Воведна лекција. Предмет на астрономија. Предмет на астрономија Презентација на структурата и размерот на вселената 11
Прв дел АСТРОНОМСКИ АСПЕКТ НА ПРОБЛЕМОТ
1. Размерот на универзумот и неговата структура Ако професионалните астрономи постојано и опипливо ја замислуваа чудовишната големина на космичките растојанија и временските интервали на еволуцијата на небесните тела, малку е веројатно дека тие би можеле успешно да ја развијат науката на која и ги посветиле своите животи. Просторно-временските ваги ни се познати уште од детството се толку безначајни во споредба со космичките што кога станува збор за свеста, буквално ви го одзема здивот. Кога се занимава со каков било проблем во вселената, астрономот или решава одреден математички проблем (ова најчесто го прават специјалисти за небесна механика и теоретски астрофизичари), или ги подобрува инструментите и методите на набљудување, или вградува во својата имагинација, свесно или несвесно, некои мал модел на вселенскиот систем што се проучува. Во овој случај, главната важност е правилното разбирање на релативните големини на системот што се проучува (на пример, односот на големини на делови од даден вселенски систем, односот на големините на овој систем и други слични или различни кон него итн.) и временски интервали (на пример, односот на брзината на проток на даден процес со брзината на појава на кој било друг). Авторот на оваа книга доста се занимавал, на пример, со сончевата корона и галаксијата. И секогаш му изгледале како сфероидни тела со неправилна форма со приближно иста големина - нешто околу 10 см... Зошто 10 см? Оваа слика се појави потсвесно, едноставно затоа што премногу често, додека размислувал за едно или друго прашање на сончевата или галактичката физика, авторот ги нацртал контурите на предметите на своите мисли во обична тетратка (во кутија). Цртав, обидувајќи се да се придржувам до размерите на појавите. На едно многу интересно прашање, на пример, беше можно да се извлече интересна аналогија помеѓу Сончевата корона и Галаксијата (или подобро кажано, т.н. „галактички корона“). Се разбира, авторот на оваа книга многу добро знаел, така да се каже, „интелектуално“, дека димензиите на галактичката корона се стотици милијарди пати поголеми од димензиите на сончевата корона. Но, тој мирно заборави на тоа. И ако во голем број случаи големите димензии на галактичката корона добија некое фундаментално значење (ова исто така се случи), тоа беше земено предвид формално и математички. А сепак, визуелно, и двете „круни“ изгледаа подеднакво мали... Доколку авторот, во процесот на ова дело, се препуштил на филозофски размислувања за огромноста на големината на Галаксијата, за незамисливото рефлексија на гасот што го прави до галактичката круна, за безначајноста на нашата мала планета и нашето сопствено постоење и за други подеднакво валидни теми, работата на проблемите на сончевите и галактичките корони автоматски би прекинала. .. Нека читателот ми ја прости оваа „лирска дигресија“. Не се сомневам дека другите астрономи имале слични мисли додека ги решавале нивните проблеми. Ми се чини дека понекогаш е корисно да се погледне одблизу „кујната“ на научната работа... Ако сакаме да разговараме за возбудливи прашања за можноста за интелигентен живот во Универзумот на страниците на оваа книга, тогаш, пред сè, ќе треба да добиеме правилна претстава за неговата просторно-временска скала. До релативно неодамна, земјината топка им се чинеше огромна на луѓето. На храбрите придружници на Магелан им беа потребни повеќе од три години за да го направат своето прво патување околу светот пред 465 години, по цена на неверојатни тешкотии. Поминаа нешто повеќе од 100 години од времето кога снаодливиот херој на научно-фантастичниот роман на Жил Верн, користејќи ги најновите технолошки достигнувања од тоа време, го обиколи светот за 80 дена. И поминаа само 26 години од тие незаборавни денови за целото човештво, кога првиот советски космонаут Гагарин ја обиколи земјината топка со легендарното вселенско летало Восток за 89 минути. И мислите на луѓето неволно се свртеа кон огромните простори во кои беше изгубена малата планета Земја... Нашата Земја е една од планетите на Сончевиот систем. Во споредба со другите планети, таа се наоѓа прилично блиску до Сонцето, иако не е најблиску. Просечното растојание од Сонцето до Плутон, најоддалечената планета во Сончевиот систем, е 40 пати поголемо од просечното растојание од Земјата до Сонцето. Во моментов не е познато дали има планети во Сончевиот систем кои се уште пооддалечени од Сонцето од Плутон. Може да се каже само дека доколку постојат такви планети, тие се релативно мали. Конвенционално, големината на Сончевиот систем може да се земе дека е 50-100 астрономски единици *, или околу 10 милијарди км. Според нашата земска скала, ова е многу голема вредност, приближно 1 милион поголема од дијаметарот на Земјата.Ориз. 1. Планети на Сончевиот систем
Појасно можеме да ја замислиме релативната скала на Сончевиот систем на следниов начин. Нека Сонцето е претставено со топче за билијард со пречник од 7 см.. Тогаш планетата најблиску до Сонцето - Меркур - се наоѓа на оваа скала на растојание од 280 см.. Земјата е на растојание од 760 см, џинот планетата Јупитер е на растојание од околу 40 m, а најоддалечената планета - во многу аспекти, Плутон е сè уште мистериозна - на растојание од околу 300 метри. Димензиите на земјината топка на оваа скала се нешто повеќе од 0,5 mm, дијаметарот на Месечината е нешто повеќе од 0,1 mm, а орбитата на Месечината има дијаметар од околу 3 cm. Дури и најблиската ѕвезда до нас, Проксима Кентаури, е досега далеку од нас што во споредба со него, меѓупланетарните растојанија во Сончевиот систем изгледаат како обични ситници. Читателите, се разбира, знаат дека единица за должина, како што е километар, никогаш не се користи за мерење меѓуѕвездени растојанија**). Оваа мерна единица (како и сантиметарот, инчот итн.) произлезе од потребите на практичните активности на човештвото на Земјата. Целосно е несоодветен за проценка на космичките растојанија кои се преголеми во споредба со километар. Во популарната литература, а понекогаш и во научната литература, „светлонската година“ се користи како мерна единица за проценка на меѓуѕвездените и меѓугалактичките растојанија. Ова е растојанието што светлината, движејќи се со брзина од 300 илјади km/s, го поминува за една година. Лесно е да се види дека светлосна година е еднаква на 9,46 x 10 12 km, или околу 10.000 милијарди km. Во научната литература, специјална единица наречена „парсек“ обично се користи за мерење на меѓуѕвездени и меѓугалактички растојанија;
1 парсек (ЕЕЗ) е еднаков на 3,26 светлосни години. Парсек се дефинира како растојание од кое радиусот на Земјината орбита е видлив под агол од 1 секунда. лакови. Ова е многу мал агол. Доволно е да се каже дека од овој агол монета од еден копек е видлива на растојание од 3 km.
Ориз. 2. Глобуларен кластер 47 Tucanae
Ниту една од ѕвездите - најблиските соседи на Сончевиот систем - не е поблиску до нас од 1 компјутер. На пример, споменатата Proxima Centauri се наоѓа на оддалеченост од околу 1,3 компјутери од нас. На скалата во која го прикажавме Сончевиот систем, ова одговара на 2 илјади км. Сето ова добро ја илустрира големата изолација на нашиот Сончев систем од околните ѕвездени системи; некои од овие системи може да имаат многу сличности со него. Но, ѕвездите кои го опкружуваат Сонцето и самото Сонце сочинуваат само незначителен дел од гигантската група ѕвезди и маглини, која се нарекува „Галаксија“. Го гледаме овој кластер од ѕвезди во ведрите ноќи без месечина како лента на Млечниот Пат што го преминува небото. Галаксијата има прилично сложена структура. Во првото, најгрубо приближување, можеме да претпоставиме дека ѕвездите и маглините од кои се состои исполнуваат волумен во облик на високо компримиран елипсоид на револуција. Често во популарната литература формата на Галаксијата се споредува со биконвексна леќа. Во реалноста, сè е многу покомплицирано, а нацртаната слика е премногу груба. Всушност, излегува дека различни видови ѕвезди се концентрираат на сосема различни начини кон центарот на Галаксијата и кон нејзината „екваторијална рамнина“. На пример, гасовитите маглини, како и многу жешките масивни ѕвезди, се силно концентрирани кон екваторијалната рамнина на Галаксијата (на небото оваа рамнина одговара на голем круг што минува низ централните делови на Млечниот Пат). Во исто време, тие не покажуваат значителна концентрација кон галактичкиот центар. Од друга страна, некои видови ѕвезди и ѕвездени јата (т.н. „глобуларни јата“, Сл. 2) покажуваат речиси никаква концентрација кон екваторијалната рамнина на Галаксијата, но се карактеризираат со огромна концентрација кон нејзиниот центар. Помеѓу овие два екстремни типа на просторна дистрибуција (кои астрономите ги нарекуваат „рамни“ и „сферични“) се сите средни случаи. Сепак, излегува дека најголемиот дел од ѕвездите во Галаксијата се наоѓаат во џиновски диск, чиј дијаметар е околу 100 илјади светлосни години, а дебелината е околу 1500 светлосни години. Овој диск содржи нешто повеќе од 150 милијарди ѕвезди од различни типови. Нашето Сонце е една од овие ѕвезди, лоцирана на периферијата на Галаксијата блиску до нејзината екваторијална рамнина (поточно, „само“ на растојание од околу 30 светлосни години - вредност прилично мала во споредба со дебелината на ѕвездениот диск). Растојанието од Сонцето до јадрото на Галаксијата (или неговиот центар) е околу 30 илјади километри. светлосни години. Ѕвездената густина во Галаксијата е многу нерамна. Највисока е во регионот на галактичкото јадро, каде што, според најновите податоци, достигнува 2 илјади ѕвезди на кубен парсек, што е речиси 20 илјади пати повеќе од просечната ѕвездена густина во близина на Сонцето ***. Покрај тоа, ѕвездите имаат тенденција да формираат посебни групи или јата. Добар пример за таков кластер е Плејадите, кои се видливи на нашето зимско небо (слика 3). Galaxy содржи и структурни детали во многу поголем обем. Истражувањата во последните години докажаа дека маглините, како и жешките масивни ѕвезди, се распоредени по гранките на спиралата. Спиралната структура е особено јасно видлива во другите ѕвездени системи - галаксии (со мала буква, за разлика од нашиот ѕвезден систем - Галаксии). Една од овие галаксии е прикажана на сл. 4. Воспоставувањето на спиралната структура на Галаксијата во која се наоѓаме ние самите се покажа исклучително тешко.
Ориз. 3. Фотографија од ѕвезденото јато Плејади
Ориз. 4. Спирална галаксија NGC 5364
Ѕвездите и маглините во Галаксијата се движат на доста сложени начини. Пред сè, тие учествуваат во ротацијата на Галаксијата околу оската нормална на нејзината екваторијална рамнина. Оваа ротација не е иста како онаа на цврстото тело: различни делови на Галаксијата имаат различни периоди на ротација. Така, Сонцето и ѕвездите што го опкружуваат на огромна област со големина од неколку стотици светлосни години завршуваат целосна револуција за околу 200 милиони години. Бидејќи Сонцето, заедно со неговото семејство на планети, очигледно постоело околу 5 милијарди години, за време на неговата еволуција (од раѓање од гасна маглина до неговата сегашна состојба) има направено приближно 25 вртежи околу оската на ротација на Галаксијата. Можеме да кажеме дека возраста на Сонцето е само 25 „галактички години“, да се разбереме, тоа е доба на цветање... Брзината на движење на Сонцето и неговите соседни ѕвезди во нивните речиси кружни галактички орбити достигнува 250 km/s. ****. Надредено на ова редовно движење околу галактичкото јадро се хаотичните, неуредни движења на ѕвездите. Брзините на таквите движења се многу помали - околу 10-50 km/s, а тие се различни за објекти од различни типови. Брзините се најниски за жешките масивни ѕвезди (6-8 km/s), за ѕвездите од сончевиот тип тие се околу 20 km/s. Колку се помали овие брзини, толку е „порамна“ распределбата на даден тип на ѕвезда. На скалата што ја користевме за визуелно претставување на Сончевиот систем, големината на Галаксијата ќе биде 60 милиони километри - вредност веќе доста блиску до растојанието од Земјата до Сонцето. Оттука е јасно дека како што навлегуваме во се пооддалечените региони на Универзумот, оваа скала повеќе не е соодветна, бидејќи ја губи јасноста. Затоа, ќе земеме поинаква скала. Дозволете ментално да ја намалиме земјината орбита на големината на највнатрешната орбита на атомот на водород во класичниот Боров модел. Да потсетиме дека радиусот на оваа орбита е 0,53x10 -8 cm Тогаш најблиската ѕвезда ќе биде на растојание од приближно 0,014 mm, центарот на Галаксијата ќе биде на растојание од околу 10 cm, а димензиите на нашата ѕвездениот систем ќе биде околу 35 см.. Дијаметарот на Сонцето ќе има микроскопски димензии: 0,0046 А (ангстром единица за должина еднаква на 10 -8 см).
Веќе нагласивме дека ѕвездите се наоѓаат на огромни растојанија една од друга, и на тој начин се практично изолирани. Особено, тоа значи дека ѕвездите речиси никогаш не се судираат една со друга, иако движењето на секоја од нив е определено од гравитационото поле создадено од сите ѕвезди во Галаксијата. Ако ја сметаме Галаксијата како одреден регион исполнет со гас, а улогата на молекулите и атомите на гасот ја играат ѕвездите, тогаш мора да сметаме дека овој гас е исклучително редок. Во сончевата близина, просечното растојание помеѓу ѕвездите е околу 10 милиони пати поголемо од просечниот дијаметар на ѕвездите. Во меѓувреме, во нормални услови во обичен воздух, просечното растојание помеѓу молекулите е само неколку десетици пати поголемо од големината на вториот. За да се постигне истиот степен на релативно ретко, густината на воздухот би требало да се намали за најмалку 1018 пати! Забележете, сепак, дека во централниот регион на Галаксијата, каде што густината на ѕвездите е релативно висока, судири меѓу ѕвездите ќе се случуваат од време на време. Овде треба да очекуваме приближно еден судир на секои милион години, додека во „нормалните“ региони на Галаксијата практично немало судири меѓу ѕвездите во целата историја на еволуцијата на нашиот ѕвезден систем, стар најмалку 10 милијарди години ( види Поглавје 9). ).
Накратко ги наведовме размерите и најопштата структура на ѕвездениот систем на кој припаѓа нашето Сонце. Во исто време, методите со чија помош, во текот на многу години, неколку генерации астрономи, чекор по чекор, повторно создадоа величествена слика за структурата на Галаксијата, воопшто не беа разгледани. Други книги се посветени на овој важен проблем, на кој ги упатуваме заинтересираните читатели (на пример, Б.А. Воронцов-Велиаминов „Есеи за универзумот“, Ју.Н. Ефремов „Во длабочините на универзумот“). Наша задача е да дадеме само најопшта слика за структурата и развојот на поединечните објекти во Универзумот. Оваа слика е апсолутно неопходна за разбирање на оваа книга.
