во природните науки

Тема: Модерна наука за потеклото на универзумот.

Завршено од студент

Курс

_______________________

Наставник:

_______________________

_______________________

ПЛАН А:

Вовед 3

Преднаучно разгледување на потеклото на Универзумот. 5

Теории од 20 век за потеклото на универзумот. 8

Модерната наука за потеклото на универзумот. 12

Користена литература: 18

Човекот низ своето постоење го проучува светот околу него. Како размислувачко битие, Човекот, и во далечното минато и сега, не можел и не може да се ограничи на она што директно му било дадено на ниво на неговата секојдневна практична активност, и секогаш се стремел и ќе се стреми да ги надмине нејзините граници.

Карактеристично е што човековото знаење за околниот свет започна со космогониски рефлексии. Тогаш, во зората на менталната активност, се појави идејата за „почеток на сите почетоци“. Историјата не познава ниту еден народ кој, порано или подоцна, во една или друга форма, не го поставил ова прашање и не се обидел да одговори. Одговорите, се разбира, беа различни, во зависност од степенот на духовниот развој на дадениот народ. Развојот на човековата мисла, научниот и технолошкиот напредок овозможија да се напредува во решавањето на прашањето за потеклото на Универзумот од митолошки размислување до изградба на научни теории.

Проблемот на „почетокот на светот“ е еден од оние неколку идеолошки проблеми што се провлекуваат низ целата интелектуална историја на човештвото. Откако еднаш се појави во светот, идејата за „почетокот на светот“ оттогаш отсекогаш ги окупира мислите на научниците и од време на време, во една или друга форма, повторно и повторно се појавува. Така, навидум закопан засекогаш во средниот век, неочекувано се појави на хоризонтот на научната мисла во втората половина на дваесеттиот век и почна сериозно да се дискутира на страниците на специјалните списанија и на состаноците на симпозиумите за проблеми.

Во текот на изминатиот век, науката за универзумот ги достигна најгорните катови структурна организацијаматерија - галаксии, нивните јата и суперјато. Модерната космологија активно се занимава со проблемот на потеклото (формирањето) на овие космички формации.

Како нашите далечни предци го замислувале формирањето на универзумот? Го објаснува потеклото на универзумот модерната наука? Овој труд е посветен на разгледување на овие и други прашања поврзани со појавата на Универзумот.

Каде започна сето тоа? Како сè космичко стана онака како што му се чини на човештвото? Кои биле почетните услови што го создале видливиот универзум?

Одговорот на овие прашања се промени со развојот на човековата мисла. Кај античките народи, потеклото на Универзумот било обдарено со митолошка форма, чија суштина се сведува на една работа - одредено божество ја создало целата околу Човекотсветот. Во согласност со античката иранска митопоетска космогонија, Универзумот е резултат на активноста на два еквивалентни и меѓусебно поврзани креативни принципи - богот на доброто - Ахурамазда и богот на злото - Ахриман. Според еден од неговите текстови, исконското битие, чија поделба доведе до формирање на делови од видливиот универзум, првично било постоечки простор. Митолошката форма на потеклото на универзумот е вродена во сите постоечки религии.

Многу извонредни мислители од историските епохи далеку од нас се обидоа да го објаснат потеклото, структурата и постоењето на Универзумот. Нивните обиди, во отсуство на современи технички средства, да ја сфатат суштината на Универзумот користејќи ги само нивните умови и наједноставните уреди заслужуваат посебна почит. Ако направите кратка екскурзија во минатото, ќе откриете дека идејата за еволутивен универзум, усвоена од модерната научна мисла, ја изнесе античкиот мислител Анаксагора (500-428 п.н.е.). Космологијата на Аристотел (384-332 п.н.е.) и делата на извонредниот мислител на Истокот Ибн Сина (Авицена) (980-1037), кој се обидел логично да го побие божественото создавање на светот и други имиња што преживеале на нашето време, исто така, заслужуваат внимание.

Човечката мисла не мирува. Заедно со промената на идејата за структурата на Универзумот, се промени и идејата за неговото потекло, иако во услови на постоечката силна идеолошка моќ на религијата тоа беше поврзано со одредена опасност. Ова може да го објасни фактот дека природните науки на модерното европско време избегнувале да дискутираат за прашањето за потеклото на Универзумот и се фокусирале на проучување на структурата на Блискиот простор. Оваа научна традиција долго време ја одредуваше општата насока и методологија на астрономските, а потоа и астрофизичките истражувања. Како резултат на тоа, темелите на научната космогонија не беа поставени од природни научници, туку од филозофи.

Првиот што тргна на овој пат беше Декарт, кој се обиде теоретски да го репродуцира „потеклото на светилниците, Земјата и сè друго“. видлив светкако од некои семиња" и да даде унифицирано механичко објаснување на целиот збир на астрономски, физички и биолошки феномени познати за него. Меѓутоа, идеите на Декарт биле далеку од неговата современа наука.

Затоа, би било поправедно да се започне историјата на научната космогонија не со Декарт, туку со Кант, кој ја насликал сликата на „механичкото потекло на целиот универзум“. Токму Кант ја поседувал првата научно-космогониска хипотеза за природниот механизам на настанување материјален свет. Во безграничниот простор на Универзумот, рекреиран од креативната имагинација на Кант, постоењето на безброј други сончеви системи и други млечни патишта е природно како продолжување на образованиетонови светови и смрт на старите. Токму со Кант започнува свесното и практично поврзување на принципот на универзално поврзување и единство на материјалниот свет. Универзумот престана да биде збир на божествени тела, совршени и вечни. Сега, пред зачудениот човечки ум, се појави светска хармонија од сосема поинаков вид - природна хармонија на системи на астрономски тела кои дејствуваат и се развиваат, поврзани едни со други како алки во еден синџир на природата. Сепак, неопходно е да се забележат две карактеристикипонатамошен развој на научната космогонија. Првата од нив е дека посткантовска космогонија се ограничила на границите на Сончевиот систем и до средината на дваесеттиот век, станувало збор само за потеклото на планетите, додека ѕвездите и нивните системи останале надвор од хоризонтот. теоретска анализа. Втората карактеристика е дека ограничувањата на набљудувачките податоци, несигурноста на достапните астрономски информации и неможноста експериментално да се поткрепат космогониските хипотези на крајот доведоа до трансформација на научната космогонија во систем на апстрактни идеи, разделени не само од другите гранки на природните науки. , но и од сродните гранки на астрономијата.

