Галактикалар жүйесін және ғаламның ауқымды құрылымын көрсету. Сабақ-презентация «Әлемнің құрылымы және эволюциясы». Бикеш шоқжұлдыз галактикасы

Ғарыш туралы не білеміз, ғарыш қандай? Ғалам – адам санасымен түсіну қиын, шындыққа жанаспайтын және материалдық емес болып көрінетін шексіз әлем. Шындығында, бізді кеңістік пен уақытта шексіз, әртүрлі формаларды қабылдауға қабілетті материя қоршайды. Ғарыш кеңістігінің шынайы масштабын, Әлемнің қалай жұмыс істейтінін, ғаламның құрылымын және эволюция процестерін түсінуге тырысу үшін біз өз дүниетанымымыздың табалдырығын аттап, айналамыздағы әлемге басқа көзқараспен қарауымыз керек. бұрыш, ішкі жағынан.

Жерден ғарыш кеңістігіне көзқарас

Ғаламның пайда болуы: алғашқы қадамдар

Біз телескоптар арқылы бақылайтын кеңістік - бұл Мегагалактика деп аталатын жұлдызды Әлемнің бір бөлігі ғана. Хаббл космологиялық көкжиегінің параметрлері орасан зор – 15-20 миллиард жарық жылы. Бұл деректер шамамен алынған, өйткені эволюция процесінде Әлем үнемі кеңеюде. Ғаламның кеңеюі химиялық элементтер мен ғарыштық микротолқынды фондық сәулеленудің таралуы арқылы жүзеге асады. Ғаламның құрылымы үнемі өзгеріп отырады. Ғарышта галактикалардың кластерлері пайда болады, Әлемнің объектілері мен денелері жақын ғарыштың элементтерін құрайтын миллиардтаған жұлдыздар - планеталар мен серіктері бар жұлдыздық жүйелер.

Басы қайда? Ғалам қалай пайда болды? Болжам бойынша Әлемнің жасы 20 миллиард жыл. Ыстық және тығыз протоматер белгілі бір сәтте шоғыры жарылған ғарыштық материяның көзіне айналуы мүмкін. Жарылыс нәтижесінде пайда болған ең кішкентай бөлшектер барлық бағытта шашырап, біздің уақытта эпицентрден алыстауын жалғастыруда. Қазір ғылыми қоғамдастыққа үстемдік етіп отырған Үлкен жарылыс теориясы Әлемнің қалыптасу процесінің ең дәл сипаттамасы болып табылады. Ғарыштық катаклизм нәтижесінде пайда болған зат бір-бірімен соқтығысатын және шашырайтын ең кішкентай тұрақсыз бөлшектерден тұратын гетерогенді масса болды.

Үлкен жарылыс - бұл ғаламның пайда болуының теориясы, оның пайда болуын түсіндіреді. Бұл теорияға сәйкес, бастапқыда белгілі бір процестердің нәтижесінде орасан зор күшпен жарылып, аналық массаны қоршаған кеңістікке шашыратып жіберетін белгілі бір зат мөлшері болды.

Біраз уақыттан кейін, ғарыштық стандарттар бойынша - бір сәтте, жер хронологиясы бойынша - миллиондаған жылдар, ғарыштың материалдану кезеңі келді. Ғалам неден тұрады? Дисперстік заттар ірілі-ұсақты ұйығандарға шоғырлана бастады, олардың орнында кейіннен Әлемнің алғашқы элементтері пайда бола бастады, үлкен газ массалары - болашақ жұлдыздардың питомнигі. Көп жағдайда Әлемдегі материалдық объектілердің қалыптасу процесі физика және термодинамика заңдарымен түсіндіріледі, дегенмен әлі түсіндірілмейтін бірқатар нүктелер бар. Мысалы, неге кеңістіктің бір бөлігінде кеңейетін материя көбірек шоғырланса, ғаламның екінші бөлігінде материя өте сирек кездеседі. Бұл сұрақтардың жауабын үлкенді-кішілі ғарыштық объектілердің қалыптасу механизмі анық болғанда ғана алуға болады.

Енді Әлемнің қалыптасу процесі Әлем заңдарының әрекетімен түсіндіріледі. Гравитациялық тұрақсыздық пен әртүрлі аймақтардағы энергия протожұлдыздардың пайда болуына түрткі болды, олар өз кезегінде орталықтан тепкіш күштер мен ауырлық күшінің әсерінен галактикаларды құрады. Басқаша айтқанда, материя жалғасуда және кеңеюде, гравитациялық күштердің әсерінен қысу процестері басталды. Газ бұлттарының бөлшектері ойдан шығарылған орталықтың айналасына шоғырлана бастады, ақырында жаңа пломбаны қалыптастырды. Бұл алып құрылыс алаңындағы құрылыс материалы молекулалық сутегі мен гелий болып табылады.

Ғаламның химиялық элементтері кейіннен Ғалам объектілерінің қалыптасуы басталған негізгі құрылыс материалы болып табылады.

Әрі қарай термодинамика заңы жұмыс істей бастайды, ыдырау және иондану процестері белсендіріледі. Сутегі мен гелий молекулалары атомдарға ыдырайды, олардан тартылыс күштерінің әсерінен протожұлдыздың өзегі түзіледі. Бұл процестер Әлемнің заңдылықтары болып табылады және Әлемнің барлық шалғай түкпірлерінде орын алып, ғаламды миллиардтаған, жүздеген миллиард жұлдыздармен толтыратын тізбекті реакция түрінде болды.

Ғаламның эволюциясы: маңызды сәттері

Бүгінгі таңда ғылыми ортада Әлемнің тарихы тоқылған күйлердің циклділігі туралы гипотеза бар. Протоматер жарылысының нәтижесінде пайда болған газ жинақтары жұлдыздарға арналған питомникке айналды, олар өз кезегінде көптеген галактикаларды құрады. Дегенмен, белгілі бір фазаға жеткеннен кейін, Әлемдегі материя өзінің бастапқы, шоғырланған күйіне ұмтыла бастайды, т. Кеңістіктегі материяның жарылысы және одан кейінгі кеңеюі қысылумен және аса тығыз күйге, бастапқы нүктеге оралумен жалғасады. Әрі қарай, бәрі қайталанады, туылғаннан кейін соңғы және т.б. көптеген миллиардтаған жылдар бойы, ad infinitum.

Ғалам эволюциясының циклдік сипатына сәйкес ғаламның басталуы мен аяқталуы

Дегенмен, ашық мәселе болып қала беретін Әлемнің пайда болуы тақырыбын тастап, біз Әлемнің құрылымына көшуіміз керек. Сонау ХХ ғасырдың 30-жылдарында ғарыш кеңістігі аймақтарға – галактикаларға бөлінетіні белгілі болды, олар орасан зор түзілімдер болып табылады, олардың әрқайсысында өз жұлдыздары бар. Дегенмен, галактикалар статикалық объектілер емес. Ғаламның ойдан шығарылған орталығынан галактикалардың кеңею жылдамдығы үнемі өзгеріп отырады, бұл кейбіреулерінің жақындауы және басқаларының бір-бірінен алшақталуымен дәлелденеді.

Бұл процестердің барлығы жердегі тіршілік ұзақтығы тұрғысынан өте баяу жүреді. Ғылым және осы гипотезалар тұрғысынан барлық эволюциялық процестер тез жүреді. Шартты түрде Әлемнің эволюциясын төрт кезеңге бөлуге болады - дәуірлер:

• адрон дәуірі;
• лептон дәуірі;
• фотон дәуірі;
• жұлдызды дәуір.

Ғарыштық уақыт шкаласы және Ғарыштың эволюциясы, оған сәйкес ғарыштық объектілердің пайда болуын түсіндіруге болады.

Бірінші кезеңде барлық заттар топтарға - адрондарға (протондар мен нейтрондар) біріктірілген бөлшектер мен антибөлшектерден тұратын бір үлкен ядролық тамшыда шоғырланған. Бөлшектер мен антибөлшектердің қатынасы шамамен 1:1,1 құрайды. Содан кейін бөлшектер мен антибөлшектердің жойылу процесі келеді. Қалған протондар мен нейтрондар - бұл Ғалам пайда болған құрылыс материалы. Адрон дәуірінің ұзақтығы шамалы, бар болғаны 0,0001 секунд – жарылыс реакциясының кезеңі.

Әрі қарай, 100 секундтан кейін элементтердің синтезі процесі басталады. Миллиард градус температурада ядролық синтез процесінде сутегі мен гелий молекулалары түзіледі. Осы уақыт ішінде зат ғарышта кеңеюін жалғастырады.