Ориз. 5. Маглина Андромеда со сателити
Веќе неколку децении, астрономите упорно проучуваат други ѕвездени системи кои се повеќе или помалку слични на нашите. Оваа област на истражување се нарекува „екстрагалактична астрономија“. Таа сега игра речиси водечка улога во астрономијата. Во текот на изминатите три децении, екстрагалактичката астрономија направи неверојатен напредок. Малку по малку почнаа да се појавуваат грандиозните контури на Метагалаксијата, од кои нашиот ѕвезден систем е вклучен како мала честичка. Сè уште не знаеме сè за Метагалаксијата. Огромната оддалеченост на предметите создава многу специфични тешкотии, кои се решаваат со користење на најмоќните средства за набљудување во комбинација со длабинско теоретско истражување. Сепак, општата структура на Метагалаксијата во голема мера стана јасна во последниве години. Можеме да ја дефинираме Метагалаксијата како збирка ѕвездени системи - галаксии кои се движат во огромните простори на делот од Универзумот што го набљудуваме. Галаксиите најблиску до нашиот ѕвезден систем се познатите Магеланови облаци, јасно видливи на небото на јужната хемисфера како две големи точки со приближно иста површинска осветленост како Млечниот Пат. Растојанието до Магелановите облаци е „само“ околу 200 илјади светлосни години, што е сосема споредливо со вкупниот обем на нашата Галаксија. Друга галаксија „блиска“ до нас е маглината во соѕвездието Андромеда. Тоа е видливо со голо око како слаба дамка светлина со 5-та величина *****. Всушност, ова е огромен ѕвезден свет, во однос на бројот на ѕвезди и вкупната маса три пати поголема од нашата Галаксија, која пак е џин меѓу галаксиите. Растојанието до маглината Андромеда, или, како што ја нарекуваат астрономите, М 31 (тоа значи дека во познатиот каталог на маглините Месие е наведена како бр. 31), е околу 1800 илјади светлосни години, што е околу 20 пати големината на Галаксијата. Маглината М 31 има јасно дефинирана спирална структура и по многу од нејзините карактеристики е многу слична на нашата Галаксија. До него се неговите мали елипсоидни сателити (сл. 5). На сл. Слика 6 прикажува фотографии од неколку галаксии релативно блиску до нас. Вреди да се забележи широката разновидност на нивните форми. Заедно со спиралните системи (таквите галаксии се означени со симболите Sа, Sb и Sс во зависност од природата на развојот на спиралната структура; ако има „мост“ што минува низ јадрото (сл. 6а), буквата B е сместени по буквата S), има сфероидни и елипсоидни, без никакви траги спирална структура, како и „неправилни“ галаксии, чиј добар пример се Магелановите облаци. Во големите телескопи се забележани огромен број галаксии. Ако има околу 250 галаксии посветли од видливата 12-та светлинска величина, тогаш веќе има околу 50 илјади посветли од 16-та. Најбледите објекти што можат да се фотографираат на границата со рефлектирачки телескоп со дијаметар на огледалото од 5 m се со светлинска величина 24,5 . Излегува дека меѓу милијардите такви бледи објекти, мнозинството се галаксии. Многу од нив се оддалечени од нас на растојанија на кои светлината патува во текот на милијарди години. Тоа значи дека светлината што го предизвикала поцрнувањето на плочата била емитувана од толку далечна галаксија многу пред архејскиот период од геолошката историја на Земјата!
Ориз. 6а. Вкрстена спирална галаксија
Ориз. 6б. Галакси NGC 4594
Ориз. 6-ти. Галаксии Магеланови облаци
Понекогаш меѓу галаксиите наидувате на неверојатни објекти, на пример, „радио галаксии“. Станува збор за ѕвездени системи кои испуштаат огромни количества енергија во радио опсегот. За некои радио галаксии, флуксот на радио емисија е неколку пати поголем од флуксот на оптичкото зрачење, иако во оптичкиот опсег нивната сјајност е многу висока - неколку пати поголема од вкупната сјајност на нашата Галаксија. Да потсетиме дека второто се состои од зрачење на стотици милијарди ѕвезди, од кои многу, пак, зрачат многу посилно од Сонцето. Класичен пример за таква радио галаксија е познатиот објект Лебед А. Во оптичкиот опсег, ова се две незначителни точки на светлина со 17-та величина (сл. 7). Всушност, нивната сјајност е многу висока, околу 10 пати поголема од онаа на нашата Галаксија. Овој систем изгледа слаб бидејќи се наоѓа на огромно растојание од нас - 600 милиони светлосни години. Сепак, флуксот на радио емисија од Лебед А кај метарските бранови е толку голем што дури го надминува флуксот на радио емисија од Сонцето (во периоди кога нема сончеви дамки на Сонцето). Но, Сонцето е многу блиску - растојанието до него е „само“ 8 светлосни минути; 600 милиони години - и 8 минути! Но, радијационите текови, како што е познато, се обратно пропорционални со квадратите на растојанијата! Спектрите на повеќето галаксии личат на сонцето; во двата случаи, индивидуалните темни линии на апсорпција се забележани на прилично светла позадина. Ова не е неочекувано, бидејќи зрачењето на галаксиите е зрачење на милијардите ѕвезди што ги сочинуваат, повеќе или помалку слично на Сонцето. Внимателно проучување на спектрите на галаксиите пред многу години доведе до откритие од фундаментално значење. Факт е дека според природата на поместувањето на брановата должина на која било спектрална линија во однос на лабораторискиот стандард, може да се одреди брзината на движење на изворот што емитува долж линијата на видот. Со други зборови, можно е да се одреди со која брзина се приближува или се оддалечува изворот.
Ориз. 7. Радио галаксија Лебед А
Ако се приближи изворот на светлина, спектралните линии се поместуваат кон пократки бранови должини; ако се оддалечи, кон подолги. Овој феномен се нарекува „Доплер ефект“. Се покажа дека галаксиите (со исклучок на неколку најблиски до нас) имаат спектрални линии кои секогаш се поместуваат на делот од спектарот со долга бранова должина („црвено поместување“ на линиите), и колку е поголема оддалеченоста на галаксијата од нас, толку е поголема големината на ова поместување. Ова значи дека сите галаксии се оддалечуваат од нас, а брзината на „проширување“ се зголемува како што галаксиите се оддалечуваат. Достигнува огромни вредности. На пример, брзината на рецесија на радио галаксијата Лебед А, пронајдена од црвеното поместување, е блиску до 17 илјади km/s. Пред 25 години, рекордот припаѓаше на многу слабата (во оптички зраци од 20-та величина) радио галаксија 3S 295. Во 1960 година беше добиен нејзиниот спектар. Се испостави дека добро познатата ултравиолетова спектрална линија која припаѓа на јонизиран кислород е поместена во портокаловиот регион на спектарот! Оттука лесно може да се открие дека брзината на отстранување на овој неверојатен ѕвезден систем е 138 илјади km/s, или речиси половина од брзината на светлината! Радио галаксијата 3S 295 е оддалечена од нас на растојание кое светлината го поминува за 5 милијарди години. Така, астрономите ја проучувале светлината што била емитирана кога се формирале Сонцето и планетите, а можеби и „малку“ порано... Оттогаш, откриени се уште подалечни објекти (Поглавје 6). Овде нема да ги допираме причините за ширење на систем кој се состои од огромен број галаксии. Ова сложено прашање е предмет на модерната космологија. Сепак, самиот факт на ширење на Универзумот е од големо значење за анализа на развојот на животот во него (Поглавје 7). Надредени на целокупното проширување на системот на галаксии се непостојаните брзини на поединечни галаксии, обично неколку стотици километри во секунда. Ова е причината зошто галаксиите најблиску до нас не покажуваат систематско црвено поместување. На крајот на краиштата, брзините на случајните (т.н. „необични“) движења за овие галаксии се поголеми од редовната брзина на поместување на црвено. Последново се зголемува како што галаксиите се оддалечуваат за приближно 50 km/s, на секој милион парсеци. Затоа, за галаксиите чии растојанија не надминуваат неколку милиони парсеци, случајните брзини ја надминуваат брзината на повлекување поради поместувањето на црвено. Меѓу блиските галаксии, има и такви што ни се приближуваат (на пример, маглината Андромеда М 31). Галаксиите не се рамномерно распоредени во метагалактичкиот простор, т.е. со постојана густина. Тие покажуваат изразена тенденција да формираат посебни групи или кластери. Конкретно, група од околу 20 галаксии блиску до нас (вклучувајќи ја и нашата Галаксија) го формираат таканаречениот „локален систем“. За возврат, локалниот систем е дел од големото јато галаксии, чиј центар е во тој дел од небото на кој е проектирано соѕвездието Девица. Овој кластер има неколку илјади членови и е меѓу најголемите. На сл. Слика 8 покажува фотографија од познатото галаксиско јато во соѕвездието Корона Бореалис, кое брои стотици галаксии. Во просторот помеѓу јата, густината на галаксиите е десетици пати помала отколку внатре во јата.
Ориз. 8. Јато галаксии во соѕвездието Корона Бореалис
Вреди да се забележи разликата помеѓу јата на ѕвезди кои формираат галаксии и јата од галаксии. Во првиот случај, растојанијата помеѓу членовите на јатото се огромни во споредба со големините на ѕвездите, додека просечните растојанија помеѓу галаксиите во галаксиските јата се само неколку пати поголеми од големините на галаксиите. Од друга страна, бројот на галаксии во јата не може да се спореди со бројот на ѕвезди во галаксиите. Ако збирката галаксии ја сметаме за еден вид гас, каде што улогата на молекулите ја играат поединечни галаксии, тогаш оваа средина мора да ја сметаме за екстремно вискозна.
Табела 1
|
Големата експлозија |
|
|
Формирање на галаксии (z~10) |
|
|
Формирање на Сончевиот систем |
|
|
Образование на Земјата |
|
|
Појавата на животот на Земјата |
|
|
Формирање на најстарите карпи на Земјата |
|
|
Појавата на бактерии и сино-зелени алги |
|
|
Појавата на фотосинтеза |
|
|
Првите клетки со јадро |
|
| недела | понеделник | вторник | среда | четврток | петок | сабота |
| Појавата на кислородна атмосфера на Земјата | Насилна вулканска активност на Марс | |||||
| Првите црви | Океански планктонски трилобити | ОрдовикијанПрвата риба | СилурРастенијата ја колонизираат земјата | |||
| ДевонПрвите инсекти Животните ја колонизираат земјата | Првите водоземци и крилести инсекти | ЈаглеродПрвите дрвја Првите влекачи | пермскиПрвите диносауруси | Почеток на мезозоикот | ТријасПрвите цицачи | ЈураПрвите птици |
| КредаПрвите цвеќиња | Терциерен период Првите примати | Први хоминиди | Кватернарен период Први луѓе (~ 22:30) |
- * Астрономска единица - просечно растојание од Земјата до Сонцето, еднакво на 149.600 илјади км.
- ** Можеби, само брзините на ѕвездите и планетите во астрономијата се изразени во единици „километри во секунда“.
- *** Во самиот центар на галактичкото јадро, во регион со големина од 1 парче, очигледно има неколку милиони ѕвезди.
- **** Корисно е да се запамети едно едноставно правило: брзина од 1 компјутер за 1 милион години е речиси еднаква на брзина од 1 km/s. Оставаме на читателот да го потврди ова.
- ***** Флуксот на зрачењето од ѕвездите се мери со таканаречените „ѕвездени величини“. По дефиниција, флуксот од ѕвезда со (i+1)-та светлинска величина е 2,512 пати помал отколку од ѕвезда со та светлинска величина. Ѕвездите послаби од 6-та светлинска величина не се видливи со голо око. Најсјајните ѕвезди имаат негативна магнитуда (на пример, Сириус има светлинска величина -1,5).
Назад напред
Внимание! Прегледите на слајдовите се само за информативни цели и може да не ги претставуваат сите карактеристики на презентацијата. Доколку сте заинтересирани за оваа работа, ве молиме преземете ја целосната верзија.
Тип на лекција:лекција за проучување и првично консолидирање на нови знаења.
Цел:Формирање идеја за структурата на Универзумот и местото на планетата Земја во Универзумот.
Задачи: Образовни: воведување на студентите со космологијата, воведување несистемски мерни единици кои се користат во космологијата, воведување на староста и големината на универзумот, воведување на концептот на галаксија, воведување на видовите на галаксии, формирање идеја за кластери на галаксии, видови на ѕвездени јата, формирање на маглини во универзумот, воведуваат примена на спектрална анализа во космологијата, за формирање знаење за феноменот на црвено поместување на спектралните линии во спектрите на галаксиите, за Доплеровиот ефект, за законот на Хабл, за воведување на Големото Бенг теорија, да се воведе концептот на критична густина на материјата.
За време на часовите
I. Организациски момент.
Слајдови 1-2
За учениците се определуваат целите на часот, се истакнуваат текот на лекцијата и крајните резултати од неговото спроведување.
II. Мотивација за активности за учење.
Познавањето на структурата и еволуцијата на Универзумот ни помага да го разбереме местото на секој од нас на овој свет и одговорноста што лежи кај нас за зачувување на животот и нашата единствена планета за идните генерации луѓе.
III. Ажурирање на знаењето.
Фронтална анкета
- Како се вика ѕвездата најблиску до планетата Земја? (Сонце)
- Колку планети има во Сончевиот систем? (осум)
- Како се викаат планетите во Сончевиот систем? (Меркур, Венера, Земја, Марс, Јупитер, Сатурн, Уран, Нептун)
- Какво место зазема планетата Земја во Сончевиот систем во однос на оддалеченоста од Сонцето? (Планетата Земја е третата планета од Сонцето)
IV. Презентација на нов материјал.
Слајдови 3-5. Космологија. Несистемски мерни единици. Возраст и големина на универзумот.
„Универзумот е концепт во астрономијата и филозофијата кој нема строга дефиниција. Тој е поделен на два фундаментално различни ентитети: шпекулативен (филозофски) и материјал, достапни за набљудување во сегашно време или во догледна иднина. Следејќи ја традицијата, првиот се нарекува Универзум, а вториот се нарекува астрономски универзум или Метагалаксија. Денеска ќе се запознаеме со структурата на астрономскиот универзум. И ние ќе го одредиме местото на нашата планета Земја во Универзумот. „Универзумот е предмет на космологијата“.
Растојанието и масите на објектите во Универзумот се многу големи. Космологијата користи несистемски мерни единици. 1 светлосна година(1 светлосна година) – растојанието што светлината го поминува за 1 година во вакуум – 9,5 * 10 15 m; 1 астрономска единица(1 AU) - просечно растојание од Земјата до Сонцето (просечен радиус на орбитата на Земјата) - 1,5 * 10 11 m; 1 парсек(1 ЕЕЗ) - растојанието од кое просечниот радиус на земјината орбита (еднаков на 1 AU), нормално на видната линија, е видлив под агол од еден лак секунда (1") - 3 * 10 16 m; 1 сончева маса(1 М о) – 2 * 10 30 кг.
Научниците ја утврдија возраста и големината на универзумот. Возраст на универзумот t=1,3 * 10 10 години. Радиус на Универзумот R=1,3 * 10 10 светлина l.
Слајдови 6-19. Галаксии. Видови галаксии. Јатови галаксии.
На почетокот на дваесеттиот век, стана очигледно дека речиси целата видлива материја во Универзумот е концентрирана на огромни острови со ѕвезда-гас со карактеристична големина од неколку kpc. Овие „острови“ станаа познати како галаксии.
Галаксии- Станува збор за големи ѕвездени системи во кои ѕвездите се поврзани една со друга со гравитациони сили. Постојат галаксии кои содржат трилиони ѕвезди. „Оваа група галаксии се нарекува Стефановиот квинтет. Меѓутоа, само четири галаксии од оваа група, лоцирани на триста милиони светлосни години, учествуваат во космичкиот танц, се приближуваат и подалеку една од друга. Сосема е лесно да се најдат дополнителни. Четирите галаксии во интеракција имаат жолтеникави бои и заоблени јамки и опашки, обликувани од деструктивни плимни гравитациски сили. Сината галаксија, лоцирана на сликата горе лево, е многу поблиску од другите, оддалечена само 40 милиони светлосни години“.