Следната фаза во развојот на космологијата датира од дваесеттиот век, кога советскиот научник А.А. Фридман (1888-1925) математички ја докажал идејата за саморазвивачки универзум. Работата на А.А. Фридман радикално ги промени темелите на претходниот научен поглед на светот. Според него, космолошките почетни услови за формирање на Универзумот биле еднина. Објаснувајќи ја природата на еволуцијата на Универзумот, проширување почнувајќи од единствена состојба, Фридман особено истакна два случаи:

а) радиусот на искривување на Универзумот постојано се зголемува со текот на времето, почнувајќи од нула;

б) радиусот на закривеност периодично се менува: Универзумот се собира во точка (во ништо, единствена состојба), потоа повторно од точка, го доведува својот радиус до одредена вредност, потоа повторно, намалувајќи го радиусот на неговата кривина, се претвора во точка, итн.

Во чисто математичка смисла, една единствена состојба се појавува како ништожност - геометриски ентитет со нулта големина. Во физичка смисла, сингуларноста се појавува како многу чудна состојба во која густината на материјата и искривувањето на простор-времето се бесконечни. Целата супер-жешка, супер-закривена и супер-густа космичка материја буквално се влече заедно до точка и може, со фигуративноАмериканскиот физичар Џеј Вилер, „стискајќи низ окото на иглата“.

Продолжувајќи кон оценувањето модерен изгледна единствениот почеток на Универзумот, неопходно е да се обрне внимание на следните важни карактеристики на проблемот што се разгледува како целина.

Прво, концептот на почетната сингуларност има прилично специфична физичка содржина, која е се повеќе детална и рафинирана како што се развива науката. Во овој поглед, треба да се смета не како концептуална фиксација на апсолутниот почеток на „сите нешта и настани“, туку како почеток на еволуцијата на тој фрагмент од космичката материја, кој на современото ниво на развој на природните науки има стане предмет на научно знаење.

Второ, ако според современите космолошки податоци, еволуцијата на Универзумот започнала пред 15-20 милијарди години, тоа воопшто не значи дека пред тоа Универзумот сè уште не постоел или бил во состојба на вечна стагнација.

Достигнувањата на науката ги проширија можностите за разбирање на светот околу Човекот. Направени се нови обиди да се објасни како сето тоа започна. Жорж Леметр беше првиот што го постави прашањето за потеклото на набљудуваната структура на Универзумот од големи размери. Тој го изнесе концептот на „Биг Бенг“ на таканаречениот „исконски атом“ и последователната трансформација на неговите фрагменти во ѕвезди и галаксии. Се разбира, од висината на современото астрофизичко знаење, овој концепт е само од историски интерес, но самата идеја за првичното експлозивно движење на космичката материја и нејзиниот последователен еволутивен развој стана составен дел на модерната научна сликамир.

Фундаментално нова фаза во развојот на модерната еволутивна космологија е поврзана со името на американскиот физичар Г.А. Според неговиот предложен модел на „почетокот“ на универзумот што се развива, „примарниот атом“ на Лемајтр се состоел од високо компресирани неутрони, чија густина достигнала чудовишна вредност - еден кубен сантиметар од примарната супстанција тежел милијарда тони. Како резултат на експлозијата на овој „прв атом“, според Г.А. хемиски елементи. Фрагменти од примарното јајце - поединечни неутрони - потоа се распаднаа во електрони и протони, кои, пак, се комбинираа со нераспаднати неутрони за да формираат јадра на идните атоми. Сето ова се случи во првите 30 минути по Биг Бенг.

Жешкиот модел беше специфична астрофизичка хипотеза која укажуваше на начини експериментално да се проверат неговите последици. Гамоу го предвиде сегашното постоење на остатоци од топлинско зрачење од исконската топла плазма, а неговите соработници Алфер и Херман, уште во 1948 година, сосема точно ја пресметале температурата на ова преостаната радијација веќе модерен универзум. Сепак, Гамоу и неговите соработници не успеаја да дадат задоволително објаснување за природното формирање и распространетоста на тешките хемиски елементи во Универзумот, што беше причина за скептичниот однос кон неговата теорија од страна на специјалистите. Како што се испостави, предложениот механизам нуклеарна фузијане можеше да обезбеди појава на моментално набљудуваните количини на овие елементи.

Научниците почнаа да бараат други физички модели на „почетокот“. Во 1961 година, академик Ја. Три години подоцна, астрофизичарите И.Д. Новиков и А.Г. Беше предложено да се обиде да ги открие остатоците од примарното зрачење со проучување на спектарот на зрачење од ѕвездите и космичките радиоизвори. Откривањето на остатоци од примарното зрачење би ја потврдило исправноста на топлиот модел, а доколку тие не постојат, тогаш тоа би укажало во корист на ладниот модел.

Речиси во исто време, група американски истражувачи предводени од физичарот Роберт Дике, несвесни за објавените резултати од работата на Гамоу, Алфер и Херман, го оживеаја жешкиот модел на Универзумот врз основа на други теоретски размислувања. Преку астрофизички мерења, R. Dicke и неговите соработници нашле потврда за постоењето на космичко топлинско зрачење. Ова епохално откритие овозможи да се добијат важни, претходно недостапни информации за почетните фази на еволуцијата на астрономскиот универзум. Регистрираното космичко микробранова позадинско зрачење не е ништо повеќе од директен радио-извештај за уникатни универзални настани што се случиле набргу по „Големата експлозија“ - најграндиозниот по размери и катастрофалниот процес со последици во набљудуваната историја на Универзумот.

Така, како резултат на неодамнешните астрономски набљудувања, беше можно недвосмислено да се реши основното прашање за природата на физичките услови што преовладуваа во раните фази на космичката еволуција: најжешкиот модел на „почетокот“ се покажа. адекватен. Она што е кажано, сепак, не значи дека се потврдени сите теоретски изјави и заклучоци од космолошкиот концепт на Гамов. Од двете првични хипотези на теоријата - за неутронскиот состав на „космичкото јајце“ и жешката состојба на младиот универзум - само втората го издржа тестот на времето, што укажува на квантитативната доминација на зрачењето над материјата на потеклото на моментално набљудуваната космолошка експанзија.

