L'evoluzione e la struttura delle galassie in breve. Struttura ed evoluzione della galassia. Gruppo locale di galassie. Galassia della Via Lattea

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ASTRATTO

secondo il concetto delle moderne scienze naturali

sul tema: “Evoluzione e struttura della Galassia”

Mosca 2013

introduzione

1. Evoluzione delle galassie

2. Struttura delle galassie

3. La struttura della nostra galassia (Via Lattea)

Conclusione

Bibliografia

introduzione

Al momento non esiste una teoria soddisfacente sull’origine e l’evoluzione delle galassie. Esistono diverse ipotesi contrastanti per spiegare questo fenomeno, ma ognuna presenta seri problemi. Secondo l'ipotesi dell'inflazione, dopo la comparsa delle prime stelle nell'Universo, iniziò il processo della loro unificazione gravitazionale in ammassi e poi in galassie. Recentemente questa teoria è stata messa in discussione. I moderni telescopi sono in grado di “guardare” così lontano da vedere oggetti che esistevano circa 400mila anni dopo il Big Bang. Si scoprì che a quel tempo esistevano già galassie completamente formate. Si presume che sia trascorso troppo poco tempo tra l'emergere delle prime stelle e il suddetto periodo di sviluppo dell'Universo e, secondo la teoria del Big Bang, le galassie semplicemente non avrebbero avuto il tempo di formarsi.

Un'altra ipotesi comune è che le vibrazioni quantistiche si verificano costantemente nel vuoto. Si sono verificati anche all'inizio dell'esistenza dell'Universo, quando era in corso il processo di espansione inflazionistica dell'Universo, espansione a velocità superluminale. Ciò significa che le stesse fluttuazioni quantistiche si espansero (dal latino fluctuatio - oscillazione) e raggiunsero dimensioni che erano forse molte, molte volte più grandi della loro dimensione iniziale. Quelli che esistevano al momento della cessazione dell'inflazione rimasero “gonfiati” e quindi risultarono essere le prime disomogeneità gravitanti nell'Universo. Si scopre che la materia ha avuto circa 400mila anni per subire la compressione gravitazionale attorno a queste disomogeneità e formare nebulose di gas. E poi iniziò il processo di comparsa delle stelle e la trasformazione delle nebulose in galassie.

1. Evoluzione delle galassie

La formazione delle galassie è considerata una fase naturale nell'evoluzione dell'Universo, che avviene sotto l'influenza delle forze gravitazionali. Apparentemente, circa 14 miliardi di anni fa, iniziò la separazione dei protoammassi nella sostanza primaria (proto dal greco - primo). Nei protoammassi gruppi di galassie venivano separati nel corso di vari processi dinamici. La varietà delle forme delle galassie è associata alla varietà delle condizioni iniziali per la formazione delle galassie. La contrazione della galassia dura circa 3 miliardi di anni. Durante questo periodo, la nube di gas si trasforma in un sistema stellare. Le stelle si formano dalla compressione gravitazionale di nubi di gas. Quando il centro della nube compressa raggiunge densità e temperature sufficienti affinché le reazioni termonucleari avvengano efficacemente, nasce una stella. Nelle profondità delle stelle massicce avviene la fusione termonucleare di elementi chimici più pesanti dell'elio. Questi elementi entrano nell'ambiente primario di idrogeno-elio durante le esplosioni stellari o durante il tranquillo deflusso della materia con le stelle. Gli elementi più pesanti del ferro si formano durante enormi esplosioni di supernova. Pertanto, le stelle di prima generazione arricchiscono il gas primario con elementi chimici più pesanti dell’elio. Queste stelle sono le più antiche e sono costituite da idrogeno, elio e piccolissime quantità di elementi pesanti. Nelle stelle di seconda generazione la mescolanza di elementi pesanti è più evidente, poiché sono formate da un gas primario già arricchito di elementi pesanti. Il processo di nascita delle stelle avviene con la continua compressione della galassia, quindi la formazione delle stelle avviene sempre più vicino al centro del sistema, e più si avvicina al centro, più elementi pesanti dovrebbero esserci nelle stelle. Questa conclusione concorda bene con i dati sull'abbondanza di elementi chimici nelle stelle nell'alone della nostra Galassia e nelle galassie ellittiche. In una galassia rotante, le stelle del futuro alone si formano in una fase precedente di contrazione, quando la rotazione non ha ancora influenzato la forma complessiva della galassia.

La prova di questa era nella nostra Galassia sono gli ammassi stellari globulari. Quando la compressione della protogalassia si interrompe, l'energia cinetica delle stelle del disco risultanti è uguale all'energia dell'interazione gravitazionale collettiva. In questo momento, si creano le condizioni per la formazione di una struttura a spirale e la nascita delle stelle avviene nei rami a spirale, in cui il gas è piuttosto denso. Queste sono stelle di terza generazione. Questi includono il nostro Sole. Le riserve di gas interstellare si esauriscono gradualmente e la nascita delle stelle diventa meno intensa. Tra qualche miliardo di anni, quando tutte le riserve di gas saranno esaurite, la galassia a spirale si trasformerà in una galassia lenticolare, composta da deboli stelle rosse. Le galassie ellittiche sono già in questa fase: tutto il gas in esse contenuto è stato consumato 10-15 miliardi di anni fa. L’età delle galassie corrisponde approssimativamente all’età dell’Universo. Uno dei segreti dell'astronomia rimane la questione di cosa siano i nuclei delle galassie. Una scoperta molto importante è stata che alcuni nuclei galattici sono attivi. Questa scoperta è stata inaspettata. In precedenza, si credeva che il nucleo galattico non fosse altro che un ammasso di centinaia di milioni di stelle. Si è scoperto che sia l'emissione ottica che quella radio di alcuni nuclei galattici possono cambiare nel corso di diversi mesi. Ciò significa che nel giro di poco tempo dai nuclei viene rilasciata un’enorme quantità di energia, centinaia di volte maggiore di quella liberata durante l’esplosione di una supernova. Tali nuclei sono chiamati "attivi" e i processi che si verificano in essi sono chiamati "attività". Nel 1963 furono scoperti oggetti di nuovo tipo situati oltre i confini della nostra galassia. Questi oggetti hanno un aspetto a forma di stella. Nel corso del tempo, hanno scoperto che la loro luminosità è molte decine di volte maggiore della luminosità delle galassie! La cosa più sorprendente è che la loro luminosità cambia. La potenza della loro radiazione è migliaia di volte maggiore della potenza dei nuclei attivi. Questi oggetti erano chiamati quasar. Oggi si ritiene che i nuclei di alcune galassie siano quasar.

Gli scienziati iniziarono ad adottare un approccio serio al problema dell’evoluzione delle galassie a metà degli anni Quaranta. Questi anni sono stati segnati da scoperte importanti nell'astronomia stellare. È stato possibile scoprire che tra gli ammassi stellari, aperti e globulari, ci sono giovani e anziani, e gli scienziati sono riusciti persino a stimare la loro età. È stato necessario effettuare una sorta di censimento della popolazione di galassie di diverso tipo e confrontare i risultati. In quali galassie (ellittiche o a spirale), in quali classi di galassie prevalgono le stelle più giovani o quelle più vecchie. Un simile studio darebbe una chiara indicazione della direzione dell'evoluzione delle galassie e permetterebbe di chiarire il significato evolutivo della classificazione delle galassie di Hubble. Ma prima gli astronomi dovevano capire la relazione numerica tra i diversi tipi di galassie. Lo studio diretto delle fotografie scattate all'Osservatorio di Mount Wilson ha permesso a Hubble di ottenere i seguenti risultati: galassie ellittiche - 23%, galassie a spirale - 59%, spirali barrate - 15%, irregolari - 3%.