Осы сәттен бастап 300 мыңнан 700 мың жылға дейінгі ұзақ, сутегі мен гелий атомдарын құрайтын ядролар мен электрондардың рекомбинациялану кезеңі басталады. Бұл жағдайда зат температурасының төмендеуі байқалады, ал сәулеленудің қарқындылығы төмендейді. Әлем мөлдір болады. Ауыр мөлшерде пайда болған сутегі мен гелий гравитациялық күштердің әсерінен бастапқы Әлемді алып құрылыс алаңына айналдырады. Миллиондаған жылдардан кейін жұлдыздар дәуірі басталады - бұл протожұлдыздардың және алғашқы протогалактикалардың қалыптасу процесі.

Бұл эволюцияның кезеңдерге бөлінуі көптеген процестерді түсіндіретін ыстық Әлемнің үлгісіне сәйкес келеді. Үлкен жарылыстың шынайы себептері, материяның кеңею механизмі түсініксіз күйінде қалып отыр.

Ғаламның құрылымы мен құрылымы

Сутегі газының пайда болуымен Әлем эволюциясының жұлдызды дәуірі басталады. Ауырлық күшінің әсерінен сутегі үлкен жинақтарда, тромбтарда жиналады. Мұндай шоғырлардың массасы мен тығыздығы орасан зор, қалыптасқан галактиканың массасынан жүздеген мың есе артық. Ғаламның пайда болуының бастапқы кезеңінде байқалған сутегінің біркелкі таралуы, қалыптасқан галактикалардың өлшемдеріндегі айырмашылықтарды түсіндіреді. Сутегі газының максималды жинақталуы керек жерде мегагалактикалар пайда болды. Сутегінің концентрациясы шамалы болған жерде біздің жұлдызды үйіміз Құс жолы сияқты кішірек галактикалар пайда болды.

Ғалам галактикалар дамудың әртүрлі кезеңдерінде айналатын бастапқы нүкте болып табылатын нұсқа

Осы сәттен бастап Әлем айқын шекаралары мен физикалық параметрлері бар алғашқы түзілімдерді қабылдайды. Бұл енді тұмандықтар емес, жұлдыздық газдар мен ғарыштық шаңдардың жинақталуы (жарылыс өнімдері), жұлдыздық заттардың протокластерлері. Бұл жұлдызды елдер, олардың аумағы адам санасы тұрғысынан өте үлкен. Ғалам қызықты ғарыштық құбылыстарға толы болады.

Ғылыми негіздеу және Әлемнің қазіргі моделі тұрғысынан галактикалар алғаш рет тартылыс күштерінің әрекеті нәтижесінде пайда болды. Материя орасан зор әмбебап құйынға айналды. Центрге тартқыш процестер газ бұлттарының кейіннен кластерлерге бөлінуін қамтамасыз етті, олар алғашқы жұлдыздардың туған жері болды. Жылдам айналу периоды бар протогалактикалар уақыт өте келе спиральды галактикаларға айналды. Айналу баяу болған және заттың қысылу процесі негізінен байқалған жерлерде дұрыс емес галактикалар пайда болды, көбінесе эллипс тәрізді. Осының аясында Ғаламда орасан зор процестер болды - олардың шеттері бір-бірімен тығыз байланысқан галактикалардың суперкластерлерінің пайда болуы.

Суперкластерлер – Ғаламның ауқымды құрылымындағы галактикалардың көптеген топтары мен галактикалар шоғырлары. 1 млрд ішінде St. жылдары шамамен 100 суперкластер бар

Осы сәттен бастап Әлемнің орасан зор карта екені белгілі болды, онда континенттер галактикалар шоғыры, ал елдер миллиардтаған жылдар бұрын пайда болған мегагалактикалар мен галактикалар болып табылады. Құрылымдардың әрқайсысы жұлдыздар шоғырынан, тұмандықтардан, жұлдыз аралық газдардың және шаңдардың жинақталуынан тұрады. Алайда, бұл популяцияның барлығы әмбебап түзілістердің жалпы көлемінің тек 1% құрайды. Галактикалардың негізгі массасы мен көлемін қараңғы материя алып жатыр, оның табиғатын білу мүмкін емес.

Әлемнің әртүрлілігі: галактикалар кластары

Американдық астрофизик Эдвин Хабблдың күш-жігерінің арқасында бізде қазір ғаламның шекаралары және оны мекендейтін галактикалардың нақты классификациясы бар. Классификация осы алып құрылымдардың құрылымдық ерекшеліктеріне негізделді. Неліктен галактикалардың пішіні әртүрлі? Осы және басқа да көптеген сұрақтардың жауабын Хаббл классификациясы береді, оған сәйкес Әлем келесі класстардың галактикаларынан тұрады:

• спираль;
• эллиптикалық;
• тұрақты емес галактикалар.

Біріншісіне ғаламды толтыратын ең көп таралған формациялар жатады. Спиральды галактикаларға тән белгілер жарқын ядроның айналасында айналатын немесе галактикалық көпірге ұмтылатын нақты анықталған спиральдың болуы болып табылады. Өзегі бар спиральды галактикалар S таңбаларымен белгіленеді, ал орталық жолағы бар объектілерде SB белгісі бар. Бұл класқа біздің Құс жолы галактикасы да кіреді, оның ортасында ядросы жарық жолақпен бөлінген.

Әдеттегі спиральды галактика. Ортасында ұштарынан спираль тәрізді қолдар шығатын көпірі бар өзек анық көрінеді.

Ұқсас түзілімдер бүкіл әлемде шашыраңқы. Бізге ең жақын спиральды галактика Андромеда - Құс жолына тез жақындап келе жатқан алып галактика. Бұл класстың бізге белгілі ең үлкен өкілі NGC 6872 алып галактикасы болып табылады. Бұл құбыжықтың галактикалық дискінің диаметрі шамамен 522 мың жарық жылын құрайды. Бұл нысан біздің галактикадан 212 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан.

Галактикалық түзілістердің келесі жалпы класы эллиптикалық галактикалар болып табылады. Хаббл классификациясына сәйкес олардың белгіленуі Е әрпі (эллиптикалық). Пішіні бойынша бұл түзілімдер эллипсоидтар болып табылады. Ғаламда ұқсас нысандардың көп болуына қарамастан, эллиптикалық галактикалар өте мәнерлі емес. Олар негізінен жұлдыз шоғырларымен толтырылған тегіс эллипстерден тұрады. Галактикалық спиральдардан айырмашылығы, эллипстерде жұлдыз аралық газдың және ғарыштық шаңның жинақталуы болмайды, олар мұндай объектілерді визуализациялаудың негізгі оптикалық әсерлері болып табылады.

Бүгінгі таңда белгілі бұл кластың типтік өкілі Лира шоқжұлдызындағы эллипстік сақина тұмандығы болып табылады. Бұл нысан Жерден 2100 жарық жылы қашықтықта орналасқан.

CFHT телескопы арқылы Centaurus A эллиптикалық галактикасының көрінісі

Ғаламды мекендейтін галактикалық объектілердің соңғы класы тұрақты емес немесе тұрақты емес галактикалар болып табылады. Хаббл классификациясының белгіленуі латын әрпі I. Негізгі ерекшелігі - дұрыс емес пішін. Басқаша айтқанда, мұндай объектілерде анық симметриялы пішіндер және өзіне тән үлгі болмайды. Өз пішінінде мұндай галактика әмбебап хаостың суретіне ұқсайды, онда жұлдыздар шоғырлары газ бұлттары мен ғарыштық шаңдармен кезектесіп отырады. Ғаламның масштабында тұрақты емес галактикалар жиі кездесетін құбылыс.

Өз кезегінде тұрақты емес галактикалар екі кіші түрге бөлінеді:

• І типті дұрыс емес галактикалар күрделі біркелкі емес құрылымды, жарықтығымен ерекшеленетін жоғары тығыз беті бар. Көбінесе дұрыс емес галактикалардың мұндай хаотикалық пішіні құлаған спиральдардың нәтижесі болып табылады. Мұндай галактиканың типтік мысалы - Үлкен және Кіші Магеллан бұлттары;
• ІІ типті дұрыс емес галактикалардың беті төмен, пішіні хаотикалық және өте жарқын емес. Жарықтықтың төмендеуіне байланысты мұндай түзілістерді ғаламның кеңдігінде анықтау қиын.

Үлкен Магеллан бұлты - бізге ең жақын тұрақты емес галактика. Екі формация да, өз кезегінде, Құс жолының серіктері және жақын арада (1-2 миллиард жылдан кейін) үлкенірек нысанға жұтуы мүмкін.

Тұрақты емес галактика Үлкен Магеллан бұлты - біздің Құс жолы галактикасының серігі.