Во сегашната фаза на развој на физичката космологија, задачата за создавање на топлинска историја на Универзумот, особено сценариото за формирање на структурата на Универзумот од големи размери, дојде до израз.

Неодамнешните теоретски истражувања од страна на физичарите се спроведени во насока на следната фундаментална идеја: во основата на сите познати типовифизички интеракции таму лежи една универзална интеракција; електромагнетните, слабите, силните и гравитационите интеракции се различни аспекти на една интеракција, кои се делат како енергетско ниво на соодветното физички процеси. Со други зборови, при многу високи температури (надминувајќи одредени критични вредности), почнуваат да се комбинираат различни видови физички интеракции, а на границата, сите четири типа на интеракција се сведуваат на една прото-интеракција, наречена „Голема синтеза“.

Според квантна теоријаона што останува по отстранувањето на честичките од материјата (на пример, од некој затворен сад со помош на вакуумска пумпа) не е празно во буквална смисла на зборот, како што веруваше класичната физика. Иако вакуумот не содржи обични честички, тој е заситен со „ полуживот” “, таканаречените виртуелни тела. За да ги претворите во вистински честички на материјата, доволно е да го возбудите вакуумот, на пример, со влијание врз него со електромагнетно поле создадено од наелектризираните честички внесени во него.

Но, што точно ја предизвика „Биг Бенг“? Судејќи според податоците од астрономијата, физичката вредност на космолошката константа што се појавува во равенките на гравитацијата на Ајнштајн е многу мала, можеби блиску до нула. Но, дури и да биде толку безначајно, може да предизвика многу големи космолошки последици. Развојот на квантната теорија на поле доведе до уште поинтересни заклучоци. Се покажа дека космолошката константа е функција на енергија, особено зависи од температурата. При ултра високи температури што преовладуваа во најраните фази на развојот на космичката материја, космолошката константа може да биде многу голема, и што е најважно, со позитивен знак. Со други зборови, во далечното минато, вакуумот можел да биде во исклучително необична физичка состојба, карактеризирана со присуство на моќни одбивни сили. Токму овие сили служеа како физичка причина за „Биг Бенг“ и последователното брзо ширење на Универзумот.

Разгледувањето на причините и последиците од космолошкиот „Биг Бенг“ не би било целосно без уште еден физички концепт. Станува збор за таканаречената фазна транзиција (трансформација), т.е. квалитативна трансформација на супстанција, придружена со остра промена од една во друга состојба. Советските физичари Д.А. Киржниц и А. се јавуваат.

Понатамошното проучување на космолошките последици од фазните транзиции со скршена симетрија доведе до нови теоретски откритија и генерализации. Меѓу нив е откривањето на претходно непозната ера во саморазвојот на Универзумот. Се покажа дека за време на космолошките фазна транзицијаможе да достигне состојба на екстремно брзо проширување, во која нејзината големина се зголеми многу пати, но густината на супстанцијата остана практично непроменета. Почетната состојба од која се надува Универзумот се смета за гравитациски вакуум. Острите промени кои го придружуваат процесот на космолошко проширување на просторот се карактеризираат со фантастични фигури. Така, се претпоставува дека целиот видлив универзум настанал од еден вакуумски меур со димензии помали од 10 до минус 33 степени cm! Вакуумскиот меур од кој е формиран нашиот Универзум имаше маса еднаква на само сто илјадити дел од грамот.

Во моментов, сè уште не постои сеопфатно тестирана и универзално прифатена теорија за потеклото на големата структура на Универзумот, иако научниците постигнаа значителен напредок во разбирањето на природните начини на неговото формирање и еволуција. Развојот започна во 1981 година физичка теоријанадуен (надуен) универзум. До денес, физичарите предложија неколку верзии на оваа теорија. Се претпоставува дека еволуцијата на Универзумот, која започна со грандиозната космичка катаклизма наречена „Биг Бенг“, последователно беше придружена со повторени промени во режимот на експанзија.

Според претпоставките на научниците, 10 до минус четириесет и третиот степен од секунди по „Големата експлозија“ густината на супер-жешката космичка материја била многу висока (10 до 94-ти степен грами/cm кубни). Густината на вакуумот беше исто така висока, иако по редослед на големина беше многу помала од густината на обичната материја, и затоа гравитациониот ефект на исконската физичка „празнина“ беше невидлив. Меѓутоа, за време на проширувањето на Универзумот, густината и температурата на материјата паднале, додека густината на вакуумот останала непроменета. Оваа околност доведе до остра промена во физичката ситуација веќе 10 до минус 35 секунди по „Биг Бенг“. Густината на вакуумот прво се споредува, а потоа, по неколку супер-инстанти на космичкото време, станува поголема од него. Тогаш гравитациониот ефект на вакуумот се чувствува - неговите одбивни сили повторно имаат предност над гравитационите сили на обичната материја, по што Универзумот почнува да се шири со исклучително брзо темпо (надувува) и за бесконечно мал дел од секундата достигнува огромно големини. Сепак, овој процес е ограничен во време и простор. Универзумот, како и секој гас што се шири, прво брзо се лади и веќе е силно суперладен околу 10 до минус 33 секунди по Големата експлозија. Како резултат на ова универзално „ладење“, Универзумот се движи од една во друга фаза. Зборуваме за фазна транзиција од прв вид - нагла промена во внатрешната структура на космичката материја и се што е поврзано со неа физички својстваи карактеристики. Во последната фаза од оваа космичка фазна транзиција, целата енергетска резерва на вакуумот се претвора во топлинска енергија на обичната материја, и како резултат на тоа, универзалната плазма повторно се загрева до првобитната температура и соодветно се менува режимот на нејзино проширување. .

Не помалку интересен, а од глобална перспектива поважен е уште еден резултат од најновото теоретско истражување - фундаменталната можност за избегнување на почетната сингуларност во нејзината физичка смисла. Зборуваме за сосема нов физички поглед на проблемот со потеклото на Универзумот.