L’astrofisico Edwin Powell Hubble propose un’interessante classificazione delle galassie nel 1926 e la migliorò nel 1936. Questa classificazione è chiamata “diapason di Hubble”. Fino alla sua morte nel 1953. Hubble migliorò il suo sistema e, dopo la sua morte, ciò fu fatto dall'astronomo americano Allan Rex Samndige, che nel 1961 introdusse innovazioni significative nel sistema Hubble. galassia della materia oscura stellare via Lattea

Tuttavia, nel 1948, l'astronomo Yuri Nikolaevich Efremov elaborò i dati dal catalogo delle galassie dell'astronomo americano Harlow Shapley e del Centro di ricerca della NASA. Ames e giunse alle seguenti conclusioni: le galassie ellittiche sono in media 4 magnitudini più deboli delle galassie a spirale in magnitudine assoluta. Tra queste ci sono molte galassie nane. Se teniamo conto di questa circostanza e ricalcoliamo il numero di galassie per unità di volume, si scopre che il numero di galassie ellittiche è circa 100 volte superiore a quello di galassie a spirale. La maggior parte delle galassie a spirale sono galassie giganti, la maggior parte delle galassie ellittiche sono galassie nane. Naturalmente, tra entrambe c'è una certa differenza di dimensioni; ci sono galassie giganti ellittiche e nane a spirale, ma di entrambe ce ne sono pochissime. Nel 1947, H. Shapley attirò l'attenzione sul fatto che il numero di supergiganti luminose diminuisce gradualmente man mano che ci spostiamo dalle galassie irregolari a quelle a spirale e poi a quelle ellittiche. Si è scoperto che ad essere giovani erano proprio le galassie irregolari e le galassie con rami molto ramificati. H. Shapley ha poi espresso l'idea che la transizione delle galassie da una classe all'altra non avviene necessariamente. È possibile che le galassie si siano tutte formate così come le vediamo, e poi si siano evolute solo lentamente nella direzione di smussare e arrotondare le loro forme. Probabilmente non esiste alcun cambiamento unidirezionale nelle galassie. H. Shapley ha attirato l'attenzione su un'altra circostanza importante. Le galassie doppie non sono il risultato della collisione di una galassia e della cattura di un'altra. Le galassie a spirale spesso coesistono in tali coppie con quelle ellittiche. Tali coppie galattiche, con ogni probabilità, sono nate insieme. In questo caso, è impossibile presumere che abbiano seguito un percorso di sviluppo significativamente diverso. Nel 1949, l'astronomo sovietico Boris Vasilyevich Kukarkin attirò l'attenzione sull'esistenza non solo di galassie accoppiate, ma anche di ammassi di galassie. Nel frattempo, l'età di un ammasso di galassie, a giudicare dai dati della meccanica celeste, non può superare i 10-12 miliardi di anni. Pertanto, si è scoperto che galassie di forme diverse si sono formate quasi contemporaneamente nella Metagalassia. Ciò significa che la transizione di ciascuna galassia da un tipo all'altro durante la sua esistenza è completamente inutile.

2. Struttura delle galassie

La galassia galattica (in greco antico GblboYabt - Via Lattea) è un sistema legato gravitazionalmente di stelle, gas interstellare, polvere e materia oscura. Tutti gli oggetti all'interno delle galassie partecipano al movimento rispetto a un centro di massa comune. Le galassie sono oggetti estremamente distanti; la distanza da quelle più vicine è solitamente misurata in megaparsec e da quelle distanti - in unità di spostamento verso il rosso z. È proprio a causa della loro distanza che solo tre di esse si possono distinguere nel cielo ad occhio nudo: la nebulosa di Andromeda (visibile nell'emisfero settentrionale), la Grande e la Piccola Nube di Magellano (visibile nell'emisfero meridionale). Fino all'inizio del XX secolo non è stato possibile risolvere le immagini delle galassie fino alle singole stelle. All'inizio degli anni '90, non c'erano più di 30 galassie in cui si potevano vedere le singole stelle, e tutte facevano parte del Gruppo Locale. Dopo il lancio del telescopio spaziale Hubble e la messa in servizio di telescopi terrestri da 10 metri, il numero di galassie in cui è stato possibile distinguere le singole stelle è aumentato notevolmente. Uno dei problemi irrisolti nella struttura delle galassie è la materia oscura, che si manifesta solo nell'interazione gravitazionale. Può costituire fino al 90% della massa totale della galassia, oppure può essere completamente assente, come nelle galassie nane.

La galassia è composta da un disco, un alone e una corona.

1. Alone (componente sferica della Galassia). Le sue stelle sono concentrate verso il centro della galassia e la densità della materia, in alto al centro della galassia, diminuisce abbastanza rapidamente con la distanza da esso.

2. Il rigonfiamento è la parte centrale e più densa dell'alone entro diverse migliaia di anni luce dal centro della Galassia.

3. Disco stellare (componente piatto della Galassia). Sembrano due piatti piegati ai bordi. La concentrazione di stelle nel disco è molto maggiore che nell'alone. Le stelle all'interno del disco si muovono lungo traiettorie circolari attorno al centro della Galassia. Il Sole si trova nel disco stellare tra i bracci della spirale.

La regione centrale e più compatta della Galassia è chiamata nucleo. Il nucleo ha un'alta concentrazione di stelle, con migliaia di stelle in ogni parsec cubo. Al centro di quasi ogni galassia c'è un corpo molto massiccio - buco nero - con una gravità così potente che la sua densità è uguale o maggiore della densità dei nuclei atomici. In effetti, ogni buco nero è piccolo nello spazio, ma in termini di massa è semplicemente un nucleo mostruoso che ruota furiosamente. Il nome "buco nero" è chiaramente infelice, poiché non si tratta affatto di un buco, ma di un corpo molto denso con una gravità potente, tale che nemmeno i fotoni leggeri possono sfuggire da esso. E quando un buco nero accumula troppa massa ed energia cinetica di rotazione, in esso l'equilibrio tra massa ed energia cinetica viene disturbato, e quindi espelle da sé frammenti, che (i più massicci) diventano piccoli buchi neri del secondo ordine, frammenti più piccoli diventano future stelle, quando raccolgono grandi atmosfere di idrogeno dalle nubi galattiche, e piccoli frammenti diventano pianeti, quando l'idrogeno raccolto non è sufficiente per avviare la fusione termonucleare. Penso che le galassie siano formate da buchi neri massicci; inoltre, nelle galassie avviene la circolazione cosmica di materia ed energia. Innanzitutto, il buco nero assorbe la materia dispersa nella Metagalassia: in questo momento, grazie alla sua gravità, agisce come un “succhiatore di polvere e gas”. L'idrogeno sparso nella Metagalassia si concentra attorno al buco nero e si forma un accumulo sferico di gas e polvere. La rotazione del buco nero trascina gas e polvere, provocando l'appiattimento della nube sferica, formando un nucleo centrale e dei bracci. Dopo aver accumulato una massa critica, il buco nero al centro della nube di gas e polvere inizia a emettere frammenti (frammentoidi), che si staccano da esso con un'elevata accelerazione, sufficiente per essere lanciati in un'orbita circolare attorno al buco nero centrale. In orbita, interagendo con nubi di gas e polvere, questi frammentoidi catturano gravitazionalmente gas e polvere. I grandi frammentoidi diventano stelle. I buchi neri, con la loro gravità, attirano polvere e gas cosmici che, cadendo su tali buchi, diventano molto caldi ed emettono raggi X. Quando la quantità di materia attorno a un buco nero diventa scarsa, la sua luminosità diminuisce drasticamente. Questo è il motivo per cui alcune galassie hanno un bagliore luminoso al centro, mentre altre no. I buchi neri sono come “assassini” cosmici: la loro gravità attira anche fotoni e onde radio, motivo per cui il buco nero stesso non emette e si presenta come un corpo completamente nero. Ma, probabilmente, periodicamente l'equilibrio gravitazionale all'interno dei buchi neri viene interrotto e iniziano a espellere grumi di materia superdensa con forte gravità, sotto l'influenza della quale questi grumi assumono una forma sferica e iniziano ad attrarre polvere e gas dallo spazio circostante. . Dalla sostanza catturata su questi corpi si formano gusci solidi, liquidi e gassosi. Quanto più massiccio era il coagulo di materia superdensa (frammentoide) espulso dal buco nero, tanto più polvere e gas raccoglierà dallo spazio circostante (se, ovviamente, questa sostanza è presente nello spazio circostante). Quasi tutta la materia molecolare del mezzo interstellare è concentrata nella regione anulare del disco galattico (3-7 kpc). La radiazione visibile proveniente dalle regioni centrali della Galassia ci è completamente nascosta da spessi strati di materia assorbente.