Постојат различни видови галаксии: елиптични, спирални и неправилни.
Елиптичните галаксии сочинуваат приближно 25% од вкупниот број на галаксии со висока осветленост.
Елиптичните галаксии имаат изглед на кругови или елипсови, осветленоста постепено се намалува од центарот кон периферијата, тие не ротираат, имаат малку гас и прашина, M 10 13 M o. Пред вас е елиптичната галаксија М87 во соѕвездието Девица.
Спиралните галаксии наликуваат на две плочи или леќеста леќа сместени заедно по изглед. Тие содржат и ореол и масивен ѕвезден диск. Централниот дел на дискот, кој е видлив како испакнатост, се нарекува испакнатост. Темната лента што се протега по должината на дискот е непроѕирен слој на меѓуѕвездената средина, меѓуѕвездената прашина. Обликот во форма на рамен диск се објаснува со ротација. Постои хипотеза дека за време на формирањето на галаксијата, центрифугалните сили го спречуваат компресирањето на протогалактичкиот облак во насока нормална на оската на ротација. Гасот е концентриран во одредена рамнина - вака се формирале дисковите на галаксиите.
Спиралните галаксии се состојат од јадро и неколку спирални краци или гранки, гранките кои се протегаат директно од јадрото. Спиралните галаксии ротираат, имаат многу гас и прашина, М 10 12 М?
„Американската агенција за воздухопловство НАСА отвори свој профил на Инстаграм, каде што објавува фотографии од погледи на Земјата и другите делови на Универзумот. Неверојатните фотографии од телескопот Хабл, најпознатата Голема опсерваторија на НАСА, откриваат работи што досега не се видени со човечко око. Досега невидени далечни галаксии и маглини, ѕвезди кои умираат и се раѓаат ја восхитуваат имагинацијата со нивната различност, туркајќи го да сонува за далечни патувања. Прекрасните пејзажи на ѕвездена прашина и облаци со гас откриваат мистериозни феномени со неверојатна убавина“. Еве една од најубавите спирални галаксии во соѕвездието Кома Береникина.
Во 20-тите Во 20 век, стана јасно: спиралните маглини се огромни ѕвездени системи слични на нашата Галаксија и милиони светлосни години оддалечени од неа. Во 1924 година, Хабл и Ричи ги разделија спиралните краци на маглините Андромеда и Трианглум во ѕвезди. Откриено е дека овие „екстрагалактички маглини“ се неколку пати подалеку од нас од дијаметарот на системот на Млечниот Пат. Овие системи почнаа да се нарекуваат галаксии по аналогија со нашата. „Галаксијата М33 со средна големина се нарекува и галаксија Триаголник според соѕвездието во кое се наоѓа. Таа е приближно 4 пати помала по радиус од нашата галаксија Млечен Пат и галаксијата Андромеда. М33 се наоѓа блиску до Млечниот Пат и е јасно видлив со добри двогледи.
„Галаксијата Андромеда е најблиската џиновска галаксија до нашиот Млечен Пат. Најверојатно, нашата галаксија изгледа приближно исто како оваа. Стотиците милијарди ѕвезди што ја сочинуваат галаксијата Андромеда заедно создаваат видлив, дифузен сјај. Поединечните ѕвезди на сликата се всушност ѕвезди во нашата галаксија, лоцирани многу поблиску до далечниот објект“.
„При набљудување на ѕвезденото небо далеку од големите градови, во ноќ без месечина јасно се гледа широка прозрачна лента - Млечниот Пат. Млечниот пат се протега како сребрена лента низ двете хемисфери, затворајќи се во прстен од ѕвезди. Набљудувањата утврдија дека сите ѕвезди формираат огромен ѕвезден систем (галаксија). Галаксијата содржи два главни потсистеми, вгнездени еден во друг: ореол (нејзините ѕвезди се концентрирани кон центарот на галаксијата) и ѕвездениот диск („две плочи преклопени на рабовите“). „Сончевиот систем е дел од галаксијата Млечен Пат. Ние сме во галаксија, па ни е тешко да го замислиме нејзиниот изглед, но има многу други слични галаксии во Универзумот и од нив можеме да го процениме нашиот Млечен Пат“. Галаксијата Млечен Пат се состои од јадро сместено во центарот на галаксијата и три спирални краци.
Студиите за дистрибуцијата на ѕвезди, гас и прашина покажаа дека нашата галаксија Млечен Пат е рамен систем со спирална структура. Големината на нашата галаксија е огромна. Дијаметарот на дискот на галаксијата е околу 30 компјутери (100.000 светлосни години); дебелина - околу 1.000 sv. л.
Во нашата галаксија има околу 100 милијарди ѕвезди. Просечното растојание помеѓу ѕвездите во галаксијата е околу 5 светлосни години. години. Центарот на галаксијата се наоѓа во соѕвездието Стрелец. „Астрономите во моментов внимателно го проучуваат центарот на нашата галаксија. Набљудувањата на движењето на поединечни ѕвезди во близина на центарот на галаксијата покажаа дека таму, на мала област со димензии споредливи со големината на Сончевиот систем, е концентрирана невидлива материја, чија маса ја надминува масата на Сонцето за 2 милиони. времиња. Ова укажува на постоење на масивна црна дупка во центарот на галаксијата“. Галаксијата Млечен Пат се врти околу центарот на галаксијата. Сонцето прави една револуција околу центарот на галаксијата за 200 милиони години.
Примери за неправилни галаксии се Големиот Магеланов Облак и Малиот Магеланов Облак - најблиските галаксии до нас, видливи со голо око на јужната хемисфера на небото, во близина на Млечниот Пат. Овие две галаксии се сателити на нашата галаксија.
Неправилните галаксии немаат јасно дефинирано јадро, немаат ротациона симетрија, а околу половина од материјата во нив е меѓуѕвезден гас. При проучување на небото со помош на телескопи, откриени се многу галаксии со неправилна, парталава форма, слични на Магелановите облаци.
„Во јадрата на некои галаксии се случуваат насилни процеси; таквите галаксии се нарекуваат активни галаксии. Во галаксијата М87 во соѕвездието Девица е забележано исфрлање на материја со брзина од 3000 km/s, масата на ова исфрлање е Оваа галаксија се покажа како моќен извор на радио емисија. Квазарите се уште помоќен извор на радио емисија. Квазарите се исто така моќни извори на инфрацрвени, х-зраци и гама зраци. Но, големините на квазарите се покажаа како мали, околу 1 АЕ. Квазарите не се ѕвезди; Ова се светли и високо активни галактички јадра лоцирани милијарди светлосни години оддалечени од Земјата“. „Во центарот на квазарот има супермасивна црна дупка која ја вшмукува материјата - ѕвезди, гас и прашина. Паѓајќи на црна дупка, материјата формира огромен диск, во кој се загрева до огромни температури поради триењето и плимните сили“. „Можеби една од најдеталните фотографии на квазар досега беше објавена на веб-страницата Хабл. Ова е еден од најпознатите квазари, 3C 273, кој се наоѓа во соѕвездието Девица“. Стана првиот откриен објект од ваков вид; го открил астрономот Алан Сандејџ во раните 1960-ти. „Квазар 3C 273 е најсветлиот и еден од најблиските квазари: неговото растојание е приближно 2 милијарди светлосни години, а неговата светлина овозможува да се види во аматерски телескоп“.
Галаксиите ретко се осамени. 90% од галаксиите се концентрирани во јата, кои содржат од десетици до неколку илјади членови. Просечниот дијаметар на јатото галаксии е 5 Mpc, просечниот број на галаксии во јатото е 130. „Локалната група на галаксии, чија големина е 1,5 Mpc, ја вклучува нашата галаксија, галаксијата Андромеда М31, галаксијата триаголник М33, Голем Магеланов Облак (LMC), Малиот Магеланов Облак (MMO) - вкупно 35 галаксии поврзани со взаемна гравитација. Галаксиите од локалната група се поврзани со заедничка гравитација и се движат околу заеднички центар на маса во соѕвездието Девица“.
Слајдови 21-23. Ѕвездени јата.
Секоја трета ѕвезда во галаксијата е двојна, а има системи од три или повеќе ѕвезди. Познати се и посложени објекти - ѕвездени јата.
Отворени ѕвездени јата се појавуваат во близина на галактичката рамнина. Пред вас е ѕвезденото јато Плејади. Сината магла што ги придружува Плејадите е расфрлана прашина што ја рефлектира светлината на ѕвездите.
Глобуларните јата се најстарите формации во нашата галаксија, нивната старост е од 10 до 15 милијарди години и е споредлива со возраста на Универзумот. Лошиот хемиски состав и издолжените орбити во кои тие се движат во Галаксијата укажуваат на тоа дека глобуларните јата настанале за време на формирањето на самата галаксија. Глобуларните јата се издвојуваат наспроти ѕвездената позадина поради нивниот значителен број на ѕвезди и јасната сферична форма. Дијаметарот на топчестите кластери се движи од 20 до 100 ЕЕЗ. М= 104 106 М?
Слајдови 24-29. Меѓуѕвездена материја. Маглини.
Покрај ѕвездите, космичките зраци (протони, електрони и атомски јадра на хемиски елементи), кои се движат со брзина блиска до брзината на светлината, галаксиите содржат гас и прашина. Гасот и прашината во галаксијата се распределени многу нерамномерно. Покрај ретки облаци од прашина, се забележуваат и густи темни облаци од прашина. Кога овие густи облаци се осветлени со светли ѕвезди, тие ја рефлектираат нивната светлина, а потоа гледаме маглини.
„Тимот Хабл објавува неверојатна фотографија секоја година за да ја прослави годишнината од лансирањето на вселенскиот телескоп на 24 април 1990 година. Во 2013 година, тие му претставија на светот фотографија од познатата маглина Коњска глава, која се наоѓа во соѕвездието Орион, на 1.500 светлосни години од Земјата“.
„Светлата маглина Лагуна содржи многу различни астрономски објекти. Особено интересни објекти вклучуваат светло отворено ѕвездено јато и неколку активни области за формирање на ѕвезди“.
„Шарената Трифидна маглина ни овозможува да истражуваме космички контрасти. Исто така познат како М20, се наоѓа на околу 5.000 светлосни години во соѕвездието Стрелец богато со маглини. Големината на маглината е околу 40 светлосни години. л."
„Сè уште не е познато што ја осветлува оваа маглина. Особено збунувачки е светлиот, превртен лак во V-облик што го опишува горниот раб на облаците од меѓуѕвездена прашина слични на планина во близина на центарот на сликата. Оваа маглина слична на дух вклучува мал регион за формирање на ѕвезди исполнет со темна прашина. За прв пат беше забележан на инфрацрвените снимки направени од сателитот IRAS во 1983 година. Овде е прикажана извонредна слика направена од вселенскиот телескоп Хабл. Иако покажува многу нови детали, причината за светлиот, јасен лак не може да се утврди“.
Вкупната маса на прашина е само 0,03% од вкупната маса на галаксијата. Неговата вкупна сјајност е 30% од сјајноста на ѕвездите и целосно ја одредува емисијата на галаксијата во инфрацрвениот опсег. Температура на прашина 15-25 К.
Слајдови 30-33. Примена на спектрална анализа. Redshift. Доплер ефект. Хабловиот закон.
Светлината на галаксиите ја претставува комбинираната светлина на милијарди ѕвезди и гас. За да ги проучуваат физичките својства на галаксиите, астрономите користат методи за спектрална анализа . Спектрална анализа– физички метод за квалитативно и квантитативно определување на атомскиот и молекуларниот состав на супстанцијата, врз основа на проучување на нејзиниот спектар. Астрономите користат спектрална анализа за да го утврдат хемискиот состав на објектите и нивната брзина на движење.
Во 1912 година, Слифер, американски астроном, открил поместување на линиите кон црвениот крај во спектрите на далечните галаксии. „Овој феномен беше наречен црвено поместување. Во овој случај, односот на поместувањето на спектралната линија до брановата должина се покажа дека е ист за сите линии во спектарот на дадена галаксија. Став 
, каде што е брановата должина на спектралната линија забележана во лабораторијата, го карактеризира црвеното поместување“.
„Во моментов општоприфатената интерпретација на овој феномен е поврзана со Доплеровиот ефект. Поместувањето на спектралните линии на црвениот крај на спектарот е предизвикано од движењето (отстранувањето) на објектот што емитува (галаксија) со брзина vво насока од набљудувачот. При мали поместувања на црвено (z), брзината на галаксијата може да се најде со помош на Доплер формулата: 
, каде што c е брзината на светлината во вакуум“.
Во 1929 година, Хабл утврдил дека целиот систем на галаксии се шири. „Од спектрите на галаксиите е утврдено дека тие се „расфрлаат“ од нас со брзина v, пропорционално на растојанието до галаксијата:
v= H·r, каде што H = 2,4 * 10 -18 s -1 е Хабловата константа, r е растојанието до галаксијата (m).
Слајдови 34-38. Теоријата на Биг Бенг. Критична густина на материјата.
Се појави теоријата за проширување на Универзумот, според која нашиот Универзум настанал од супер-густа состојба за време на грандиозна експлозија и неговото проширување продолжува во наше време. Пред околу 13 милијарди години, целата материја на Метагалаксијата била концентрирана во мал обем. Густината на супстанцијата беше многу висока. Оваа состојба на материјата беше наречена „единечна“. Проширувањето како резултат на „експлозијата“ („поп“) доведе до намалување на густината на супстанцијата. Почнаа да се формираат галаксии и ѕвезди.
Постои критична вредност за густината на супстанцијата, од која зависи природата на нејзиното движење. Критичната вредност на густината на супстанцијата kr се пресметува со формулата:
каде H = 2,4 * 10 -18 s -1 – Хаблова константа, G = 6,67 * 10 -11 (N * m 2)/kg 2 – гравитациона константа. Заменувајќи ги нумеричките вредности, добиваме kr = 10 -26 kg/m 3. На< кр - расширение Вселенной. При >kr - компресија на Универзумот. Просечната густина на материјата во Универзумот = 3 * 10 -28 kg/m 3.
Човекот секогаш се труди да го разбере светот околу него. Проучувањето на универзумот штотуку започна. Останува многу да се научи. Човештвото е само на самиот почеток на патувањето за проучување на Универзумот и неговите мистерии. „Претставувајќи го универзумот како целиот околен свет, веднаш го правиме единствен и единствен. И во исто време, ние се лишуваме од можноста да го опишеме во однос на класичната механика: поради својата уникатност, Универзумот не може да комуницира со ништо, тој е систем на системи, и затоа во неговата врска такви концепти како маса, обликот, големината го губат своето значење. Наместо тоа, мораме да прибегнеме кон јазикот на термодинамиката, користејќи концепти како што се густина, притисок, температура, хемиски состав“.
За подетални информации за ова, можете да ги користите следните извори:
1). Физика. 11 одделение: воспитно. за општо образование Институции: основни и профилни. нивоа / G.Ya. Мјакишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чагурин; Изменето од ВО И. Николаева, Н.А. Парфентјева. - 19-ти изд. – М.: Образование, 2010. – 399 стр., л. болен. – (Класичен курс). – ISBN 978-5-09-022777-3.;
4). http://www.adme.ru
Адресата на нашиот дом во Универзумот: Универзум, Локална група на галаксии, Галаксија Млечен Пат, Сончев Систем, Планета Земја - третата планета од Сонцето.