Се покажа дека, спротивно на некои неодамнешни теоретски предвидувања (дека почетната сингуларност не може да се избегне дури и со квантна генерализација општа теоријарелативност) постојат одредени микрофизички фактори кои можат да ја спречат бесконечната компресија на материјата под влијание на гравитационите сили.

Во доцните триесетти години, теоретски беше откриено дека ѕвездите со маса што ја надминува масата на Сонцето за повеќе од три пати, во последната фаза од нивната еволуција, се неконтролирано компресирани во единствена состојба. Вториот, за разлика од сингуларноста на космолошкиот тип, наречен Фридманов, се нарекува Шварцшилд (именуван по германскиот астроном кој прв ги разгледал астрофизичките последици од Ајнштајновата теорија за гравитација). Но, од чисто физичка гледна точка, двата типа на сингуларност се идентични. Формално, тие се разликуваат по тоа што првата сингуларност е почетната состојба на еволуцијата на материјата, додека втората е конечната состојба.

Според неодамнешните теоретски концепти, гравитациониот колапс треба да заврши со компресија на материјата буквално „до точка“ - до состојба на бесконечна густина. Според најновите физички концепти, колапсот може да се запре некаде во регионот на Планковата вредност на густината, т.е. на кривината од 10 до 94. степен грам/см куб. Ова значи дека Универзумот го продолжува своето проширување не од нула, туку има геометриски дефиниран (минимален) волумен и физички прифатлива, правилна состојба.

Академик М.А. Марков изнесе интересна верзија на пулсирачки универзум. Во логичката рамка на овој космолошки модел, старите теоретски тешкотии, ако не се целосно решени, барем се осветлени од нов перспективен агол. Моделот се заснова на хипотезата дека со нагло намалување на растојанието, константите на сите физички интеракции имаат тенденција на нула. Оваа претпоставка е последица на друга претпоставка, според која константата на гравитациската интеракција зависи од степенот на густината на супстанцијата.

Според теоријата на Марков, секогаш кога Универзумот се движи од Фридмановата фаза (конечна компресија) до фазата Де Ситер (почетното проширување), неговите физички и геометриски карактеристики се исти. Марков верува дека оваа состојба е сосема доволна за да се надмине класичната тешкотија на патот кон физичката реализација на вечно осцилирачкиот универзум.

1) Во кругот на вечното враќање? Три хипотези.-- М.: Знание, 1989.- 48 стр.--(Ново во животот, науката, технологијата. Сер. „Прашалник“; бр. 4).

2) Како работи временската машина? - М.: Знаење, 1991. - 48 стр. -- (Претплатна популарна научна серија „Прашалник“; бр. 5).

3) Концизен филозофски речник. М. Розентал и П. Јудин. Ед. 4, додадете. и кор. . М. - држава ед. напои осветлена. , 1954 година.

4) Кој, кога, зошто? --состојба ед. дет. осветлена. ,Министерство за образование на РСФСР, М. - 1961 г.

5) Потеклото на Сончевиот систем. Ед. Г. Ривс. Пер. од англиски и француски Изменето од Г.А.Лејкин и В.С.Сафронов. М, „МИР“, 1976 година.

6) Украински советски енциклопедиски речник.Во 3 тома / Редакциски одбор: одговор. ед. А.В.Кудрицки--К.: Раководител. ед. КОРИСТЕЊЕ, - 1988 година.

7) Човекот и вселената: Погледот на науката и религијата - М.: Сов. Русија 1986 година.

8) Што бараат „вселенските археолози“?-- М.: Знание, 1989. - 48 стр., со илус.-- (Ново во животот, науката, технологијата. Серија „Прашалник“; бр. 12)

9) Што е тоа? Кој е тоа? : Во 3 тома T. 1. - 3. ed., ревидирана. Дел 80 и дополнително - М.: „Педагогија-печат“, 1992. -384 стр. : болен.

10) Разговори за универзумот - М.: Политиздат, 1984. - 111 стр. - (Разговори за светот и човекот).

Ѕвезденото небо долго време ја возбудува човечката имагинација. Нашите далечни предци се обидоа да разберат какви чудни треперливи точки висат над нивните глави. Колку ги има, од каде дошле, дали влијаат на земните настани? Уште од античко време, човекот се обидувал да разбере како функционира Универзумот во кој живее.

Денес можеме да научиме само за тоа како древните луѓе го замислувале универзумот од бајките и легендите што дошле до нас. Беа потребни векови и милениуми за да се појави и зајакне науката за Универзумот, проучувајќи ги нејзините својства и фази на развој - космологијата. Камењата на оваа дисциплина се астрономијата, математиката и физиката.

Денес многу подобро ја разбираме структурата на Универзумот, но секое стекнато знаење само предизвикува нови прашања. Проучување на атомски честички во судирот, набљудување на животот во дивиот свет, слетувањето на меѓупланетарна сонда на астероид може да се нарече и студија на Универзумот, бидејќи овие објекти се дел од него. Човекот е исто така дел од нашата убава ѕвездениот универзум. Со проучување на Сончевиот систем или далечните галаксии, дознаваме повеќе за себе.

Космологија и предмети на нејзиното проучување

Самиот концепт на Универзумот нема јасна дефиниција во астрономијата. Во различни историски периодиа кај различни народи имал голем број синоними, како што се „простор“, „свет“, „универзум“, „универзум“ или „небесна сфера“. Честопати, кога се зборува за процеси што се случуваат во длабочините на Универзумот, се користи терминот „макрокосмос“, спротивен на кој е „микрокосмосот“ на светот на атомите и елементарните честички.

На тешкиот пат на знаењето, космологијата често се вкрстува со филозофијата, па дури и со теологијата, и тоа не е изненадувачки. Науката за структурата на Универзумот се обидува да објасни кога и како настанал универзумот, да ја разоткрие мистеријата за потеклото на материјата, да го разбере местото на Земјата и човештвото во бесконечноста на вселената.

Модерната космологија има два главни проблеми. Прво, предметот на неговото проучување - Универзумот - е единствен, што го оневозможува користењето статистички шеми и методи. Накратко, не знаеме за постоењето на други универзуми, нивните својства, структура, така што не можеме да споредуваме. Второ, времетраењето на астрономските процеси не овозможува да се спроведат директни набљудувања.

