Современная космология

Время – неотъемлемая составляющая нашего бытия. Веками пленяло оно воображение художников, философов, поэтов. Включение времени в галилеевскую механику ознаменовало рождение новой науки

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Содержание

Введение 3
1. Современная космология. Проблемы космических масштабов 5
2. Понятие и модели образования вселенной. Будущее развитие 10
3. Характеристика структурных компонентов космоса 14
Заключение 24
Список литературы 25

Введение

Время – неотъемлемая составляющая нашего бытия. Веками пленяло оно воображение художников, философов, поэтов. Включение времени в галилеевскую механику ознаменовало рождение новой науки. Центральное место нашего пособия – проблема стрелы времени (это понятие ввел в 1928 году Артур Эддингтон). Ведь в том виде, в каком время входит в основные законы физики, оно само не вносит никакого различия между прошлым и будущим! Многие нынешние физики воспринимают отрицание стрелы времени как постулат: до тех пор и покуда речь идет о фундаментальном уровне описания, ее не существует.
Современная космология приписывает нашей Вселенной некий возраст: она родилась с Большим Взрывом около 15 миллиардов лет назад. Ясно, что это Событие. Но событие не входящее в привычную систему законов природы: траектории там нигде не начинаются и ни на чем не заканчиваются. Именно поэтому гипотеза Большого Взрыва с ее проблемой сингулярности (исходного состояния) породила в физике глубочайший кризис. В поисках выхода из него Стивен Хокинг и другие ученые предположили, что космологическое время есть иллюзия. Если чисто математически ввести в теорию мнимое время, то различие между пространственными координатами и временем, которое осталось в общей теории относительности, полностью стирается. Сингулярность тоже исчезает, поскольку тогда и пространство, и время уже не имеют границ, а значит, время не имеет начала – оно становится чистой «акциденцией», то есть не сущностным, а побочным свойством мира. Так формально решается проблема Большого Взрыва, а заодно снимается всякое различие между бытием и становлением. По выражению Хокинга, Вселенная «просто есть, и все!».
С точки зрения И.Р. Пригожина, события – результат неустойчивости, хаоса. Это утверждение остается в силе на всех уровнях, включая космологический. В детерминистических рамках все предопределено с момента Большого Взрыва. В рамках этой концепции законы природы относятся к потенциальным возможностям.
Все вышесказанное обуславливает актуальность данной темы на сегодняшний день.
Целью данной работы является рассмотрение современной космологии, а также изучение понятия и основных моделей образования вселенной и характеристика структурных компонентов космоса.
При написании работы использовались разнообразные источники информации.