Ја сакаме нашата планета и секогаш ќе ја штитиме!
V. Примарна консолидација на знаењето.
Фронтална анкета
- Како се вика науката која ја проучува структурата и еволуцијата на Универзумот? (Космологија)
- Кои екстра-системски мерни единици се користат во космологијата? (светлосна година, астрономска единица, парсек, сончева маса)
- Кое растојание се нарекува светлосна година? (Растојание кое светлината го поминува за една година)
VI. Самостојна работа.
Се бара од учениците самостојно да ја решат задачата: Просечна густина на материјата во Универзумот = 3 * 10 -28 kg/m 3 . Пресметајте ја критичната вредност на густината на материјата и споредете ја со просечната густина на материјата во Универзумот. Анализирајте го добиениот резултат и извлечете заклучок дали Универзумот се шири или се собира.
VII. Рефлексија.
Учениците се поканети да ја оценат работата на наставникот и сопствената работа на часот со цртање позитивни или негативни емотикони на парчиња хартија издадени од наставникот.
VIII. Домашна работа.
Ставови 124, 125, 126. Одговарајте на прашањата усно на страници 369, 373.
Литература:
- Физика. 11 одделение: воспитно. за општо образование Институции: основни и профилни. нивоа / G.Ya. Мјакишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чагурин; Изменето од ВО И. Николаева, Н.А. Парфентјева. - 19-ти изд. – М.: Образование, 2010. – 399 стр., л. болен. – (Класичен курс). – ISBN 978-5-09-022777-3.
- http://ru.wikipedia.org
- http://www.adme.ru
Опис на презентацијата по поединечни слајдови:
1 слајд
Опис на слајдот:
2 слајд
Опис на слајдот:
Астрономијата е наука за небесните тела (од старогрчките зборови астон - ѕвезда и номос - закон) ги проучува видливите и вистинските движења и законите што ги одредуваат овие движења, обликот, големината, масата и површинскиот релјеф, природата и физичката состојба. на небесните тела, интеракцијата и нивната еволуција.
3 слајд
Опис на слајдот:
Истражување на универзумот Бројот на ѕвезди во галаксијата е во трилиони. Најбројните ѕвезди се џуџиња со маса околу 10 пати помала од Сонцето. Покрај единечните ѕвезди и нивните сателити (планети), Галаксијата вклучува двојни и повеќекратни ѕвезди, како и групи ѕвезди врзани од гравитацијата и кои се движат во вселената како една целина, наречени ѕвездени јата. Некои од нив можат да се најдат на небото преку телескоп, а понекогаш дури и со голо око. Таквите кластери немаат правилна форма; во моментов се познати повеќе од илјада од нив. Ѕвездените јата се поделени на отворени и глобуларни. За разлика од отворените ѕвездени јата, кои се состојат првенствено од ѕвезди од главната низа, глобуларните јата содржат црвени и жолти џинови и суперџинови. Истражувањата на небото извршени со рендгенски телескопи поставени на специјални вештачки сателити на Земјата доведоа до откривање на емисиите на Х-зраци од многу топчести јата.
4 слајд
Опис на слајдот:
Структура на галаксијата Огромното мнозинство на ѕвезди и дифузна материја во Галаксијата зафаќа волумен во облик на леќа. Сонцето се наоѓа на оддалеченост од околу 10.000 компјутери од центарот на Галаксијата, скриено од нас со облаци од меѓуѕвездена прашина. Во центарот на Галаксијата има јадро, кое неодамна беше внимателно проучено во брановите должини на инфрацрвените, радио и Х-зраците. Непроѕирните облаци од прашина го заматуваат јадрото од нас, спречувајќи визуелни и конвенционални фотографски набљудувања на овој најинтересен објект во Галаксијата. Кога би можеле да го погледнеме галактичкиот диск одозгора, би нашле огромни спирални краци, кои главно ги содржат најжешките и најсветлите ѕвезди, како и масивни облаци од гас. Дискот со спирални гранки ја формира основата на рамниот потсистем на Галакси. А објектите кои се концентрираат кон галактичкото јадро и само делумно навлегуваат во дискот припаѓаат на сферичниот потсистем. Ова е поедноставена форма на структурата на Галаксијата.
5 слајд
Опис на слајдот:
Видови галаксии 1 Спирала. Ова е 30% од галаксиите. Тие доаѓаат во два вида. Нормално и вкрстено. 2 Елиптична. Се верува дека повеќето галаксии имаат облик на обрасната сфера. Меѓу нив има сферични и речиси рамни. Најголемата позната елиптична галаксија е М87 во соѕвездието Девица. 3 Не е точно. Многу галаксии имаат парталав облик без јасно дефиниран преглед. Тие го вклучуваат Магеланов облак на нашата локална група.
6 слајд
Опис на слајдот:
Сонцето Сонцето е центар на нашиот планетарен систем, негов главен елемент, без кој не би имало ниту Земјата ниту живот на него. Луѓето ја набљудуваат ѕвездата уште од античко време. Оттогаш, нашето знаење за светилката значително се прошири, збогатено со бројни информации за движењето, внатрешната структура и природата на овој космички објект. Покрај тоа, проучувањето на Сонцето дава огромен придонес во разбирањето на структурата на Универзумот како целина, особено оние од неговите елементи кои се слични по суштина и принципи на „работа“.
7 слајд
Опис на слајдот:
Сонцето Сонцето е објект што постои, според човечки стандарди, многу долго време. Неговото формирање започна пред околу 5 милијарди години. Во тоа време, на местото на Сончевиот систем имаше огромен молекуларен облак. Под влијание на гравитационите сили, во него почнаа да се појавуваат вртлози, слични на земните торнада. Во центарот на еден од нив супстанцијата (најчесто водородот) почнала да станува погуста, а пред 4,5 милијарди години овде се појавила млада ѕвезда, која по подолг временски период го добила името Сонце. Околу него постепено почнаа да се формираат планети - нашиот агол на Универзумот почна да добива изглед познат на современите луѓе. -
8 слајд
Опис на слајдот:
Жолтото џуџе Сонце не е единствен објект. Таа е класифицирана како жолто џуџе, релативно мала ѕвезда од главната низа. „Работниот век“ доделен на таквите тела е приближно 10 милијарди години. Според вселенските стандарди, ова е сосема малку. Сега нашиот светилник, може да се каже, е во цутот на својот живот: уште не е стар, веќе не е млад - има уште половина од неговиот живот напред.
Слајд 9
Опис на слајдот:
10 слајд
Опис на слајдот:
Светлосна година Светлосна година е растојанието што светлината го поминува за една година. Меѓународната астрономска унија го даде своето објаснување за светлосната година - ова е растојанието што светлината го поминува во вакуум, без учество на гравитацијата, во Јулијанска година. Јулијанската година е еднаква на 365 дена. Токму ова декодирање се користи во научната литература. Ако земеме стручна литература, тогаш растојанието се пресметува во парсеци или кило- и мегапарсеци. До 1984 година, светлосна година беше растојанието што светлината го поминува во една тропска година. Новата дефиниција се разликува од старата за само 0,002%. Не постои посебна разлика помеѓу дефинициите. Постојат специфични бројки кои го одредуваат растојанието на светлосни часови, минути, денови итн. Светлосна година е еднаква на 9.460.800.000.000 км, месецот е 788.333 милиони км, неделата е 197.083 милиони км, денот е 26.277 милиони км, час е 1.094 милиони км, минута е околу 18 милиони км., второ - околу 30 илјади километри.
11 слајд
Опис на слајдот:
Соѕвездието Галакси Девица Девицата најдобро може да се види во рана пролет, поточно во март - април, кога се движи кон јужниот дел на хоризонтот. Поради фактот што соѕвездието има импресивна големина, Сонцето е во него повеќе од еден месец - од 16 септември до 30 октомври. На античките ѕвездени атласи, Девицата била претставена како девојка со класје од пченица во десната рака. Сепак, не секој е во состојба да забележи токму таква слика во хаотичното расејување на ѕвезди. Сепак, пронаоѓањето на соѕвездието Девица на небото не е толку тешко. Содржи ѕвезда од прва величина, благодарение на силната светлина од која Девицата лесно може да се најде меѓу другите соѕвездија.
12 слајд
Опис на слајдот:
Маглината Андромеда Најблиската голема галаксија до Млечниот Пат. Содржи приближно 1 трилион ѕвезди, што е 2,5-5 пати поголемо од Млечниот Пат. Се наоѓа во соѕвездието Андромеда и е оддалечена од Земјата на оддалеченост од 2,52 милиони светлосни години. години. Рамнината на галаксијата е наклонета кон линијата на гледање под агол од 15°, нејзината привидна големина е 3,2 × 1,0 °, нејзината привидна величина е +3,4 m.
Слајд 13
Опис на слајдот:
Млечен Пат Млечниот пат е спирална галаксија. Покрај тоа, има мост во форма на огромен ѕвезден систем, меѓусебно поврзан со гравитациони сили. Се верува дека Млечниот Пат постоел повеќе од тринаесет милијарди години. Ова е периодот во кој во оваа галаксија се формирале околу 400 милијарди соѕвездија и ѕвезди, преку илјада огромни гасни маглини, јата и облаци. Обликот на Млечниот Пат е јасно видлив на картата на Универзумот. По испитувањето, станува јасно дека ова јато на ѕвезди е диск чиј дијаметар е 100 илјади светлосни години (една таква светлосна година е десет трилиони километри). Дебелината на ѕвезденото јато е 15 илјади, а длабочината е околу 8 илјади светлосни години. Колку тежи Млечниот Пат? Не е можно да се пресмета ова (одредувањето на неговата маса е многу тешка задача). Потешкотии се јавуваат во одредувањето на масата на темната материја, која не е во интеракција со електромагнетното зрачење. Ова е причината зошто астрономите не можат дефинитивно да одговорат на ова прашање. Но, постојат груби пресметки според кои тежината на Галаксијата се движи од 500 до 3000 милијарди соларни маси
Допаѓа Споделете 294 Прегледи
Вага на универзумот:. В.А. Самодуров (PRAO AKC FIAN. Растојанија и големини на масовни времиња. Далечини. Навикнати сме да не размислуваме за големината на нашиот Универзум... Далечините се марш!. Навикнати сме да не размислуваме за големината на нашиот Универзум. .. Да прошетаме или патуваме низ него?
Преземете ја презентацијата
Скала на универзумот:
E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Нема поврзани презентации.
Препис на презентацијата
В.А. Самодуров (PRAO AKC FIAN Растојанија и големини на Masses Times
Навикнати сме да не размислуваме за големината на нашиот универзум...
Навикнати сме да не размислуваме за големината на нашиот Универзум... Да прошетаме или патуваме низ него? Нашите најбрзи суперсонични патнички авиони летаат со брзина од приближно 2000 километри на час, брзината на обичен автомобил е 100 километри на час, а на пешак е 5 километри на час. Колку време би ни било потребно да патуваме дури и во непосредна близина на Универзумот? - Орбитата на Месечината е 385.000 км. од земјата. Патувањето со авион би траело 8 дена со авион, 160 дена со автомобил и 9 години пеш! Сепак, светлината го поминува ова растојание за само 1,3 секунди. – Сонцето е на растојание од 149.664.900 километри. И сега – дури и со авион ни требаат 8 и пол години да стигнеме до Сонцето, со автомобил – 170 години, а пешки – повеќе од 3 илјади години! Сепак, светлината го поминува ова растојание за 500 секунди - 8 минути и 20 секунди! Најблиската ѕвезда, Проксима Кентаур, се наоѓа на растојание од 4,3 светлосни години. Односно, зрак светлина патува од таму со брзина од 300 илјади км сек повеќе од 4 години. – со авион – повеќе од 2 милиони години, – со автомобил – 46 милиони години, – пешки – повеќе од 900 милиони години! За време на целото постоење на Универзумот, ќе одевме само околу 60 sv. години! Но, до нејзиниот видлив раб - 13,7 милијарди светлина. години…
Да го замислиме Сонцето како топка со големина од 1 метар (до половината на една личност). Потоа на оваа скала: - Земјата - 100 метри од неа, со големина на мала цреша (8 мм), - Јупитер, со големина на голем портокал (околу 10 см), ќе биде на растојание од 500 метри. – Плутон ќе биде оддалечен околу 4 километри. – најблиската ѕвезда Проксима Кентаур на оваа скала ќе биде оддалечена 25 илјади километри од Сонцето. Малку многу, ајде да одзумираме!
Да замислиме дека Сонцето е со големина на топче за билијард (7 см). Тогаш на оваа скала: – Меркур ќе биде оддалечен 2 m 80 cm од него, – Земјата: 7 m 60 cm (неговата големина е 0,64 mm - како афион), Месечината ќе биде 0,1 mm со орбитален дијаметар од 3 cm , – Плутон ќе биде на растојание од околу 30 метри. – најблиската ѕвезда Проксима Кентаур на оваа скала ќе биде на 2000 km од Сонцето. – големината на Galaxy ќе биде 60.000.000 km. Повторно - премногу! Дури и ако го направите Сонцето со големина од 1 пиксел на LCD монитор, за веднаш да ја видите Proxima Centauri, ќе ви треба монитор со дијагонала од околу 8 километри.
Следно - за подобро да ја замислиме големината на Галаксијата и Универзумот како целина - повторно ја намалуваме скалата, големината на орбитата на Земјата на орбитата на електрон во атом на водород (0,53 * 10-8 см). најблиската ѕвезда ќе биде на растојание од 0,014 mm од Сонцето, а дијаметарот на самото Сонце е 0,0046 ангстром. Големината на Галаксијата ќе биде околу 35 см, а од Сонцето до црната дупка во центарот 10 см (само за камен!). Односно, со менување на скалата, можете лесно да замислите сè шпекулативно; на последната скала, големината на Универзумот (13,7 милијарди светлосни години) не е толку голема, само 47 km 950 m.
Макросвет - нека ни помогнат логаритмите... Димензиите на Универзумот се околу 30 милијарди светлосни години или во метри - 3 × 1026. Димензиите на најмалата елементарна честичка физичарите ги проценуваат на 10-16 m Неутрина - до 10-24 m „Должина на Планк“ 10-35 m Вкупниот број на атоми во нашето тело е околу 1028, а вкупниот број од елементарните честички (протони, неутрони и електрони) во забележливиот дел на Универзумот - приближно 1080. Ако Универзумот беше густо набиен со неутрони, така што никаде во него немаше да остане празен простор, тогаш тој ќе содржи само 10128 честички
Единици Димензиите на Универзумот се околу 30 милијарди светлосни години, или во метри - 3x1026. Затоа, астрономите користат свои единици за растојание. Растојанието 1" Земја-Сонце = 1 астрономска единица (АУ или, на англиски: a.u.) Минатиот месец, без дополнителни помпа, Меѓународната астрономска унија (IAU) на XXVIII Генерално собрание одржано во Пекинг (Кина) ја трансформираше единицата со тајно гласање во фиксна, дефинирајќи ја еднаш и (се надеваме) засекогаш како 149.597.870.700 метри. 1 парсек Но: најблиската ѕвезда е повеќе од 300 илјади АЕ! Можеби можеме да го измериме растојанието до ѕвездите во светлосни години? 1 Св. е. ≈ 86400 × 365,25 × 300,000 km = 9,467,280,000,000 km ≈ 9,5 трилиони km Но, пологично е да се тргне од астрономската единица. 1 парсек (Pc, на англиски Pc нотација) = растојание од кое 1 AU. видлив под агол од 1″ Потоа – од 1 kPc (килопарсек) радиусот на орбитата на Земјата е 0,001″, од MPc10-6″, од видливиот раб на Универзумот мегапарсек 4 × 10-9″ 1 pc = 205982 AU . = 30.814.526.974.157 km = 3,25 St. на годината
Универзум Димензиите на Универзумот се околу 30 милијарди светлосни години, или во метри - 3 × 1026. Ајде да го сумираме во една карта, а потоа да го разгледаме подетално. Главната слика покажува „џебна карта на универзумот“. Следно, на шест слики, картата е исечена на еднакви делови. Една од оските го претставува растојанието од центарот на Земјата. Од една страна, растојанието е дадено во единици од радиусот на нашата планета. Од друга страна, во попознати единици: на џебна карта тоа се мегапарсеци, на шест посебни листови скалата се менува заради погодност (километри, астрономски единици, парсеци, мегапарсеци).