Космологијата се заснова на постулатот дека својствата и структурата на Универзумот се исти за секој набљудувач, со исклучок на ретките космички феномени. Тоа значи дека материјата во Универзумот е распределена подеднакво и ги има истите својства во сите правци. Го следи тоа физички закони, работејќи во дел од Универзумот, сосема е можно да се екстраполира на целата Метагалаксија.

Теоретската космологија развива нови модели, кои потоа се потврдуваат или побиваат со набљудувања. На пример, докажана е теоријата за потеклото на универзумот како резултат на експлозија.

Возраст, големина и состав

Размерот на универзумот е неверојатен: тој е многу поголем отколку што можевме да замислиме пред дваесет или триесет години. Научниците веќе открија околу петстотини милијарди галаксии, а бројот постојано се зголемува. Секој од нив ротира околу сопствената оска и се оддалечува од другите со огромна брзина поради ширењето на Универзумот.

Квазар 3C 345, еден од најсветлите објекти во Универзумот, се наоѓа на пет милијарди светлосни години од нас. Човечкиот ум не може ниту да замисли такви растојанија. На вселенски брод што патува со брзина на светлината ќе му бидат потребни илјада години за да лета околу нашиот Млечен Пат. Ќе му требаат 2,5 илјади години да стигне до галаксијата Андромеда. Но, ова е најблискиот сосед.

Кога зборуваме за големината на Универзумот, мислиме на неговиот видлив дел, наречен и Метагалаксија. Колку повеќе резултати од набљудувањето добиваме, толку повеќе се шират границите на Универзумот. Покрај тоа, ова се случува истовремено во сите правци, што ја докажува нејзината сферична форма.

Нашиот свет се појави пред околу 13,8 милијарди години како резултат на Големата експлозија, настан кој роди ѕвезди, планети, галаксии и други објекти. Оваа бројка е вистинската возраст на Универзумот.

Врз основа на брзината на светлината, може да се претпостави дека нејзините димензии се исто така 13,8 милијарди светлосни години. Меѓутоа, во реалноста тие се поголеми, бидејќи од моментот на раѓањето Универзумот континуирано се шири. Некои се движат со суперлуминална брзина, поради што значителен број предмети во Универзумот ќе останат невидливи засекогаш. Оваа граница се нарекува Хаблова сфера или хоризонт.

Дијаметарот на Метагалаксијата е 93 милијарди светлосни години. Не знаеме што се крие надвор од познатиот универзум. Можеби има подалечни објекти кои денес се недостапни за астрономски набљудувања. Значителен дел од научниците веруваат во бесконечноста на Универзумот.

Староста на Универзумот е постојано тестирана со користење на различни техники и научни инструменти. Последен пат беше потврдено со помош на орбиталниот телескоп Планк. Достапните податоци се целосно конзистентни со современите модели на проширување на Универзумот.

Од што е направен универзумот? Водородот е најзастапениот елемент во Универзумот (75%), хелиумот е на второ место (23%), а останатите елементи сочинуваат незначителни 2% од вкупната количина на материја. Просечната густина е 10-29 g/cm3, од кои значаен дел е таканаречената темна енергија и материја. Застрашувачките имиња не укажуваат на нивната инфериорност; само темната материја, за разлика од обичната материја, не е во интеракција со електромагнетното зрачење. Според тоа, не можеме да го набљудуваме и да ги донесуваме нашите заклучоци само врз основа на индиректни знаци.

Врз основа на горенаведената густина, масата на Универзумот е приближно 6*1051 kg. Треба да се разбере дека оваа бројка не ја вклучува темната маса.

Структурата на универзумот: од атоми до галаксии

Вселената не е само огромна празнина во која ѕвездите, планетите и галаксиите се рамномерно расфрлани. Структурата на Универзумот е доста сложена и има неколку нивоа на организација, кои можеме да ги класифицираме според скалата на објектите:

1. Астрономските тела во Универзумот обично се групирани во системи. Ѕвездите често формираат парови или се дел од јата кои содржат десетици, па дури и стотици ѕвезди. Во овој поглед, нашето Сонце е сосема нетипично, бидејќи нема „двојка“;
2. Следното ниво на организација се галаксиите. Тие можат да бидат спирални, елиптични, леќести, неправилни. Научниците сè уште не разбираат целосно зошто галаксиите имаат различни форми. На ова ниво откриваме чуда на Универзумот како црни дупки, темна материја, меѓуѕвезден гас, двојни ѕвезди. Покрај ѕвездите, нивниот состав вклучува прашина, гас, електромагнетно зрачење. Неколку стотици милијарди галаксии се откриени во познатиот универзум. Тие често се судираат еден со друг. Тоа не е како сообраќајна несреќа: ѕвездите едноставно се мешаат и ја менуваат својата орбита. Таквите процеси траат милиони години и водат до формирање на нови ѕвездени јата;
3. Се формираат неколку галаксии Локална група. Нашиот, покрај Млечниот Пат, ги вклучува и маглината Триаголна, Маглината Андромеда и уште 31 систем. Галаксичките јата се најголемите познати стабилни структури во Универзумот; тие се држат заедно со гравитациона сила и некој друг фактор. Научниците пресметале дека само привлечноста очигледно не е доволна за одржување на стабилноста на овие објекти. Сè уште нема научна основа за овој феномен;
4. Следното ниво на структурата на Универзумот се суперкластери на галаксии, од кои секое содржи десетици, па дури и стотици галаксии и јата. Сепак, гравитацијата повеќе не ги задржува, па тие го следат Универзумот што се шири;
5. Последното ниво на организација на универзумот се клетките или меурите, чии ѕидови формираат суперјатови на галаксии. Помеѓу нив има празни области наречени празнини. Овие структури на Универзумот имаат размери од околу 100 Mpc. На ова ниво, процесите на проширување на Универзумот се најзабележливи, а со него се поврзува и реликтното зрачење - ехо на Биг Бенг.

Како настанал универзумот

Како настанал универзумот? Што се случи пред овој момент? Како стана бескрајниот простор што го знаеме денес? Дали ова беше несреќа или природен процес?