1. Современная космология. Проблемы космических масштабов

С глубокой древности и до начала нынешнего столетия космос считали неизменным. Звездный мир олицетворял собой абсолютный покой, вечность и беспредельную протяженность. Открытие в 1929 году взрывообразного разбегания галактик, то есть быстрого расширения видимой части Вселенной, показало, что Вселенная нестационарна. Экстраполируя процесс расширения в прошлое, сделали вывод, что 15-20 миллиардов лет назад Вселенная была заключена в бесконечно малый объем пространства при бесконечно большой плотности и температуре вещества-излучения (это исходное состояние называют «сингулярностью»), а вся нынешняя Вселенная конечна – обладает ограниченным объемом и временем существования.
Отсчет времени жизни такой эволюционирующей Вселенной ведут от момента, при котором, как полагают, внезапно нарушилось состояние сингулярности и произошел «Большой Взрыв». По мнению большинства исследователей, современная теория «Большого Взрыва» (ТБВ) в целом довольно успешно описывает эволюцию Вселенной, начиная примерно с 10-44 секунды после начала расширения. Единственной брешью в прекрасном сооружении ТБВ они считают проблему Начала – физического описания сингулярности. Однако и тут преобладает оптимизм: ожидают, что с созданием «Теории Всего Сущего», объединяющей все фундаментальные физические силы в единое универсальное взаимодействие, эта проблема будет автоматически решена. Тем самым построение модели мироздания в наиболее общих и существенных чертах благополучно завершится.
Этот энтузиазм весьма напоминает настроения, царившие в физике на рубеже XIX-XX столетий, когда казалось, что строительство здания точных наук в основном приближается к концу и оставшиеся непроясненными несколько «темных пятен» (в частности, проблема излучения «черного тела», из которой родилась квантовая механика) общей картины не портят. По-видимому надежды, разделяемые нынешними сторонниками ТБВ, столь же иллюзорны.
15-20 миллиарда лет – так определяет сейчас наука возраст Вселенной. Когда человек не знал этой цифры, он не мог задаваться вопросом, которым он задается сегодня: что было до этой даты? До этой даты, утверждает современная космогония, вся масса Вселенной была сжата, была втиснута в некую точку, исходную каплю космоса.
Когда Вселенная пребывала в исходном точечном состоянии, рядом, вне ее не существовало материи, не было пространства, не могло быть времени. Поэтому невозможно сказать, сколько продолжалось это – мгновение или бессчетные миллиарды лет. Невозможно сказать не только потому, что нам это неизвестно, а потому что не было ни лет, ни мгновений – времени не было. Его не существовало вне точки, в которую была сжата вся масса Вселенной, потому что вне ее не было ни материи, ни пространства. Времени не было, однако, и в самой точке, где оно должно было практически остановиться.
Не обязательно, чтобы исходная точка – то «космическое яйцо», из которого родилась Вселенная, была заполнена сверхплотной материей, мыслима такая космологическая схема, в которой Вселенная не только логически, но и физически возникает из ничто, причем при строгом соблюдении всех законов сохранения. Ничто (вакуум) выступает в качестве основной субстанции, первоосновы бытия.
В свете новых космогонических представлений само понимание вакуума было пересмотрено наукой. Вакуум есть особое состояние вечно движущейся, развивающейся материи. На исходных стадиях Вселенной интенсивное гравитационное поле может порождать частицы из вакуума.
И снова необъяснимую аналогию этим представлениям современного знания находим мы у древних. О переходе вещества в иное состояние, даже об «исчезновении материи» в момент гибели Вселенной упоминал философ и богослов Ориген (II-III в.н.э.). Когда Вселенная возникает опять, "материя, – писал он, – вновь получает бытие, образуя тела… ".
Поворот течения времени, в масштабах Вселенной, аналогичен подобному же событию, происходящему на сжимающейся, «коллапсирующей» звезде. Условные часы, находящиеся на поверхности такой звезды, сначала должны будут замедлить свой ход, затем, когда сжатие достигнет критического гравитационного «горизонта событий», они остановятся. Когда же звезда «провалится» из нашего пространства-времени, условные стрелки на условных часах двинутся в противоположную сторону – время пойдет обратно. Но всего этого сам гипотетический наблюдатель, находящийся на такой звезде, не заметит. Замедление, остановку и изменение направления времени мог бы воспринять только некто наблюдающий происходящее как бы со стороны, находящийся вне «схлопывающейся» системы. Если наша Вселенная единственная и нет ничего вне ее – ни материи, ни времени, ни пространства, – то не может быть и некоего взгляда со стороны, который мог бы заметить, когда время изменит ход и потечет вспять.
