکزی کهکشان توسط لایه های ضخیم ماده جذب کننده کاملاً از ما پنهان است.

سه نوع کهکشان وجود دارد: مارپیچی، بیضوی و نامنظم. کهکشان های مارپیچی دارای دیسک، بازوها و هاله های کاملاً مشخصی هستند. در مرکز یک خوشه متراکم از ستارگان و ماده بین ستاره ای و در مرکز آن یک سیاهچاله قرار دارد. بازوها در کهکشان های مارپیچی بسته به چرخش هسته و سیاهچاله (به طور دقیق تر، یک جسم فوق متراکم) در مرکز آن، از مرکز آنها گسترش یافته و به راست یا چپ می پیچند. در مرکز قرص کهکشانی یک تراکم کروی به نام برآمدگی وجود دارد. تعداد شاخه ها (بازوها) می تواند متفاوت باشد: 1، 2، 3، ... اما اغلب کهکشان هایی وجود دارند که فقط دو شاخه دارند. در کهکشان ها، هاله شامل ستارگان و ماده گازی بسیار کمیاب است که در مارپیچ یا دیسک گنجانده نشده است. ما در یک کهکشان مارپیچی به نام کهکشان راه شیری زندگی می کنیم و در روزهای روشن کهکشان ما به وضوح در آسمان شب به صورت یک نوار پهن و سفید رنگ در سراسر آسمان قابل مشاهده است. کهکشان ما در نمایه برای ما قابل مشاهده است. خوشه های کروی در مرکز کهکشان ها عملاً مستقل از موقعیت قرص کهکشانی هستند. بازوهای کهکشان ها شامل بخش نسبتاً کوچکی از همه ستارگان است، اما تقریباً تمام ستارگان داغ با درخشندگی بالا در آنها متمرکز شده اند. ستارگانی از این نوع را ستاره شناسان جوان می دانند، بنابراین بازوهای مارپیچی کهکشان ها را می توان محل شکل گیری ستاره ها دانست. کهکشان های بیضوی اغلب در خوشه های متراکم کهکشان های مارپیچی یافت می شوند. آنها شکل یک بیضی یا یک توپ دارند و کروی ها معمولا بزرگتر از بیضوی هستند. سرعت چرخش کهکشان های بیضی شکل کمتر از کهکشان های مارپیچی است و به همین دلیل قرص آنها تشکیل نمی شود. این گونه کهکشان ها معمولاً از خوشه های کروی ستاره ای اشباع شده اند. ستاره شناسان معتقدند کهکشان های بیضوی از ستاره های قدیمی تشکیل شده اند و تقریباً به طور کامل فاقد گاز هستند. کهکشان های نامنظم معمولا جرم و حجم کمی دارند و تعداد کمی ستاره دارند. به عنوان یک قاعده، آنها ماهواره های کهکشان های مارپیچی هستند. آنها معمولاً تعداد بسیار کمی از خوشه های کروی ستاره دارند. نمونه هایی از این کهکشان ها ماهواره های راه شیری - ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی هستند. اما در میان کهکشان های نامنظم کهکشان های بیضی شکل کوچکی نیز وجود دارند.

3. ساختار کهکشان ما (کهکشان راه شیری)

راه شیری - از لات. از طریق lactea "جاده شیر"

در مکتب نجومی شوروی، کهکشان راه شیری به سادگی «کهکشان ما» یا «سیستم راه شیری» نامیده می شد. عبارت "راه شیری" برای اشاره به ستارگان مرئی که از نظر نوری راه شیری را برای یک ناظر تشکیل می دهند، استفاده می شود.

قطر کهکشان حدود 30 هزار پارسک (حدود 100000 سال نوری، 1 کوئینتیلیون کیلومتر) با میانگین ضخامت تخمینی حدود 1000 سال نوری است. طبق کمترین تخمین، کهکشان دارای حدود 200 میلیارد ستاره است (تخمین امروزی بین 200 تا 400 میلیارد است). قسمت اعظم ستارگان به شکل یک صفحه مسطح قرار دارند. تا ژانویه 2009، جرم کهکشان برابر با 3·10 12 جرم خورشید یا 6·10 42 کیلوگرم برآورد شده است. بیشتر جرم کهکشان نه در ستاره ها و گاز بین ستاره ای، بلکه در هاله ای غیر درخشان از ماده تاریک است. در دهه 1980 بود که ستاره شناسان پیشنهاد کردند که کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی میله ای است تا یک کهکشان مارپیچی معمولی. این فرض در سال 2005 توسط تلسکوپ فضایی لیمان اسپیتزر تایید شد، که نشان داد میله مرکزی کهکشان ما بزرگتر از آنچه قبلا تصور می شد است. ستارگان جوان و خوشه های ستاره ای که سن آنها از چند میلیارد سال تجاوز نمی کند، در نزدیکی صفحه دیسک متمرکز شده اند. آنها به اصطلاح جزء مسطح را تشکیل می دهند. در میان آنها ستارگان درخشان و داغ زیادی وجود دارد. گاز موجود در دیسک کهکشان نیز عمدتاً در نزدیکی صفحه آن متمرکز شده است. این به طور ناموزون توزیع می شود و ابرهای گازی متعددی را تشکیل می دهد - از ابرهای غول پیکر با ساختار ناهمگن، به وسعت بیش از چندین هزار سال نوری، تا ابرهای کوچک که اندازه آنها بیش از یک پارسک نیست. در قسمت میانی کهکشان ضخیم شدنی به نام برآمدگی وجود دارد که قطر آن حدود 8 هزار پارسک است. مرکز هسته کهکشانی در صورت فلکی قوس واقع شده است. فاصله خورشید تا مرکز کهکشان 8.5 کیلوپارسک (2.62·10 17 کیلومتر یا 27700 سال نوری) است. ظاهراً در مرکز کهکشان، یک سیاهچاله بسیار پرجرم وجود دارد که احتمالاً یک سیاهچاله با جرم متوسط ​​و دوره مداری حدود 100 سال و چندین هزار سیاهچاله نسبتاً کوچک به دور آن می چرخد. اثر گرانشی ترکیبی آنها بر ستارگان همسایه باعث می شود که ستاره ها در مسیرهای غیرعادی حرکت کنند. این فرض وجود دارد که اکثر کهکشان ها سیاهچاله های بسیار پرجرم در هسته خود دارند. مناطق مرکزی کهکشان با غلظت قوی ستاره مشخص می شود: هر پارسک مکعبی نزدیک به مرکز حاوی هزاران ستاره است. فاصله بین ستاره ها ده ها و صدها برابر کمتر از فاصله نزدیک به خورشید است. مانند اکثر کهکشان های دیگر، توزیع جرم در کهکشان راه شیری به گونه ای است که سرعت مداری بیشتر ستارگان این کهکشان به فاصله آنها از مرکز بستگی زیادی ندارد. دورتر از پل مرکزی تا دایره بیرونی، سرعت معمول چرخش ستارگان 210-240 کیلومتر بر ثانیه است. بنابراین، چنین توزیع سرعتی که در منظومه شمسی مشاهده نشده است، جایی که مدارهای مختلف سرعت چرخش متفاوتی دارند، یکی از پیش نیازهای وجود ماده تاریک است. طول میله کهکشانی حدود 27000 سال نوری است. این میله از مرکز کهکشان با زاویه 10 ± 44 درجه نسبت به خط بین خورشید ما و مرکز کهکشان عبور می کند. در درجه اول از ستاره های قرمز تشکیل شده است که بسیار قدیمی در نظر گرفته می شوند. دور پرش را حلقه ای به نام "حلقه پنج کیلوپارسک" احاطه کرده است. این حلقه حاوی بیشتر هیدروژن مولکولی کهکشان است و یک منطقه ستاره ساز فعال در کهکشان ما است. اگر از کهکشان آندرومدا مشاهده شود، نوار کهکشانی کهکشان راه شیری بخش درخشانی از آن خواهد بود.