Универзум На првиот лист ја гледаме Земјата и нејзината непосредна околина. Прикажани се главните поделби на внатрешната структура на Земјата. Над површината гледаме многу точки - тоа се вештачки сателити. Точките не се случајно нацртани; ова се реални податоци за време на полната месечина на 12 август 2003 година. ISS и вселенскиот телескоп се посебно истакнати. Видливи се опсег на GPS сателити и геостационарни сателити. Погоре е Месечината и сателитот WMAP.
Универзум Вториот лист го прикажува Сончевиот систем. Астероидниот појас е претставен со две концентрации. Ова се должи на фактот дека се прикажани само оние мали планети кои се во близина на небесниот екватор. Бидејќи Рамнината на еклиптиката е наклонета кон екваторот, тогаш гледаме две купчиња во близина на 12 и 24 часа. На самиот врв границата на хелиопаузата и сателитите кои се приближуваат кон неа се конвенционално прикажани. Прикажани се и предмети од Кајперовиот појас. Кометата Халеј е посебно означена.
Универзум Третиот лист е најдосаден. Празен од Плутон до најблиските ѕвезди. Само облакот Орт.... Па дури и тогаш, имаме само индиректни информации за него. Но, можете да видите колку е далеку од ѕвездите. Дури и летајќи од планета на планета во нашиот систем, ние ги гледаме ѕвездите како недостижни (сеуште) светилници.
Универзум Еве ги - ѕвездите! Прикажани се ѕвездите од каталогот на сателитите Хипаркос кои спаѓаат во екваторијалната зона, како и некои познати светилници, јата и маглини. Можеме да изградиме и тродимензионални мапи за блиските ѕвезди - секој што е способен за тридимензионална визија може да види како се наоѓаат во вселената во однос на Сонцето
Универзум Се приближуваме до границата на нашата Галаксија (тоа е прикажано со точкаста линија, бидејќи сме многу поместени од центарот, границата, се разбира, е асиметрична). Внатре во Галаксијата се прикажани значајни објекти: двоен радио пулсар, кандидат за црна дупка Cyg X-1 и глобуларното јато М13. Нагласен е и центарот на Галаксијата. На врвот ги гледаме галаксиите на локалната група: маглината Андромеда и сите мали нешта. Во горниот десен агол е M81. Ова е подалечна галаксија.
Космологија, светот на галаксиите. На самото дно е нашиот кластер Девица (десно, каде што е М87). Далечните објекти се формирале како два столба. Ова се должи на фактот дека во рамнината на Млечниот Пат апсорпцијата на светлината е преголема и затоа гледаме далечни галаксии и квазари само надвор од рамнината на нашата Галаксија. Поради фактот што картата е конформална, деталите за структурата со големи размери се соодветно пренесени. Видливи се стариот „Грејт ѕид“ и „Слоун Кинескиот ѕид“ - подалечни и подолги. Бидејќи се нацртани вистински објекти, на големи растојанија сликата станува нецелосна - ги гледаме само најсветлите извори (квазари на Дигиталното истражување на Слоан, на пример). Подолу е структурата на универзумот во големи размери во три димензии. Растојанија во слики, 6-та карта на универзумот
Универзум На десната страна има неколку јата галаксии на нашето небо. На врвот е кластер во сливот. Девица. Подолу е структурата на универзумот во големи размери во три димензии.
Што е мало во универзумот Ѕвезди Сончевиот систем Сончевиот систем
Што е мало во универзумот
Повторување: Следно - подобро да се замисли големината на Галаксијата и Универзумот како целина - повторно - до најмал размер: - големината на орбитата на Земјата до орбитата на електрон во атом на водород (0,53 * 10-8 см ). – дијаметарот на Сонцето е 0,0046 ангстроми. Тогаш најблиската ѕвезда ќе биде на растојание од 0,014 mm од Сонцето. Големината на Галаксијата ќе биде околу 35 см, а од Сонцето до црната дупка во центарот 10 см (само за камен!). На оваа скала, големината на Универзумот (13,7 милијарди светлосни години) не е толку голема, само 47 km 950 m. Визуелен модел: http://htwins.net/scale2/index.html
Повторување: Интервалот на скалата на големини на објектите во Универзумот (од основната должина на М. Планк - 10–35 m до границата на видливиот дел од Универзумот на Метагалаксијата - 1027 m), кој се наоѓа на скалата, и неговиот размерен центар
Целата маса на набљудуваниот Универзум е 1056 g; суперкластери на галаксии (според Vaucouleurs) - 1052 g; џиновски јата на галаксии кои се дел од суперјато - ...1048. Просечната маса на поединечна галаксија сега се проценува дека е... 1044 g Како огромни облаци прашина со маса од редот од 1040 g, ѕвездените јата имаат просечна маса од редот на 1036 g ѕвезди, и покрај нивната зачудувачки разновидност, сè уште се концентрирани во маса во опсег од 1032 g Идејата за планети е понејасна, бидејќи, за жал, знаеме само едно семејство на планети. Но, ако ги отфрлиме екстремните вредности (Јупитер и Плутон) и ја земеме просечната вредност, тогаш таков овластен претставник ќе биде Уран 8,8 * 1028 g. Сателитите на планетите имаат маса од околу 1024 g. Астероидите на нивната дистрибуција дијаграмите се во опсег од 1020 g за големи и 1016 -- за мали. …….. Иако сè уште има ледени прстени на Сатурн со најчест дијаметар од 0,6 метри и затоа со маса од 10-4 g, но уште поизненадувачки е што на другиот крај на светската скала во микрокосмосот експонентите се покоруваат на истата шема. Масата на електронот е 9,1 * 10-28 g, масата на протон и неутрон е 1,6 * 10-24. Па дури и остатокот од масата на неутриното, според прелиминарните резултати, е од редот на величина 10-32 грама.
Карл Саган, познат американски научник, составил „космички календар“ кој стана исклучително популарен. Тој ја постави целата историја на Универзумот, вклучувајќи го и развојот на животот на Земјата, на скалата на конвенционална космичка година. Освен тоа, историјата на самата човечка цивилизација опфаќа речиси еден момент од таков календар - стотинки. Еве како изгледа на три табели: Табела 1 Пред декември датуми Биг Бенг - 1 јануари Појавата на галаксијата Млечен Пат - 1 мај Појавата на Сонцето систем - 9 септември Формирање на планетата Земја - 14 септември Појавата на животот на Земјата - 25 септември Формирањето на најстарите планини на земјата - 2 октомври Времето на формирање на најстарите фосили (бактерии и сино-зелени алги) - 9 октомври Појавата на сексуална репродукција - 1 ноември Најстарите фотосинтетички растенија - 12 ноември Еукариоти (првите клетки што содржат јадра) - 15 ноември
Табела II Космички календар Декември број 1 Формирање на кислородна атмосфера на Земјата. 5 Интензивни вулкански ерупции и формирање на канали на Марс. 16 Првите црви. 17 Крајот на прекамбрискиот период. Палеозојска ера и почеток на камбрискиот период. Појавата на безрбетници. 18 Првиот океански планктон. Подемот на трилобити. 19 Ордовицијански период. Првите риби, првите 'рбетници. 20 Силур. Првите спори растенија. Растенијата ја освојуваат земјата. 21 Почеток на Девонскиот период. Првите инсекти. Животните ја колонизираат земјата. 22 Првите водоземци. Првите крилести инсекти. 23 Карбонски период. Првите дрвја. Првите влекачи. 24 Почеток на Пермскиот период. Првите диносауруси. 25 Крајот на палеозојската ера. Почеток на мезозојската ера. 26 Тријасски период. Првите цицачи. 27 Јура период. Првите птици. 28 Креда период. Првите цвеќиња. Истребување на диносаурусите. 29 Крај на мезозојската ера. Кенозојска ера и почеток на терциерниот период. Првите китоми. Првите примати. 30 Почеток на развојот на фронталните лобуси на церебралниот кортекс кај приматите. Првите хоминиди. Подемот на џиновски цицачи. 31 Крајот на плиоценскиот период. Кватернарен (плеистоцен и холоцен) период. Првите луѓе.
Табела III 31 декември, часови, минути, секунди Појавување на проконзулот и Рамапитекус, можни предци на мајмуните и луѓето 13.30.00 Првите луѓе 22.30.00 Широка употреба на камени алатки 23.00.00 Употреба на оган од страна на Пекиншкиот човек 23.6. Почеток на последниот глацијациски период 23.56.00 Населба на Австралија 23.58.00 Процут на пештерското сликарство во Европа 23.59.00 Откривање на земјоделството 23.59.20 Неолитска цивилизација - првите градови 23.59.35 Први династии на Египет и 9.9. .50 Отворање писмо; држава Акад; Законите на Хамураби во Вавилонија; Средното Кралство во Египет 23.59.52 Бронзена металургија; микенската култура; Тројанска војна: култура на Олмеците; изум на компасот 23.59.53 Железна металургија; првата Асирска империја; Кралството Израел; основање на Картагина од страна на Феничаните 59/23/54 Династија Чин во Кина; Империјата на Ашока во Индија: Атина во времето на Перикле; раѓање на Буда 23.59.55 Евклидова геометрија; Архимедова физика; Птоломејска астрономија; Римската империја; раѓање на Христос 23.59.56 Воведување на нула и децимално броење во индиската аритметика; пад на Рим; Муслимански освојувања 23.59.57 цивилизација на Маите; Династија Сонг во Кина; Византиска империја; Монголска инвазија; Крстоносните војни 59.23.58 Ренесанса во Европа; патувања и географски откритија направени од Европејците и Кинезите за време на династијата Минг, воведување на експерименталниот метод во науката 59/23/59
Широк развој на науката и технологијата; појавата на глобалната култура; создавање средства способни да го уништат човечкиот род, првите чекори во истражувањето на вселената и потрагата по вонземска интелигенција - Сегашниот момент и во првите секунди од Новата година Сидералната ера на еволуцијата на Универзумот ќе заврши околу 1014 година години. Овој период е 10 илјади пати подолг од времето што наводно поминало од почетокот на ширењето на Универзумот до денес. Следно ќе дојде редот на галаксиите што се состојат од стотици и стотици милијарди ѕвезди. Во центрите на галаксиите има супермасивни црни дупки.За иднината на галаксиите важни се многу ретки настани во нашево време, кога ѕвезда како резултат на гравитациската интеракција со другите ѕвезди стекнува голема брзина, ја напушта галаксијата и се врти во меѓугалактички скитник. Ѕвездите постепено ќе ја напуштат галаксијата, а нејзиниот централен дел постепено ќе се намалува, претворајќи се во многу компактно ѕвездено јато. Во такво јато, ѕвездите ќе се судрат една со друга, претворајќи се во гас, а овој гас главно ќе падне во централната супермасивна дупка, зголемувајќи ја нејзината маса.Последната фаза е супермасивна „црна дупка“ која ги проголтала остатоците од ѕвездите во централниот дел на галаксијата и дисперзијата на околу 90% од сите ѕвезди во надворешниот делови во вселената Процесот на уништување на галаксиите ќе заврши за околу 1019 години, дотогаш сите ѕвезди одамна ќе исчезнат и ќе го изгубат правото да се нарекуваат ѕвезди.
Просечниот животен век на еден протон се проценува на приближно 1032 години. Конечниот производ на распаѓањето на протонот е еден позитрон, зрачење во форма на фотон, неутрино, а можеби и еден или повеќе парови електрон-позитрон. Значи, за околу 1032 години, нуклеарната материја целосно ќе се распадне. Дури и изумрените ѕвезди ќе исчезнат од светот. По 1032 години, целата нуклеарна материја целосно ќе се распадне, ѕвездите и планетите ќе се претворат во фотони и неутрина. И „црните дупки“ не се вечни. Во гравитационото поле во близина на „црна дупка“, како што знаеме, се случува раѓање на честички; Освен тоа, „црните дупки“ со маса од редот на ѕвездената маса или повеќе произведуваат кванти на зрачење. Овој процес доведува до намалување на масата на „црната дупка“; таа постепено се претвора во фотони, неутрина и гравитони. „Црна дупка“ со маса од 10 соларни маси ќе испари за 1069 години, а супермасивна „црна дупка“, чија маса е уште една милијарда пати поголема, ќе испари за 1096 години. Поради проширувањето на Универзумот , густината на зрачењето, како што веќе спомнавме, паѓа побрзо од електронската густина - позитронска плазма, а за 10.100 години оваа конкретна плазма ќе стане доминантна, а покрај неа практично нема да остане ништо во Универзумот.На возраст од Универзумот за 10.100 години, светот практично ќе остане само електрони и позитрони, расфрлани во вселената со ужасно незначителна густина: една честичка ќе претставува волумен еднаков на 10185 тома од сè што е видливо денес.
Фотографиите од површината на Марс покажуваат траги од пресушен поток. Како што беше објавено на веб-страницата на агенцијата на 27 септември, фотографиите направени од роверот Curiosity во кратерот Гејл покажуваат камчиња донесени од антички поток. Најнови вести од астрономијата, 09-10.2012:
Експерименти на проектот Radioastronhttp://ria.ru/science/20120918/753411048.htmlRoscosmos објави почеток на прифаќање апликации за научни експерименти на проектот Radioastron, објави прес-службата на Федералната вселенска агенција.„Првиот отворен конкурс за научни за истражување се најавени апликации за интерферометарот земја-простор „Радиоастрон“ за периодот на набљудување јули 2013 - јуни 2014 година заклучно“, се наведува во пораката. Најнови вести од астрономијата, 2012 година.
Вовед
Главен дел
1.Космологија
2. Структура на универзумот:
2.1.Метагалаксија
2.2.Галаксии
2.3.Ѕвезди
2.4 Планетата и Сончевиот систем
3. Средства за набљудување на објекти на Универзумот
4. Проблемот со потрагата по вонземски цивилизации
Заклучок
Вовед
Универзумот е најглобален објект на мегасветот, неограничен во време и простор. Според современите идеи, тоа е огромна, огромна сфера. Постојат научни хипотези за „отворен“, односно „континуирано проширување“ на универзумот, како и „затворен“, односно „пулсирачки“ универзум. Двете хипотези постојат во неколку верзии. Сепак, потребно е многу темелно истражување додека една или друга од нив не се претвори во повеќе или помалку добро заснована научна теорија.
Универзумот на различни нивоа, од конвенционално елементарни честички до џиновски суперкластери на галаксии, се карактеризира со структура. Структурата на универзумот е предмет на проучување на космологијата, една од важните гранки на природните науки, која се наоѓа на пресекот на многу природни науки: астрономија, физика, хемија итн. Модерната структура на Универзумот е резултат на космички еволуција, при што галаксиите се формирале од протогалаксии, ѕвезди од протоѕвезди, протопланетарен облак - планета.