Esistono tre tipi di galassie: a spirale, ellittiche e irregolari. Le galassie a spirale hanno un disco, bracci e aloni ben definiti. Al centro c'è un denso ammasso di stelle e materia interstellare, e proprio al centro c'è un buco nero. I bracci delle galassie a spirale si estendono dal centro e si torcono verso destra o sinistra a seconda della rotazione del nucleo e del buco nero (più precisamente, un corpo superdenso) al suo centro. Al centro del disco galattico c'è una condensazione sferica chiamata rigonfiamento. Il numero di rami (bracci) può essere diverso: 1, 2, 3,... ma molto spesso ci sono galassie con solo due rami. Nelle galassie l'alone comprende stelle e materia gassosa molto rarefatta che non è inclusa nelle spirali o nel disco. Viviamo in una galassia a spirale chiamata Via Lattea e nelle giornate limpide la nostra Galassia è chiaramente visibile nel cielo notturno come un'ampia striscia biancastra che attraversa il cielo. La nostra Galassia ci è visibile di profilo. Gli ammassi globulari al centro delle galassie sono praticamente indipendenti dalla posizione del disco galattico. I bracci delle galassie contengono una parte relativamente piccola di tutte le stelle, ma in essi sono concentrate quasi tutte le stelle calde di elevata luminosità. Le stelle di questo tipo sono considerate giovani dagli astronomi, quindi i bracci a spirale delle galassie possono essere considerati il luogo di formazione stellare. Le galassie ellittiche si trovano spesso in densi ammassi di galassie a spirale. Hanno la forma di un ellissoide o di una palla e quelli sferici sono generalmente più grandi di quelli ellissoidali. La velocità di rotazione delle galassie ellissoidali è inferiore a quella delle galassie a spirale, motivo per cui il loro disco non si forma. Tali galassie sono solitamente sature di ammassi globulari di stelle. Le galassie ellittiche, credono gli astronomi, sono costituite da vecchie stelle e sono quasi completamente prive di gas. Le galassie irregolari hanno tipicamente massa e volume bassi e contengono poche stelle. Di regola, sono satelliti di galassie a spirale. Di solito hanno pochissimi ammassi globulari di stelle. Esempi di tali galassie sono i satelliti della Via Lattea: le Grandi e Piccole Nubi di Magellano. Ma tra le galassie irregolari ci sono anche piccole galassie ellittiche.

3. La struttura della nostra galassia (Via Lattea)

Via Lattea - dal lat. via lactea "via del latte"

Nella scuola astronomica sovietica, la Via Lattea era chiamata semplicemente “la nostra Galassia” o “il sistema della Via Lattea”; La frase "Via Lattea" era usata per riferirsi alle stelle visibili che costituiscono otticamente la Via Lattea per un osservatore.

Il diametro della Galassia è di circa 30mila parsec (circa 100.000 anni luce, 1 quintilione di chilometri) con uno spessore medio stimato di circa 1000 anni luce. La galassia contiene, secondo la stima più bassa, circa 200 miliardi di stelle (le stime moderne vanno da 200 a 400 miliardi). La maggior parte delle stelle ha la forma di un disco piatto. Nel gennaio 2009, la massa della Galassia era stimata in 3·10 12 masse solari, ovvero 6·10 42 kg. La maggior parte della massa della Galassia non è contenuta nelle stelle e nel gas interstellare, ma in un alone non luminoso di materia oscura. Fu solo negli anni '80 che gli astronomi suggerirono che la Via Lattea fosse una galassia a spirale barrata piuttosto che una galassia a spirale regolare. Questa ipotesi è stata confermata nel 2005 dal telescopio spaziale Lyman Spitzer, che ha mostrato che la barra centrale della nostra galassia è più grande di quanto si pensasse in precedenza. Vicino al piano del disco si concentrano le giovani stelle e gli ammassi stellari, la cui età non supera diversi miliardi di anni. Costituiscono la cosiddetta componente piatta. Tra loro ci sono molte stelle luminose e calde. Anche il gas nel disco della Galassia è concentrato principalmente in prossimità del suo piano. È distribuito in modo non uniforme, formando numerose nubi di gas: da nubi giganti di struttura eterogenea, con un'estensione di diverse migliaia di anni luce, a piccole nubi di dimensioni non superiori a un parsec. Nella parte centrale della Galassia c'è un ispessimento chiamato rigonfiamento, che ha un diametro di circa 8mila parsec. Il centro del nucleo galattico si trova nella costellazione del Sagittario. La distanza dal Sole al centro della Galassia è di 8,5 kiloparsec (2,62·10 17 km, o 27.700 anni luce). Al centro della Galassia, a quanto pare, c'è un buco nero supermassiccio attorno al quale, presumibilmente, ruota un buco nero di massa media e un periodo orbitale di circa 100 anni e diverse migliaia di quelli relativamente piccoli. Il loro effetto gravitazionale combinato sulle stelle vicine fa sì che queste ultime si muovano lungo traiettorie insolite. Si presume che la maggior parte delle galassie contenga buchi neri supermassicci al centro. Le regioni centrali della Galassia sono caratterizzate da una forte concentrazione di stelle: ogni parsec cubo vicino al centro ne contiene molte migliaia. Le distanze tra le stelle sono decine e centinaia di volte inferiori rispetto a quelle in prossimità del Sole. Come nella maggior parte delle altre galassie, la distribuzione della massa nella Via Lattea è tale che la velocità orbitale della maggior parte delle stelle di questa galassia non dipende in modo significativo dalla loro distanza dal centro. Dal ponte centrale al cerchio esterno, la velocità di rotazione abituale delle stelle è di 210-240 km/s. Pertanto, una tale distribuzione della velocità, non osservata nel sistema solare, dove orbite diverse hanno velocità di rotazione diverse, è uno dei prerequisiti per l'esistenza della materia oscura. Si ritiene che la lunghezza della barra galattica sia di circa 27.000 anni luce. Questa barra attraversa il centro della galassia con un angolo di 44 ± 10 gradi rispetto alla linea tra il nostro Sole e il centro della galassia. È costituito principalmente da stelle rosse, considerate molto antiche. Il ponticello è circondato da un anello chiamato "Anello dei cinque kiloparsec". Questo anello contiene la maggior parte dell'idrogeno molecolare della Galassia ed è una regione attiva di formazione stellare nella nostra Galassia. Se osservata dalla Galassia di Andromeda, la barra galattica della Via Lattea ne costituirebbe una parte luminosa.