Некоторые ученые считают, что событие это в нашей Вселенной уже произошло, галактики падают друг на друга, и Вселенная вступила в эпоху своей гибели. Существуют математические расчеты и соображения, подтверждающие эту мысль. Сторонники этой точки зрения вспоминают в этой связи одно из «темных мест» Платона. В диалоге «Политик» Платон говорит о времени, которое некогда внезапно «потекло вспять», о странных космических явлениях, сопровождавших это событие. Многие века это сообщение не поддавалось расшифровке, пока в современной космогонии не появились данные, позволяющие попытаться понять его с позиций сегодняшнего знания.
Во-первых, при обсуждении свойств сингулярности упор делают, главным образом, на то, что материя была в сверхплотном и сверхгорячем состоянии. При этом часто упускают из виду полное отсутствие пространства-времени, что фактически равнозначно принципиальному отрицанию всего сущего, абсолютному (безотносительно чего бы то ни было) ничто. Но ведь все физические теории объединяет одно, не знающее исключений правило: они предназначены для описания различного рода взаимодействий между частицами и излучением в сопутствующем им пространстве-времени. ТБВ обязывает нас рассматривать возникновение материи-пространства-времени из абсолютного ничто, причем этот процесс единичен, уникален, а значит, никакое его описание не может считаться строго доказательным: теория в принципе непроверяема, поскольку результат ее предсказания невоспроизводим.
Во-вторых, густым туманом окутано происхождение космологической сингулярности. Кажется очевидным, что, коль скоро современное состояние Вселенной преходяще, то и прошлое ее должно быть преходящим, то есть, если фазе расширения предшествовало состояние сингулярности, то оно, в свою очередь, предварялось фазой образования этой сингулярности.
В-третьих, ТБВ не дает ответа на вопрос о причине Большого Взрыва. Она описывает события, происходящие в процессе уже расширяющейся Вселенной, но проблема нарушения сингулярности («первотолчка») повисает в воздухе, она попросту не рассматривается. Трудность здесь в том, что ни одно из известных фундаментальных взаимодействий не в состоянии преодолеть силы гравитационного сжатия, возникающие при бесконечно большой плотности вещества-излучения.
Важно, что в теории сингулярность возникает не из-за неадекватности математических уравнений или некорректности задания граничных условий. Она представляет собой неотъемлемое свойство любой физической модели конечной нестационарной Вселенной. А между тем, вопреки выводам теории, мы существуем.
Как увязать очевидность бытия Вселенной с отрицанием возможности этого бытия, следующим из теории? По-видимому, нельзя переносить представления о видимой части Вселенной на всю Вселенную. Иначе говоря, нужно признать, что наша конечная, нестационарная вселенная (тогда уже маленькой буквы) представляет собой лишь один из элементов Большой бесконечной Вселенной (с заглавной буквы).
Еще в начале века С.Шарлье предложил модель иерархической Большой Вселенной, в которой малые вселенные распределены как изюминки в пудинге. Трудности современной космологии дают основание вернуться к ней, разумеется, с позиций нового знания. Суть в том, чтобы рассматривать нестационарные отдельные малые вселенные как преходящие элементы вечной и неизменной Большой Вселенной. Но при бесконечно большом объеме Вселенной движение ее как единой системы невозможно. Поэтому бесконечность ее бытия достигается через несвязанные между собой движения локальных масс в составляющих ее вселенных, и вся наша видимая вселенная – лишь одна из них.
Нестационарность вселенных обрекает их на «смертность». Понятие «жизнь» по отношению к ним означает динамическое развитие по определенной программе как целого, а «смерть» – их распад. (Отношения между Большой и малыми вселенными в известном смысле подобны взаимоотношениям сообществ организмов и отдельных особей: бессмертие первых реализуется через смертность вторых.)
Модель Большого Взрыва в первом приближении достаточна для описания эволюции «типичной» вселенной в фазе ее расширения. Но для изучения процессов на масштабах, намного превышающих размеры и время жизни одной такой вселенной, видимо, нужна новая теория. Она должна была бы учитывать тот факт, что отдельная вселенная проявляется как локальная флуктуация кривизны пространства, «евклидовой лишь в среднем».