کهکشان ما متعلق به کلاس کهکشان های مارپیچی است، به این معنی که کهکشان دارای بازوهای مارپیچی است که در صفحه دیسک قرار دارند. دیسک در هاله ای کروی غوطه ور است و اطراف آن تاج کروی شکل است. منظومه شمسی در فاصله 8.5 هزار پارسک از مرکز کهکشانی، در نزدیکی صفحه کهکشانی (جابجایی به سمت) قرار دارد. قطب شمالکهکشان تنها 10 پارسک با ما فاصله دارد)، در لبه داخلی بازویی به نام بازوی شکارچی. این چیدمان امکان رعایت بصری شکل آستین ها را فراهم نمی کند. داده های جدید از مشاهدات گاز مولکولی (CO) نشان می دهد که کهکشان ما دو بازو دارد که از یک میله در قسمت داخلی کهکشان شروع می شود. علاوه بر این، چند آستین دیگر در قسمت داخلی وجود دارد. سپس این بازوها به ساختاری چهار بازویی تبدیل می‌شوند که در خط هیدروژن خنثی در قسمت‌های بیرونی کهکشان مشاهده می‌شود. اکثریت اجرام آسمانیدر سیستم های چرخشی مختلف ترکیب شده است. بنابراین، ماه به دور زمین می چرخد، ماهواره های سیارات غول پیکر سیستم های خود را تشکیل می دهند که دارای اجسام غنی هستند. برای بیشتر سطح بالا، زمین و سیارات دیگر به دور خورشید می چرخند. یک سوال طبیعی مطرح شد: آیا خورشید نیز بخشی از یک منظومه بزرگتر است؟ اولین مطالعه سیستماتیک این موضوع در قرن 18 توسط ستاره شناس انگلیسی ویلیام هرشل انجام شد. او تعداد ستارگان را در نواحی مختلف آسمان شمرد و متوجه شد که دایره بزرگی در آسمان وجود دارد (که بعدها آن را استوای کهکشانی نامیدند) که آسمان را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند و تعداد ستارگان روی آن بیشترین است. . علاوه بر این، هر چه بخشی از آسمان به این دایره نزدیکتر باشد، تعداد ستارگان بیشتر می شود. سرانجام مشخص شد که کهکشان راه شیری بر روی این دایره قرار دارد. به لطف این، هرشل حدس زد که تمام ستارگانی که مشاهده کردیم، یک منظومه ستاره ای غول پیکر را تشکیل می دهند که به سمت استوای کهکشانی مسطح شده است. در ابتدا فرض بر این بود که همه اجرام در کیهان بخشی از کهکشان ما هستند، اگرچه کانت همچنین پیشنهاد کرد که برخی از سحابی ها می توانند کهکشان هایی شبیه کهکشان راه شیری باشند. در اوایل سال 1920، مسئله وجود اجرام برون کهکشانی باعث بحث شد (به عنوان مثال، مناظره بزرگ معروف بین هارلو شپلی و هبر کورتیس؛ اولی از منحصر به فرد بودن کهکشان ما دفاع کرد). فرضیه کانت در نهایت تنها در دهه 1920 اثبات شد، زمانی که ادوین هابل توانست فاصله برخی از سحابی های مارپیچی را اندازه گیری کند و نشان دهد که به دلیل فاصله آنها، آنها نمی توانند بخشی از کهکشان باشند.

نتیجه

چرخه ای از ماده در کیهان وجود دارد که جوهر آن پراکندگی ماده توسط سیاهچاله های بسیار پرجرم، انفجار نواخترها و ابرنواخترها و سپس جمع آوری مواد پراکنده توسط سیارات، ستارگان و سیاهچاله ها با استفاده از گرانش آنهاست. انفجار بزرگی وجود نداشت که در نتیجه جهان ما (متاکهکشان) از یک تکینگی متولد شد. انفجارها (و آنهایی که بسیار قوی هستند) در متاکهکشان به صورت دوره ای اینجا و آنجا اتفاق می افتد و اتفاق افتاده است. کیهان نمی تپد، به سادگی می جوشد، بی نهایت است، و ما در مورد آن بسیار کم می دانیم و حتی کمتر در مورد آن می دانیم. هیچ نظریه نهایی که جهان و فرآیندهای رخ داده در آن را توضیح دهد وجود ندارد و هرگز وجود نخواهد داشت. نظریه ها و فرضیه ها با سطح توسعه فناوری، علم ما و تجربه ای که بشریت در حال حاضر انباشته است مطابقت دارد. بنابراین، ما باید با تجربه انباشته شده تا حد امکان با دقت رفتار کنیم و همیشه واقعیت را بالاتر از نظریه قرار دهیم. به محض اینکه برخی از علم برعکس عمل می کنند، بلافاصله باز می مانند سیستم اطلاعاتو به دین جدیدی تبدیل می شود. در علم اصل شک و در دین ایمان است.

کتابشناسی - فهرست کتب:

1. ویکی پدیا آدرس دسترسی: http://ru.wikipedia.org/wiki/

2. Agekyan T.A. ستاره ها، کهکشان ها، متا کهکشان ها. - M.: Nauka، 1981.

3. Vaucouleurs J. طبقه بندی و مورفولوژی کهکشان ها // ساختار سیستم های ستاره ای. مطابق. با او. - م.، 1962.

4. زلدویچ یا.ب. Novikov I.D. ساختار و تکامل جهان، - M.: Nauka، 1975.

5. Levchenko I.V. جهان چند جانبه // اکتشافات و فرضیه ها، LLC "Intelligence Media". - 9 سپتامبر (67)، 2007.

6. Novikov I. D., Frolov V. P. سیاهچاله ها در جهان // پیشرفت در علوم فیزیکی. - 2001. - T. 131. شماره 3.

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

فرضیه پیدایش ستارگان و منظومه شمسیو تکامل کهکشان ها نظریه تشکیل ستاره از گاز به دلیل ناپایداری گرانشی. مفهوم ترمودینامیک جو زمین و مرحله تعادل همرفتی. تبدیل ستاره به کوتوله سفید.

چکیده، اضافه شده در 2010/08/31


تعریف مفهوم آنتروپی و اصول افزایش آن. تفاوت بین دو نوع فرآیند ترمودینامیکی - برگشت پذیر و غیر قابل برگشت. وحدت و تنوع دنیای ارگانیک. ساختار و تکامل ستارگان و زمین. پیدایش و تکامل کهکشان ها.

تست، اضافه شده در 2011/11/17


شکل گیری اصول اساسی نظریه کیهان شناسی - علم ساختار و تکامل کیهان. ویژگی های نظریه های مبدأ جهان. نظریه انفجار بزرگ و تکامل جهان. ساختار جهان و مدل های آن. جوهر مفهوم خلقت گرایی.