La nostra galassia appartiene alla classe delle galassie a spirale, il che significa che la Galassia ha bracci a spirale situati nel piano del disco. Il disco è immerso in un alone sferico e attorno ad esso c'è una corona sferica. Il sistema solare si trova a una distanza di 8,5 mila parsec dal centro galattico, in prossimità del piano galattico (spostamento verso Polo Nord La galassia è a soli 10 parsec di distanza), sul bordo interno di un braccio chiamato Braccio di Orione. Questa disposizione non consente di osservare visivamente la forma delle maniche. Nuovi dati provenienti dalle osservazioni del gas molecolare (CO) suggeriscono che la nostra Galassia ha due bracci, che iniziano da una barra nella parte interna della Galassia. Inoltre, ci sono un paio di maniche in più nella parte interna. Questi bracci si trasformano poi in una struttura a quattro bracci osservata nella linea dell’idrogeno neutro nelle parti esterne della Galassia. Maggioranza corpi celestiali combinati in vari sistemi rotanti. Pertanto, la Luna ruota attorno alla Terra, i satelliti dei pianeti giganti formano i propri sistemi, ricchi di corpi. Per più alto livello, La Terra e gli altri pianeti ruotano attorno al Sole. Sorge spontanea una domanda: anche il Sole fa parte di un sistema ancora più grande? Il primo studio sistematico di questo problema fu condotto nel XVIII secolo dall'astronomo inglese William Herschel. Contò il numero delle stelle nelle diverse zone del cielo e scoprì che nel cielo c'era un grande cerchio (in seguito fu chiamato equatore galattico), che divide il cielo in due parti uguali e su cui è maggiore il numero delle stelle . Inoltre, più la parte del cielo è vicina a questo cerchio, più stelle ci sono. Alla fine si scoprì che era su questo cerchio che si trovava la Via Lattea. Grazie a ciò, Herschel intuì che tutte le stelle da noi osservate formano un sistema stellare gigante, appiattito verso l'equatore galattico. Inizialmente si presumeva che tutti gli oggetti nell'Universo facessero parte della nostra Galassia, sebbene Kant suggerì anche che alcune nebulose potessero essere galassie simili alla Via Lattea. Già nel 1920 la questione dell'esistenza di oggetti extragalattici fece discutere (ad esempio, il famoso Grande Dibattito tra Harlow Shapley e Heber Curtis; il primo difese l'unicità della nostra Galassia). L'ipotesi di Kant fu finalmente dimostrata solo negli anni '20, quando Edwin Hubble riuscì a misurare la distanza di alcune nebulose a spirale e dimostrò che, a causa della loro distanza, non possono far parte della Galassia.

Conclusione

Esiste un ciclo della materia nell'Universo, la cui essenza è la dispersione della materia da parte di buchi neri supermassicci, esplosioni di nove e supernove, e quindi la raccolta della materia dispersa da parte di pianeti, stelle e buchi neri utilizzando la loro gravità. Non c'è stato il Big Bang, a seguito del quale il nostro Universo (Metagalassia) è nato da una singolarità. Le esplosioni (e quelle molto potenti) accadono e si sono verificate periodicamente nella Metagalassia qua e là. L'Universo non pulsa, semplicemente bolle, è infinito e ne sappiamo molto poco e ne comprendiamo ancora meno. Non esiste una teoria definitiva che spieghi l'Universo e i processi che si verificano in esso, e non ce ne sarà mai. Teorie e ipotesi corrispondono al livello di sviluppo della nostra tecnologia, della nostra scienza e dell'esperienza che l'umanità ha accumulato in questo momento. Pertanto, dobbiamo trattare l'esperienza accumulata con la massima attenzione possibile e mettere sempre i fatti al di sopra della teoria. Non appena una scienza fa il contrario, cessa immediatamente di essere aperta sistema informativo e si trasforma in una nuova religione. Nella scienza la cosa principale è il dubbio, e nella religione è la fede.

Bibliografia:

1.Wikipedia. Indirizzo di accesso: http://ru.wikipedia.org/wiki/

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La formazione e la struttura delle galassie è la prossima importante questione sull'origine dell'Universo. È studiato non solo dalla cosmologia come scienza dell'Universo, ma anche cosmogonia (greco. “Goneya” significa nascita) è un campo della scienza che studia l'origine e lo sviluppo dei corpi cosmici e dei loro sistemi (si distingue la cosmogonia planetaria, stellare, galattica). La cosmologia basa le sue conclusioni sulle leggi della fisica, della chimica e della geologia.

Galassia sono giganteschi ammassi di stelle e relativi sistemi (fino a circa 10 13 stelle), aventi un proprio centro (nucleo) e forme diverse (sferica, spirale, ellittica, oblata o anche irregolare). I nuclei delle galassie producono idrogeno, la sostanza base dell'Universo. Le dimensioni delle galassie vanno da diverse decine di anni luce a 18 milioni di anni luce. Nella parte dell'Universo a noi visibile - la Metagalassia - ci sono miliardi di galassie e in ciascuna di esse ci sono miliardi di stelle. Tutte le galassie si stanno allontanando le une dalle altre e la velocità di questa “espansione” aumenta man mano che le galassie si allontanano. Le galassie sono lontane dalle strutture statiche: cambiano forma e contorno, si scontrano e si assorbono a vicenda. La nostra Galassia sta attualmente inghiottendo la Galassia Nana del Sagittario. Tra circa 5 miliardi di anni si verificherà una “collisione di mondi”. Le galassie vicine, la Via Lattea e la Nebulosa di Andromeda, si muovono lentamente ma inevitabilmente l'una verso l'altra ad una velocità di 500mila km/h.

La nostra galassia si chiama Via Lattea ed è composta da 150 miliardi di stelle. Nelle notti limpide vediamo questo ammasso di stelle come una striscia della Via Lattea. È costituito da un nucleo e diversi rami a spirale. Le sue dimensioni sono 100mila anni luce. L'età della Galassia è di circa 15 miliardi di anni. La galassia più vicina alla Via Lattea (che un fascio di luce raggiunge in 2 milioni di anni) è la Nebulosa di Andromeda. La maggior parte delle stelle della nostra galassia sono concentrate in un gigantesco “disco” sotto forma di lente biconvessa spessa circa 1500 anni luce. Le stelle e le nebulose all'interno della Galassia si muovono lungo orbite molto complesse. Innanzitutto partecipano alla rotazione della Galassia attorno al proprio asse ad una velocità di circa 250 km/s. Il Sole si trova a una distanza di circa 30mila anni luce dal centro della galassia. Durante la sua esistenza, il Sole ha compiuto circa 25 rivoluzioni attorno al proprio asse di rotazione.

Il processo di formazione delle galassie, in contrapposizione alla formazione delle stelle e alla sintesi degli elementi al loro interno, non è ancora ben compreso. Nel 1963, ai confini dell'Universo osservabile, lo scoprirono quasar(sorgenti radio quasi stellari) sono le più potenti sorgenti di emissione radio dell'Universo con una luminosità centinaia di volte maggiore della luminosità delle galassie e dimensioni decine di volte più piccole di loro. Si presumeva che i quasar rappresentassero i nuclei di nuove galassie e, quindi, il processo di formazione delle galassie continua ancora oggi.