Эдвин Хаббл галактикаларды сыныптарға өте дәл орналастырғанына қарамастан, бұл классификация идеалды емес. Егер біз Эйнштейннің салыстырмалылық теориясын Әлемді тану процесіне қоссақ, бұдан да көп нәтижеге қол жеткізер едік. Әлем әртүрлі формалар мен құрылымдардың байлығымен бейнеленген, олардың әрқайсысының өзіне тән қасиеттері мен ерекшеліктері бар. Жақында астрономдар спиральды және эллиптикалық галактикалар арасындағы аралық нысандар ретінде сипатталатын жаңа галактикалық түзілімдерді анықтай алды.

Құс жолы - ғаламның бізге ең белгілі бөлігі.

Орталықтың айналасында симметриялы орналасқан екі спиральды қол галактиканың негізгі денесін құрайды. Спиральдар, өз кезегінде, бір-біріне тегіс ағатын жеңдерден тұрады. Стрелец пен Кигнустың қосылысында біздің Күніміз Құс жолы галактикасының орталығынан 2,62 10¹⁷ км қашықтықта орналасқан. Спиральды галактикалардың спиральдары мен иықтары галактикалық орталыққа жақындаған сайын тығыздығы арта түсетін жұлдыздар шоғыры болып табылады. Галактикалық спиральдардың қалған массасы мен көлемі қараңғы материя болып табылады, ал аз ғана бөлігін жұлдызаралық газ және ғарыштық шаң құрайды.

Күннің Құс жолының құшағындағы орны, галактикамыздың Ғаламдағы орны

Спиральдардың қалыңдығы шамамен 2 мың жарық жылын құрайды. Бұл бүкіл қабат торт тұрақты қозғалыста, 200-300 км / с үлкен жылдамдықпен айналады. Галактиканың орталығына неғұрлым жақын болса, айналу жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Күн мен Күн жүйесіне Құс жолының центрінің айналасында толық төңкеріс жасау үшін 250 миллион жыл қажет.

Біздің галактика үлкен және кіші, аса ауыр және орташа өлшемді триллион жұлдыздардан тұрады. Құс жолындағы жұлдыздардың ең тығыз шоғыры - Стрелец қолы. Дәл осы аймақта біздің галактиканың максималды жарықтығы байқалады. Галактикалық шеңбердің қарама-қарсы бөлігі, керісінше, аз жарық және визуалды бақылаумен нашар ерекшеленеді.

Құс жолының орталық бөлігі өлшемдері болжам бойынша 1000-2000 парсек болатын ядромен бейнеленген. Галактиканың осы ең жарық аймағында жұлдыздардың максималды саны шоғырланған, олардың класстары әртүрлі, даму мен эволюцияның өзіндік жолдары бар. Негізінде бұл негізгі тізбектің соңғы сатысында тұрған ескі аса ауыр жұлдыздар. Құс жолы галактикасының қартаю орталығының болуын растау бұл аймақта көптеген нейтрондық жұлдыздар мен қара тесіктердің болуы болып табылады. Шынында да, кез келген спиральды галактиканың спиральды дискінің орталығы алып шаңсорғыш сияқты аспан объектілерін және нақты заттарды сорып алатын өте үлкен қара тесік болып табылады.

Құс жолының орталық бөлігіндегі аса массивті қара құрдым барлық галактикалық нысандар өлетін орын болып табылады.

Жұлдыз шоғырларына келетін болсақ, ғалымдар бүгін шоғырлардың екі түрін жіктей алды: сфералық және ашық. Жұлдыз шоғырларынан басқа, Құс жолының спиральдары мен иықтары, кез келген басқа спиральды галактикалар сияқты, шашыраңқы заттар мен қараңғы энергиядан тұрады. Үлкен жарылыстың салдары бола отырып, материя өте сирек күйде, ол сирек жұлдызаралық газ және шаң бөлшектерімен ұсынылған. Заттың көрінетін бөлігі тұмандықтармен бейнеленеді, олар өз кезегінде екі түрге бөлінеді: планетарлық және диффузиялық тұмандықтар. Тұмандықтар спектрінің көрінетін бөлігі спиральдың ішіне барлық бағытта сәуле шашатын жұлдыздардың жарықтарының сынуымен түсіндіріледі.

Дәл осы ғарыштық сорпада біздің күн жүйесі бар. Жоқ, бұл кең әлемде біз жалғыз емеспіз. Күн сияқты көптеген жұлдыздардың өздерінің планеталық жүйелері бар. Барлық мәселе, егер біздің галактикадағы қашықтық кез келген интеллектуалды өркениеттің өмір сүру ұзақтығынан асып кетсе, алыстағы планеталарды қалай анықтауға болады. Ғаламдағы уақыт басқа критерийлермен өлшенеді. Спутниктері бар планеталар - ғаламдағы ең кішкентай нысандар. Мұндай нысандардың саны есепсіз. Көрінетін диапазондағы жұлдыздардың әрқайсысының өз жұлдыздық жүйелері болуы мүмкін. Бізге ең жақын планеталарды ғана көру біздің қолымызда. Маңайда не болып жатқаны, Құс жолының басқа құшағында қандай әлемдер бар және басқа галактикаларда қандай планеталар бар екені жұмбақ күйінде қалып отыр.

Kepler-16 b — Cygnus шоқжұлдызындағы Кеплер-16 қос жұлдызының айналасындағы экзопланета.

Қорытынды

Әлемнің қалай пайда болғаны және оның қалай дамып жатқаны туралы үстірт түсінікке ие болған адам ғаламның ауқымын түсінуге және түсінуге аз ғана қадам жасады. Ғалымдар бүгінгі күні бастан кешіп отырған орасан зор өлшемдер мен ауқымдар адамзат өркениетінің осы материя, кеңістік пен уақыт шоғырындағы бір сәт қана екенін көрсетеді.

Уақытты ескере отырып, кеңістікте материяның болуы концепциясына сәйкес Ғалам моделі

Ғаламды зерттеу Коперниктен бастап бүгінгі күнге дейін созылады. Алдымен ғалымдар гелиоцентрлік модельден бастады. Шындығында, ғарышта нақты орталық жоқ және барлық айналу, қозғалыс және қозғалыс Әлемнің заңдары бойынша жүреді. Ағымдағы процестердің ғылыми түсіндірмесі болғанымен, әмбебап объектілер кластарға, түрлерге және түрлерге бөлінеді, кеңістіктегі бірде-бір дене екіншісіне ұқсамайды. Аспан денелерінің өлшемдері шамамен, сондай-ақ олардың массасы. Галактикалардың, жұлдыздардың және планеталардың орналасуы шартты. Мәселе мынада: Әлемде координаталар жүйесі жоқ. Кеңістікті бақылай отырып, біз Жерді нөлдік тірек нүктесі ретінде қарастыра отырып, бүкіл көрінетін көкжиекке проекция жасаймыз. Шын мәнінде, біз Әлемнің шексіз кеңістігінде жоғалған микроскопиялық бөлшекпіз.

Ғалам - барлық заттар кеңістік пен уақытқа тығыз байланыста болатын субстанция

Өлшемдерге байланыстыру сияқты, Әлемдегі уақыт негізгі құрамдас ретінде қарастырылуы керек. Ғарыш объектілерінің пайда болуы мен жасы әлемнің туу суретін жасауға, ғаламның эволюциясының кезеңдерін көрсетуге мүмкіндік береді. Біз қарастыратын жүйе уақыт шеңберімен тығыз байланысты. Кеңістікте болып жатқан барлық процестерде циклдар бар - материалдық объектінің өлуімен және материяның басқа күйге ауысуымен бірге жүретін басы, қалыптасуы, түрленуі және соңғы.

Кіріспе

Негізгі бөлім

1. Космология

2. Әлемнің құрылымы:

2.1.Метагалактика

2.2 Галактикалар

2.3.Жұлдыздар

2.4 Планета және күн жүйесі

3. Әлемнің объектілерін бақылау құралдары

4. Жерден тыс өркениеттерді іздеу мәселесі

Қорытынды

Кіріспе

Ғалам - уақыт пен кеңістікте шексіз мегаәлемнің ең жаһандық объектісі. Заманауи түсінік бойынша бұл үлкен, шексіз сала. «Ашық», яғни «үздіксіз кеңеюде» Ғаламның, сондай-ақ «жабық», яғни «пульсацияланатын» Әлемнің ғылыми гипотезалары бар. Екі гипотеза да бірнеше нұсқада бар. Дегенмен, олардың біреуі немесе басқасы азды-көпті негізделген ғылыми теорияға айналғанша өте мұқият зерттеу қажет.

Шартты элементар бөлшектерден бастап галактикалардың алып суперкластерлеріне дейінгі әртүрлі деңгейдегі ғалам құрылымымен сипатталады. Әлемнің құрылымы көптеген жаратылыстану ғылымдарының: астрономия, физика, химия және т.б. тоғысында орналасқан жаратылыстану ғылымының маңызды салаларының бірі космологияның зерттеу пәні болып табылады. Әлемнің қазіргі құрылымы ғарыштық құбылыстардың нәтижесі болып табылады. эволюция, оның барысында протогалактикалардан галактикалар, протожұлдыздардан жұлдыздар, протопланетарлық бұлт - планеталар пайда болды.