ارائه، اضافه شده در 11/12/2012


انقلاب در علوم طبیعی، ظهور و توسعه بیشتر دکترین ساختار اتم. ترکیب، ساختار و زمان مگاجهان. مدل کوارکی هادرون ها تکامل متا کهکشان ها، کهکشان ها و ستارگان منفرد. تصویری مدرن از مبدأ کیهان.

کار دوره، اضافه شده در 2011/07/16


اصول عدم قطعیت، مکمل بودن، هویت در مکانیک کوانتومی. مدل های تکامل کیهان خواص و طبقه بندی ذرات بنیادی. تکامل ستارگان منشا، ساختار منظومه شمسی. توسعه ایده ها در مورد ماهیت نور.

برگه تقلب، اضافه شده در 2009/01/15


ساختار و تکامل کیهان. فرضیه های منشأ و ساختار کیهان. وضعیت فضا قبل از انفجار بزرگ ترکیب شیمیاییستاره ها بر اساس تحلیل طیفی ساختار یک غول قرمز. سیاهچاله ها، جرم پنهان، اختروش ها و تپ اخترها.

چکیده، اضافه شده در 2011/11/20


مفهوم تکامل به مثابه فرآیندی از خودسازی و پیچیدگی ماده از ساده ترین اشکال آن تا پیدایش صورت بندی های اجتماعی پیچیده است. ویژگی های اصلی نظریه های تکاملی. نشانه های نزدیک شدن به نقطه فاجعه توجیه نظریه اپی ژنز.

ارائه، اضافه شده در 12/01/2014


پیدایش کلاس دوزیستان (دوزیستان) گام بزرگی در تکامل مهره داران است. ساختار و ویژگی های قورباغه های کلاس دوزیستان. خزندگان، آنها را به گروه ها تقسیم می کنند. ساختار مارمولک ها و تمساح ها. ساختار تخصصی مارها و لاک پشت ها.

تست، اضافه شده در 2009/04/24


مطالعه الگوی تکاملی دنیای حیوانات. بررسی ویژگی های سیستم عصبی از نوع منتشر، گرهی و ساقه ای. ساختار مغز بندپایان. توسعه هماهنگی حرکتی عمومی در ماهیان غضروفی مراحل تکامل مغز مهره داران

ارائه، اضافه شده در 2016/06/18


مفهوم سیستم های باز معرفی شده توسط ترمودینامیک غیر کلاسیک. نظریه ها، فرضیه ها و مدل های پیدایش کهکشان ها. فرضیاتی برای توضیح انبساط جهان. " مهبانگ": علل و گاهشماری آن. مراحل و پیامدهای تکامل.

شکل گیری و ساختار کهکشان ها سوال مهم بعدی در مورد منشا کیهان است. این نه تنها توسط کیهان شناسی به عنوان علم جهان، بلکه همچنین مورد مطالعه قرار می گیرد کیهان شناسی (یونانی. "گونیا" به معنای تولد) رشته ای از علم است که به مطالعه منشأ و توسعه اجسام کیهانی و سیستم های آنها می پردازد (کیهان شناسی سیاره ای، ستاره ای، کهکشانی متمایز است). کیهان شناسی نتایج خود را بر اساس قوانین فیزیک، شیمی و زمین شناسی استوار می کند.

کهکشانخوشه های غول پیکری از ستارگان و منظومه های آنها (تا حدود 10 13 ستاره)، دارای مرکز (هسته) خاص خود و اشکال مختلف (کروی، مارپیچی، بیضوی، مایل یا حتی نامنظم). هسته‌های کهکشان‌ها هیدروژن، ماده اصلی کیهان، تولید می‌کنند. اندازه کهکشان ها از چند ده سال نوری تا 18 میلیون سال نوری متغیر است. در بخشی از جهان که برای ما قابل مشاهده است - متا کهکشان - میلیاردها کهکشان و در هر یک از آنها میلیاردها ستاره وجود دارد. همه کهکشان ها از یکدیگر دور می شوند و سرعت این "انبساط" با دور شدن کهکشان ها افزایش می یابد. کهکشان ها از ساختارهای ساکن دور هستند: آنها شکل و طرح کلی را تغییر می دهند، با هم برخورد می کنند و یکدیگر را جذب می کنند. کهکشان ما در حال حاضر در حال فرو بردن کهکشان کوتوله کمان است. در حدود 5 میلیارد سال، "برخورد دنیاها" رخ خواهد داد. کهکشان های همسایه راه شیری و سحابی آندرومدا به آرامی اما ناگزیر با سرعت 500 هزار کیلومتر در ساعت به سمت یکدیگر حرکت می کنند.

کهکشان ما کهکشان راه شیری نام دارد و از 150 میلیارد ستاره تشکیل شده است. ما این خوشه ستارگان را در شب های صاف به صورت نواری از کهکشان راه شیری می بینیم. از یک هسته و چندین شاخه مارپیچ تشکیل شده است. ابعاد آن 100 هزار سال نوری است. سن کهکشان حدود 15 میلیارد سال است. نزدیکترین کهکشان به کهکشان راه شیری (که یک پرتو نور در 2 میلیون سال به آن می رسد) سحابی آندرومدا است. بیشتر ستارگان کهکشان ما در یک "دیسک" غول پیکر به شکل عدسی دو محدب به ضخامت حدود 1500 سال نوری متمرکز شده اند. ستارگان و سحابی های کهکشان در مدارهای بسیار پیچیده حرکت می کنند. اول از همه، آنها در چرخش کهکشان به دور محور خود با سرعت تقریبی 250 کیلومتر بر ثانیه شرکت می کنند. خورشید در فاصله حدود 30 هزار سال نوری از مرکز کهکشان قرار دارد. خورشید در طول مدت وجود خود تقریباً 25 دور حول محور چرخش خود انجام داد.

روند شکل گیری کهکشان ها - برخلاف شکل گیری ستاره ها و سنتز عناصر درون آنها - هنوز به خوبی درک نشده است. در سال 1963، در مرز جهان قابل مشاهده، آنها کشف کردند اختروش ها(منابع رادیویی شبه ستاره ای) با درخشندگی صدها برابر بیشتر از درخشندگی کهکشان ها و اندازه های ده ها برابر کوچکتر از آنها، قوی ترین منابع انتشار رادیویی در کیهان هستند. فرض بر این بود که اختروش‌ها هسته‌های کهکشان‌های جدید را نشان می‌دهند و بنابراین، روند تشکیل کهکشان‌ها تا امروز ادامه دارد.

شاعر پرسید: گوش کن! به هر حال، اگر ستاره ها روشن شوند، آیا این بدان معناست که کسی به آن نیاز دارد؟» ما می دانیم که ستارگان برای درخشش لازم هستند و خورشید ما انرژی لازم برای وجود ما را فراهم می کند. چرا کهکشان ها مورد نیاز هستند؟ معلوم می شود که کهکشان ها نیز مورد نیاز هستند و خورشید نه تنها به ما انرژی می دهد. مشاهدات نجومی نشان می دهد که یک جریان مداوم هیدروژن از هسته کهکشان ها وجود دارد. بنابراین، هسته کهکشان ها کارخانه هایی برای تولید مواد اصلی ساختمانی جهان - هیدروژن هستند.