2. Понятие и модели образования вселенной. Будущее развитие

Имеет ли смысл рассматривать Вселенную в целом как единый целостный динамический объект? Современная космология в основном исходит из предположения, что на этот вопрос следует ответить положительно. Иначе говоря, предполагается, что Вселенная в целом подчиняется тем же естественным законам, которые управляют поведением ее отдельных составных частей. При этом определяющую роль в космологических процессах играет гравитация.
Существует две основные группы теорий эволюции Вселенной.

рис. 3
Понятие релятивистской космологии. Поскольку именно тяготение определяет взаимодействие масс на больших расстояниях, а значит, динамику космической материи в масштабах Вселенной, то теоретическим ядром космологии выступает теория тяготения, а современной космологии - релятивистская теория тяготения. Поэтому современную космологию называют релятивистской.
Вселенная Эйнштейна пространственно конечна; она имеет конечные размеры, но не имеет границ! В этой модели пространственный объем Вселенной с равномерно распределенными в нем галактиками конечен; но границ у этого пространства нет. Оно не распространено бесконечно во все стороны, а замыкается само на себя. Как и на поверхности сферы, в нем можно совершать «кругосветные» путешествия: обитатель такой вселенной мог бы, послав в каком-либо направлении (световой или радио) сигнал, со временем обнаружить, что этот сигнал вернулся к нему с противоположной стороны, обойдя всю Вселенную.
Как и многие другие абстрактные понятия современной физики и астрономии, идея замкнутой, конечной, но неограниченной вселенной трудно представима в наглядных образах. Поэтому часто спрашивают, что же находится «снаружи» конечной вселенной.
Дело в том, что этот вопрос не имеет смысла для трехмерных существ, т.е. в пространственно-временной метрике нашего мира. Как не имеет смысла аналогичный вопрос, что находится «вне» поверхности сферы, для плоских существ, вынужденных постоянно жить на сферической поверхности. В такой вселенной просто нет понятия «снаружи». Ведь различение «снаружи» и «внутри» предполагает некоторую границу, которой на самом деле нет, и каждая точка в ней эквивалентна любой другой - ни края, ни центра здесь нет.
Нестационарная релятивистская космология. С критикой предложенной Эйнштейном космологической модели выступил наш отечественный выдающийся математик и физик-теоретик А. А. Фридман. Именно А.А. Фридман, опубликовавший свою работу в 1922 г., впервые сделал из общей теории относительности космологические выводы, имеющие поистине революционное значение: он заложил основы нестационарной релятивистской космологии. Фридман показал, что теоретическая модель Эйнштейна является лишь частным решением гравитационных уравнений для однородных и изотропных моделей, а в общем случае решения зависят от зремени.
А. А. Фридман показал, что решения уравнений общей теории относительности для Вселенной позволяют построить три возможные модели Вселенной. В двух из них радиус кривизны пространства монотонно растет и Вселенная бесконечно расширяется (в одной модели - из точки; в другой - начиная с некоторого конечного объема). Третья модель рисовала картину пульсирующей Вселенной с периодически изменяющимся радиусом кривизны. Выбор моделей зависит от средней плотности вещества во Вселенной.
Теория расширяющейся Вселенной основана на истолковании экспериментально зафиксированного красного смещения 85-спектральных линий галактик как следствия эффекта Допплера, объясняющего красное смещение разбеганием галактик. Однако такое истолкование не единственное, за последние десятилетия все больше накапливается сомнений в реальности расширения Вселенной. Эволюция космических систем несомненна, но следует различать объективные законы эволюции и теоретические выражения их с помощью различных моделей. В частности, явление красного смещения линий спектра может быть объяснено как следствие уменьшения энергии и собственной частоты фотонов в результате взаимодействия с гравитационными полями при движении света в течение многих миллионов лет в межгалактическом пространстве.
Модель горячей Вселенной.
В соответствии с наиболее распространенным представлением возраст Вселенной составляет 15 млрд лет.
В основе современных представлений об эволюции Вселенной лежит модель горячей Вселенной, или «Большого Взрыва», основы которой были заложены в трудах американского физика русского происхождения Дж. Гамова и его сотрудников в конце 40-х гг. XX в.
В соответствии с этой концепцией Вселенная на ранних стадиях расширения характеризовалась не только высокой плотностью вещества, но и его высокой температурой.
В простейшем варианте теории горячей Вселенной предполагается, что Вселенная возникла спонтанно в результате взрыва из состояния с очень большой плотностью и энергией (состояние сингулярности). По мере расширения Вселенной температура падала (сначала быстро, а затем все медленнее) от очень большой до довольно низкой, обеспечивавшей возникновение условий, благоприятных для образования звезд и галактик. На протяжении около 1 млн лет температура превышала несколько тысяч градусов, что препятствовало образованию атомов, и, следовательно, космическое вещество имело вид разогретой плазмы, состоящей из ионизированных водорода и гелия. Лишь когда температура Вселенной понизилась приблизительно до температуры поверхности Солнца, возникли первые атомы. Таким образом, атомы - это реликты эпохи, наступившей через 1 млн лет после Большого Взрыва.