Космология

Космология – бүкіл Әлемнің қасиеттері туралы белгілі бір түсінікті қамтитын Метагалактиканың құрылымы мен динамикасының астрофизикалық теориясы.

«Космология» терминінің өзі екі грек сөзінен шыққан: космос – ғалам және logos – заң, ілім. Негізінде космология астрономия, физика, математика және философияның жетістіктері мен әдістерін қолданатын жаратылыстану ғылымының бір саласы болып табылады. Космологияның табиғи ғылыми негізін Галактика мен басқа да жұлдыздық жүйелерді астрономиялық бақылаулар, жалпы салыстырмалылық теориясы, микропроцестер физикасы және энергияның жоғары тығыздығы, релятивистік термодинамика және басқа да бірқатар соңғы физикалық теориялар құрайды.

Қазіргі космологияның көптеген ережелері фантастикалық болып көрінеді. Ғалам, шексіздік, Үлкен жарылыс ұғымдары визуалды физикалық қабылдауға бейім емес; мұндай объектілер мен процестерді тікелей түсіру мүмкін емес. Осы жағдайға байланысты біз табиғаттан тыс нәрсе туралы айтып жатқандай әсер аламыз. Бірақ мұндай әсер алдамшы, өйткені космологияның қызметі өте конструктивті сипатқа ие, бірақ оның көптеген ережелері гипотетикалық болып шығады.

Қазіргі космология – физика мен математиканың мәліметтерін, сондай-ақ әмбебап философиялық принциптерді біріктіретін астрономия саласы, сондықтан ол ғылыми және философиялық білімдердің синтезі болып табылады. Космологиядағы мұндай синтез қажет, өйткені Әлемнің пайда болуы мен құрылымы туралы ойларды тексеру эмпирикалық тұрғыдан қиын және көбінесе теориялық гипотеза немесе математикалық модельдер түрінде болады. Космологиялық зерттеулер әдетте теориядан практикаға, модельден экспериментке дейін дамиды және мұнда бастапқы философиялық және жалпы ғылыми көзқарастар үлкен мәнге ие болады. Осы себепті космологиялық модельдер бір-бірінен айтарлықтай ерекшеленеді - олар көбінесе қарама-қарсы бастапқы философиялық принциптерге негізделген. Өз кезегінде кез келген космологиялық тұжырымдар Әлемнің құрылымы туралы жалпы философиялық идеяларға да әсер етеді, яғни. адамның әлем және өзі туралы негізгі идеяларын өзгерту.

Қазіргі космологияның ең маңызды постулаты мынада: Әлемнің өте шектеулі бөлігін зерттеу негізінде бекітілген табиғат заңдары әлдеқайда кең аймақтарға, сайып келгенде, бүкіл Әлемге экстраполяциялануы мүмкін. Космологиялық теориялар қандай физикалық принциптер мен заңдарға негізделгеніне байланысты ерекшеленеді. Олардың негізінде құрастырылған модельдер Ғаламның бақыланатын аймағын тексеруге мүмкіндік беруі керек, ал теорияның қорытындылары бақылаулармен расталуы керек немесе кез келген жағдайда оларға қайшы келмеуі керек.

Әлемнің құрылымы

Метагалактика

Метагалактика - астрономиялық құралдармен зерттеуге болатын ғаламның бөлігі. Ол жүздеген миллиард галактикалардан тұрады, олардың әрқайсысы өз осінің айналасында айналады және бір уақытта 200-ден 150 000 км-ге дейінгі жылдамдықпен бір-бірінен шашырап отырады. сек(2).

Метагалактиканың маңызды қасиеттерінің бірі оның тұрақты кеңеюі болып табылады, бұл галактикалар шоғырларының «кеңейуі» арқылы дәлелденеді. Галактикалар шоғырларының бір-бірінен алыстауының дәлелі галактикалар спектрлеріндегі «қызыл ығысу» және ғарыштық микротолқынды фон сәулеленуінің (шамамен 2,7 К температураға сәйкес фоннан тыс галактикалық сәулелену) ашылуы болып табылады (1).

Метагалактиканың кеңеюінен маңызды нәтиже шығады: бұрын галактикалар арасындағы қашықтық азырақ болды. Ал егер бұрын галактикалардың өздері де ұзартылған және сирек газ бұлттары болғанын ескерсек, онда миллиардтаған жылдар бұрын бұл бұлттардың шекарасы жабылып, үздіксіз кеңейіп отыратын біртекті газ бұлтының пайда болғаны анық.

Метагалактиканың тағы бір маңызды қасиеті - ондағы материяның біркелкі таралуы (оның негізгі бөлігі жұлдыздарда шоғырланған). Қазіргі күйінде Метагалактика шамамен 200 Mpc масштабында біртекті болып табылады. Оның бұрын мұндай болғаны екіталай. Метагалактиканың кеңеюінің ең басында материяның гетерогенділігі болуы мүмкін. Метагалактиканың бұрынғы күйлерінің гетерогенділігінің іздерін іздеу экстрагалактикалық астрономияның маңызды мәселелерінің бірі болып табылады (2).

Метагалактиканың (және Әлемнің) біртектілігін алыстағы жұлдыздар мен галактикалардың құрылымдық элементтері, олар бағынатын физикалық заңдар және физикалық тұрақтылар, шамасы, жоғары дәрежеде барлық жерде бірдей болатынын түсіну керек. дәлдік, яғни. біздің Метагалактика аймағындағыдай, соның ішінде Жер. Жүз миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан әдеттегі галактика біздікімен бірдей көрінеді. Демек, атомдардың спектрлері ондағы химия мен атом физикасының заңдары Жерде қабылданған заңдармен бірдей. Бұл жағдай жердегі зертханада ашылған физика заңдарын Әлемнің кеңірек аймақтарына сенімді түрде кеңейтуге мүмкіндік береді.

Метагалактиканың біртектілігі идеясы Жердің Әлемде ешқандай артықшылықты орынға ие емес екенін тағы бір рет дәлелдейді. Әрине, Жер, Күн және Галактика біз адамдар үшін маңызды және ерекше болып көрінеді, бірақ олар жалпы Әлем үшін олай емес.

Қазіргі заманғы идеяларға сәйкес, Метагалактика жасушалық (желілік, кеуекті) құрылыммен сипатталады. Бұл көріністер астрономиялық бақылаулар деректеріне негізделген, бұл галактикалардың біркелкі таралмағанын, бірақ олардың ішінде галактикалар жоқ дерлік жасушалардың шекараларына жақын шоғырланғанын көрсетті. Сонымен қатар, әлі галактикалар табылмаған үлкен кеңістіктер табылды.

Егер Метагалактиканың жеке бөлімдерін емес, оның ауқымды құрылымын тұтастай алатын болсақ, онда бұл құрылымда қандай да бір түрде ерекше көзге түсетін ерекше орындар немесе бағыттардың жоқтығы және заттың салыстырмалы түрде біркелкі таралатыны анық.

Метагалактиканың жасы Ғаламның жасына жақын, өйткені оның құрылымының қалыптасуы зат пен сәулеленудің бөлінуінен кейінгі кезеңге келеді. Заманауи деректер бойынша, Метагалактиканың жасы 15 миллиард жыл деп бағаланады. Ғалымдар, шамасы, Метагалактиканың кеңеюінің бастапқы кезеңдерінің бірінде пайда болған галактикалардың жасы да осыған жақын деп есептейді.

галактикалар

Галактика - линза тәрізді көлемдегі жұлдыздар жиынтығы. Жұлдыздардың көпшілігі осы көлемнің симметрия жазықтығында (галактикалық жазықтықта), аз бөлігі сфералық көлемде (галактикалық ядро) шоғырланған.

Галактикаларға жұлдыздардан басқа жұлдыз аралық заттар (газдар, шаң, астероидтар, кометалар), электромагниттік, гравитациялық өрістер, ғарыштық сәулелер жатады. Күн жүйесі біздің галактиканың галактикалық жазықтығына жақын орналасқан. Жердегі бақылаушы үшін галактикалық жазықтықта шоғырланған жұлдыздар Құс жолының көрінетін суретіне біріктіріледі.

Галактикаларды жүйелі түрде зерттеу өткен ғасырдың басында жұлдыздардың жарық сәулелерін спектрлік талдауға арналған телескоптарға аспаптар орнатылған кезде басталды.