هیدروژن که اتم آن از یک پروتون در هسته و یک الکترون در مدار خود تشکیل شده است، ساده ترین "بلوک سازنده" است که از آن اتم های پیچیده تری در اعماق ستاره ها در فرآیند واکنش های اتمی تشکیل می شود. علاوه بر این، معلوم می شود که تصادفی نیست که ستاره ها اندازه های متفاوتی دارند. هر چه جرم یک ستاره بیشتر باشد، اتم های پیچیده تری در اعماق آن سنتز می شوند.

خورشید ما، مانند یک ستاره معمولی، تنها هلیوم را از هیدروژن (که توسط هسته کهکشان ها تولید می شود) تولید می کند؛ ستارگان بسیار پرجرم کربن را تولید می کنند - "بلوک سازنده" اصلی ماده زنده. کهکشان ها و ستاره ها برای همین هستند. زمین برای چیست؟ تمام مواد لازم برای وجود زندگی انسان را تولید می کند. چرا انسان وجود دارد؟ علم نمی تواند به این سوال پاسخ دهد، اما می تواند ما را وادار کند دوباره درباره آن فکر کنیم.

اگر کسی به "اشتعال" ستاره ها نیاز دارد، پس شاید کسی هم به یک نفر نیاز داشته باشد؟ داده های علمی به ما کمک می کند تا ایده ای از هدف خود، معنای زندگی خود را تدوین کنیم. هنگام پاسخ به این سؤالات، روی آوردن به تکامل جهان به معنای تفکر کیهانی است. علم طبیعی به ما می آموزد که کیهانی بیندیشیم و در عین حال از واقعیت وجود خود جدا نشویم.

مسئله شکل گیری و ساختار کهکشان ها سوال مهم بعدی در مورد منشاء کیهان است. این نه تنها توسط کیهان شناسی، به عنوان علم جهان - یک کل واحد، بلکه توسط کیهان شناسی (یونانی "gonea" به معنای تولد) مورد مطالعه قرار می گیرد - رشته ای از علم که در آن منشاء و توسعه اجسام کیهانی و سیستم های آنها مطالعه می شود. (کیهان شناسی سیاره ای، ستاره ای، کهکشانی متمایز است).

کهکشان یک خوشه غول پیکر از ستارگان و منظومه های آنهاست که دارای مرکز (هسته) خاص خود و متنوع است، نه تنها کروی، بلکه اغلب مارپیچی، بیضوی، مایل یا به طور کلی. شکل نامنظم. میلیاردها کهکشان وجود دارد و هر یک از آنها میلیاردها ستاره دارد.

کهکشان ما کهکشان راه شیری نام دارد و از 150 میلیارد ستاره تشکیل شده است. اوکا از یک هسته و چندین شاخه مارپیچ تشکیل شده است. ابعاد آن 100 هزار سال نوری است. بیشتر ستارگان کهکشان ما در یک "دیسک" غول پیکر به ضخامت حدود 1500 سال نوری متمرکز شده اند. خورشید در فاصله حدود 30 هزار سال نوری از مرکز کهکشان قرار دارد.

نزدیکترین کهکشان به کهکشان ما (که پرتو نور 2 میلیون سال به آن سفر می کند) "سحابی آندرومدا" است. این نام به این دلیل است که در صورت فلکی آندرومدا بود که اولین جرم فرا کهکشانی در سال 1917 کشف شد. تعلق آن به کهکشان دیگری در سال 1923 توسط ای. هابل ثابت شد که از طریق تجزیه و تحلیل طیفی ستاره هایی را در این جرم یافت. بعدها ستاره ها در سحابی های دیگر کشف شدند.

و در سال 1963، اختروش ها (منابع رادیویی شبه ستاره ای) کشف شدند - قوی ترین منابع انتشار رادیویی در کیهان با درخشندگی صدها برابر بیشتر از درخشندگی کهکشان ها و اندازه های ده ها برابر کوچکتر از آنها. فرض بر این بود که اختروش‌ها هسته‌های کهکشان‌های جدید را نشان می‌دهند و بنابراین، روند تشکیل کهکشان‌ها تا امروز ادامه دارد.

نجوم و اکتشافات فضایی

ستاره ها توسط ستاره شناسی (از قانون یونانی "astron" - ستاره و "nomos") - علم ساختار و توسعه اجسام کیهانی و سیستم های آنها مورد مطالعه قرار می گیرند. این علم کلاسیک دومین جوانی خود را در قرن بیستم تجربه می کند که به دلیل توسعه سریع فناوری رصد - روش اصلی تحقیق آن: تلسکوپ های بازتابی، گیرنده های تشعشع (آنتن ها) و غیره است. در اتحاد جماهیر شوروی در سال 1974، منطقه استاوروپلبازتابنده ای با قطر آینه 6 متر که میلیون ها برابر بیشتر از چشم انسان نور را جمع آوری می کند.

نجوم به مطالعه امواج رادیویی، نور، مادون قرمز، فرابنفش، تابش اشعه ایکسو اشعه گاما نجوم به مکانیک سماوی، نجوم رادیویی، اخترفیزیک و سایر رشته ها تقسیم می شود.

در حال حاضر، اخترفیزیک بخشی از نجوم است که پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی را که در اجرام آسمانی، منظومه‌های آنها و در فضای بیرونی رخ می‌دهند، مطالعه می‌کند. برخلاف فیزیک که مبتنی بر آزمایش است، اخترفیزیک اساساً مبتنی بر مشاهدات است. اما در بسیاری از موارد، شرایطی که در آن ماده در اجرام و منظومه‌های آسمانی یافت می‌شود، با شرایط موجود در آزمایشگاه‌های مدرن متفاوت است (چگالی‌های بسیار زیاد و فوق‌العاده کم، دماهای بالا و غیره). به لطف این، تحقیقات اخترفیزیکی منجر به کشف قوانین فیزیکی جدید می شود.

اهمیت ذاتی اخترفیزیک با این واقعیت تعیین می شود که در حال حاضر توجه اصلی در کیهان شناسی نسبیتی به فیزیک جهان - وضعیت ماده و فرآیندهای فیزیکی، در مراحل مختلف انبساط کیهان از جمله مراحل اولیه رخ می دهد.

یکی از روش های اصلی اخترفیزیک، آنالیز طیفی است. اگر یک پرتو سفید را از دست دادید نور خورشیداز طریق یک شکاف باریک، و سپس از طریق یک منشور مثلثی شیشه ای، به رنگ های اجزای خود تجزیه می شود و یک نوار رنگی رنگین کمان با انتقال تدریجی از قرمز به بنفش - یک طیف پیوسته - روی صفحه ظاهر می شود. انتهای قرمز طیف توسط پرتوهایی تشکیل می شود که هنگام عبور از منشور کمترین انحراف را دارند، انتهای بنفش بیشترین انحراف را دارد. به هر عنصر شیمیاییمطابق با خطوط طیفی کاملاً تعریف شده است که استفاده از این روش را برای مطالعه مواد ممکن می سازد.

متأسفانه، تابش موج کوتاه - اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس و گاما - از جو زمین عبور نمی کند و در اینجا علم به کمک ستاره شناسان می آید که تا همین اواخر عمدتاً فنی - فضانوردی (از یونانی "nautike") در نظر گرفته می شد. - هنر ناوبری)، ارائه اکتشاف فضایی برای نیازهای بشر با استفاده از هواپیما.