3. Характеристика структурных компонентов космоса

Вселенная-это сотни миллионов галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд.
Галактики разделены друг от друга миллионами световых лет космического пространства. Все эти системы вращаются вокруг оси с периодами в сотни световых лет.
Вселенная и Метагалактика - практически трактуются как синонимы, ибо эти категории отражают разные аспекты одного и того же. Вселенная отражает целостный, всеобщий аспект.
Вселенная - это сотни миллионов галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд. Галактики разделены друг от друга миллионами световых лет космического пространства. Все эти системы вращаются вокруг своей оси с периодами в сотни миллионов лет.
Галактики.
Галактики - это крупные системы, состоящие из звезд, газа и пыли
Сверхскопление галактик:
Диаметр: 40 мсгапарсек Число галактик: 10 000
Центр местного сверхскопления:
в направлении созвездия Девы на расстоянии 12мегапарсек.
Ближайшие сверхскопления:
в созвездии Льва (расстояние - 87 мегаиарсек), в созвездии Геркулеса (расстояние - 100 мегапарсек).
Скопление галатик:
Диаметр: 5 мегапарсек, Число галактик: 100-500 (скопление в созвездии Девы 2500)
Группа галактик:
Диаметр: 1 мегапарсек Число галактик: 5-30
Местная группа галактик : диаметр 2 мегапарсека,
2 гипергалактики, внутри которых находятся гигантские галактики: Галактика и туманность Андромеды, окруженные 27 карликовыми галактиками.
2. Формы галактик.
Спиральные галактики:
Наша Галактика
(Млечный Путь) - типичный представи¬тель спиральных га¬лактик. Ее централь¬ная часть имеет вид выпуклости в центре спирали. Два спиральных рукава отходят от центра, образуя плоский звездный диск. Спутник Млечного Пути, туманность Андромеды, - одна из самых массивных среди известных спиральных га¬лактик. Ее масса равна 400 млрд. масс Солнца (не включая темную материю). Минимальная масса спиральной галактики - 1 млрд солнечных масс
Неправильные галактики
Галактики, имеющие массу менее 1 млрд солнечных масс, не в состоянии сохранить правильный диск и устойчивые спиральные рукава. Их «растрепанный» вид дал основание назвать их «неправильными галактиками». Самые малые из неправильных галактик не намного больше, чем скопления звезд и газа, встречающиеся в рукавах спиральных галактик
Эллиптические галактики
Эллиптические галактики - шаровые скопления звезд, сферические или эллиптические по форме. В них содержится незначительное количество газа и пыли, поэтому в таких галактиках отсутствуют области, где могли бы зарождаться звезды и нет молодых звезд. Рождение звезд в таких галактиках происходит одновременно с образованием самих галактик. Размеры их различны - от самых больших и массивных, состоящих из миллиона миллионов (1012) звезд, до самых слабых скоплений, содержащих менее миллиона звезд
Галактики окружены энергетическими сферами. На странице "О дуализме" приведена следующая фотография, с изображенной на ней энергетической сферой крошечной галактики с двумя спиралевидными рукавами, заключенной вместе с группой отдельно стоящих звезд в энергетическую сферу. Вне этой сферы есть другая огромная энергетическая сфера (решетка из шестиугольников).
Закономерность двойственности Вселенной характеризует единство Материи и окружающего ее Поля. Между ними идет обмен энергией. Кинетическая энергия Материи превращается в потенциальную энергию окружающего ее Поля и наоборот. Цикличность всех космических процессов предопределяет исход эволюции Вселенной. Она должна иметь начало и должна иметь конец, для того, чтобы начать новый цикл своей эволюции. Вселенная имеет оболочечное строение, со строгой преемственностью. Макрокосмос живет по тем же самым закономерностям, что и Микрокосмос.
Поэтому «рыночные отношения» в макрокосмосе также осуществляются в соответствии с принципами самоорганизации.
Накоплен большой экспериментальный материал, который свидетельствует о разбегании галактик. Но известны и другие факты. Так, самые крупные массы Вселенной, вопреки теории общей теории относительности, разбегаются с не замедлением, а с ускорением до 20 км/с через каждый миллион световых лет расстояния, что не согласуется с теорией Большого взрыва. Общая теория относительности не затронула и трудные вопросы о том, почему происходит разбегание галактик, с одной стороны, но сбегание тел и звезд внутри галактик. Может быть, это происходит потому, что Вселенная, галактики и звезды относятся к разным собственным подпространствам. Вследствие разных наборов собственных значений ритмы «жизни» соответствующих подпространств разные, а следовательно, разные времена их жизни. Разные времена жизни собственных подпространств Вселенной характеризуют разные ритмы жизни космических объектов и могут служить косвенным доказательством того, что за циклом расширения в каждом собственном подпространстве следует цикл сжатия. Но эти циклы не обязательно означают сжатия в "нуль". Любое собственное пространство может колебаться вокруг своего устойчивого состояния. И если в рамках саморегуляции происходит выход критических параметров за предельно-допустимые, то происходит переход к следующему "возмущенному" состоянию космического объекта. Ведь атом не сжимается каждый раз в "нуль"? Он дышит, переводя электрон с одной устойчивой орбиты на другую. И Вселенная, и каждая ее самодостаточная часть, также может дышать, переходя из одного состояния в другое, в соответствии со своей собственной гексадой эволюции (звездным тетраэдром), со своим собственным временем эволюции. Может быть, поэтому звезды врываются чаще, чем галактики, галактики чаще, чем Метагалактики? Интенсивное изучение галактик, открытие новых, совершенно необычных космических объектов типа квазаров привело к возникновению новых загадок и к созданию множества космологических моделей строения и происхождения Вселенной.