Америкалық астроном Э.Хаббл сол кезде өзіне белгілі галактикаларды олардың байқалған пішінін ескере отырып, жіктеу әдісін жасады. Оның классификациясында галактикалардың бірнеше типтері (класстары) ажыратылады, олардың әрқайсысының ішкі типтері немесе ішкі кластары бар. Ол сондай-ақ байқалған галактикалардың шамамен пайыздық таралуын анықтады: пішіні эллипс (шамамен 25%), спираль (шамамен 50%), линза тәрізді (шамамен 20%) және ерекше (тұрақты емес пішінді) галактикалар (шамамен 5%) (2).

Эллиптикалық галактикаларда әртүрлі қысылу дәрежесі бар эллипсоидтың кеңістіктік пішіні болады. Олар құрылымы жағынан ең қарапайым: жұлдыздардың таралуы орталықтан біркелкі азаяды.

Тұрақты емес галактикаларда айқын пішін болмайды, олардың орталық ядросы жоқ.

Спиральды галактикалар спираль түрінде, оның ішінде спиральды қолдар түрінде ұсынылған. Бұл галактикалардың ең көп түрі, оған біздің Галактика жатады - Құс жолы.

Құс жолы айсыз түнде анық көрінеді. Ол көкжиектің бір жағынан екінші жағына дейін созылып жатқан жарқыраған тұманды массалардың шоғыры болып көрінеді және шамамен 150 миллиард жұлдыздан тұрады. Пішіні бойынша ол жалпақ шарға ұқсайды. Оның ортасында бірнеше спиральды жұлдыз тармақтары таралатын өзек орналасқан. Біздің Галактика өте үлкен: оның бір шетінен екінші шетіне дейін жарық сәулесі шамамен 100 000 Жер жылын жүреді. Оның жұлдыздарының көпшілігі қалыңдығы шамамен 1500 жарық жылы болатын алып дискіде шоғырланған. Бізден шамамен 2 миллион жарық жылы қашықтықта бізге ең жақын галактика - Андромеда тұмандығы орналасқан, ол құрылымы бойынша Құс жолына ұқсайды, бірақ көлемі жағынан одан айтарлықтай асып түседі.  Біздің Галактика, Андромеда тұмандығы басқа көрші жұлдыздар жүйелерімен бірге галактикалардың жергілікті тобын құрайды. Күн Галактика орталығынан шамамен 30 мың жарық жылы қашықтықта орналасқан.

Бүгінгі таңда галактикалардың тұрақты құрылымдарға (галактикалардың шоғырлары мен суперкластерлері) бірігетіні белгілі. Астрономдар бір шаршы градусқа 220 032 галактика тығыздығы бар галактикалар бұлтын біледі. Біздің Галактика - Жергілікті жүйе деп аталатын галактикалар шоғырының бөлігі.

Жергілікті жүйеге біздің Галактика, Андромеда тұмандығы, Үшбұрыш шоқжұлдызынан шыққан спиральды галактика және басқа 31 жұлдыз жүйесі кіреді. Бұл жүйенің диаметрі 7 миллион жарық жылы. Галактикалардың бұл бірлестігіне Андромеда тұмандығы кіреді, ол біздің Галактикадан әлдеқайда үлкен: оның диаметрі 300 мың св-ден асады. жылдар. Ол 2,3 миллион св қашықтықта орналасқан. жыл біздің галактикадан және бірнеше миллиард жұлдыздардан тұрады. Андромеда тұмандығы сияқты үлкен галактикамен қатар астрономдар ергежейлі галактикаларды біледі (3).

Лео және Скульптор шоқжұлдыздарында көлемі 3000 жарық жыл дерлік сфералық галактикалар табылды. жылдар бойы. Ғаламдағы келесі ауқымды құрылымдардың сызықтық өлшемдері туралы деректер бар: жұлдыздық жүйелер - 108 км, шамамен 1013 жұлдызды қамтитын галактикалар - 3 104 св. жыл, галактикалар шоғыры (50 жарқын галактиканың ішінде) - 107св. жылдар, галактикалардың суперкластерлері - 109 св. жылдар. Галактикалар кластерлерінің арасындағы қашықтық шамамен 20 107 св. жыл.(1).

Галактикалардың белгіленуі әдетте сәйкес каталогқа қатысты беріледі: каталог белгісі плюс галактика нөмірі (NGC2658, мұнда NGC — жаңа жалпы Дрейер каталогы, 2658 — осы каталогтағы галактика саны).Бірінші жұлдыз каталогтарында галактикалар қате жазылған. белгілі бір жарықтылықтағы тұмандықтар ретінде. ХХ ғасырдың екінші жартысында. Хаббл галактикаларының жіктелуі дәл емес екені анықталды: пішіні ерекше галактикалардың көптеген түрлері бар. Жергілікті жүйе (галактикалар шоғыры) диаметрі 100 миллион жыл болатын алып галактикалардың суперкластерінің бөлігі болып табылады, біздің Жергілікті жүйе осы суперкластердің орталығынан 30 миллион жарық жылынан астам қашықтықта орналасқан. жыл (1). Қазіргі астрономия бақылаушыдан үлкен қашықтықта орналасқан объектілерді зерттеудің кең спектрін қолданады. Астрономиялық зерттеулерде өткен ғасырдың басында жасалған радиологиялық өлшеу әдісі үлкен орын алады.

Жұлдыздар

Жұлдыздар әлемі ерекше әртүрлі. Ал барлық жұлдыздар Күнге ұқсас ыстық шарлар болғанымен, олардың физикалық сипаттамалары айтарлықтай ерекшеленеді.(1) Мысалы, жұлдыздар – алыптар мен супер алыптар бар. Олар көлемі жағынан Күннен үлкен.

Алып жұлдыздардан басқа көлемі жағынан Күннен әлдеқайда кіші ергежейлі жұлдыздар да бар. Кейбір гномдар Жерден, тіпті Айдан да кішірек. Ақ ергежейлілерде термоядролық реакциялар іс жүзінде болмайды, олар жұлдыз аралық ортадан сутегі енетін осы жұлдыздардың атмосферасында ғана мүмкін. Негізінен бұл жұлдыздар жылу энергиясының орасан зор қорының арқасында жарқырайды. Олардың салқындату уақыты жүздеген миллион жылдарды құрайды. Бірте-бірте ақ ергежейлі суытады, оның түсі ақтан сарыға, содан кейін қызылға өзгереді. Ақырында, ол қара ергежейліге айналады - өлшемі Жердің өлшемімен өлі суық кішкентай жұлдыз, оны басқа планеталық жүйеден көруге болмайды (3).

Нейтрондық жұлдыздар да бар - бұл үлкен атом ядролары.

Жұлдыздардың бетінің температурасы әртүрлі - бірнеше мыңнан ондаған мың градусқа дейін. Сәйкесінше, жұлдыздардың түсі де ажыратылады. Температурасы 3-4 мың градус болатын салыстырмалы түрде «суық» жұлдыздар қызыл түсті. Біздің Күннің беті 6 мың градусқа дейін «қызылады», сарғыш түсті. Ең ыстық жұлдыздар - температурасы 12 000 градустан жоғары - ақ және көкшіл.

Жұлдыздар жеке өмір сүрмейді, бірақ жүйелерді құрайды. Ең қарапайым жұлдыздық жүйелер – 2 немесе одан да көп жұлдыздардан тұрады. Жұлдыздар одан да үлкен топтарға біріктірілген - жұлдыз шоғырлары.

Жұлдыздардың жасы мәндердің өте кең ауқымында өзгереді: Әлемнің жасына сәйкес келетін 15 миллиард жылдан бастап, ең жас жүздеген мыңға дейін. Қазіргі кезде құрылып жатқан және протожұлдыздық сатысында тұрған, яғни әлі нағыз жұлдызға айналмаған жұлдыздар бар.

Жұлдыздардың тууы гравитациялық, магниттік және басқа күштердің әсерінен газды шаңды тұмандықтарда болады, соның салдарынан тұрақсыз біркелкіліктер пайда болады және диффузиялық заттар бірқатар конденсацияларға ыдырайды. Егер мұндай шоғырлар жеткілікті ұзақ сақталса, олар уақыт өте жұлдызға айналады. Туу процесі жеке оқшауланған жұлдыз емес, жұлдыздық бірлестіктер екенін ескеру маңызды.

Жұлдыз - плазмалық шар. Әлемнің бізге белгілі бөлігіндегі көрінетін заттың негізгі массасы (98-99%) жұлдыздарда шоғырланған. Жұлдыздар қуатты энергия көзі болып табылады. Атап айтқанда, Жердегі тіршілік Күннің радиациялық энергиясына байланысты.

Жұлдыз - динамикалық, бағыты өзгеретін плазмалық жүйе. Жұлдыздың тіршілік ету кезеңінде оның химиялық құрамы мен химиялық элементтердің таралуы айтарлықтай өзгереді. Дамудың кейінгі кезеңдерінде жұлдыздық материя азғындалған газ күйіне (бөлшектердің бір-біріне кванттық механикалық әсері оның физикалық қасиеттеріне - қысымға, жылу сыйымдылығына және т.б. айтарлықтай әсер етеді), кейде нейтрондық затқа (пульсарлар -) өтеді. нейтрондық жұлдыздар, жарылғыштар - рентгендік көздер және т.б.).