Космологија
Космологијата е астрофизичка теорија за структурата и динамиката на промените во Метагалаксијата, која вклучува одредено разбирање за својствата на целиот универзум.
Самиот термин „космологија“ е изведен од два грчки збора: космос - универзум и логос - закон, доктрина. Во неговото јадро, космологијата е гранка на природната наука која ги користи достигнувањата и методите на астрономијата, физиката, математиката и филозофијата. Природната научна основа на космологијата се астрономските набљудувања на Галаксијата и другите ѕвездени системи, општата релативност, физиката на микропроцесите и високите енергетски густини, релативистичката термодинамика и голем број други нови физички теории.
Многу одредби од модерната космологија изгледаат фантастично. Концептите на Универзумот, бесконечноста и Биг Бенг не се подложни на визуелна физичка перцепција; таквите објекти и процеси не можат директно да се фатат. Поради оваа околност се добива впечаток дека зборуваме за нешто натприродно. Но, таквиот впечаток е измамен, бидејќи функционирањето на космологијата е многу конструктивно, иако многу од нејзините одредби се покажаа како хипотетички.
Модерната космологија е гранка на астрономијата која ги комбинира податоците од физиката и математиката, како и универзалните филозофски принципи, па затоа претставува синтеза на научно и филозофско знаење. Таквата синтеза во космологијата е неопходна бидејќи размислувањата за потеклото и структурата на Универзумот се емпириски тешки за тестирање и најчесто постојат во форма на теоретски хипотези или математички модели. Космолошките истражувања обично се развиваат од теорија до пракса, од модел до експеримент, и тука првичните филозофски и општи научни принципи добиваат големо значење. Поради оваа причина, космолошките модели значително се разликуваат едни од други - тие често се засноваат на спротивставени почетни филозофски принципи. За возврат, сите космолошки заклучоци влијаат и на општите филозофски идеи за структурата на Универзумот, т.е. промена на основните идеи на една личност за светот и за себе.
Најважниот постулат на модерната космологија е дека законите на природата, воспоставени со проучување на многу ограничен дел од Универзумот, може да се екстраполираат на многу пошироки области и, на крајот, на целиот Универзум. Космолошките теории се разликуваат во зависност од тоа на кои физички принципи и закони се засноваат. Моделите изградени на нивна основа мора да овозможат тестирање за набљудуваниот регион на Универзумот, а заклучоците од теоријата мора да бидат потврдени со набљудувања или, во секој случај, да не им противречат.
Структура на универзумот
Метагалаксија
Метагалаксијата е дел од Универзумот што може да се проучува со астрономски средства. Се состои од стотици милијарди галаксии, од кои секоја ротира околу сопствената оска и истовремено се расфрла една од друга со брзина од 200 до 150.000 km. сек.(2).
Едно од најважните својства на Метагалаксијата е нејзиното постојано ширење, како што е потврдено од „проширувањето“ на галаксичните јата. Доказите дека галаксичките јата се оддалечуваат едни од други доаѓаат од „црвеното поместување“ во спектрите на галаксиите и откривањето на CMB (екстрагалактички позадинско зрачење кое одговара на температура од околу 2,7 К) (1).
Важна последица следи од феноменот на проширување на Метагалаксијата: во минатото растојанијата меѓу галаксиите биле помали. И ако се земе предвид дека самите галаксии во минатото биле продолжени и ретки гасни облаци, тогаш очигледно е дека пред милијарди години границите на овие облаци се затвориле и формирале единствен хомоген гасен облак кој доживеал постојано ширење.
Друго важно својство на Метагалаксијата е рамномерната распределба на материјата во неа (чиј најголем дел е концентриран во ѕвезди). Во својата сегашна состојба, Метагалаксијата е хомогена на скала од околу 200 Mpc. Малку е веројатно дека била ваква во минатото. На самиот почеток на ширењето на Метагалаксијата, нехомогеноста на материјата можеше да постои. Потрагата по траги на хетерогеност во минатите состојби на Метагалаксијата е еден од најважните проблеми на екстрагалактичката астрономија(2).
Хомогеноста на Метагалаксијата (и Универзумот) мора да се разбере и во смисла дека структурните елементи на далечните ѕвезди и галаксии, физичките закони на кои тие се покоруваат и физичките константи, очигледно, се исти насекаде со висок степен на точност, т.е. исто како и во нашиот регион на Метагалаксијата, вклучувајќи ја и Земјата. Типична галаксија оддалечена стотици милиони светлосни години во основа изгледа исто како нашата. Според тоа, спектрите на атомите, законите на хемијата и атомската физика таму се идентични со оние прифатени на Земјата. Оваа околност овозможува самоуверено проширување на законите на физиката откриени во земна лабораторија на пошироки области на Универзумот.
Идејата за хомогеноста на Метагалаксијата уште еднаш докажува дека Земјата не зазема никаква привилегирана позиција во Универзумот. Се разбира, Земјата, Сонцето и Галаксијата ни изгледаат важни и исклучителни за нас луѓето, но за вселената како целина не се.
Според современите концепти, Метагалаксијата се карактеризира со клеточна (мрежеста, порозна) структура. Овие идеи се засноваат на податоци од астрономски набљудувања, кои покажаа дека галаксиите не се рамномерно распоредени, туку се концентрирани во близина на границите на клетките, во кои речиси и да нема галаксии. Покрај тоа, пронајдени се огромни количини на простор во кој сè уште не се откриени галаксии.
Ако земеме не поединечни делови од Метагалаксијата, туку нејзината структура од големи размери како целина, тогаш очигледно е дека во оваа структура нема посебни, карактеристични места или насоки и материјата е релативно рамномерно распоредена.
Староста на Метагалаксијата е блиску до возраста на Универзумот, бидејќи формирањето на нејзината структура се случува во периодот по одвојувањето на материјата и зрачењето. Според современите податоци, староста на Метагалаксијата се проценува на 15 милијарди години. Научниците веруваат дека староста на галаксиите што се формирале во една од почетните фази на проширувањето на Метагалаксијата е очигледно блиску до ова.
Галаксии
Галаксија е збирка ѕвезди во волумен во облик на леќа. Повеќето од ѕвездите се концентрирани во рамнината на симетрија на овој волумен (галактичката рамнина), помал дел е концентриран во сферичниот волумен (галактичкото јадро).
Покрај ѕвездите, галаксиите вклучуваат меѓуѕвездена материја (гасови, прашина, астероиди, комети), електромагнетни и гравитациони полиња и космичко зрачење. Сончевиот систем се наоѓа во близина на галактичката рамнина на нашата галаксија. За набљудувач на Земјата, ѕвездите концентрирани во галактичката рамнина се спојуваат во видливата слика на Млечниот Пат.
Систематското проучување на галаксиите започна на почетокот на минатиот век, кога на телескопите беа инсталирани инструменти за спектрална анализа на емисиите на светлина од ѕвездите.
Американскиот астроном Е. Хабл развил метод за класификација на галаксиите познати во тоа време, земајќи ја предвид нивната набљудувана форма. Неговата класификација идентификува неколку типови (класи) на галаксии, од кои секоја има подтипови или подкласи. Тој, исто така, ја одреди приближната процентуална дистрибуција на набљудуваните галаксии: елипсовидна форма (приближно 25%), спирална (приближно 50%), леќеста (приближно 20%) и чудна (неправилна форма) галаксии (приближно 5%) (2).
Елиптичните галаксии имаат просторен облик на елипсоид со различен степен на компресија. Тие се наједноставни по структура: распределбата на ѕвездите рамномерно се намалува од центарот.
Неправилните галаксии немаат посебна форма и немаат централно јадро.
Спиралните галаксии се претставени во спирална форма, вклучувајќи ги и спиралните краци. Ова е најбројниот тип на галаксија, кој ја вклучува нашата галаксија - Млечниот пат.
Млечниот пат е јасно видлив во ноќ без месечина. Се чини дека е кластер на светлечки маглини маси кои се протегаат од едната до другата страна на хоризонтот и се состои од приближно 150 милијарди ѕвезди. Има форма на сплескана топка. Во неговиот центар има јадро, од кое се протегаат неколку спирални ѕвездени гранки. Нашата галаксија е исклучително голема: од еден до друг раб, светлосен зрак патува околу 100 илјади Земјини години. Повеќето од неговите ѕвезди се концентрирани во џиновски диск дебел околу 1.500 светлосни години. На оддалеченост од околу 2 милиони светлосни години од нас се наоѓа најблиската галаксија до нас - маглината Андромеда, која по својата структура наликува на Млечниот Пат, но значително ја надминува по големина. Нашата галаксија, маглината Андромеда, заедно со другите соседни ѕвездени системи формираат локална група на галаксии. Сонцето се наоѓа на оддалеченост од околу 30 илјади светлосни години од центарот на Галаксијата.
Денес е познато дека галаксиите се обединуваат во стабилни структури (јаста и суперјата на галаксии). Астрономите знаат галактички облак со густина од 220.032 галаксии на квадратен степен. Нашата галаксија е дел од јатото галаксии наречено Локален систем.
Локалниот систем ја вклучува нашата галаксија, галаксијата Андромеда, спиралната галаксија од соѕвездието Триаголник и 31 друг ѕвезден систем. Дијаметарот на овој систем е 7 милиони светлосни години. Оваа асоцијација на галаксии ја вклучува галаксијата Андромеда, која е значително поголема од нашата галаксија: нејзиниот дијаметар е повеќе од 300 илјади светлосни години. години. Се наоѓа на растојание од 2,3 милиони св. години од нашата Галаксија и се состои од неколку милијарди ѕвезди. Заедно со таква огромна галаксија како што е маглината Андромеда, астрономите се свесни за џуџестите галаксии (3).
Речиси сферични галаксии со големина од 3000 светлосни години се откриени во соѕвездијата Лав и Скулптор. години во дијаметар. Постојат податоци за линеарните големини на следните големи структури во Универзумот: ѕвездени системи - 108 km, галаксии кои содржат околу 1013 ѕвезди - 3.104 светлина. години, јато галаксии (од 50 светли галаксии) - 107 sv. години, суперјато на галаксии - 109 sv. години. Растојанието помеѓу галаксичните јата е приближно 20 107 литри. години (1).
Ознаката на галаксиите обично се дава во однос на соодветниот каталог: каталошка ознака плус број на галаксија (NGC2658, каде што NGC е новиот општ каталог на Драјер, 2658 е бројот на галаксијата во овој каталог) Во првите каталози на ѕвезди, галаксиите биле по грешка евидентирани како маглини со одредена сјајност. Во втората половина на дваесеттиот век. Откриено е дека Хабловата класификација на галаксиите не е точна: има многу варијанти на галаксии со необични форми. Локалниот систем (јато галаксии) е дел од џиновско суперјато галаксии, чиј дијаметар е 100 милиони години; нашиот локален систем се наоѓа на растојание од повеќе од 30 милиони светлосни години од центарот на ова суперјато. години (1). Модерната астрономија користи широк спектар на методи за проучување на објекти лоцирани на големи растојанија од набљудувачот. Методот на радиолошки мерења, развиен на почетокот на минатиот век, зазема големо место во астрономските истражувања.
Ѕвезди
Светот на ѕвездите е неверојатно разновиден. И иако сите ѕвезди се жешки топки како Сонцето, нивните физички карактеристики значително се разликуваат.(1) Постојат, на пример, ѕвезди - џинови и суперџинови. Тие се поголеми од Сонцето.
Покрај џиновските ѕвезди, постојат и џуџести ѕвезди, кои се значително помали по големина од Сонцето. Некои џуџиња се помали од Земјата, па дури и од Месечината. Кај белите џуџиња, термонуклеарните реакции практично не се случуваат; тие се можни само во атмосферата на овие ѕвезди, каде што водородот влегува од меѓуѕвездената средина. Во основа, овие ѕвезди сјаат поради огромните резерви на топлинска енергија. Времето на нивното ладење е стотици милиони години. Постепено, белото џуџе се лади, неговата боја се менува од бела во жолта, а потоа во црвена. Конечно, се претвора во црно џуџе - мртва, ладна мала ѕвезда со големина на земјината топка која не може да се види од друг планетарен систем (3).
Има и неутронски ѕвезди - тоа се огромни атомски јадра.
Ѕвездите имаат различни површински температури - од неколку илјади до десетици илјади степени. Според тоа, се разликува и бојата на ѕвездите. Релативно „ладните“ ѕвезди со температура од 3-4 илјади степени се црвени. Нашето Сонце, со површина „загреана“ до 6 илјади степени, има жолтеникава боја. Најжешките ѕвезди - со температури над 12 илјади степени - се бели и синкави.
Ѕвездите не постојат изолирано, туку формираат системи. Наједноставните ѕвездени системи се состојат од 2 или повеќе ѕвезди. Ѕвездите исто така се обединети во уште поголеми групи - ѕвездени јата.
Возраста на ѕвездите варира во прилично широк опсег на вредности: од 15 милијарди години, што одговара на возраста на Универзумот, до стотици илјади - најмладите. Има ѕвезди кои моментално се формираат и се во протоѕвездена фаза, односно се уште не станале вистински ѕвезди.
Раѓањето на ѕвездите се случува во маглини гас-прашина под влијание на гравитациски, магнетни и други сили, поради што се формираат нестабилни хомогености и дифузната материја се распаѓа во низа кондензации. Ако таквите кондензации опстојуваат доволно долго, тогаш со текот на времето тие се претвораат во ѕвезди. Важно е да се напомене дека процесот на раѓање не е на поединечна изолирана ѕвезда, туку на ѕвездени асоцијации.
Ѕвездата е плазма топка. Најголемиот дел (98-99%) од видливата материја во делот од Универзумот познат за нас е концентриран во ѕвезди. Ѕвездите се моќни извори на енергија. Особено, животот на Земјата го должи своето постоење на енергијата на зрачењето на Сонцето.
Ѕвездата е динамичен плазма систем кој се менува во насока. За време на животот на ѕвездата, нејзиниот хемиски состав и дистрибуцијата на хемиските елементи значително се менуваат. Во подоцнежните фази на развој, ѕвездената материја преминува во состојба на дегенериран гас (во кој квантното механичко влијание на честичките една врз друга значително влијае на нејзините физички својства - притисок, топлински капацитет итн.), а понекогаш и неутронска материја (пулсари - неутрони ѕвезди, пукнатини - извори на рендген, итн.).
Ѕвездите се раѓаат од космичката материја како резултат на нејзината кондензација под влијание на гравитациони, магнетни и други сили. Под влијание на универзалните гравитациски сили, се формира густа топка од гасен облак - протоѕвезда, чија еволуција поминува низ три фази.
Првата фаза од еволуцијата е поврзана со одвојување и набивање на космичката материја. Втората ја претставува брзата компресија на протоѕвезда. Во одреден момент, притисокот на гасот во протоѕвездата се зголемува, што го забавува процесот на нејзино компресија, но температурата во внатрешните региони сè уште останува недоволна за почеток на термонуклеарна реакција. Во третата фаза, протоѕвездата продолжува да се собира и нејзината температура се зголемува, што доведува до почеток на термонуклеарна реакција. Притисокот на гасот што тече надвор од ѕвездата е избалансиран со силата на гравитацијата, а гасната топка престанува да се компресира. Се формира рамнотежен објект - ѕвезда. Таквата ѕвезда е саморегулирачки систем. Ако температурата внатре не се зголеми, ѕвездата се надува. За возврат, ладењето на ѕвездата доведува до нејзина последователна компресија и загревање, а нуклеарните реакции во неа се забрзуваат. Така, температурниот баланс е обновен. Процесот на трансформирање на протоѕвезда во ѕвезда трае милиони години, што е релативно краток во космички размери.