کیهان‌نوردی مسائل را مطالعه می‌کند: نظریه‌های پرواز فضایی - محاسبات مسیرها و غیره. علمی و فنی - طراحی راکت‌های فضایی، موتورها، سیستم‌های کنترل روی برد، تأسیسات پرتاب، ایستگاه‌های خودکار و فضاپیماهای سرنشین دار، ابزارهای علمی، سامانه‌های کنترل پرواز زمینی، خدمات اندازه‌گیری مسیر، تله متری، سازماندهی و تأمین ایستگاه‌های مداری و غیره. . پزشکی و بیولوژیکی - ایجاد سیستم های پشتیبانی از زندگی در هواپیما، جبران پدیده های نامطلوب در بدن انسان مرتبط با اضافه بار، بی وزنی، تشعشع و غیره.

تاریخچه فضانوردی با محاسبات نظری خروج انسان به فضای فرازمینی آغاز می شود که توسط K.E. تسیولکوفسکی در کار خود "بررسی فضاهای جهان با ابزارهای واکنشی" (1903). کار در زمینه فناوری موشک در سال 1921 در اتحاد جماهیر شوروی آغاز شد. اولین پرتاب موشک های سوخت مایع در ایالات متحده در سال 1926 انجام شد.

نقاط عطف اصلی در تاریخ فضانوردی عبارتند از: پرتاب اولین ماهواره مصنوعی زمین در 4 اکتبر 1957، اولین پرواز سرنشین دار به فضا در 12 آوریل 1961، سفر ماه در سال 1969، ایجاد ایستگاه های مداری سرنشین دار در ارتفاع پایین. - مدار زمین و پرتاب یک فضاپیمای قابل استفاده مجدد. کار به طور موازی در اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا انجام شد، اما در سال های گذشتهتلاش‌ها در زمینه اکتشاف فضایی تجمیع شده است. در سال 1995 پروژه مشترک میر-شاتل انجام شد که در آن از فضاپیمای شاتل آمریکایی برای تحویل فضانوردان به ایستگاه مداری میر روسیه استفاده شد.

توانایی مطالعه تشعشعات کیهانی در ایستگاه های مداری، که توسط جو زمین به تاخیر می افتد، به پیشرفت قابل توجهی در زمینه اخترفیزیک کمک می کند.

ساختار کیهان

کیهان در بالاترین حد خود سطوح مختلفاز ذرات بنیادی معمولی گرفته تا ابرخوشه های غول پیکر کهکشانی، ساختار ذاتی وجود دارد. ساختار مدرنکیهان نتیجه تکامل کیهانی است که در طی آن کهکشان ها از پیش کهکشان ها، ستارگان از پیش ستاره ها و سیارات از ابرهای پیش سیاره ای تشکیل شدند.

یک متا کهکشان مجموعه ای از منظومه های ستاره ای - کهکشان ها است و ساختار آن با توزیع آنها در فضا مشخص می شود که با گاز بین کهکشانی بسیار کمیاب پر شده و توسط پرتوهای بین کهکشانی نفوذ می کند.

بر اساس مفاهیم مدرن، متا کهکشان با ساختار سلولی (مشبک، متخلخل) مشخص می شود. این ایده‌ها بر اساس داده‌های رصدی نجومی است که نشان می‌دهد کهکشان‌ها به طور مساوی توزیع نشده‌اند، اما در نزدیکی مرزهای سلول‌هایی متمرکز شده‌اند که در آن تقریباً هیچ کهکشانی وجود ندارد. علاوه بر این، حجم عظیمی از فضا (در حد یک میلیون مگاپارسک مکعب) یافت شده است که کهکشان هایی در آن ها هنوز کشف نشده اند. یک مدل فضایی از چنین ساختاری می تواند یک قطعه پوکه باشد که در حجم های کوچک جدا شده ناهمگن است، اما در حجم های بزرگ همگن است.

اگر بخش‌های مجزای متاکهکشان را نگیریم، بلکه ساختار بزرگ مقیاس آن را به‌عنوان یک کل در نظر بگیریم، بدیهی است که در این ساختار مکان‌ها یا جهت‌های خاص و متمایزی وجود ندارد و ماده به طور نسبتاً مساوی توزیع شده است.

سن متا کهکشان نزدیک به سن کیهان است، زیرا شکل گیری ساختار آن در دوره پس از جدایی ماده و تابش اتفاق می افتد. بر اساس داده های مدرن، سن متاکهکشان 15 میلیارد سال تخمین زده می شود. دانشمندان بر این باورند که عصر کهکشان هایی که در یکی از مراحل اولیه گسترش متا کهکشان شکل گرفته اند ظاهراً به این نزدیک است.

کهکشان منظومه ای غول پیکر است که از خوشه هایی از ستاره ها و سحابی ها تشکیل شده است که پیکربندی نسبتاً پیچیده ای را در فضا تشکیل می دهد.

کهکشان ها بر اساس شکلشان به طور معمول به سه نوع بیضوی، مارپیچی و نامنظم تقسیم می شوند.

کهکشان های بیضی شکل فضایی یک بیضی با درجات مختلف فشرده سازی دارند. آنها ساده ترین ساختار هستند: توزیع ستاره ها به طور یکنواخت از مرکز کاهش می یابد.

کهکشان های مارپیچی به شکل مارپیچی شامل بازوهای مارپیچی ارائه می شوند. این پرتعدادترین نوع کهکشان است که شامل کهکشان ما - کهکشان راه شیری است.

کهکشان های نامنظم شکل مشخصی ندارند و فاقد هسته مرکزی هستند.

مشخصه برخی از کهکشان‌ها تابش رادیویی فوق‌العاده قدرتمند، بیش از تشعشع مرئی است. اینها کهکشان های رادیویی هستند.

در ساختار کهکشان‌های «منظم»، می‌توان به سادگی یک هسته مرکزی و یک محیط کروی شکل را تشخیص داد که به شکل شاخه‌های مارپیچی عظیم یا به شکل یک قرص بیضوی، شامل داغ‌ترین و درخشان‌ترین ستاره‌ها و ابرهای گازی عظیم است. .

هسته‌های کهکشانی فعالیت خود را به اشکال مختلف نشان می‌دهند: در خروج مداوم جریان‌های ماده. در انتشار توده های گاز و ابرهای گازی با جرم میلیون ها جرم خورشیدی؛ در انتشار رادیویی غیر حرارتی از ناحیه دور هسته ای.

قدیمی ترین ستاره ها که سن آنها نزدیک به سن کهکشان است، در هسته کهکشان متمرکز شده اند. ستاره های میانسال و جوان در قرص کهکشانی قرار دارند.

ستارگان و سحابی های درون یک کهکشان به روشی نسبتاً پیچیده حرکت می کنند: آنها همراه با کهکشان در انبساط کیهان شرکت می کنند، علاوه بر این، آنها در چرخش کهکشان به دور محور آن شرکت می کنند.

ستاره ها. بر مرحله مدرندر طول تکامل کیهان، ماده در آن عمدتاً در حالت ستاره ای قرار دارد. 97 درصد از ماده در کهکشان ما در ستارگان متمرکز شده است، که تشکل‌های پلاسمایی غول‌پیکر با اندازه‌ها، دماها و ویژگی‌های حرکتی متفاوت هستند. بسیاری از کهکشان ها، اگر نه بیشتر، «ماده ستاره ای» دارند که بیش از 99.9 درصد جرم آنها را تشکیل می دهد.