Жұлдыздар ғарыштық материяның гравитациялық, магниттік және басқа күштердің әсерінен конденсациялануы нәтижесінде пайда болады. Бүкіләлемдік тартылыс күштерінің әсерінен газ бұлтынан тығыз шар – протожұлдыз түзіледі, оның эволюциясы үш кезеңнен өтеді.

Эволюцияның бірінші кезеңі ғарыштық материяның бөлінуімен және тығыздалуымен байланысты. Екіншісі - протожұлдыздың жылдам жиырылуы. Белгілі бір сәтте протожұлдыздың ішіндегі газ қысымы жоғарылайды, бұл оның сығылу процесін баяулатады, бірақ ішкі аймақтардағы температура термоядролық реакцияны бастау үшін әлі де жеткіліксіз. Үшінші кезеңде протожұлдыз кішірейе береді, оның температурасы көтеріледі, бұл термоядролық реакцияның басталуына әкеледі. Жұлдыздан ағып жатқан газдың қысымы тартылу күшімен теңестіріледі, ал газ шары жиырылуын тоқтатады. Тепе-теңдік объектісі – жұлдыз қалыптасады. Мұндай жұлдыз өзін-өзі реттейтін жүйе болып табылады. Ішіндегі температура көтерілмесе, онда жұлдыз ісінеді. Өз кезегінде, жұлдыздың салқындауы оның кейінгі қысылуына және қызуына әкеледі және ондағы ядролық реакциялар жеделдетіледі. Осылайша, температура балансы қалпына келтіріледі. Протожұлдызды жұлдызға айналдыру процесі миллиондаған жылдарға созылады, бұл ғарыштық масштабта салыстырмалы түрде қысқа.

Галактикаларда жұлдыздардың тууы үздіксіз жүреді. Бұл процесс жұлдыздардың үздіксіз өлуінің орнын толтырады. Сондықтан галактикалар кәрі және жас жұлдыздардан тұрады. Ең көне жұлдыздар глобулярлы шоғырларда шоғырланған, олардың жасы галактиканың жасымен салыстырылады. Бұл жұлдыздар протогалактикалық бұлттың кішірек және кішігірім шоғырларға ыдырауы нәтижесінде пайда болды. Жас жұлдыздар (шамамен 100 мың жыл) жұлдыздың орталық аймағын 10-15 миллион К температураға дейін қыздыратын және сутекті гелийге айналдырудың термоядролық реакциясын «бастайтын» гравитациялық жиырылу энергиясының арқасында өмір сүреді. Бұл жұлдыздардың өзіндік жарқырауының көзі болып табылатын термоядролық реакция.

Сутекті гелийге айналдыратын термоядролық реакция басталған сәттен бастап біздің Күн сияқты жұлдыз негізгі реттілік деп аталатын жүйеге енеді, оған сәйкес жұлдыздың сипаттамалары уақыт өте өзгереді: оның жарқырауы, температурасы, радиусы, химиялық құрамы және массасы. . Орталық аймақта сутегі жанып кеткеннен кейін жұлдыздың жанында гелий өзегі пайда болады. Сутегі термоядролық реакциялары жалғасады, бірақ тек осы ядроның бетіне жақын жұқа қабатта. Ядролық реакциялар жұлдыздың шетіне қарай жылжиды. Күйіп кеткен өзек кішірейе бастайды, ал сыртқы қабығы кеңейеді. Қабық үлкен мөлшерге дейін ісінеді, сыртқы температура төмендейді, ал жұлдыз қызыл алып сатысына өтеді. Осы сәттен бастап жұлдыз өмірінің соңғы кезеңіне кіреді. Біздің Күн мұны шамамен 8 миллиард жылдан кейін күтеді. Сонымен бірге оның өлшемдері Меркурий орбитасына дейін, мүмкін тіпті Жер орбитасына дейін ұлғаяды, осылайша жердегі планеталардан ештеңе қалмайды (немесе балқыған тастар қалады).

Қызыл гигант сыртқы төмен, бірақ өте жоғары ішкі температурамен сипатталады. Сонымен қатар, термоядролық процестерге барған сайын ауыр ядролар кіреді, бұл химиялық элементтердің синтезіне және жұлдызаралық кеңістікке шығарылатын қызыл алыптың заттың үздіксіз жоғалуына әкеледі. Сонымен, бар болғаны бір жылдың ішінде Күн қызыл алып сатысында бола отырып, салмағының миллионнан бір бөлігін жоғалтуы мүмкін. Небәрі он-жүз мың жыл ішінде қызыл алыптан тек орталық гелий өзегі ғана қалады, ал жұлдыз ақ ергежейліге айналады. Осылайша, ақ ергежейлі қызыл алыптың ішінде жетіліп, содан кейін жұлдызды қоршап тұрған планетарлық тұмандықты құрайтын қабықтың қалдықтарын, беткі қабаттарды төгеді.

Ақ ергежейлілердің өлшемі кішкентай - олардың диаметрі Жердің диаметрінен де аз, бірақ олардың массасы күндікімен салыстыруға болады. Мұндай жұлдыздың тығыздығы судың тығыздығынан миллиард есе артық. Оның затының текше сантиметрі бір тоннадан асады. Дегенмен, бұл зат құбыжық тығыздығы болса да, газ болып табылады. Ақ карликті құрайтын зат атом ядролары мен жеке электрондардан тұратын өте тығыз иондалған газ.

Ақ ергежейлілерде термоядролық реакциялар іс жүзінде болмайды, олар жұлдыз аралық ортадан сутегі енетін осы жұлдыздардың атмосферасында ғана мүмкін. Негізінен бұл жұлдыздар жылу энергиясының орасан зор қорының арқасында жарқырайды. Олардың салқындату уақыты жүздеген миллион жылдарды құрайды. Бірте-бірте ақ ергежейлі суытады, оның түсі ақтан сарыға, содан кейін қызылға өзгереді. Ақырында, ол қара ергежейліге айналады - өлі, суық, кішкентай, глобус көлеміндегі басқа планеталық жүйеден көрінбейтін жұлдыз.

Көбірек массивтік жұлдыздар басқаша дамиды. Олар бірнеше ондаған миллион жыл ғана өмір сүреді. Оларда сутегі өте тез күйіп кетеді және олар небәрі 2,5 миллион жыл ішінде қызыл алыптарға айналады. Сонымен бірге, олардың гелий өзегінде температура бірнеше жүз миллион градусқа дейін көтеріледі. Бұл температура көміртегі циклінің реакцияларының жүруіне мүмкіндік береді (гелий ядроларының бірігуі, көміртегінің пайда болуына әкеледі). Көміртек ядросы, өз кезегінде, басқа гелий ядросын қосып, оттегінің, неонның және т.б. кремнийге дейін. Жұлдыздың жанып жатқан өзегі қысылып, ондағы температура 3-10 миллиард градусқа дейін көтеріледі. Мұндай жағдайларда комбинация реакциялары бүкіл тізбектегі ең тұрақты химиялық элемент - темір ядролары пайда болғанға дейін жалғасады. Ауыр химиялық элементтер – темірден висмутқа дейін де қызыл алыптардың тереңдігінде, нейтрондарды баяу ұстау процесінде түзіледі. Бұл жағдайда термоядролық реакциялардағыдай энергия бөлінбейді, керісінше жұтылады. Нәтижесінде жұлдыздың қысылуы үдей түседі (4).

Периодтық жүйені жабатын ең ауыр ядролардың пайда болуы, мүмкін, жарылатын жұлдыздардың қабықтарында, олардың кейбір қызыл алыптарға айналатын жаңа немесе суперновалық жұлдыздарға айналуы кезінде орын алады. Қожды жұлдызда тепе-теңдік бұзылады, электрон газы енді ядролық газдың қысымына төтеп бере алмайды. Коллапс орын алады - жұлдыздың апатты қысылуы, ол «ішінде жарылып кетеді». Бірақ бөлшектердің итерілуі немесе кез келген басқа себептер әлі де бұл күйреуді тоқтатса, күшті жарылыс пайда болады - супернованың жарылысы. Сонымен бірге жұлдыздың қабығы ғана емес, сонымен бірге оның массасының 90% дейін қоршаған кеңістікке лақтырылады, бұл газ тәрізді тұмандықтардың пайда болуына әкеледі. Бұл жағдайда жұлдыздың жарқырауы миллиардтаған есе артады. Осылайша, 1054 жылы супернованың жарылысы тіркелді.Қытай жылнамаларында оның Венера сияқты күндізгі уақытта 23 күн бойы көрінетіні жазылған. Біздің уақытта астрономдар бұл супернованың радио сәулеленудің қуатты көзі болып табылатын Crab тұмандығын қалдырғанын анықтады (5).