Il poeta chiese: “Ascolta! Dopotutto, se le stelle si illuminano, significa che qualcuno ne ha bisogno? Sappiamo che le stelle servono per brillare e il nostro Sole fornisce l'energia necessaria alla nostra esistenza. Perché sono necessarie le galassie? Si scopre che sono necessarie anche le galassie e il Sole non solo ci fornisce energia. Le osservazioni astronomiche mostrano che c'è un continuo deflusso di idrogeno dai nuclei delle galassie. Pertanto, i nuclei delle galassie sono fabbriche per la produzione del principale materiale da costruzione dell'Universo: l'idrogeno.

L'idrogeno, il cui atomo è costituito da un protone nel nucleo e un elettrone nella sua orbita, è il "mattone" più semplice da cui si formano atomi più complessi nelle profondità delle stelle nel processo di reazioni atomiche. Inoltre, si scopre che non è un caso che le stelle abbiano dimensioni diverse. Maggiore è la massa di una stella, più atomi complessi vengono sintetizzati nelle sue profondità.

Il nostro Sole, come una stella normale, produce solo elio dall'idrogeno (prodotto dai nuclei delle galassie); le stelle molto massicce producono carbonio, il principale "mattone" della materia vivente. Ecco a cosa servono le galassie e le stelle. A cosa serve la Terra? Produce tutte le sostanze necessarie per l'esistenza della vita umana. Perché esiste l'uomo? La scienza non può rispondere a questa domanda, ma può farci riflettere ancora una volta.

Se qualcuno ha bisogno dell '"accensione" delle stelle, forse anche qualcuno ha bisogno di una persona? I dati scientifici ci aiutano a formulare un'idea del nostro scopo, del significato della nostra vita. Nel rispondere a queste domande, rivolgersi all’evoluzione dell’Universo significa pensare in modo cosmico. La scienza naturale ci insegna a pensare in modo cosmico, senza staccarci dalla realtà della nostra esistenza.

La questione della formazione e della struttura delle galassie è la prossima importante questione sull'origine dell'Universo. È studiato non solo dalla cosmologia, come scienza dell'Universo - un tutto unico, ma anche dalla cosmogonia (dal greco "gonea" significa nascita) - un campo della scienza in cui vengono studiati l'origine e lo sviluppo dei corpi cosmici e dei loro sistemi (si distingue la cosmogonia planetaria, stellare, galattica).

Una galassia è un gigantesco ammasso di stelle e dei loro sistemi, avente un proprio centro (nucleo) e vari, non solo sferici, ma spesso a spirale, ellittici, oblati o generalmente forma irregolare. Esistono miliardi di galassie e ciascuna di esse contiene miliardi di stelle.

La nostra galassia si chiama Via Lattea ed è composta da 150 miliardi di stelle. Oka è costituito da un nucleo e diversi rami a spirale. Le sue dimensioni sono 100mila anni luce. La maggior parte delle stelle della nostra galassia sono concentrate in un gigantesco “disco” spesso circa 1.500 anni luce. Il Sole si trova a una distanza di circa 30mila anni luce dal centro della galassia.

La galassia più vicina alla nostra (verso la quale il raggio di luce viaggia 2 milioni di anni) è la “nebulosa di Andromeda”. È chiamato così perché è stato nella costellazione di Andromeda che il primo oggetto extragalattico fu scoperto nel 1917. La sua appartenenza ad un'altra galassia fu dimostrata nel 1923 da E. Hubble, che trovò stelle in questo oggetto attraverso l'analisi spettrale. Successivamente furono scoperte stelle in altre nebulose.

E nel 1963 furono scoperti i quasar (sorgenti radio quasi stellari): le più potenti fonti di emissione radio nell'Universo con una luminosità centinaia di volte maggiore della luminosità delle galassie e dimensioni decine di volte più piccole di loro. Si presumeva che i quasar rappresentassero i nuclei di nuove galassie e, quindi, il processo di formazione delle galassie continua ancora oggi.

Astronomia ed esplorazione dello spazio

Le stelle sono studiate dall'astronomia (dal greco "astron" - stella e legge "nomos") - la scienza della struttura e dello sviluppo dei corpi cosmici e dei loro sistemi. Questa scienza classica sta vivendo una seconda giovinezza nel 20 ° secolo a causa del rapido sviluppo della tecnologia di osservazione - il suo principale metodo di ricerca: telescopi riflettori, ricevitori di radiazioni (antenne), ecc. Nell'URSS nel 1974, il Regione di Stavropol un riflettore con uno specchio del diametro di 6 m, che raccoglie la luce milioni di volte più dell'occhio umano.

L'astronomia studia le onde radio, la luce, gli infrarossi, gli ultravioletti, radiazione a raggi X e raggi gamma. L'astronomia è divisa in meccanica celeste, radioastronomia, astrofisica e altre discipline.

Attualmente l'astrofisica è una parte dell'astronomia che studia i fenomeni fisici e chimici che si verificano nei corpi celesti, nei loro sistemi e nello spazio. A differenza della fisica, che si basa sugli esperimenti, l’astrofisica si basa principalmente sulle osservazioni. Ma in molti casi, le condizioni in cui si trova la materia nei corpi e nei sistemi celesti differiscono da quelle a disposizione dei moderni laboratori (densità ultra-alte e ultra-basse, alte temperature, ecc.). Grazie a ciò, la ricerca astrofisica porta alla scoperta di nuove leggi fisiche.

Il significato intrinseco dell'astrofisica è determinato dal fatto che attualmente l'attenzione principale nella cosmologia relativistica è trasferita alla fisica dell'Universo - lo stato della materia e processi fisici, che si verificano in diverse fasi dell'espansione dell'Universo, comprese le prime fasi.

Uno dei principali metodi dell'astrofisica è l'analisi spettrale. Se ti manca un raggio di bianco luce del sole attraverso una stretta fessura, e poi attraverso un prisma triangolare di vetro, si scompone nei suoi colori componenti e sullo schermo appare una striscia di colore arcobaleno con una transizione graduale dal rosso al viola: uno spettro continuo. L'estremità rossa dello spettro è formata dai raggi che vengono meno deviati quando passano attraverso un prisma, l'estremità viola è la più deviata. A ogni elemento chimico corrispondono a linee spettrali ben definite, il che rende possibile utilizzare questo metodo per studiare le sostanze.

Sfortunatamente, le radiazioni a onde corte - ultravioletti, raggi X e raggi gamma - non attraversano l'atmosfera terrestre, e qui la scienza viene in aiuto degli astronomi, che fino a poco tempo fa era considerata principalmente tecnica - astronautica (dal greco "nautike" - l'arte della navigazione), garantendo l'esplorazione dello spazio per le esigenze dell'umanità mediante l'uso di aerei.

Problemi di studio della cosmonautica: teorie del volo spaziale - calcolo delle traiettorie, ecc.; scientifico e tecnico - progettazione di razzi spaziali, motori, sistemi di controllo di bordo, strutture di lancio, stazioni automatiche e veicoli spaziali con equipaggio, strumenti scientifici, sistemi di controllo di volo a terra, servizi di misurazione della traiettoria, telemetria, organizzazione e fornitura di stazioni orbitali, ecc. .; medico e biologico – creazione di sistemi di supporto vitale a bordo, compensazione di fenomeni avversi nel corpo umano associati a sovraccarico, assenza di gravità, radiazioni, ecc.

La storia dell'astronautica inizia con i calcoli teorici dell'uscita dell'uomo nello spazio extraterrestre, forniti da K.E. Tsiolkovsky nella sua opera “Investigazione degli spazi del mondo con strumenti reattivi” (1903). Il lavoro nel campo della tecnologia missilistica iniziò nell'URSS nel 1921. I primi lanci di razzi a combustibile liquido furono effettuati negli Stati Uniti nel 1926.