Раѓањето на ѕвездите во галаксиите се случува постојано. Овој процес, исто така, ја компензира континуираната смрт на ѕвездите. Затоа, галаксиите се состојат од стари и млади ѕвезди. Најстарите ѕвезди се концентрирани во глобуларни јата, нивната возраст е споредлива со возраста на галаксијата. Овие ѕвезди се формирале кога протогалактичкиот облак се распаднал на помали и помали купчиња. Младите ѕвезди (стари околу 100 илјади години) постојат поради енергијата на гравитациската компресија, која го загрева централниот регион на ѕвездата на температура од 10-15 милиони К и „ја активира“ термонуклеарната реакција на претворање на водородот во хелиум. Токму термонуклеарната реакција е изворот на сопствениот сјај на ѕвездите.
Од моментот кога започнува термонуклеарната реакција, претворајќи го водородот во хелиум, ѕвезда како нашето Сонце се движи во таканаречената главна низа, според која карактеристиките на ѕвездата ќе се менуваат со текот на времето: нејзината сјајност, температура, радиус, хемиски состав и маса. Откако ќе изгори водородот, во централната зона на ѕвездата се формира јадро на хелиум. Водородните термонуклеарни реакции продолжуваат да се случуваат, но само во тенок слој во близина на површината на ова јадро. Нуклеарните реакции се движат кон периферијата на ѕвездата. Изгореното јадро почнува да се собира, а надворешната обвивка почнува да се шири. Школката отекува до колосални големини, надворешната температура станува ниска, а ѕвездата влегува во фазата на црвениот џин. Од овој момент, ѕвездата влегува во последната фаза од својот живот. Нашето Сонце го очекува ова за околу 8 милијарди години. Во исто време, нејзината големина ќе се зголеми до орбитата на Меркур, а можеби дури и до орбитата на Земјата, така што нема да остане ништо од копнените планети (или ќе останат стопените карпи).
Црвениот џин се карактеризира со ниски надворешни, но многу високи внатрешни температури. Во исто време, сè потешките јадра се вклучени во термонуклеарните процеси, што доведува до синтеза на хемиски елементи и континуирано губење на материјата од црвениот џин, кој се исфрла во меѓуѕвездениот простор. Така, за само една година Сонцето, наоѓајќи се во фаза на црвениот џин, може да изгуби еден милионити дел од својата тежина. За само десет до сто илјади години, од црвениот џин останува само централното јадро на хелиумот, а ѕвездата станува бело џуџе. Така, белото џуџе созрева внатре во црвениот џин, а потоа ги отфрла остатоците од обвивката, површинските слоеви, кои формираат планетарна маглина околу ѕвездата.
Белите џуџиња се мали по големина - нивниот дијаметар е дури и помал од дијаметарот на Земјата, иако нивната маса е споредлива со Сонцето. Густината на таква ѕвезда е милијарди пати поголема од густината на водата. Кубен сантиметар од неговата супстанција тежи повеќе од еден тон. Сепак, оваа супстанца е гас, иако со чудовишна густина. Супстанцијата што го сочинува белото џуџе е многу густ јонизиран гас кој се состои од атомски јадра и поединечни електрони.
Кај белите џуџиња, термонуклеарните реакции практично не се случуваат; тие се можни само во атмосферата на овие ѕвезди, каде што водородот влегува од меѓуѕвездената средина. Во основа, овие ѕвезди сјаат поради огромните резерви на топлинска енергија. Времето на нивното ладење е стотици милиони години. Постепено, белото џуџе се лади, неговата боја се менува од бела во жолта, а потоа во црвена. Конечно, се претвора во црно џуџе - мртва, ладна мала ѕвезда со големина на земјината топка која не може да се види од друг планетарен систем.
Помасивните ѕвезди се развиваат малку поинаку. Тие живеат само неколку десетици милиони години. Водородот согорува во нив многу брзо, а тие се претвораат во црвени џинови за само 2,5 милиони години. Во исто време, температурата во нивното јадро на хелиум се зголемува до неколку стотици милиони степени. Оваа температура овозможува да се појават реакции на јаглеродниот циклус (фузија на јадра на хелиум, што доведува до формирање на јаглерод). Јаглеродното јадро, пак, може да прикачи друго јадро на хелиум и да формира јадро на кислород, неон итн. сè до силиконот. Запаленото јадро на ѕвездата се собира, а температурата во неа се зголемува на 3-10 милијарди степени. Во такви услови, комбинираните реакции продолжуваат до формирање на железни јадра - најстабилниот хемиски елемент во целата низа. Потешки хемиски елементи - од железо до бизмут - исто така се формираат во длабочините на црвените џинови, во процесот на бавно заробување на неутрони. Во овој случај, енергијата не се ослободува, како во термонуклеарните реакции, туку, напротив, се апсорбира. Како резултат на тоа, компресијата на ѕвездата се забрзува (4).
Формирањето на најтешките јадра, кои го затвораат периодниот систем, се претпоставува дека се случува во лушпите на ѕвездите кои експлодираат, при нивната трансформација во нови или супернови, кои некои црвени џинови стануваат. Во згура ѕвезда, рамнотежата е нарушена, електронскиот гас повеќе не може да го издржи притисокот на нуклеарниот гас. Се случува колапс - катастрофална компресија на ѕвездата, таа „експлодира навнатре“. Но, ако одбивањето на честички или било која друга причина сè уште го запре овој колапс, се случува силна експлозија - експлозија на супернова. Во исто време, не само обвивката на ѕвездата, туку и до 90% од нејзината маса се фрла во околниот простор, што доведува до формирање на гасни маглини. Во исто време, сјајноста на ѕвездата се зголемува милијарди пати. Така, експлозија на супернова е снимена во 1054 година. Во кинеските хроники е забележано дека е видлива во текот на денот, како Венера, 23 дена. Во наше време, астрономите открија дека оваа супернова ја оставила зад себе маглината Рак, која е моќен извор на радио емисија (5).
Експлозијата на супернова е придружена со ослободување на монструозна количина на енергија. Во овој случај, се генерираат космички зраци, кои во голема мера го зголемуваат природното позадинско зрачење и нормалните дози на космичко зрачење. Така, астрофизичарите пресметале дека приближно еднаш на секои 10 милиони години, суперновите еруптираат во непосредна близина на Сонцето, зголемувајќи ја природната позадина за 7 илјади пати. Ова е полн со сериозни мутации на живите организми на Земјата. Покрај тоа, за време на експлозија на супернова, целата надворешна обвивка на ѕвездата се фрла заедно со „згурата“ што се акумулирала во неа - хемиски елементи, резултатите од нуклеосинтезата. Затоа, меѓуѕвездената средина релативно брзо ги стекнува сите моментално познати хемиски елементи потешки од хелиумот. Ѕвездите од следните генерации, вклучувајќи го и Сонцето, од самиот почеток содржат мешавина од тешки елементи во нивниот состав и во составот на облакот од гас и прашина што ги опкружува (5).
Планети и Сончев систем
Сончевиот систем е систем ѕвезда-планета. Во нашата галаксија има приближно 200 милијарди ѕвезди, меѓу кои експертите веруваат дека некои ѕвезди имаат планети. Сончевиот систем вклучува централно тело, Сонцето и девет планети со нивните сателити (познати се повеќе од 60 сателити). Дијаметарот на Сончевиот систем е повеќе од 11,7 милијарди километри. (2).
На почетокот на 21 век. Откриен е објект во Сончевиот систем, кој астрономите го нарекле Седна (името на божицата на океанот ескими). Седна има дијаметар од 2000 км. Една револуција околу Сонцето е 10.500 Земјини години(7).
Некои астрономи го нарекуваат овој објект планета во Сончевиот систем. Други астрономи ги нарекуваат планети само оние вселенски објекти кои имаат централно јадро со релативно висока температура. На пример, температурата во центарот на Јупитер се проценува дека ќе достигне 20.000 К. Бидејќи Седна моментално се наоѓа на оддалеченост од околу 13 милијарди километри од центарот на Сончевиот систем, информациите за овој објект се прилично оскудни. На најоддалечената точка на орбитата, растојанието од Седна до Сонцето достигнува огромна вредност - 130 милијарди км.
Нашиот ѕвезден систем вклучува два појаси на помали планети (астероиди). Првиот се наоѓа помеѓу Марс и Јупитер (содржи повеќе од 1 милион астероиди), вториот е надвор од орбитата на планетата Нептун. Некои астероиди имаат дијаметар од повеќе од 1000 km. Надворешните граници на Сончевиот систем се опкружени со таканаречениот Орт облак, именуван по холандскиот астроном кој го претпоставил постоењето на овој облак во минатиот век. Астрономите веруваат дека работ на овој облак најблиску до Сончевиот систем се состои од ледени санти вода и метан (јадра на комети), кои, како и најмалите планети, се вртат околу Сонцето под влијание на неговата гравитација на растојание од над 12 милијарди км. Бројот на такви минијатурни планети е во милијарди (2).
Сончевиот систем е група на небесни тела, многу различни по големина и физичка структура. Во оваа група спаѓаат: Сонцето, девет големи планети, десетици планетарни сателити, илјадници мали планети (астероиди), стотици комети, безброј тела на метеорити. Сите овие тела се обединети во еден систем поради гравитационата сила на централното тело - Сонцето. Сончевиот систем е уреден систем кој има свои структурни закони. Унифицираната природа на Сончевиот систем се манифестира во фактот дека сите планети се вртат околу Сонцето во иста насока и речиси во иста рамнина. Сонцето, планетите, сателитите на планетите ротираат околу нивните оски во иста насока во која се движат по нивните траектории. Структурата на Сончевиот систем е исто така природна: секоја следна планета е приближно двојно подалеку од Сонцето од претходната (2).
Сончевиот систем е формиран пред приближно 5 милијарди години, а Сонцето е ѕвезда од втора генерација. Современите концепти за потеклото на планетите од Сончевиот систем се засноваат на фактот дека е неопходно да се земат предвид не само механичките сили, туку и другите, особено електромагнетните. Се верува дека токму електромагнетните сили одиграле одлучувачка улога во раѓањето на Сончевиот систем (2).
Според современите идеи, првобитниот гасен облак од кој се формирале и Сонцето и планетите се состоел од јонизиран гас подложен на влијание на електромагнетни сили. Откако Сонцето се формирало од огромен гасен облак преку концентрација, мали делови од овој облак останале на многу големо растојание од него. Гравитациската сила почна да го привлекува преостанатиот гас до добиената ѕвезда - Сонцето, но нејзиното магнетно поле го запре гасот што паѓа на далечина - токму таму каде што се наоѓаат планетите. Гравитациската константа и магнетните сили влијаеле на концентрацијата и кондензацијата на гасот што паѓа, и како резултат на тоа биле формирани планети. Кога се појавија најголемите планети, истиот процес беше повторен во помал обем, со што беа создадени сателитски системи.
Постојат неколку мистерии во проучувањето на Сончевиот систем.
1. Хармонија во движењето на планетите. Сите планети во Сончевиот систем се вртат околу Сонцето во елиптични орбити. Движењето на сите планети на Сончевиот систем се случува во иста рамнина, чиј центар се наоѓа во централниот дел на екваторијалната рамнина на Сонцето. Рамнината формирана од орбитите на планетите се нарекува еклиптична рамнина.
2. Сите планети и Сонцето ротираат околу сопствената оска. Ротационите оски на Сонцето и планетите, со исклучок на планетата Уран, се насочени, грубо кажано, нормално на еклиптичката рамнина. Оската на Уран е насочена речиси паралелно со еклиптичката рамнина, односно ротира лежејќи на негова страна. Друга негова карактеристика е тоа што ротира околу својата оска во друга насока, како Венера, за разлика од Сонцето и другите планети. Сите други планети и Сонцето ротираат спротивно на насоката на стрелката на часовникот. Уран има 15 сателити.
3. Помеѓу орбитите на Марс и Јупитер има појас на помали планети. Ова е таканаречениот астероиден појас. Малите планети имаат дијаметар од 1 до 1000 km. Нивната вкупна маса е помала од 1/700 од масата на Земјата.
4. Сите планети се поделени во две групи (земни и неземни). Првите се планети со висока густина, тешките хемиски елементи го заземаат главното место во нивниот хемиски состав. Тие се мали по големина и полека ротираат околу својата оска. Во оваа група спаѓаат Меркур, Венера, Земјата и Марс. Во моментов, се сугерира дека Венера е минатото на Земјата, а Марс е нејзината иднина.
Во втората група спаѓаат: Јупитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Тие се состојат од лесни хемиски елементи, брзо ротираат околу својата оска, полека орбитираат околу Сонцето и добиваат помалку зрачна енергија од Сонцето. Подолу (во табелата) се дадени податоци за просечната температура на површината на планетите на Целзиусова скала, должината на денот и ноќта, должината на годината, дијаметарот на планетите на Сончевиот систем и масата на планетата во однос на масата на Земјата (земено како 1).
Растојанието помеѓу орбитите на планетите приближно се удвојува кога се движите од секоја од нив на следната - „правилото Тициус-Боде“, забележано во распоредот на планетите.
Кога се разгледуваат вистинските растојанија на планетите до Сонцето, излегува дека Плутон во некои периоди е поблиску до Сонцето отколку Нептун, и затоа го менува својот реден број според правилото Тициус-Боде.
Мистеријата на планетата Венера. Во древните астрономски извори на Кина, Вавилон и Индија, стари 3,5 илјади години, не се споменува Венера. Американскиот научник И. Великовски во книгата „Судирани светови“, која се појави во 50-тите години. XX век, се претпоставува дека планетата Венера го зазеде своето место неодамна, за време на формирањето на античките цивилизации. Приближно еднаш на секои 52 години, Венера се приближува до Земјата, на растојание од 39 милиони километри. За време на периодот на големо спротивставување, на секои 175 години, кога сите планети се редат една по друга во иста насока, Марс се приближува до Земјата на растојание од 55 милиони километри.
Средства за набљудување на објектите на универзумот
Современите астрономски инструменти се користат за мерење на точните позиции на светилниците на небесната сфера (систематски набљудувања од овој вид овозможуваат проучување на движењата на небесните тела); да се определува брзината на движење на небесните тела по линијата на видот (радијални брзини): да се пресметаат геометриските и физичките карактеристики на небесните тела; да ги проучува физичките процеси што се случуваат во различни небесни тела; за одредување на нивниот хемиски состав и за многу други студии на небесни објекти со кои се занимава астрономијата. Сите информации за небесните тела и другите вселенски објекти се добиваат со проучување на различни зрачења кои доаѓаат од вселената, чии својства се директно зависни од својствата на небесните тела и од физичките процеси што се случуваат во вселената. Во овој поглед, главните средства за астрономски набљудувања се приемниците на космичкото зрачење, и првенствено телескопите кои ја собираат светлината на небесните тела.
Во моментов, се користат три главни типа на оптички телескопи: телескопи со леќи или рефрактори, огледални телескопи или рефлектори и системи со мешани огледални леќи. Моќта на телескопот директно зависи од геометриските димензии на неговата леќа или огледало што собира светлина. Затоа, неодамна, рефлектирачките телескопи станаа сè почесто користени, бидејќи според техничките услови е можно да се произведуваат огледала со значително поголеми дијаметри од оптичките леќи.