سن ستارگان در طیف نسبتاً وسیعی از مقادیر متفاوت است: از 15 میلیارد سال، مربوط به سن کیهان، تا صدها هزار - جوانترین. ستارگانی هستند که در حال حاضر در حال شکل گیری هستند و در مرحله پیش ستاره ای هستند، یعنی. آنها هنوز به ستاره های واقعی تبدیل نشده اند.

مطالعه رابطه بین ستارگان و محیط بین ستاره ای، از جمله مسئله، از اهمیت زیادی برخوردار است ادامه تحصیلستارگان حاصل از متراکم شدن مواد پراکنده (پراکنده).

تولد ستارگان در سحابی های گاز-گرد و غبار تحت تأثیر نیروهای گرانشی، مغناطیسی و نیروهای دیگر رخ می دهد که به دلیل آن همگنی های ناپایدار شکل می گیرد و مواد پراکنده به مجموعه ای از تراکم ها تجزیه می شود. اگر این تراکم ها به اندازه کافی ادامه داشته باشند، با گذشت زمان به ستاره تبدیل می شوند. توجه به این نکته مهم است که روند تولد یک ستاره منزوی نیست، بلکه از تداعی های ستاره ای است. اجسام گاز حاصل به یکدیگر جذب می شوند، اما لزوماً در یک جسم عظیم ترکیب نمی شوند. در عوض، آنها تمایل به چرخش نسبت به یکدیگر دارند و نیروی گریز از مرکز این حرکت با نیروی گرانش مقابله می کند و منجر به تمرکز بیشتر می شود. ستارگان از پیش ستاره‌ها، گلوله‌های گازی غول‌پیکر که به‌طور ضعیف می‌درخشند و دمای پایینی دارند، به ستاره‌ها، اجسام پلاسمایی متراکم با دمای داخلی میلیون‌ها درجه تکامل می‌یابند. سپس فرآیند دگرگونی های هسته ای آغاز می شود که در فیزیک هسته ای توضیح داده شده است. تکامل اصلی ماده در کیهان اتفاق افتاده و در اعماق ستارگان اتفاق می افتد. در آنجا است که "بوته ذوب" قرار دارد که تکامل شیمیایی ماده را در جهان تعیین می کند.

در اعماق ستارگان، در دمایی حدود 10 میلیون کلوین، و در چگالی بسیار بالا، اتم‌ها در حالت یونیزه هستند: الکترون‌ها تقریباً به طور کامل یا مطلقاً همه از اتم‌هایشان جدا شده‌اند. هسته های باقی مانده با یکدیگر برهم کنش دارند و به همین دلیل هیدروژن که در بیشتر ستارگان فراوان است با مشارکت کربن به هلیوم تبدیل می شود. این دگرگونی‌های هسته‌ای و مشابه آن منبع مقادیر عظیم انرژی هستند که توسط تشعشعات ستاره‌ای منتقل می‌شوند.

انرژی عظیمی که از ستارگان ساطع می‌شود، در نتیجه فرآیندهای هسته‌ای که در داخل ستارگان رخ می‌دهد، تولید می‌شود. همان نیروهایی که در یک انفجار رها می شوند بمب هیدروژنی، انرژی را در داخل ستاره تشکیل می دهد که به دلیل تبدیل هیدروژن به عناصر سنگین تر و مهمتر از همه به هلیوم ، به آن اجازه می دهد تا میلیون ها و میلیاردها سال نور و گرما ساطع کند. در نتیجه، در مرحله نهایی تکامل، ستارگان به ستاره های بی اثر ("مرده") تبدیل می شوند.

ستاره ها به صورت مجزا وجود ندارند، بلکه منظومه هایی را تشکیل می دهند. ساده‌ترین منظومه‌های ستاره‌ای - به اصطلاح منظومه‌های چندگانه - شامل دو، سه، چهار، پنج یا چند ستاره است که حول یک مرکز ثقل مشترک می‌چرخند. اجزای برخی از منظومه‌های چندگانه توسط یک پوسته مشترک از ماده پراکنده احاطه شده‌اند که ظاهراً منبع آن خود ستارگان هستند که آن را به شکل یک جریان گاز قدرتمند به فضا پرتاب می‌کنند.

ستارگان همچنین به گروه‌های بزرگ‌تر هم متحد می‌شوند - خوشه‌های ستاره‌ای که می‌توانند ساختاری "پراکنده" یا "کروی" داشته باشند. تعداد خوشه‌های ستاره‌ای باز چند صد ستاره جداگانه، خوشه‌های کروی به صدها هزار نفر می‌رسد.

انجمن‌ها یا خوشه‌های ستارگان نیز تغییرناپذیر نیستند و همیشه وجود دارند. پس از مدت معینی که در میلیون ها سال تخمین زده می شود، توسط نیروهای چرخش کهکشانی پراکنده می شوند.

منظومه شمسی گروهی از اجرام آسمانی است که از نظر اندازه و اندازه بسیار متفاوت هستند ساختار فیزیکی. این گروه شامل: خورشید، نه سیاره بزرگ، ده‌ها ماهواره سیاره‌ای، هزاران سیاره کوچک (سیارک)، صدها دنباله‌دار و تعداد بی‌شماری شهاب‌سنگ است که هم به صورت دسته‌ای و هم به صورت ذرات منفرد حرکت می‌کنند. تا سال 1979، 34 قمر و 2000 سیارک شناخته شده بود. همه این اجسام به دلیل نیروی گرانشی جسم مرکزی - خورشید - در یک سیستم متحد می شوند. منظومه شمسی یک منظومه منظم است که قوانین ساختاری خاص خود را دارد. ماهیت یکپارچه منظومه شمسی در این واقعیت آشکار می شود که تمام سیارات در یک جهت و تقریباً در یک صفحه به دور خورشید می چرخند. اکثر ماهواره های سیارات (قمرهای آنها) در یک جهت و در بیشتر موارد در صفحه استوایی سیاره خود می چرخند. خورشید، سیارات، ماهواره های سیارات به دور محورهای خود در همان جهتی می چرخند که در امتداد مسیر خود حرکت می کنند. ساختار منظومه شمسی نیز طبیعی است: هر سیاره بعدی تقریباً دو برابر سیاره قبلی از خورشید فاصله دارد. با در نظر گرفتن قوانین ساختار منظومه شمسی، شکل گیری تصادفی آن غیرممکن به نظر می رسد.

همچنین هیچ نتیجه پذیرفته شده ای در مورد مکانیسم تشکیل سیاره در منظومه شمسی وجود ندارد. تخمین زده می شود که منظومه شمسی تقریباً 5 میلیارد سال پیش شکل گرفته است و خورشید یک ستاره نسل دوم (یا حتی بعد از آن) است. بنابراین، منظومه شمسی از مواد زائد ستارگان نسل‌های قبلی که در ابرهای گازی و غباری انباشته شده بودند، پدید آمد. این شرایط باعث می شود که منظومه شمسی را بخش کوچکی از غبار ستاره ای بدانیم. درباره منشا منظومه شمسی و آن تکامل تاریخیعلم کمتر از آنچه که برای ساختن یک نظریه تشکیل سیاره لازم است می داند. از اول فرضیه های علمی، تقریبی 250 سال پیش مطرح شد تا به امروز پیشنهاد شده است عدد بزرگمدل های مختلفی از پیدایش و توسعه منظومه شمسی، اما هیچ یک از آنها به رتبه یک نظریه عمومی پذیرفته نشده ارتقا یافته است. بسیاری از فرضیه‌هایی که قبلاً مطرح شده‌اند، امروزه فقط مورد توجه تاریخی هستند.