По децении дебата и жестока дебата, физичарите и астрономите речиси постигнаа консензус дека универзумот се појавил како резултат на експлозија на огромна моќ. Тој не само што ја роди целата материја во Универзумот, туку ги утврди и физичките закони според кои постои космосот познат за нас. Тоа се нарекува теорија на Биг Бенг.

Според оваа хипотеза, целата материја некогаш била на некој неразбирлив начин собрана во една мала точка со бесконечна температура и густина. Тоа беше наречено сингуларност. Пред 13,8 милијарди години, точката експлодирала, формирајќи ѕвезди, галаксии, нивните јата и други астрономски тела на Универзумот.

Зошто и како се случи ова не е јасно. Научниците треба да остават настрана многу прашања поврзани со природата на сингуларноста и неговото потекло: целосна физичка теорија за оваа фаза во историјата на Универзумот сè уште не постои. Треба да се напомене дека постојат и други теории за потеклото на универзумот, но тие имаат многу помалку приврзаници.

Терминот „Биг Бенг“ влезе во употреба во доцните 40-ти години по објавувањето на делата на британскиот астроном Хојл. Денес, овој модел е темелно развиен - физичарите можат самоуверено да ги опишат процесите што се случиле дел од секундата по овој настан. Можете исто така да го додадете тоа оваа теоријаовозможи да се одреди точната старост на Универзумот и да се опишат главните фази на неговата еволуција.

Главниот доказ за теоријата на Биг Бенг е присуството на космичко микробранова позадинско зрачење. Отворен е во 1965 година. Овој феномен настанал како резултат на рекомбинација на атоми на водород. CMB зрачењето може да се нарече главен извор на информации за тоа како Универзумот бил структуриран пред милијарди години. Тој е изотропен и рамномерно го исполнува вселената.

Друг аргумент во прилог на објективноста на овој модел е самиот факт на проширување на Универзумот. Всушност, со екстраполирање на овој процес во минатото, научниците дојдоа до сличен концепт.

Слабости има и во теоријата на Биг Бенг. Ако универзумот се формирал веднаш од една мала точка, тогаш требало да има нееднаква дистрибуција на материјата, што ние не го забележуваме. Исто така, овој модел не може да објасни каде отишла антиматеријата, чија количина во „моментот на создавањето“ не требало да биде инфериорна во однос на обичната барионска материја. Меѓутоа, сега бројот на античестички во Универзумот е мал. Но, најзначајниот недостаток на оваа теорија е нејзината неспособност да го објасни феноменот на Големата експлозија; таа едноставно се перцепира како остварен факт. Не знаеме како изгледал универзумот пред сингуларноста.

Постојат и други хипотези за потеклото и понатамошната еволуција на универзумот. Долги години, моделот на неподвижен универзум беше популарен. Голем број научници беа на мислење дека како резултат на квантните флуктуации тој настанал од вакуум. Меѓу нив беше и познатиот Стивен Хокинг. Ли Смолин ја изнесе теоријата дека нашиот, како и другите универзуми, се формирале во црни дупки.

Направени се обиди за подобрување постоечка теоријаГолемата експлозија. На пример, постои хипотеза за цикличната природа на Универзумот, според која раѓањето од сингуларитет не е ништо повеќе од негова транзиција од една состојба во друга. Точно, овој пристап е во спротивност со вториот закон на термодинамиката.

Еволуцијата на универзумот или она што се случи по Големата експлозија

Теоријата на Биг Бенг им овозможи на научниците да создадат точен модел на еволуцијата на Универзумот. И денес добро знаеме какви процеси се одвивале во младиот универзум. Единствен исклучок е најраната фаза на создавање, која продолжува да биде предмет на жестока дискусија и дебата. Се разбира, за да се постигне таков резултат, една теоретска основа не беше доволна, потребни беа години истражување во Универзумот и илјадници експерименти во акцелератори.

Денес науката ги идентификува следните фази по Големата експлозија:

1. Најраниот период познат за нас се нарекува ера на Планк, тој зафаќа интервал од 0 до 10-43 секунди. Во тоа време, целата материја и енергија на Универзумот беа собрани во еден момент, а четирите главни сили беа една;
2. Ерата на големото обединување (од 10−43 до 10−36 секунди). Се карактеризира со појава на кваркови и раздвојување на главните типови на интеракции. Главниот настан на овој период се смета за ослободување на гравитационата сила. Во оваа ера почнаа да се формираат законите на универзумот. Денес имаме можност детално да ги опишеме физичките процеси од оваа ера;
3. Третата фаза на создавање се нарекува ера на инфлација (од 10−36 до 10−32 година). Во тоа време, брзото движење на Универзумот започна со брзина значително поголема од онаа на светлината. Станува поголем од сегашниот видлив Универзум. Започнува ладењето. Во овој период, основните сили на универзумот конечно се разделени;
4. Во периодот од 10−32 до 10−12 секунди се појавуваат „егзотични“ честички како Хигсовиот бозон, а кварк-глуонската плазма го исполни просторот. Интервалот од 10−12 до 10−6 секунди се нарекува ера на кваркови, од 10−6 до 1 секунда - хадрони, на 1 секунда по Големата експлозија започнува ерата на лептоните;
5. Фаза на нуклеосинтеза. Тоа траеше до третата минута од почетокот на настаните. Во овој период, атомите на хелиум, деутериум и водород произлегуваат од честичките во Универзумот. Ладењето продолжува, просторот станува транспарентен за фотоните;
6. Три минути по Биг Бенг, започнува ерата на примарната рекомбинација. Во овој период се појави реликтно зрачење, кое астрономите сè уште го проучуваат;
7. Периодот од 380 илјади - 550 милиони години се нарекува мрачен век. Универзумот во овој момент е исполнет со водород, хелиум, разни видовирадијација. Немаше извори на светлина во Универзумот;
8. 550 милиони години по создавањето, се појавуваат ѕвезди, галаксии и други чуда на Универзумот. Првите ѕвезди експлодираат, ослободувајќи ја материјата за да формираат планетарни системи. Овој период се нарекува ера на рејонизација;
9. На возраст од 800 милиони години, во Универзумот почнуваат да се формираат првите ѕвездени системи со планети. Доаѓа добата на супстанцијата. Во овој период беше формирана нашата матична планета.