Le principali pietre miliari nella storia dell'astronautica furono: il lancio del primo satellite artificiale della Terra il 4 ottobre 1957, il primo volo con equipaggio nello spazio il 12 aprile 1961, la spedizione sulla Luna nel 1969, la creazione di stazioni orbitali con equipaggio a bassa quota -Orbita terrestre e lancio di un veicolo spaziale riutilizzabile. Il lavoro è stato svolto parallelamente in URSS e negli Stati Uniti, ma in l'anno scorso c'è stato un consolidamento degli sforzi nel campo dell'esplorazione spaziale. Nel 1995 è stato realizzato il progetto congiunto Mir-Shuttle, in cui i veicoli spaziali americani Shuttle sono stati utilizzati per consegnare gli astronauti alla stazione orbitale russa Mir.

La capacità di studiare la radiazione cosmica nelle stazioni orbitali, ritardata dall'atmosfera terrestre, contribuisce a progressi significativi nel campo dell'astrofisica.

Struttura dell'Universo

l'universo al massimo diversi livelli, dalle particelle convenzionalmente elementari ai giganteschi superammassi di galassie, esiste una struttura intrinseca. Struttura moderna L'Universo è il risultato dell'evoluzione cosmica, durante la quale le galassie si sono formate da protogalassie, le stelle da protostelle e i pianeti da nubi protoplanetarie.

Una metagalassia è un insieme di sistemi stellari - galassie, e la sua struttura è determinata dalla loro distribuzione nello spazio, piena di gas intergalattico estremamente rarefatto e penetrata dai raggi intergalattici.

Secondo i concetti moderni, la Metagalassia è caratterizzata da una struttura cellulare (a rete, porosa). Queste idee si basano su dati di osservazione astronomica, che hanno dimostrato che le galassie non sono distribuite uniformemente, ma sono concentrate vicino ai confini delle cellule, all'interno delle quali non ci sono quasi galassie. Inoltre, sono stati scoperti enormi volumi di spazio (dell'ordine di un milione di megaparsec cubi) in cui non sono ancora state scoperte le galassie. Un modello spaziale di tale struttura può essere un pezzo di pomice, che è eterogeneo in piccoli volumi isolati, ma omogeneo in grandi volumi.

Se non prendiamo le singole sezioni della Metagalassia, ma la sua struttura su larga scala nel suo insieme, allora è ovvio che in questa struttura non ci sono luoghi o direzioni speciali e distintivi e la materia è distribuita in modo relativamente uniforme.

L'età della Metagalassia è vicina all'età dell'Universo, poiché la formazione della sua struttura avviene nel periodo successivo alla separazione della materia e della radiazione. Secondo i dati moderni, l'età della Metagalassia è stimata in 15 miliardi di anni. Gli scienziati ritengono che l'età delle galassie che si sono formate in una delle fasi iniziali dell'espansione della Metagalassia sia apparentemente vicina a questa.

Una galassia è un sistema gigantesco costituito da ammassi di stelle e nebulose, che formano una configurazione piuttosto complessa nello spazio.

In base alla loro forma, le galassie vengono convenzionalmente divise in tre tipologie: ellittiche, a spirale e irregolari.

Le galassie ellittiche hanno la forma spaziale di un ellissoide con vari gradi di compressione. Sono i più semplici nella struttura: la distribuzione delle stelle diminuisce uniformemente dal centro.

Le galassie a spirale sono presentate in una forma a spirale, compresi i bracci di spirale. Questo è il tipo più numeroso di galassie, che include la nostra Galassia: la Via Lattea.

Le galassie irregolari non hanno una forma distinta e sono prive di un nucleo centrale.

Alcune galassie sono caratterizzate da emissioni radio eccezionalmente potenti, superiori alla radiazione visibile. Queste sono le radiogalassie.

Nella struttura delle galassie “regolari” si può distinguere molto semplicemente un nucleo centrale e una periferia sferica, presentata sotto forma di enormi rami a spirale o sotto forma di disco ellittico, comprendente le stelle più calde e luminose e massicce nubi di gas. .

I nuclei galattici manifestano la loro attività in diverse forme: nel continuo deflusso di flussi di materia; nelle emissioni di grumi di gas e nubi di gas con una massa di milioni di masse solari; nell’emissione radio non termica dalla regione perinucleare.

Le stelle più antiche, la cui età è vicina all'età della galassia, sono concentrate nel nucleo della galassia. Le stelle giovani e di mezza età si trovano nel disco galattico.

Le stelle e le nebulose all'interno di una galassia si muovono in modo piuttosto complesso: insieme alla galassia prendono parte all'espansione dell'Universo, inoltre partecipano alla rotazione della galassia attorno al proprio asse.

Stelle. SU palcoscenico moderno Durante l'evoluzione dell'Universo, la materia in esso contenuta è prevalentemente in uno stato stellare. Il 97% della materia nella nostra Galassia è concentrata nelle stelle, che sono gigantesche formazioni di plasma di varie dimensioni, temperature e con diverse caratteristiche di movimento. Molte, se non la maggior parte, delle altre galassie hanno "materia stellare" che costituisce più del 99,9% della loro massa.

L'età delle stelle varia in un intervallo di valori abbastanza ampio: da 15 miliardi di anni, corrispondenti all'età dell'Universo, a centinaia di migliaia, i più giovani. Ci sono stelle che attualmente si stanno formando e si trovano nella fase protostellare, cioè non sono ancora diventate delle vere star.

Di grande importanza è lo studio del rapporto tra le stelle e il mezzo interstellare, compreso il problema formazione continua stelle dalla condensazione di materia diffusa (sparsa).

La nascita delle stelle avviene nelle nebulose di gas e polvere sotto l'influenza di forze gravitazionali, magnetiche e di altro tipo, a causa delle quali si formano omogeneità instabili e la materia diffusa si scompone in una serie di condensazioni. Se tali condensazioni persistono abbastanza a lungo, col tempo si trasformano in stelle. È importante notare che il processo di nascita non è di una singola stella isolata, ma di associazioni stellari. I corpi gassosi risultanti sono attratti l'uno dall'altro, ma non necessariamente si combinano in un unico corpo enorme. Tendono invece a ruotare l’uno rispetto all’altro e la forza centrifuga di questo movimento contrasta la forza di gravità, portando ad un’ulteriore concentrazione. Le stelle si evolvono da protostelle, gigantesche sfere di gas che brillano debolmente e hanno una bassa temperatura, a stelle, corpi di plasma denso con temperature interne di milioni di gradi. Quindi inizia il processo di trasformazione nucleare, descritto nella fisica nucleare. La principale evoluzione della materia nell'Universo è avvenuta e avviene nelle profondità delle stelle. È lì che si trova il “crogiolo di fusione”, che ha determinato l'evoluzione chimica della materia nell'Universo.

Nelle profondità delle stelle, a una temperatura dell'ordine di 10 milioni di K e ad una densità molto elevata, gli atomi si trovano in uno stato ionizzato: gli elettroni sono quasi completamente o assolutamente tutti separati dai loro atomi. I restanti nuclei interagiscono tra loro, grazie ai quali l'idrogeno, abbondante nella maggior parte delle stelle, viene convertito con la partecipazione del carbonio in elio. Queste e simili trasformazioni nucleari sono la fonte di colossali quantità di energia trasportata dalla radiazione stellare.