اولین نظریه های منشأ منظومه شمسی توسط فیلسوف آلمانی I. Kant و ریاضیدان فرانسوی P.S. لاپلاس. نظریات آنها به عنوان نوعی فرضیه کیهانی جمعی کانت لاپلاس وارد علم شد، اگرچه آنها مستقل از یکدیگر توسعه یافتند.

بر اساس این فرضیه، منظومه سیارات به دور خورشید در نتیجه نیروهای جاذبه و دافعه بین ذرات ماده پراکنده (سحابی ها) در حرکت چرخشی به دور خورشید شکل گرفته است.

آغاز مرحله بعدی در توسعه دیدگاه ها در مورد شکل گیری منظومه شمسی، فرضیه فیزیکدان و اخترفیزیکدان انگلیسی J.X. شلوار جین. او پیشنهاد کرد که یک بار خورشید با ستاره دیگری برخورد کرد، در نتیجه جریانی از گاز از آن جدا شد، که با متراکم شدن، به سیارات تبدیل شد. با این حال، با توجه به فاصله بسیار زیاد بین ستارگان، چنین برخوردی کاملا غیر محتمل به نظر می رسد. تجزیه و تحلیل دقیق تر کاستی های دیگر این نظریه را آشکار کرد.

مفاهیم مدرن منشاء سیارات منظومه شمسی مبتنی بر این واقعیت است که لازم است نه تنها در نظر گرفته شود نیروهای مکانیکی، بلکه دیگران، به ویژه الکترومغناطیسی. این ایده توسط H. Alfvén فیزیکدان و اخترفیزیکدان سوئدی و F. Hoyle اخترفیزیکدان انگلیسی مطرح شد. این احتمال وجود دارد که نیروهای الکترومغناطیسی بودند که نقش تعیین کننده ای در تولد منظومه شمسی داشتند. بر اساس ایده‌های مدرن، ابر گازی اولیه که خورشید و سیارات از آن تشکیل شده‌اند، از گاز یونیزه شده تحت تأثیر نیروهای الکترومغناطیسی تشکیل شده است. پس از اینکه خورشید از یک ابر گازی عظیم از طریق غلظت تشکیل شد، بخش‌های کوچکی از این ابر در فاصله بسیار زیادی از آن باقی ماندند. نیروی گرانشی شروع به جذب گاز باقیمانده به سمت ستاره حاصل - خورشید کرد، اما میدان مغناطیسی آن گاز در حال سقوط را در فواصل مختلف متوقف کرد - دقیقاً در جایی که سیارات در آن قرار دارند. نیروهای گرانشی و مغناطیسی بر غلظت و تراکم گاز در حال سقوط تأثیر گذاشتند و در نتیجه سیارات تشکیل شدند. هنگامی که بزرگترین سیارات به وجود آمدند، همین روند در مقیاس کوچکتر تکرار شد و در نتیجه سیستم های ماهواره ای ایجاد شد. نظریه‌های منشأ منظومه شمسی ماهیتی فرضی دارند و نمی‌توان بدون ابهام موضوع قابلیت اطمینان آنها را در مرحله فعلی توسعه علمی حل کرد. در همه نظریه های موجودتضادها و مناطق نامشخصی وجود دارد.

نتیجه

همانطور که از مطالب فوق مشاهده می شود، رویکردها، فرضیه ها و مفاهیم مختلف در مورد پیدایش جهان، سهم بسزایی در توسعه اخترفیزیک و طبیعتا دانش علمیدنیای اطراف ما به عنوان یک کل

یک واقعیت مهم این است که این مدل‌های جهان زمینه‌های دیگری از دانش علمی را به‌ویژه در ارتباط با تکامل جهان ایجاد کردند.

مفهوم " کهکشان" V زبان مدرنبه معنای منظومه های ستاره ای عظیم است. این از کلمه یونانی "شیر، شیری" گرفته شده است و برای تعیین منظومه ستاره ای ما استفاده شده است، که نشان دهنده یک نوار سبک با رنگ شیری است که در سراسر آسمان کشیده شده است و به همین دلیل "راه شیری" نامیده می شود. تعداد ستارگان موجود در آن چند صد میلیارد است، یعنی حدود یک تریلیون (10 12). شکل یک دیسک با ضخیم شدن در مرکز دارد.

قطر قرص کهکشان 1021 متر است. بازوهای کهکشان شکل مارپیچی دارند، یعنی به صورت مارپیچی از هسته جدا می شوند. در یکی از بازوها، در فاصله حدود 3 × 10 20 متر از هسته، خورشید قرار دارد که در نزدیکی صفحه تقارن قرار دارد. پرشمارترین ستارگان کهکشان ما کوتوله هستند (جرم آنها حدود 10 برابر کمتر از جرم خورشید است). علاوه بر ستارگان منفرد و ماهواره‌های آنها (سیاره‌ها)، ستاره‌های دوتایی و چندگانه و خوشه‌های ستاره‌ای کامل (Pleiades) وجود دارند. بیش از 1000 مورد از آنها قبلاً کشف شده است. خوشه های کروی حاوی ستاره های قرمز و زرد - غول ها و ابرغول ها هستند. یکی از اجرام موجود در کهکشان سحابی ها هستند که عمدتاً از گاز و غبار تشکیل شده اند. فضای بین ستاره ای پر از میدان ها و گازهای ضعیف بین ستاره ای است. کهکشان به دور مرکز می چرخد ​​و سرعت های زاویه ای و خطی با افزایش فاصله از مرکز تغییر می کند. سرعت خطی خورشید به دور مرکز کهکشان 250 کیلومتر بر ثانیه است. خورشید تقریباً در 290 میلیون سال (2×10 8 سال) مدار خود را کامل می کند.

در آغاز قرن بیستم، ثابت شد که غیر از کهکشان ما، دیگران نیز وجود دارند. کهکشان ها از نظر اندازه، تعداد ستاره های موجود در آنها، درخشندگی و ظاهر به شدت متفاوت هستند. آنها با شماره هایی مشخص می شوند که تحت آن در کاتالوگ ها فهرست شده اند.

کهکشان ها بر اساس شکل ظاهری خود به طور معمول به سه نوع بیضوی، مارپیچی و نامنظم تقسیم می شوند.

تقریباً یک چهارم کهکشان های مورد مطالعه بیضوی هستند. اینها ساده ترین کهکشان ها در ساختار هستند.

کهکشان های مارپیچی پرتعدادترین نوع هستند. این شامل سحابی آندرومدا (یکی از نزدیک ترین کهکشان ها به ما) است که تقریباً 2.5 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.

کهکشان های نامنظم هسته مرکزی ندارند؛ هنوز هیچ الگوی در ساختار آنها کشف نشده است. اینها ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی هستند که ماهواره های کهکشان ما هستند.