Все эти модели по своей природе двойственны. Одни утверждают, что исходный материал, из которого образовались небесные тела, был сначала холодным, а затем постепенно (или, напротив, мгновенно) разогревался. Вторые доказывают обратное, что исходный материал изначально был горячим (и даже сверхгорячим), а остывание началось после образования космических протообъектов. В первом случае мы имеем дело с «холодными моделями», во втором – с «горячими». Но мир един, и он имеет два противоположных полюса. Отсюда и возникает двойственный подход к моделям происхождения Вселенной.
Наша Галактика, по мнению большинства ученых, относится к сравнительно молодым галактикам. Она похожа на очень плоский диск с поперечником 70 000 световых лет, который вращается как полужидкое тело. Солнце находится на расстоянии 23 000 световых лет от центра Галактики, обращается вокруг него со скоростью 190 км/с и совершает один оборот за 220 млн. лет (галактический год). Из рисунка видна еще одна замечательная особенность нашей Галактики. Она состоит из двух половинок - “верхней” и “нижней”. Если ядро нашей планеты имеет такую же структуру, то станет понятна возможная причина “вздрагивания” орбит спутников Земли при пересечении экватора.
Экспериментальная астрономия подтверждает, что по наблюдениям вспышек в других галактиках удалось установить, что взрывы Сверхновых бывают двух типов. Сверхновые 1-го типа - это довольно старые звезды с массой, лишь немного превосходящей солнечную. Такие сверхновые вспыхивают в эллиптических галактиках, а также в спиральных звездных системах. Этот класс сверхновых можно отнести к классу звездных объектов при фазовых переходах ядра системы в новое состояние (в новое собственное подпространство). Так называемые сверхновые 2-го типа вспыхивают в спиральных галактиках. Они никогда не вспыхивают в эллиптических галактиках. Они наблюдаются в спиральных ветвях, где еще продолжает идти процесс звездообразования. Это значит, что могут происходить попытки синтеза тройственных частиц, в результате которых «лишняя макрочастица» будет выброшена за пределы звездной системы (локальная перенормировка), или произойдет их слияние в новую частицу с последующим взрывом (глобальная перенормировка). Эти же закономерности имеют место и в атомах (все протоны и нейтроны в ядре атома вращаются вокруг своего “центра тяжести”) и, следовательно, отражаются в структуре и свойствах Периодической системы химических элементов. Природа всегда использует последовательно-параллельный способ соединения своих подоболочек и оболочек.
Фазовые переходы, происходящие в звездных скоплениях нашей галактики по мере их “расталкивания – сталкивания” также заставляют всерьез задуматься о том, что существует маятник фазовых взаимопревращений, в результате которых происходит трансформация всех самодостаточных частей звездных скоплений нашей галактики и галактики в целом. Поэтому рассматривая процессы взаимодействия фундаментальной пары сил «гравитация - антигравитация» нельзя исключать гипотезу о возможных звездных катаклизмах и в нашем “уголке” Вселенной. Возможно, что от общепланетного катаклизма спастись никому не удастся и наша цивилизация может развеяться как дым. Для наших потомков, если таковые выживут, она превратится в неопознанную цивилизацию древности, об уцелевших обломках которой в памяти “пещерных людей” сохранятся предания как о небесных посланниках. Может быть об этом свидетельствуют предания древних о всемирном потопе, о существовании и гибели Атлантиды и др. катаклизмах? Периодичность подобных катаклизмов позволяет всерьез задуматься об их истинных причинах, к которым должен иметь непосредственное отношение Универсальный закон Вселенной.
Звезды и звездные системы
Современная астрономия располагает методами определения основных звездных характеристик: светимости, поверхностной температуры (цвета), радиуса, химического состава и массы. И оказывается, что эти характеристики не являются независимыми. Так, например, существует функциональная зависимость между радиусом звезды, ее болометрической (интегральной по всему спектру) светимостью и поверхностной температурой.
На рисунке изображена диаграмма Герцшпрунга-Рассела для звезд с близкими светимостями и спектрами. Главная последовательность отражает "стрелу оптимальности", вдоль которой происходит эволюция звезд.
На рисунке видна последовательность звезд, расположенная ниже главной последовательности ("субкарлики"). Спектральные исследования выявили очень любопытную деталь. Их химический состав резко отличается от состава звезд Главной Последовательности малым наличием тяжелых элементов.
Тот факт, что практически все звезды имеют собственную эволюционную "нишу" может свидетельствовать о наличии в природе звезд устойчивых соотношений функциональных параметров, обеспечивающих их стабильное и долгое существование.
Одна из особенностей Главной Последовательности является то, что она состоит из параллельных линий-последовательностей со строго фиксированным процентом тяжелых элементов. Нижний край полосы Главной Последовательности заселен звездами с незначительным наличием в них тяжелых элементов (количество элементов тяжелее водорода Z=0,01).