L'enorme energia emessa dalle stelle è generata a seguito di processi nucleari che avvengono all'interno delle stelle. Le stesse forze che si liberano in un'esplosione bomba all'idrogeno, formano all'interno della stella energia che le permette di emettere luce e calore per milioni e miliardi di anni grazie alla trasformazione dell'idrogeno in elementi più pesanti, e soprattutto in elio. Di conseguenza, nella fase finale dell'evoluzione, le stelle si trasformano in stelle inerti (“morte”).

Le stelle non esistono isolatamente, ma formano sistemi. I sistemi stellari più semplici - i cosiddetti sistemi multipli - sono costituiti da due, tre, quattro, cinque o più stelle che ruotano attorno ad un centro di gravità comune. I componenti di alcuni sistemi multipli sono circondati da un guscio comune di materia diffusa, la cui fonte, a quanto pare, sono le stelle stesse, che la espellono nello spazio sotto forma di un potente flusso di gas.

Le stelle sono anche unite in gruppi ancora più grandi: gli ammassi stellari, che possono avere una struttura "sparsa" o "sferica". Gli ammassi stellari aperti contano diverse centinaia di stelle singole, gli ammassi globulari contano molte centinaia di migliaia.

Anche le associazioni, o ammassi di stelle, non sono immutabili ed esistono eternamente. Dopo un certo periodo di tempo, stimato in milioni di anni, vengono dispersi dalle forze di rotazione galattica.

Il sistema solare è un gruppo di corpi celesti, molto diversi per dimensioni e struttura fisica. Questo gruppo comprende: il Sole, nove pianeti maggiori, dozzine di satelliti planetari, migliaia di piccoli pianeti (asteroidi), centinaia di comete e innumerevoli corpi meteoritici, che si muovono sia in sciami che sotto forma di singole particelle. Nel 1979 si conoscevano 34 lune e 2.000 asteroidi. Tutti questi corpi sono uniti in un unico sistema a causa della forza gravitazionale del corpo centrale: il Sole. Il sistema solare è un sistema ordinato che ha le proprie leggi strutturali. La natura unificata del sistema solare si manifesta nel fatto che tutti i pianeti ruotano attorno al sole nella stessa direzione e quasi sullo stesso piano. La maggior parte dei satelliti dei pianeti (le loro lune) ruotano nella stessa direzione e nella maggior parte dei casi sul piano equatoriale del loro pianeta. Il sole, i pianeti, i satelliti dei pianeti ruotano attorno ai loro assi nella stessa direzione in cui si muovono lungo le loro traiettorie. Anche la struttura del sistema solare è naturale: ogni pianeta successivo è circa il doppio del precedente dal Sole. Tenendo conto delle leggi della struttura del sistema solare, la sua formazione accidentale sembra impossibile.

Inoltre, non esistono conclusioni generalmente accettate sul meccanismo di formazione dei pianeti nel Sistema Solare. Si stima che il sistema solare si sia formato circa 5 miliardi di anni fa, con il Sole che è una stella di seconda (o anche successiva) generazione. Pertanto, il Sistema Solare è nato dai prodotti di scarto delle stelle delle generazioni precedenti, che si sono accumulati in nubi di gas e polvere. Questa circostanza dà motivo di chiamare il sistema solare una piccola parte di polvere di stelle. Sull'origine del sistema solare e dei suoi evoluzione storica la scienza sa meno di quanto sia necessario per costruire una teoria sulla formazione dei pianeti. Dal primo ipotesi scientifiche, proposto circa 250 anni fa, è stato proposto fino ad oggi gran numero vari modelli sull'origine e lo sviluppo del sistema solare, ma nessuno di essi è stato elevato al rango di teoria generalmente accettata. La maggior parte delle ipotesi avanzate in precedenza sono oggi di solo interesse storico.

Le prime teorie sull'origine del sistema solare furono avanzate dal filosofo tedesco I. Kant e dal matematico francese P.S. Laplace. Le loro teorie sono entrate nella scienza come una sorta di ipotesi cosmogonica collettiva di Kant-Laplace, sebbene siano state sviluppate indipendentemente l'una dall'altra.

Secondo questa ipotesi, il sistema di pianeti attorno al Sole si è formato a seguito delle forze di attrazione e repulsione tra particelle di materia diffusa (nebulose) in movimento rotatorio attorno al Sole.

L'inizio della fase successiva nello sviluppo delle opinioni sulla formazione del sistema solare fu l'ipotesi del fisico e astrofisico inglese J.X. Jeans. Ha suggerito che il Sole una volta si è scontrato con un'altra stella, a seguito della quale ne è stato strappato un flusso di gas che, condensandosi, si è trasformato in pianeti. Tuttavia, data l’enorme distanza tra le stelle, una tale collisione sembra del tutto improbabile. Un'analisi più dettagliata ha rivelato altri difetti di questa teoria.

I concetti moderni dell'origine dei pianeti del sistema solare si basano sul fatto che è necessario tenere conto non solo forze meccaniche, ma anche altri, in particolare quelli elettromagnetici. Questa idea è stata avanzata dal fisico e astrofisico svedese H. Alfvén e dall'astrofisico inglese F. Hoyle. Si ritiene probabile che siano state le forze elettromagnetiche ad avere un ruolo decisivo nella nascita del Sistema Solare. Secondo le idee moderne, la nube di gas originaria da cui si formarono il Sole e i pianeti era costituita da gas ionizzato soggetto all'influenza delle forze elettromagnetiche. Dopo che il Sole si formò da un'enorme nube di gas attraverso la concentrazione, piccole parti di questa nube rimasero a grande distanza da esso. La forza gravitazionale ha iniziato ad attrarre il gas rimanente verso la stella risultante, il Sole, ma il suo campo magnetico ha fermato la caduta del gas a varie distanze, esattamente dove si trovano i pianeti. Le forze gravitazionali e magnetiche influenzarono la concentrazione e la condensazione del gas in caduta e, di conseguenza, si formarono i pianeti. Quando sorsero i pianeti più grandi, lo stesso processo si ripeté su scala più piccola, creando così sistemi satellitari. Le teorie sull'origine del sistema solare sono di natura ipotetica ed è impossibile risolvere in modo inequivocabile il problema della loro affidabilità nell'attuale fase di sviluppo scientifico. In tutto teorie esistenti Ci sono contraddizioni e zone poco chiare.

Conclusione

Come si può vedere da quanto sopra, vari approcci, ipotesi e concetti sull'origine dell'universo hanno dato un enorme contributo allo sviluppo dell'astrofisica e naturalmente conoscenza scientifica il mondo che ci circonda nel suo insieme.

Un fatto importante è che questi modelli dell’universo hanno dato origine ad altri ambiti della conoscenza scientifica, legati soprattutto all’evoluzione dell’universo.

Il concetto " galassia" V linguaggio moderno significa enormi sistemi stellari. Deriva dalla parola greca “latte, latteo” ed è stato utilizzato per designare il nostro sistema stellare, che rappresenta una striscia chiara con una tinta lattiginosa che si estende attraverso tutto il cielo ed è quindi chiamata “Via Lattea”. Il numero di stelle in esso contenute è di diverse centinaia di miliardi, cioè circa un trilione (10 12). Ha la forma di un disco con un ispessimento al centro.