همانطور که مشخص است کهکشان ها گروه ها (ده ها کهکشان) و خوشه هایی متشکل از صدها و هزاران کهکشان را تشکیل می دهند. اکتشافات اواخر دهه 70 قرن بیستم نشان داد که کهکشان ها در ابرخوشه ها به طور نابرابر توزیع می شوند: آنها در نزدیکی مرزهای سلول ها متمرکز شده اند، یعنی جهان دارای ساختار سلولی (مشبک، متخلخل) است. در مقیاس های کوچک، ماده در کیهان به طور نابرابر توزیع می شود. در مقیاس های بزرگ همگن و همسانگرد است. متا کهکشان غیر ساکن است. اجازه دهید به برخی از ویژگی های گسترش متا کهکشان توجه کنیم:

1. انبساط فقط در سطح خوشه ها و ابرخوشه های کهکشانی خود را نشان می دهد. خود کهکشان ها در حال انبساط نیستند.

2. هیچ مرکزی وجود ندارد که از آن انبساط رخ دهد.

مسئله شکل گیری و ساختار کهکشان ها سوال مهم بعدی در مورد منشاء کیهان است. نه تنها مورد مطالعه قرار می گیرد کیهان شناسیبه عنوان یک علم در مورد جهان - یک کل واحد، بلکه همچنین کیهان شناسی(به یونانی «گونوس» به معنای تولد) رشته‌ای از علم است که در آن منشأ و تکامل اجرام کیهانی و سیستم‌های آنها مورد مطالعه قرار می‌گیرد (کهکشانی، ستاره‌ای، کیهان‌شناسی سیاره‌ای متمایز می‌شود).

کهکشان ها و ستاره ها چگونه شکل گرفتند؟ چگالی ماده در کیهان در قسمت های مختلف یکسان نبود و ماده از نواحی مجاور به مناطقی با چگالی بالاتر جذب می شد. بنابراین مناطق با تراکم بالا حتی متراکم تر شدند. به اصطلاح "جزایر"ماده ای که به دلیل گرانش خود شروع به کوچک شدن کرد. در داخل جزایر، "جزایر کوچک" جداگانه با تراکم حتی بالاتر تشکیل شد. کهکشان ها از جزایر اصلی و ستارگان از جزایر کوچک تشکیل شده اند. این فرآیند در عرض 1 میلیارد سال تکمیل شد.

کهکشان ها خوشه های غول پیکری از ستارگان و منظومه های آنها هستند که دارای مرکز (هسته) خاص خود و اشکال مختلف، نه تنها کروی، بلکه اغلب مارپیچی، بیضوی، مایل یا عموماً نامنظم هستند. میلیاردها کهکشان وجود دارد و هر یک از آنها میلیاردها ستاره دارد.

کهکشان ما نام دارد راه شیری.خود کلمه کهکشان از یونانی گرفته شده است. "galaktikos" - شیری. آنها نام خود را به این دلیل گرفتند که خوشه ستارگان شبیه یک ابر سفید رنگ است. کهکشان ما در گروه کهکشان های مارپیچی قرار دارد و از سه قسمت تشکیل شده است. 100 میلیارد ستاره کهکشان در یک غول متمرکز شده اند دیسکحدود 1500 سال نوری ضخامت و تقریبا 100000 سال نوری قطر دارد. حرکت ستارگان در مدارهای تقریبا دایره ای به دور مرکز کهکشان انجام می شود. خورشید در قرص در فاصله حدود 30 هزار سال نوری از مرکز کهکشان قرار دارد. قسمت دوم کهکشان است زیر سیستم کرویکه حدود 100 میلیارد ستاره نیز دارد. اما آنها در مدارهای بسیار کشیده ای حرکت می کنند که صفحات آن از مرکز کهکشان عبور می کنند. قطر زیرسیستم کروی نزدیک به قطر دیسک است. سومین قسمت بیرونی کهکشان نامیده می شود هالهاندازه آن 10 برابر بزرگتر از اندازه دیسک است و از آن تشکیل شده است ماده تاریک، به این دلیل نامگذاری شده است که ستاره ندارد و نوری از آن نمی آید. دیده نمی شود، اما با وجود جاذبه تشخیص داده می شود. جرم ماده تاریک در هاله 10 برابر بیشتر از جرم کل ستارگان کهکشان است.

ماده تاریک از چه چیزی تشکیل شده است نامشخص است. مفروضات زیادی وجود دارد: از ذرات بنیادی گرفته تا ستاره های کوتوله. محیط کیهانی به طور کلی از چهار جزء تشکیل شده است: 1) انرژی تاریک. 2) ماده تاریک؛ 3) باریون ها (ماده معمولی)؛ 4) تشعشع تابش شامل تابش باقیمانده (فوتون)، نوترینو و پادنوترینو است.

انرژی تاریک(یا خلاء کیهانی) - "این حالتی از محیط کیهانی است که دارای چگالی ثابت در زمان و در همه جا در فضا - و علاوه بر این، در هر سیستم مرجع" است. هیچ چیز در مورد ماهیت فیزیکی انرژی تاریک شناخته نشده است. مشاهدات اخیر نشان می دهد که 6-8 میلیارد سال پیش، کند شدن انبساط جای خود را به انبساط شتابان داد. اعتقاد بر این است که دلیل آن این است که اوایل 6-8 میلیارد سال پیش گرانش و سپس ضد گرانش غالب شد. این بحث وجود انرژی تاریک است. خلاء کیهانی 67٪ از کل انرژی جهان، ماده تاریک - 30٪ و ماده معمولی - 3٪ را تشکیل می دهد.

نزدیکترین کهکشان به ما (که پرتو نور در 2 میلیون سال به آن می رسد) سحابی آندرومدا است. این نام به این دلیل است که در صورت فلکی آندرومدا بود که اولین جرم فرا کهکشانی در سال 1917 کشف شد. تعلق آن به کهکشان دیگری در سال 1924 ثابت شد.

ای. هابل که از طریق تجزیه و تحلیل طیفی ستاره هایی را در این جسم یافت. اندازه سحابی آندرومدا با اندازه کهکشان ما قابل مقایسه است. بعدها کهکشان های دیگری نیز کشف شدند.

کهکشان ها در گروه هایی از چند تا هزاران جمع آوری می شوند - خوشه های کهکشانی. خوشه ما نامیده می شود گروه محلی(ابعاد آن 60 برابر کهکشان راه شیری است). نام کهکشان های گروه محلی سحابی آندرومدا، مثلث، ابر ماژلانی بزرگ، ابر ماژلانی کوچک و غیره است. خوشه ها در ابرخوشه ها دسته بندی می شوند. در مرکز ابرخوشه ما، خوشه سنبله قرار دارد. صدها میلیارد کهکشان در کیهان وجود دارد.

کهکشان ها، خوشه ها و ابرخوشه ها به طور مساوی در سراسر جهان توزیع شده اند. همگن بودن کهکشان ها به این معناست که هیچ یک از آنها مرکز جهان نیستند. به طور کلی به ازای هر 10 متر فضا یک اتم هیدروژن وجود دارد. توده های فشرده در قسمت های مرکزی کهکشان ها هسته کهکشانی نامیده می شوند.

• فرمان Chereptsuk L. M.، Chernin L. D. Op. ص 229.
• همونجا ص 233.