Се верува дека периодот од 0,01 секунда по чинот на создавањето до денес е од интерес за космологијата. Во овој временски период се формирале примарните елементи од кои ѕвездите, галаксиите, сончев систем. За космолозите, ерата на рекомбинација се смета за особено важен период, кога се појави реликтно зрачење, со чија помош продолжува проучувањето на познатиот универзум.

Историја на космологијата: најраниот период

Човекот размислува за структурата на светот околу него уште од памтивек. Најраните идеи за структурата и законите на универзумот може да се најдат во бајките и легендите различни народимир.

Се верува дека редовните астрономски набљудувања најпрво почнале да се практикуваат во Месопотамија. На оваа територија сукцесивно живееле неколку развиени цивилизации: Сумери, Асирци, Персијци. Можеме да дознаеме за тоа како тие го замислиле Универзумот од многу клинесто писмо пронајдени на локациите на античките градови. Првите записи за движењето на небесните тела датираат од 6-тиот милениум п.н.е.

Од астрономските феномени, Сумерите најмногу ги интересирале циклусите - промените на годишните времиња и фазите на Месечината. Од нив зависеше идната жетва и здравјето на домашните животни, а со тоа и опстанокот на човечката популација. Од ова беше донесен заклучок за влијанието на небесните тела врз процесите што се случуваат на Земјата. Затоа, со проучување на Универзумот, можете да ја предвидите вашата иднина - вака се родила астрологијата.

Сумерите измислиле столб за одредување на висината на Сонцето, создале сончев и лунарен календар, ги опишале главните соѕвездија и откриле некои закони на небесната механика.

Големо внимание беше посветено на движењето на космичките предмети во религиозните практики на Стариот Египет. Жителите на долината на Нил користеле геоцентричен модел на Универзумот, во кој Сонцето се врти околу Земјата. До нас стигнале многу древни египетски текстови кои содржат астрономски информации.

Науката за небото достигна значителни височини во Античка Кина. Еве, уште во 3 милениум п.н.е. д. се појавила позицијата дворски астроном, а во 12 век п.н.е. д. Беа отворени првите опсерватории. Ние главно знаеме за затемнувања на Сонцето, премини на комети, дожд од метеори и други интересни космички настани од антиката од кинеските анали и хроники, кои скрупулозно се чувале со векови.

Астрономијата била многу ценета кај Хелените. Тие го проучуваа ова прашање со бројни филозофски школи, од кои секоја, по правило, имаше свој систем на Универзумот. Грците биле првите кои предложиле сферична форма на Земјата и ротација на планетата околу сопствената оска. Астрономот Хипарх ги вовел концептите на апоге и перигеј, орбитална ексцентричност, развил модели на движење на Сонцето и Месечината и ги пресметал периодите на револуција на планетите. Птоломеј, кој може да се нарече креатор на геоцентричниот модел на Сончевиот систем, даде голем придонес во развојот на астрономијата.

Цивилизацијата на Маите достигна големи височини во проучувањето на законите на универзумот. Тоа го потврдуваат и резултатите од археолошките ископувања. Свештениците знаеле да предвидат затемнување на Сонцето, создале совршен календар и изградиле бројни опсерватории. Астрономите на Маите ги набљудувале блиските планети и биле во можност точно да ги одредат нивните орбитални периоди.

Средниот век и модерното време

По распадот на Римската империја и ширењето на христијанството, Европа се втурна во мрачниот век речиси еден милениум - развој природните науки, вклучувајќи ја и астрономијата, практично престана. Европејците црпеа информации за структурата и законите на универзумот од библиски текстови; неколку астрономи цврсто се придржуваа до геоцентричен системПтоломеј, астрологијата уживаше невидена популарност. Вистинското проучување на Универзумот од страна на научниците започна дури за време на ренесансата.

На крајот на 15 век, кардиналот Николај од Куза изнесе храбра идеја за универзалноста на универзумот и бесконечноста на длабочините на Универзумот. Веќе од XVI векстана јасно дека ставовите на Птоломеј се погрешни и без прифаќање нова парадигма понатамошно развивањенауката е незамислива. Полскиот математичар и астроном Николаус Коперник одлучи да го скрши стариот модел, предлагајќи хелиоцентричен модел на Сончевиот систем.

Од модерна гледна точка, неговиот концепт беше погрешен. За Коперник, движењето на планетите било обезбедено со ротација на небесните сфери на кои биле прикачени. Самите орбити имаа кружен облик, а на границата на светот имаше сфера со неподвижни ѕвезди. Меѓутоа, ставајќи го Сонцето во центарот на системот, полскиот научник, без сомнение, направи вистинска револуција. Историјата на астрономијата може да се подели на два големи дела: антички периоди проучување на универзумот од Коперник до денес.

Во 1608 година, италијанскиот научник Галилео го измислил првиот телескоп во светот, кој даде огромен поттик за развојот на набљудувачката астрономија. Сега научниците би можеле да размислуваат за длабочините на Универзумот. Се испостави дека Млечниот пат се состои од милијарди ѕвезди, Сонцето има дамки, Месечината има планини, а сателитите се вртат околу Јупитер. Појавата на телескопот предизвика вистински бум во оптичките набљудувања на чудата на Универзумот.

Во средината на 16 век, данскиот научник Тихо Брахе бил првиот што започнал со редовни астрономски набљудувања. Тој го докажал космичкото потекло на кометите, а со тоа ја негирал идејата на Коперник за небесните сфери. ВО почетокот на XVIIвек, Јоханес Кеплер ги откри мистериите на планетарното движење формулирајќи ги неговите познати закони. Во исто време беа откриени маглините Андромеда и Орион и прстените на Сатурн, а беше составена и првата карта на површината на Месечината.

Во 1687 година, Исак Њутн го формулирал законот за универзална гравитација, кој ја објаснува интеракцијата на сите компоненти на Универзумот. Ми дозволи да видам скриено значењеКеплеровите закони, кои, всушност, беа изведени емпириски. Принципите откриени од Њутн им овозможија на научниците да фрлат нов поглед на просторот на Универзумот.