Супернованың жарылысы құбыжық энергияның бөлінуімен бірге жүреді. Бұл жағдайда табиғи радиациялық фон мен ғарыштық сәулеленудің қалыпты дозасын айтарлықтай арттыратын ғарыштық сәулелер туады. Сонымен, астрофизиктердің есептеуінше, шамамен 10 миллион жылда бір рет Күнге жақын жерде суперновалар тұтанып, табиғи фон 7000 есе артады. Бұл жер бетіндегі тірі ағзалардың ең ауыр мутацияларына толы. Сонымен қатар, супернованың жарылысы кезінде жұлдыздың бүкіл сыртқы қабығы онда жиналған «шлактармен» - химиялық элементтермен, нуклеосинтез нәтижелерімен бірге төгіледі. Сондықтан жұлдыз аралық орта гелийден ауыр қазіргі уақытта белгілі барлық химиялық элементтерді салыстырмалы түрде тез алады. Кейінгі ұрпақ жұлдыздары, соның ішінде Күн, әуел бастан олардың құрамында және оларды қоршап тұрған газ бен шаң бұлтының құрамында ауыр элементтердің қоспасы бар (5).

Планеталар және күн жүйесі

Күн жүйесі – жұлдыз-планета жүйесі. Біздің Галактикада шамамен 200 миллиард жұлдыз бар, олардың ішінде сарапшылардың пікірінше, кейбір жұлдыздарда планеталар бар. Күн жүйесіне орталық дене Күн және олардың серіктері бар тоғыз планета (60-тан астам жер серігі белгілі) кіреді. Күн жүйесінің диаметрі 11,7 млрд км-ден асады. (2).

21 ғасырдың басында Күн жүйесінде астрономдар Седна (мұхиттың эскимос құдайының аты) деп атаған нысан ашылды. Седнаның диаметрі 2000 км. Күнді бір айналым 10 500 Жер жылын құрайды (7).

Кейбір астрономдар бұл нысанды күн жүйесіндегі планета деп атайды. Басқа астрономдар планеталарды салыстырмалы түрде жоғары температурасы бар орталық ядросы бар ғарыштық объектілер деп атайды. Мысалы, Юпитердің орталығындағы температура есептеулер бойынша 20 000 К жетеді. Седна қазіргі уақытта Күн жүйесінің орталығынан шамамен 13 миллиард км қашықтықта орналасқандықтан, бұл нысан туралы ақпарат өте аз. Орбитаның ең алыс нүктесінде Седнадан Күнге дейінгі қашықтық орасан зор мәнге жетеді - 130 миллиард км.

Біздің жұлдыздар жүйесіне кіші планеталардың (астероидтардың) екі белдеуі кіреді. Біріншісі Марс пен Юпитердің арасында (құрамында 1 миллионнан астам астероид бар), екіншісі Нептун планетасының орбитасынан тыс жерде орналасқан. Кейбір астероидтардың диаметрі 1000 км-ден асады. Күн жүйесінің сыртқы шекаралары өткен ғасырда бұл бұлттың бар екендігі туралы гипотеза жасаған голланд астрономының атымен аталған Оорт бұлтымен қоршалған. Астрономдардың пайымдауынша, бұл бұлттың күн жүйесіне ең жақын жері су мен метанның (комета ядролары) мұз қабаттарынан тұрады, олар ең кішкентай планеталар сияқты, оның тартылыс күшінің әсерінен Күнді одан да көп қашықтықта айналады. 12 млрд км. Мұндай миниатюралық планеталардың саны миллиардтаған (2).

Күн жүйесі – көлемі мен физикалық құрылымы жағынан өте әр түрлі аспан денелерінің тобы. Бұл топқа: Күн, тоғыз үлкен планета, планеталардың ондаған серіктері, мыңдаған кішкентай планеталар (астероидтар), жүздеген кометалар, сансыз метеорит денелері жатады. Бұл денелердің барлығы орталық дененің – Күннің тартылу күшінің арқасында бір жүйеге біріктірілген. Күн жүйесі - құрылымның өзіндік үлгілері бар реттелген жүйе. Күн жүйесінің біртұтас сипаты барлық планеталардың күнді бір бағытта және бір жазықтықта дерлік айналуынан көрінеді. Күн, планеталар, планеталардың серіктері өз осьтерінің айналасында өздерінің траекториялары бойынша қозғалатын бағытта бірдей айналады. Күн жүйесінің құрылымы да табиғи: әрбір келесі планета алдыңғыға қарағанда Күннен шамамен екі есе алыс орналасқан (2).

Күн жүйесі шамамен 5 миллиард жыл бұрын пайда болды, ал Күн екінші ұрпақ жұлдызы болып табылады. Күн жүйесінің планеталарының пайда болуы туралы қазіргі заманғы тұжырымдамалар механикалық күштерді ғана емес, сонымен қатар басқаларды, атап айтқанда электромагниттік күштерді де ескеру қажет екендігіне негізделген. Күн жүйесінің пайда болуында шешуші рөл атқарған электромагниттік күштер болды деп есептеледі (2).

Қазіргі түсініктерге сәйкес, Күн де, планеталар да пайда болған бастапқы газ бұлты электромагниттік күштердің әсерінен иондалған газдан тұрады. Күн шоғырлану арқылы үлкен газ бұлтынан пайда болғаннан кейін бұл бұлттың кішкене бөліктері одан өте үлкен қашықтықта қалды. Тартылыс күші қалған газды пайда болған жұлдызға - Күнге тарта бастады, бірақ оның магнит өрісі қашықтықта құлап жатқан газды тоқтатты - дәл планеталар орналасқан жерде. Гравитациялық тұрақты және магниттік күштер құлаған газдың концентрациясы мен қоюлануына әсер етіп, нәтижесінде планеталар пайда болды. Ең үлкен планеталар пайда болған кезде, дәл сол процесс кішірек масштабта қайталанды, осылайша спутниктердің жүйелері жасалды.

Күн жүйесін зерттеуде бірнеше жұмбақ бар.

1. Планеталардың қозғалысындағы үйлесімділік. Күн жүйесіндегі барлық планеталар күнді эллипстік орбита бойынша айналады. Күн жүйесінің барлық планеталарының қозғалысы бір жазықтықта жүреді, оның центрі Күннің экваторлық жазықтығының орталық бөлігінде орналасқан. Планеталардың орбиталарынан түзілетін жазықтық эклиптика жазықтығы деп аталады.

2. Барлық планеталар мен Күн өз осінің айналасында айналады. Күннің және Уран планетасын қоспағанда планеталардың айналу осьтері, шамамен айтқанда, эклиптика жазықтығына перпендикуляр бағытталған. Уран осі эклиптика жазықтығына параллель дерлік бағытталған, яғни ол өз жағында жатып айналады. Оның тағы бір ерекшелігі – Күннен және басқа планеталардан айырмашылығы, ол өз осінің айналасында Венера сияқты басқа бағытта айналады. Барлық басқа планеталар мен Күн сағат бағытына қарсы айналады. Уранның 15 серігі бар.

3. Марс пен Юпитер орбиталарының арасында кіші планеталар белдеуі бар. Бұл астероид белдеуі деп аталады. Кішкентай планеталардың диаметрі 1-ден 1000 км-ге дейін. Олардың жалпы массасы Жер массасының 1/700-ден аз.

4. Барлық планеталар екі топқа бөлінеді (жердегі және жерден тыс). Біріншісі - тығыздығы жоғары планеталар, олардың химиялық құрамы бойынша негізгі орынды ауыр химиялық элементтер алады. Олар шағын өлшемді және өз осінің айналасында баяу айналады. Бұл топқа Меркурий, Венера, Жер және Марс кіреді. Қазіргі уақытта Венера - Жердің өткені, ал Марс - оның болашағы деген ұсыныстар бар.

Екінші топқа: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун және Плутон кіреді. Олар жеңіл химиялық элементтерден тұрады, өз осінің айналасында жылдам айналады, Күнді баяу айналады және Күннен аз сәулелік энергия алады. Төменде (кестеде) Цельсий шкаласы бойынша планеталардың орташа бетінің температурасы, күн мен түннің ұзақтығы, жыл ұзақтығы, күн жүйесінің планеталарының диаметрі және планетаның массасы туралы мәліметтер келтірілген. Жердің массасына қатысты планета (1 ретінде қабылданған).

Планеталардың орбиталарының арасындағы қашықтық олардың әрқайсысынан келесісіне ауысқанда шамамен екі есе артады - планеталардың орналасуында байқалатын «Титиус-Боде ережесі».