По мере продвижения вверх доля тяжелых элементов растет, и на правом краю Главной Последовательности Z=0,6.
Рассмотренные особенности эволюции звезд и звездных систем, тяготеющим к строго определенным, собственным эволюционным "нишам" и ветвям, позволяет сделать первое предположение о том, что эволюция звезд и звездных систем подчиняется определенным периодическим закономерностям.
Во-первых, существование главной последовательности в пределах "цветов радуги" позволяет сделать вывод о том, что Главная Последовательность отражает только "проявленную" компоненту Мироздания, в которую звезды могут "вливаться"из нижестоящих ПОТОКОВ МИРОЗДАНИЯ и завершив свой путь по Главной Последовательности, или ее ветвям, эти звезды затем могут исчезать с горизонта "осознанного мира".
Солнечная система
Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, девять больших планет, десятки спутников планет, тысячи малых планет (астероидов), сотни комет и бесчисленное множество метеоритных тел, движущихся как роями, так и в виде отдельных частиц. К 1979 г. было известно 34 спутника и 2000 астероидов. Все эти тела объединены в одну систему благодаря силе притяжения центрального тела — Солнца. Солнечная система является упорядоченной системой, имеющей свои закономерности строения. Единый характер Солнечной системы проявляется в том, что все планеты вра¬щаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и почти в одной и той же плоскости. Большинство спутников планет (их лун) вращается в том же направлении и в большинстве слу¬чаев в экваториальной плоскости своей планеты. Солнце, планеты, спутники планет вращаются вокруг своих осей в том же направлении, в котором они совершают движение по своим траекториям. Закономерно и строение Солнечной системы: каждая следующая планета удалена от Солнца примерно в два раза дальше, чем предыдущая. Принимая во внимание законо¬мерности строения Солнечной системы, кажется невозможным ее случайное образование.
О механизме образования планет в Солнечной системе также нет общепризнанных заключений. Солнечная система, по оценкам, образовалась примерно 5 млрд лет назад, причем Солнце - звезда второго (или еще более позднего) поколения. Таким образом, Солнечная система возникла на продуктах жизнедеятельности звезд предыдущих поколений, скапливавшихся в газово-пылевых облаках. Это обстоятельство дает основание назвать Солнечную систему малой частью звездной пыли.
О происхождении Солнечной системы и ее исторической эволюции наука знает меньше, чем необходимо для построения теории планетообразования. От первых научных гипотез, выдвинутых примерно 250 лет назад, до наших дней было пред¬ложено большое число различных моделей происхождения и развития Солнечной системы, но ни одна из них не удостои¬лась перевода в ранг общепризнанной теории. Большинство из выдвигавшихся ранее гипотез сегодня представляет лишь исторический интерес.
Первые теории происхождения Солнечной системы были выдвинуты немецким философом И. Кантом и французским математиком П. С. Лапласом. Их теории вошли в науку как некая коллективная космогоническая гипотеза Канта-Лапласа, хотя разрабатывались они независимо друг от друга
Согласно этой гипотезе система планет вокруг Солнца о разевалась в результате действия сил притяжения и отталкив ния между частицами рассеянной материи (туманности), нахдящейся во вращательном движении вокруг Солнца.
Началом следующего этапа в развитии взглядов на образование Солнечной системы послужила гипотеза английского физика и астрофизика Дж. X. Джинса. Он предположил, что когда-то Солнце столкнулось с другой звездой, в результате чего из него была вырвана струя газа, которая, сгущаясь, преобразовалась в планеты. Однако, учитывая огромное расстояние между звездами, такое столкновение кажется совершенно невероятным. Более детальный анализ выявил и другие недостать этой теории.
Современные концепции происхождения планет Солнечно системы основываются на том, что нужно учитывать не толы механические силы, но и другие, в частности электромагнитные. Эта идея была выдвинута шведским физиком и астрофизиком X. Альфвеном и английским астрофизиком Ф. Хойло).
Считается вероятным, что именно электромагнитные сил сыграли решающую роль при зарождении Солнечной систем! В соответствии с современными представлениями, первоначальное газовое облако, из которого образовались и Солнце планеты, состояло из ионизированного газа, подверженного влиянию электромагнитных сил. После того как из огромного газового облака посредством концентрации образовалос Солнце, на очень большом расстоянии от него остались т большие части этого облака. Гравитационная сила стала npитягивать остатки газа к образовавшейся звезде - Солнцу, и его магнитное поле остановило падающий газ на различны расстояниях - как раз там, где находятся планеты. Гравитационная и магнитные силы повлияли на концентрацию и сгущение падающего газа, и в результате образовались планеты. Когда возникли самые крупные планеты, тот же процесс повторился в меньших масштабах, создав, таким образом, систем) спутников. Теории происхождения Солнечной системы, нося гипотетический характер, и однозначно решить вопрос об и достоверности на современном этапе развития науки невозможно. Во всех существующих теориях имеются противоречии неясные места.