18 век беше период на брз развој на астрономијата, значително проширување на границите на познатиот универзум. Во 1785 година, Кант дошол до брилијантната идеја дека Млечниот Пат е огромно јато од ѕвезди споени заедно со гравитацијата.

Во тоа време, на „картата на универзумот“ се појавија нови небесни тела, а телескопите беа подобрени.

Во 1785 година, англискиот астроном Хершел, врз основа на законите на електромагнетизмот и Њутновата механика, се обидел да создаде модел на Универзумот и да ја одреди неговата форма. Сепак, тој не успеа.

Во 19 век инструментите на научниците станале попрецизни и се појавила фотографската астрономија. Спектралната анализа, која се појави во средината на векот, доведе до вистинска револуција во набљудувачката астрономија - сега темата за истражување стана хемиски составпредмети. Откриен е астероидниот појас и измерена е брзината на светлината.

Ера на откритија или модерно време

Дваесеттиот век беше ера на вистински откритија во астрономијата и космологијата. На почетокот на векот, Ајнштајн му ја откри на светот својата теорија на релативност, која направи вистинска револуција во нашите идеи за универзумот и ни овозможи да погледнеме нов поглед на својствата на Универзумот. Во 1929 година, Едвин Хабл откри дека нашиот Универзум се шири. Во 1931 година, Жорж Леметр ја изнесе идејата за нејзино формирање од една мала точка. Во суштина, ова беше почеток на теоријата на Биг Бенг. Во 1965 година беше откриено космичко микробранова позадинско зрачење, потврдувајќи ја оваа хипотеза.

Во 1957 година, првиот вештачки сателит беше испратен во орбитата, по што започна вселенската ера. Сега астрономите не само што можеа да ги набљудуваат небесните тела преку телескопи, туку и да ги проучуваат одблиску користејќи меѓупланетарни станици и сонди за летање. Можевме дури и да слетаме на површината на Месечината.

90-тите може да се наречат „период на темната материја“. Нејзиното откритие го објасни забрзувањето на проширувањето на Универзумот. За тоа време беа воведени нови телескопи, кои ни овозможија да ги поместиме границите на познатиот Универзум.

Во 2016 година се отворија гравитациски бранови, што најверојатно ќе го означи почетокот на нова гранка на астрономијата.

Во текот на изминатите векови, ние значително ги проширивме границите на нашето знаење за Универзумот. Меѓутоа, всушност, луѓето само ја отворија вратата и погледнаа во огромен и неверојатен свет, полн со тајни и неверојатни чуда.

Ако имате какви било прашања, оставете ги во коментарите под статијата. Ние или нашите посетители со задоволство ќе одговориме на нив

Наука за небесни тела

Првата буква е „а“

Втора буква „с“

Трета буква „т“

Последната буква е „јас“

Одговор на прашањето „Наука за небесните тела“, 10 букви:
астрономијата

Алтернативни прашања за крстозбор за зборот астрономија

Што покровителуваше музата Уранија?

Наука за универзумот

Каролин Хершел му помагала на својот брат Вилијам од 1782 година и станала една од првите жени во оваа наука

Една од седумте либерални науки

Дефиниција на зборот астрономија во речници

РечникРуски јазик. С.И.Ожегов, Н.Ју.Шведова. Значењето на зборот во речникот Објаснувачки речник на рускиот јазик. С.И.Ожегов, Н.Ју.Шведова.
-и, ѓ. Наука за космички телаах, системите што тие ги формираат и за Универзумот како целина. adj. астрономски, -аја, -ох. Астрономска единица (растојание од Земјата до Сонцето). Астрономски број (преведено: исклучително голем).

енциклопедиски речник, 1998 година Значењето на зборот во речникот Енциклопедиски речник, 1998 г
АСТРОНОМИЈА (од астро... и грчки nomos - закон) е наука за структурата и развојот на космичките тела, системите што тие ги формираат и Универзумот како целина. Астрономијата вклучува сферична астрономија, практична астрономија, астрофизика, небесна механика, ѕвездена астрономија,...

Објаснувачки речник на руски јазик. Д.Н. Ушаков Значењето на зборот во речникот Објаснувачки речник на рускиот јазик. Д.Н. Ушаков
астрономија, многу не, w. (од грчки астрон - ѕвезда и номос - закон). Наука за небесните тела.

Нов објаснувачки речник на рускиот јазик, Т.Ф. Ефремова. Значењето на зборот во речникот Нов објаснувачки речник на рускиот јазик, Т.Ф. Ефремова.
и. Комплексна научна дисциплина која ја проучува структурата и развојот на космичките тела, нивните системи и Универзумот како целина. Предмет кој содржи теоретска основададена научна дисциплина. распаѓање Учебник кој ја поставува содржината на даден предмет.

Големо Советска енциклопедија Значењето на зборот во речникот Голема советска енциклопедија
„Астрономија“, апстрактно списание на Сојузниот институт за научни и технички информации на Академијата на науките на СССР. Објавено во Москва од 1963 година (во 1953–62 година беше објавено апстрактното списание „Астрономија и геодезија“); 12 изданија годишно. Објавува апстракти, прибелешки или библиографски...

Примери за употреба на зборот астрономија во литературата.

Античката пилотација на Азовското Море беше во непосредна близина на учебниците астрономијатаи навигација.

Како овие конкретни задачипроблемите решени со алгебарски техники не можат да се сметаат за дел од апстрактната наука за алгебрата, ниту, според мое мислење, се конкретни проблеми астрономијатане може на кој било начин да биде вклучен во тој оддел за апстрактно-конкретна наука што ја развива теоријата на дејство и реакција на слободните тела кои се привлекуваат едни со други.

Ова беше случај со откритието дека прекршувањето и расејувањето на светлината не го следат истиот закон на промена: ова откритие имаше влијание и врз астрономијата, и за физиологијата, давајќи ни ахроматски телескопи и микроскопи.

Наскоро Бируни почнува сериозно да се занимава со проблеми астрономијата, откако веќе постигна важни резултати на 21 година.

Метју Властар е апсолутно точен од гледна точка астрономијатаго објаснува ова нарушување што настанало со текот на времето.