Современите телескопи се многу сложени и напредни единици, за чие создавање се користат најновите достигнувања во електрониката и автоматизацијата. Современата технологија овозможи да се создадат голем број уреди и уреди кои во голема мера ги проширија можностите за астрономски набљудувања: телевизиските телескопи овозможуваат да се добијат јасни слики од планети на екранот, електронско-оптичките конвертори овозможуваат набљудувања во невидливи инфрацрвени зраци, а телескопите со автоматска корекција го компензираат влијанието на атмосферските пречки. Во последниве години, новите приемници на космичко зрачење - радио телескопи, кои овозможуваат да се погледне во длабочините на Универзумот многу подалеку од најмоќните оптички системи, станаа сè пораспространети.
Радио астрономијата, која се појави во раните 1930-ти, значително го збогати нашето разбирање за Универзумот. на нашиот век. Во 1943 година, советските научници Л.И., Манделштам и Н.Д. Папалекси теоретски ја потврди можноста за радарско откривање на Месечината (10).
Радио брановите испратени од човекот стигнаа до Месечината и, рефлектирани од неа, се вратија на Земјата.50-тите години на 20 век. - период на невообичаено брз развој на радио астрономијата. Секоја година, радио брановите носеа од вселената нови неверојатни информации за природата на небесните тела. Денес, радио астрономијата ги користи најчувствителните уреди за прием и најголемите антени. Радио телескопите навлегоа во длабочините на вселената кои сè уште се недостапни за конвенционалните оптички телескопи. Радио космосот се отвори пред човекот - сликата на Универзумот во радио бранови (10).
Постојат и голем број астрономски инструменти кои имаат специфични намени и се користат за специфични истражувања. Таквите инструменти вклучуваат, на пример, телескоп со соларна кула изграден од советски научници и инсталиран во Кримската астрофизичка опсерваторија.
Различни чувствителни инструменти се повеќе се користат во астрономските набљудувања, што овозможува снимање на топлинско и ултравиолетово зрачење од небесните тела и снимање на објекти невидливи за око на фотографска плоча.
Следната фаза на трансатмосферските набљудувања беше создавањето на орбитални астрономски опсерватории (ОАО) на вештачките сателити на Земјата. Такви опсерватории, особено, се советските орбитални станици Саљут. Орбиталните астрономски опсерватории од различни типови и намени се цврсто воспоставени во пракса (9).
При астрономските набљудувања се добиваат серии од броеви, астрофотографии, спектрограми и други материјали кои мора да бидат подложени на лабораториска обработка за конечни резултати. Оваа обработка се врши со помош на лабораториски мерни инструменти. Електронските компјутери се користат за обработка на резултатите од астрономските набљудувања.
Машините за мерење на координатите се користат за мерење на позициите на сликите на ѕвездите на астрофотографиите и сликите на вештачките сателити во однос на ѕвездите на сателитски грамови. Микрофотометрите се користат за мерење на поцрнувањето на фотографиите на небесните тела и спектрограмите. Важен инструмент неопходен за набљудувања е астрономскиот часовник (9).
Проблемот со потрагата по вонземски цивилизации
Развојот на природните науки во втората половина на 20 век, извонредните откритија во областа на астрономијата, кибернетиката, биологијата и радиофизиката овозможија да се пренесе проблемот на вонземските цивилизации од чисто шпекулативна и апстрактна теоретска перспектива на практичен план. . За прв пат во историјата на човештвото, стана можно да се спроведе длабоко и детално експериментално истражување за овој важен фундаментален проблем. Потребата за ваков вид на истражување е детерминирана од фактот дека откривањето на вонземски цивилизации и воспоставувањето контакт со нив може да има огромно влијание врз научниот и технолошкиот потенцијал на општеството и да има позитивно влијание врз иднината на човештвото.
Од гледна точка на модерната наука, претпоставката за можноста за постоење на вонземски цивилизации има објективна основа: идејата за материјалното единство на светот; за развојот, еволуцијата на материјата како нејзина универзална сопственост; природни научни податоци за редовната, природна природа на потеклото и еволуцијата на животот, како и за потеклото и еволуцијата на човекот на Земјата; астрономски податоци дека Сонцето е типична, обична ѕвезда на нашата Галаксија и нема причина да се разликува од многу други слични ѕвезди; во исто време, астрономијата произлегува од фактот дека има широк спектар на физички услови во Космосот, кои, во принцип, можат да доведат до појава на најразновидните форми на високо организирана материја.
Проценката на можната распространетост на вонземски (вселенски) цивилизации во нашата галаксија се врши со помош на формулата на Дрејк:
Тековниот документ не содржи извори. N=R x f x n x k x d x q x Л
каде N е бројот на вонземски цивилизации во Галаксијата; R е стапката на формирање на ѕвезди во Галаксијата, во просек за целото време на нејзиното постоење (број на ѕвезди годишно); f е пропорција на ѕвезди со планетарни системи; n е просечниот број на планети вклучени во планетарните системи и еколошки погодни за живот; k е дел од планетите на кои всушност настанал живот; г – пропорција на планети на кои, по појавата на животот, се развиле интелигентни форми, q – пропорција на планети на кои интелигентниот живот дошол во фаза која обезбедувала можност за комуникација со други светови и цивилизации: L – просечното времетраење на постоење на такви вонземски (вселенски, технички) цивилизации( 3).
Со исклучок на првата количина (R), која се однесува на астрофизиката и може да се пресмета повеќе или помалку точно (околу 10 ѕвезди годишно), сите други количини се многу, многу неизвесни, па затоа ги одредуваат компетентни научници врз основа на стручни проценки, кои, се разбира, се субјективни.
Темата за контакти со вонземски цивилизации е можеби една од најпопуларните во научно-фантастичната литература и кино. Како по правило, предизвикува најжесток интерес кај љубителите на овој жанр, сите заинтересирани за проблемите на Универзумот. Но, уметничката имагинација овде мора да биде подредена на строгата логика на рационална анализа. Оваа анализа покажува дека се можни следниве видови контакти: директни контакти, т.е. меѓусебни (или еднонасочни) посети; контакти преку канали за комуникација; контакти од мешан тип - испраќање автоматски сонди до вонземска цивилизација кои ги пренесуваат добиените информации преку комуникациски канали.
Во моментов, вистински можни контакти со вонземски цивилизации се контакти преку канали за комуникација. Ако времето на ширење на сигналот во двете насоки t е поголемо од животниот век на цивилизацијата (t > L), тогаш можеме да зборуваме за еднонасочен контакт. Доколку т<< L, то возможен двусторонний обмен информацией. Современный уровень естественнонаучных знаний позволяет серьезно говорить лишь о канале связи с помощью электромагнитных волн, а сегодняшняя радиотехника может реально обеспечить установление такой связи
На проучувањето на вонземските цивилизации мора да му претходи воспоставување на една или друга форма на комуникација со нив. Во моментов, постојат неколку насоки за пребарување на траги од активноста на вонземски цивилизации (6).
Прво, потрагата по траги од астролошки инженерски активности на вонземски цивилизации. Оваа насока се заснова на претпоставката дека технички напредните цивилизации мора порано или подоцна да преминат на трансформација на околниот вселенски простор (создавање вештачки сателити, вештачка биосфера итн.), особено да пресретнат значителен дел од енергијата на ѕвездата. Како што покажуваат пресметките, зрачењето на главниот дел од таквите астролошки инженерски структури треба да биде концентрирано во инфрацрвениот регион на спектарот. Затоа, задачата за откривање на такви вонземски цивилизации треба да започне со пребарување на локални извори на инфрацрвено зрачење или ѕвезди со аномален вишок на инфрацрвено зрачење. Ваквите студии моментално се во тек. Како резултат на тоа, беа откриени неколку десетици инфрацрвени извори, но засега нема причина да се поврзе некој од нив со вонземска цивилизација.
Второ, потрагата по траги од посети на вонземски цивилизации на Земјата. Оваа насока се заснова на претпоставката дека активноста на вонземските цивилизации може да се манифестира во историското минато во форма на посета на Земјата, а таквата посета не можеше а да не остави траги во спомениците на материјалната или духовната култура на различни народи. . На овој пат има многу можности за разни видови сензации - зачудувачки „откритија“, квазинаучни митови за космичкото потекло на поединечните култури (или нивните елементи); Така, приказната за астронаутите е името дадено на легендите за вознесувањето на светците на небото. Досегашната необјаснива градба на големи камени градби, исто така, не го докажува нивното космичко потекло. На пример, ваквите шпекулации околу огромните камени идоли на Велигденскиот остров беа отфрлени од Т. Хејердал: потомците на древното население на овој остров му покажаа како тоа се прави не само без интервенција на астронаутите, туку и без никаква технологија. Во истиот ред е и хипотезата дека метеоритот Тунгуска не бил метеорит или комета, туку вонземски вселенски брод. Овие видови на хипотези и претпоставки треба да се истражат највнимателно (6)
Трето, потрагата по сигнали од вонземски цивилизации. Овој проблем во моментов е формулиран првенствено како проблем за пребарување на вештачки сигнали во радио и оптички (на пример, високо насочен ласерски зрак) опсег. Најверојатно е радио комуникацијата. Затоа, најважната задача е да се избере оптималниот опсег на бранови за таква комуникација. Анализата покажува дека најверојатните вештачки сигнали се на бранови = 21 cm (водородна радио линија), = 18 cm (OH радио линија), = 1,35 cm (радио линија на водена пареа) или на бранови комбинирани од основната фреквенција со некоја математичка константа итн.).
Сериозен пристап во потрагата по сигнали од вонземски цивилизации бара создавање постојана служба која ќе ја покрива целата небесна сфера. Покрај тоа, таквата услуга треба да биде доста универзална - дизајнирана да прима сигнали од различни типови (пулс, тесен појас и широкопојасен интернет). Првата работа за пребарување на сигнали од вонземски цивилизации била извршена во САД во 1950 година. Проучена е радио емисијата на блиските ѕвезди (Cetus и Eridanus) на бранова должина од 21 cm. Последователно (70-80-ти), такви студии биле спроведена во СССР. Истражувањето даде охрабрувачки резултати. Така, во 1977 година во САД (Обсерваторија на Универзитетот во Охајо), за време на истражување на небото на бранова должина од 21 см, е снимен сигнал со тесен опсег, чии карактеристики укажуваат на неговото вонземско и веројатно вештачко потекло. (8) Сепак, овој сигнал не можеше да се пререгистрира, а прашањето за неговата природа остана отворено. Од 1972 година, пребарувањата во оптичкиот опсег се вршат на орбиталните станици. Се разговараше за проекти за изградба на телескопи со повеќе огледала на Земјата и Месечината, џиновски вселенски радиотелескопи итн.
Барањето сигнали од вонземски цивилизации е еден од аспектите на контактот со нив. Но, има и друга страна - порака до таквите цивилизации за нашата земна цивилизација. Затоа, заедно со потрагата по сигнали од вселенските цивилизации, беа направени обиди да се испрати порака до вонземските цивилизации. Во 1974 година, од радио астрономската опсерваторија во Аресибо (Порторико) кон топчестото јато М-31, лоцирано на растојание од 24 илјади светлосни години од Земјата, беше испратена радио порака која содржи кодиран текст за животот и цивилизацијата на Земјата (8 ) . Информативните пораки, исто така, постојано беа поставени на вселенските летала, чии траектории им овозможуваа излез надвор од Сончевиот систем. Секако, има многу мали шанси овие пораки некогаш да стигнат до својата цел, но мора од некаде да почнеме. Важно е дека човештвото не само што сериозно размислува за контакти со интелигентни суштества од други светови, туку веќе може да воспостави такви контакти, дури и во наједноставна форма.
Космичките природни извори на зрачење спроведуваат постојан интензивен „радиопренос“ на метарски бранови. За да не создава досадни пречки, радио комуникацијата помеѓу населените светови треба да се врши на бранови должини не повеќе од 50 cm (11).
Пократки радио бранови (неколку сантиметри) не се соодветни, бидејќи топлинската радио емисија на планетите се јавува токму на такви бранови и ќе ги „заглави“ вештачките радио комуникации. Во САД се разговара за проект за создавање комплекс за примање вонземски радио сигнали, составен од илјада синхрони радио телескопи инсталирани на растојание од 15 километри еден од друг. Во суштина, таков комплекс е сличен на еден гигантски параболичен радио телескоп со површина на огледало од 20 км. Проектот се очекува да се реализира во следните 10-20 години. Цената на планираната изградба е навистина астрономска - најмалку 10 милијарди долари. Проектираниот комплекс на радио телескопи ќе овозможи примање вештачки радио сигнали во радиус од 1000 светлосни години (12).
Во последната деценија, меѓу научниците и филозофите сè повеќе преовладува мислењето дека човештвото е само, ако не во целиот универзум, тогаш, во секој случај, во нашата Галаксија. Ова мислење ги повлекува најважните идеолошки заклучоци за значењето и вредноста на земната цивилизација и нејзините достигнувања.
Заклучок
Универзумот е целиот постоечки материјален свет, неограничен во време и простор и бескрајно разновиден во облиците што материјата ги добива во процесот на нејзиниот развој.
Универзумот во широка смисла е нашата околина. Важното значење на човековата практична активност е фактот дека во Универзумот доминираат неповратни физички процеси, што се менува со текот на времето и е во постојан развој. Човекот почна да го истражува вселената и навлезе во вселената. Нашите достигнувања стануваат се повеќе распространети, глобални, па дури и космички по обем. И за да ги земеме предвид нивните непосредни и далечни последици, промените што тие можат да ги направат во состојбата на нашата животна средина, вклучително и космичката средина, ние мора да ги проучуваме не само копнените феномени и процеси, туку и обрасците во космички размери.
Импресивниот напредок на науката за универзумот, започнат со големата коперниканска револуција, постојано доведе до многу длабоки, понекогаш радикални промени во истражувачките активности на астрономите и, како последица на тоа, во системот на знаење за структурата и еволуцијата на космички објекти. Во денешно време, астрономијата се развива со особено брзо темпо, зголемувајќи се секоја деценија. Протокот на извонредни откритија и достигнувања неодоливо го исполнува со нови содржини.
На почетокот на 21 век, научниците се соочуваат со нови прашања за структурата на Универзумот, одговорите на кои се надеваат дека ќе ги добијат со помош на акцелератор - Големиот хадронски судирач
Современата научна слика за светот е динамична и контрадикторна. Содржи повеќе прашања отколку одговори. Восхитува, плаши, збунува, шокира. Потрагата по умот кој знае не познава граници, а во наредните години можеби ќе бидеме шокирани од нови откритија и нови идеи.
Библиографија
1. Најдиш В.М. Поими на современи природни науки: учебник \ед. 2-ри, ревидиран и дополнителни - М.: Алфа-М; ИНФРА-М, 2004. - 622 стр.
2. Лавриненко В.Н. Поими на современи природни науки: учебник\В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова - М.: 2006. - 317 стр.
3. Астрономски вести, универзум, астрономија, филозофија: ед. МСУ 1988. - 192 стр.
4. Данилова В.С., Кожевников Н.И. Основни концепти на модерната природна наука: учебник\ М.: Аспект-печат, 2000 - 256 стр.
5. Карпенков С.Х. Современи природни науки: учебник\М.Академски проект 2003. - 560 стр.
6. Вести за астрономијата, космонаутиката, универзумот. - URL: universe-news.ru
7. Лихин А.Ф. Концепти на модерната природна наука: учебник\TK Welby, издавачка куќа Проспект, 2006. - 264 стр.
8. Турсунов А. Филозофија и модерна космологија М.\ ИНФРА-М, 2001 година, - 458 стр.
Се вчитува...