Заключение

Заканчивая рассмотрение данной темы можно сделать следующие выводы:
Вселенная как целое является предметом особой астрономически» науки - космологии, имеющей древнюю историю. В наши дни космологические проблемы - не дело веры, а предмет научного познания. Конечно, понимание этих проблем пока еще далеко от своего завершения, и, несомненно, будущее приведет к новым великим переворотам в принятых сейчас взглядах на картину мироздания. Тем не менее важно отметить, что здесь мы имеем дело именно с наукой, с рациональным знанием, а не с верованиями и религиозными убеждениями.
Современная космология - это сложная, комплексная и быстро развивающаяся система естественно-научных (астрономия, физика, химия и др.) и философских знаний о Вселенной в целом, основанная как на наблюдательных данных, так и на теоретических выводах, относящихся к охваченной астрономическими наблюдениями части Вселенной.
Теоретико-методологический фундамент космологии составляют современные физические теории, а также философские принципы и представления. Глубинная связь космологии и физики базируется на том, что космологи в современной Вселенной ищут «следы» тех процессов, которые происходили в момент рождения Вселенной. А такими «следами» прежде всего выступают фундаментальные свойства физического мира — три пространственных измерения и одно временное; четыре фундаментальных взаимодействия; преобладание частиц над античастицами и др. Эмпирические данные, представленные главным образом внегалактической астрономией, свидетельствуют о том, что мы живем в эволюционирующей, расширяющейся, нестационарной Вселенной.

Список литературы

1. Большая Советская Энциклопедия. 5т.,
2. Воронцов-Вельяминов Б.А. Вселенная. Государственное изд-во технико-теоритической литературы. М, 2003
3. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о вселенной. М.:Наука. 1996.
4. Климишин И.А. Астрономия вчера и сегодня. Киев: Наукова думка. 2000.
5. Комаров В.Н. Увлекательная астрономия М.: Наука. 1999.
6. Концепции современного естествознания Аруцев А.А., Ермолаев Б.В. и др. М., 2005.
7. Найдыш В.М.. Концепции современного естествознания. М., 1999.
8. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной, М. 2000.


Скачиваний: 0
Просмотров: 0
Скачать реферат Заказать реферат