Il diametro del disco della Galassia è di 10 21 M. I bracci della Galassia hanno una forma a spirale, cioè divergono a spirale dal nucleo. In uno dei bracci, ad una distanza di circa 3×10 20 m dal nucleo, si trova il Sole, situato vicino al piano di simmetria. Le stelle più numerose nella nostra galassia sono nane (la loro massa è circa 10 volte inferiore alla massa del Sole). Oltre alle stelle singole e ai loro satelliti (pianeti), esistono stelle doppie e multiple e interi ammassi stellari (le Pleiadi). Ne sono già stati scoperti più di 1000. Gli ammassi globulari contengono stelle rosse e gialle: giganti e supergiganti. Uno degli oggetti della Galassia sono le nebulose, costituite principalmente da gas e polvere. Lo spazio interstellare è pieno di campi e tenue gas interstellare. La galassia ruota attorno al centro e le velocità angolare e lineare cambiano con l'aumentare della distanza dal centro. La velocità lineare del Sole attorno al centro della Galassia è di 250 km/s. Il Sole completa la sua orbita in circa 290 milioni di anni (2×10 8 anni).

All'inizio del XX secolo è stato dimostrato che ce ne sono altri oltre alla nostra Galassia. Le galassie differiscono notevolmente per dimensioni, numero di stelle incluse, luminosità e aspetto. Sono designati dai numeri con i quali sono elencati nei cataloghi.

In base al loro aspetto, le galassie vengono convenzionalmente divise in tre tipi: ellittiche, a spirale e irregolari.

Quasi un quarto di tutte le galassie studiate sono ellittiche. Queste sono le galassie più semplici nella struttura.

Le galassie a spirale sono il tipo più numeroso. Comprende la nebulosa di Andromeda (una delle galassie più vicine a noi), distante circa 2,5 milioni di anni luce da noi.

Le galassie irregolari non hanno nuclei centrali; non è stata ancora scoperta alcuna struttura nella loro struttura. Queste sono le Grandi e Piccole Nubi di Magellano, che sono i satelliti della nostra Galassia.

Le galassie, a quanto pare, formano gruppi (decine di galassie) e ammassi costituiti da centinaia e migliaia di galassie. Le scoperte della fine degli anni '70 del XX secolo hanno mostrato che le galassie nei superammassi sono distribuite in modo non uniforme: sono concentrate vicino ai confini delle cellule, ad es. l'Universo ha una struttura cellulare (a rete, porosa). Su piccola scala, la materia nell’Universo è distribuita in modo non uniforme. Su larga scala è omogeneo e isotropo. La metagalassia non è stazionaria. Notiamo alcune caratteristiche dell'espansione della metagalassia:

1. L'espansione si manifesta solo a livello di ammassi e superammassi di galassie. Le galassie stesse non si stanno espandendo.

2. Non esiste un centro da cui avviene l'espansione.

La questione della formazione e della struttura delle galassie è la prossima importante questione sull'origine dell'Universo. È studiato non solo cosmologia come scienza sull'Universo - un tutto unico, ma anche cosmogonia(dal greco “gonos” significa nascita) è un campo della scienza in cui si studia l'origine e lo sviluppo dei corpi cosmici e dei loro sistemi (si distingue la cosmogonia galattica, stellare, planetaria).

Come si sono formate le galassie e le stelle? La densità della materia nell'Universo non era la stessa nelle diverse parti e la materia proveniente dalle aree vicine veniva attratta verso aree di densità maggiore. Le aree ad alta densità sono quindi diventate ancora più dense. Il cosidetto "isole" materia che cominciò a ridursi a causa della sua stessa gravità. All’interno delle isole si formarono “mini-isole” separate con densità ancora più elevate. Le galassie si sono formate dalle isole originarie e le stelle si sono formate da mini-isole. Questo processo fu completato entro 1 miliardo di anni.

Le galassie sono giganteschi ammassi di stelle e i loro sistemi, aventi un proprio centro (nucleo) e varie forme, non solo sferiche, ma spesso a spirale, ellittiche, oblate o generalmente irregolari. Esistono miliardi di galassie e ciascuna di esse contiene miliardi di stelle.

La nostra galassia si chiama Via Lattea. La parola stessa galassia deriva dal greco. "galaktikos" - lattiginoso. Hanno preso il nome perché l'ammasso di stelle ricorda una nuvola biancastra. La nostra galassia appartiene al gruppo delle galassie a spirale ed è composta da tre parti. 100 miliardi di stelle della galassia sono concentrate in un gigante disco ha uno spessore di circa 1.500 anni luce e un diametro di circa 100.000 anni luce. Il movimento delle stelle si svolge in orbite quasi circolari attorno al centro della galassia. Il Sole si trova nel disco ad una distanza di circa 30mila anni luce dal centro della galassia. La seconda parte della galassia è sottosistema sferico, che conta anch'esso circa 100 miliardi di stelle. Ma si muovono su orbite molto allungate, i cui piani passano attraverso il centro della galassia. Il diametro del sottosistema sferico è vicino al diametro del disco. Viene chiamata la terza parte, esterna, della galassia alone. La sua dimensione è 10 volte più grande della dimensione del disco ed è composta da materia oscura, così chiamato perché non ha stelle e da esso non proviene alcuna luce. Non può essere visto, ma si riconosce dalla presenza della gravità. La massa di materia oscura nell'alone è 10 volte maggiore della massa totale di tutte le stelle della galassia.

In cosa consista la materia oscura non è chiaro. Le ipotesi sono tante: dalle particelle elementari alle stelle nane. L'ambiente cosmologico nel suo insieme è costituito da quattro componenti: 1) energia oscura; 2) materia oscura; 3) barioni (materia ordinaria); 4) radiazione. La radiazione comprende la radiazione relitta (fotoni), i neutrini e gli antineutrini.

Energia oscura(o vuoto cosmico) - "questo è uno stato dell'ambiente cosmico che ha una densità costante nel tempo e ovunque la stessa nello spazio - e, inoltre, in qualsiasi sistema di riferimento" 1. Non si sa nulla della natura fisica dell'energia oscura. Osservazioni recenti mostrano che 6-8 miliardi di anni fa, un’espansione rallentata lasciò il posto a un’espansione accelerata. Si ritiene che il motivo sia che prima, 6-8 miliardi di anni fa, prevaleva la gravità, e poi l'antigravità. Ciò depone a favore della presenza di energia oscura. Il vuoto cosmico rappresenta il 67% dell'energia totale del mondo, la materia oscura il 30% e la materia ordinaria il 3%.

La galassia più vicina alla nostra (che il fascio di luce raggiunge in 2 milioni di anni) è la Nebulosa di Andromeda. È chiamato così perché è stato nella costellazione di Andromeda che il primo oggetto extragalattico fu scoperto nel 1917. La sua appartenenza ad un'altra galassia fu dimostrata nel 1924.

E. Hubble, che trovò stelle in questo oggetto attraverso l'analisi spettrale. La dimensione della Nebulosa di Andromeda è paragonabile alla dimensione della nostra galassia. Successivamente furono scoperte altre galassie.

Le galassie sono raccolte in gruppi da poche a migliaia: ammassi di galassie. Il nostro cluster si chiama Gruppo locale(le sue dimensioni sono 60 volte la Via Lattea). Il nome delle galassie del Gruppo Locale è Nebulosa di Andromeda, Triangolo, Grande Nube di Magellano, Piccola Nube di Magellano, ecc. I cluster sono raggruppati in superammassi. Al centro del nostro superammasso c’è l’ammasso della Vergine. Ci sono centinaia di miliardi di galassie nell'Universo.

Galassie, ammassi e superammassi sono distribuiti uniformemente in tutto l'Universo. L'omogeneità delle galassie fa sì che nessuna di esse sia il centro del mondo. In generale, c'è 1 atomo di idrogeno ogni 10 m di spazio. Gli ammassi massicci e compatti nelle parti centrali delle galassie sono chiamati nuclei galattici.

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