Планеталардың Күнге дейінгі шынайы қашықтығын қарастырған кезде, Плутон кейбір периодтарда Нептунға қарағанда Күнге жақынырақ болады, сондықтан Титиус-Боде ережесіне сәйкес сериялық нөмірін өзгертеді.

Венера планетасының құпиясы. Қытайдың, Вавилонның, Үндістанның 3,5 мың жыл бұрынғы астрономиялық деректерінде Венера туралы еш жерде айтылмаған. Америка ғалымы И.Великовский 50-жылдары шыққан «Соқтығысқан әлемдер» кітабында. ХХ ғасыр., Ол Венера планетасы өз орнын жақында ғана, ежелгі өркениеттердің қалыптасуы кезінде алды деген болжам жасады. Шамамен 52 жылда бір рет Венера Жерге 39 миллион км қашықтықта жақындайды. Үлкен қарама-қайшылық кезеңінде, әрбір 175 жыл сайын, барлық планеталар бір бағытта бірінен соң бірі тізілген кезде, Марс Жерге 55 миллион км қашықтықта жақындайды.

Ғалам объектілерін бақылау құралдары

Заманауи астрономиялық аспаптар жұлдыздардың аспан сферасындағы нақты орындарын өлшеу үшін қолданылады (осындай түрдегі жүйелі бақылаулар аспан денелерінің қозғалысын зерттеуге мүмкіндік береді); аспан денелерінің көру сызығы бойынша қозғалыс жылдамдығын анықтау (радиалды жылдамдықтар): аспан денелерінің геометриялық және физикалық сипаттамаларын есептеу; әртүрлі аспан денелерінде болатын физикалық процестерді оқу; олардың химиялық құрамын анықтау және астрономия айналысатын аспан объектілерін басқа да көптеген зерттеулер үшін. Аспан денелері мен басқа да ғарыш объектілері туралы барлық мәліметтер қасиеттері аспан денелерінің қасиеттеріне және әлемдік кеңістікте болып жатқан физикалық процестерге тікелей тәуелді ғарыштан келетін әртүрлі сәулелерді зерттеу арқылы алынады. Осыған байланысты астрономиялық бақылаулардың негізгі құралдары ғарыштық сәулеленуді қабылдағыштар және ең алдымен аспан денелерінің жарығын жинайтын телескоптар болып табылады.

Қазіргі уақытта оптикалық телескоптардың үш негізгі түрі қолданылады: линзалық телескоптар немесе рефракторлар, айна телескоптары немесе рефлекторлар және аралас, айна-линза жүйелері. Телескоптың күші оның линзасының немесе жарықты жинайтын айнасының геометриялық өлшемдеріне тікелей байланысты. Сондықтан соңғы жылдары шағылыстыратын телескоптар жиі қолданыла бастады, өйткені техникалық шарттарға сәйкес оптикалық линзаларға қарағанда айтарлықтай үлкен диаметрлі айналар жасауға болады.

Қазіргі заманғы телескоптар өте күрделі және күрделі қондырғылар болып табылады, оларды жасауда электроника мен автоматиканың соңғы жетістіктері қолданылады. Заманауи технология астрономиялық бақылаулардың мүмкіндіктерін едәуір кеңейткен бірқатар құрылғылар мен құрылғыларды жасауға мүмкіндік берді: теледидарлық телескоптар экранда планеталардың анық кескіндерін алуға мүмкіндік береді, электронды-оптикалық түрлендіргіштер көрінбейтін инфрақызыл сәулелер және автоматты түзету телескоптары атмосфералық кедергілердің әсерін өтейді. Соңғы жылдары ғарыштық сәулеленудің жаңа қабылдағыштары - радиотелескоптар - ең қуатты оптикалық жүйелерге қарағанда Ғаламның ішегіне қарауға мүмкіндік беретін кең таралған.

1930 жылдардың басында пайда болған радиоастрономия біздің Ғалам туралы түсінігімізді айтарлықтай байытты. біздің ғасыр. 1943 жылы кеңес ғалымдары Л.И., Мандельштам және Н.Д. Папалекси Айдың радары мүмкіндігін теориялық тұрғыдан негіздеді (10).

Адам жіберген радиотолқындар Айға жетіп, одан шағылысып, Жерге оралды. - радиоастрономияның әдеттен тыс қарқынды даму кезеңі. Жыл сайын радиотолқындар ғарыштан аспан денелерінің табиғаты туралы таңғажайып жаңа мәліметтер әкелді. Бүгінгі таңда радиоастрономия ең сезімтал қабылдағыштарды және ең үлкен антенналарды пайдаланады. Радиотелескоптар ғарыштың соншалықты тереңдігіне еніп кетті, олар әлі күнге дейін қарапайым оптикалық телескоптар үшін қол жетімсіз болып қала берді. Радио кеңістігі адамның алдында ашылды - радиотолқындардағы Әлемнің суреті (10).

Сондай-ақ белгілі бір мақсатқа ие және белгілі бір зерттеулер үшін қолданылатын бірқатар астрономиялық аспаптар бар. Мұндай құралдарға, мысалы, кеңес ғалымдары салған және Қырым астрофизикалық обсерваториясында орнатылған күн мұнарасының телескопы жатады.

Астрономиялық бақылауларда аспан денелерінің жылулық және ультракүлгін сәулеленуін түсіруге, көзге көрінбейтін заттарды фотопластинаға бекітуге мүмкіндік беретін әртүрлі сезімтал құрылғылар барған сайын кеңірек қолданылуда.

Трансатмосфералық бақылаулардың келесі қадамы жердің жасанды серіктерінде орбиталық астрономиялық обсерваторияларды (ОАО) құру болды. Мұндай обсерваториялар, атап айтқанда, кеңестік «Салют» орбиталық станциялары. Әртүрлі типтегі және мақсаттағы орбиталық астрономиялық обсерваториялар тәжірибеде берік орнықты (9).

Астрономиялық бақылаулар барысында соңғы нәтижелер алу үшін зертханалық өңдеуден өтуі тиіс сандар қатары, астрофотографиялар, спектрограммалар және басқа материалдар алынады. Бұл өңдеу зертханалық өлшеу құралдарының көмегімен жүзеге асырылады. Астрономиялық бақылаулардың нәтижелерін өңдеу кезінде электронды есептеуіш машиналар қолданылады.

Координаталық өлшеуіш машиналар астрофотографиялардағы жұлдыздардың және жасанды жерсеріктердің суреттерінің спутниктік грамдағы жұлдыздарға қатысты орналасуын өлшеу үшін қолданылады. Микрофотометрлер аспан денелерінің фотосуреттеріндегі және спектрограммалардағы қараюды өлшеу үшін қолданылады. Бақылау үшін қажетті маңызды құрал – астрономиялық сағат(9).

Жерден тыс өркениеттерді табу мәселесі

20 ғасырдың 2-жартысындағы жаратылыстанудың дамуы, астрономия, кибернетика, биология, радиофизика саласындағы көрнекті жаңалықтар Жерден тыс өркениеттер мәселесін таза алыпсатарлық және абстрактілі-теориялық тұрғыдан практикалық жазықтыққа көшіруге мүмкіндік берді. Адамзат тарихында алғаш рет осы маңызды іргелі мәселе бойынша терең және егжей-тегжейлі эксперименттік зерттеулер жүргізу мүмкін болды. Жерден тыс өркениеттерді ашу және олармен байланыс орнату қоғамның ғылыми-техникалық әлеуетіне орасан зор әсер ететіндігімен, адамзат болашағына оң әсер ететіндігімен мұндай зерттеулердің қажеттілігі айқындалды.

Қазіргі заманғы ғылым тұрғысынан жерүсті өркениеттердің өмір сүру мүмкіндігі туралы болжамның объективті негіздері бар: дүниенің материалдық бірлігі идеясы; материяның жалпы қасиеті ретінде дамуы, эволюциясы туралы; тіршіліктің пайда болуы мен эволюциясының, сондай-ақ жер бетіндегі адамның пайда болуы мен эволюциясының заңды, табиғи сипаты туралы жаратылыстану деректері; Күннің біздің Галактикадағы әдеттегі, кәдімгі жұлдыз екендігі және оны басқа көптеген ұқсас жұлдыздардан ажыратуға ешқандай негіз жоқ екендігі туралы астрономиялық деректер; Сонымен қатар, астрономия Ғарышта жоғары ұйымдасқан материяның ең алуан түрлі формаларының пайда болуына принципті түрде әкелетін әртүрлі физикалық жағдайлардың болуы фактісінен шығады.

Жерден тыс (ғарыштық) өркениеттердің біздің Галактикадағы ықтимал таралуын бағалау Дрейк формуласы бойынша жүзеге асырылады:

Ағымдағы құжатта дереккөздер жоқ. N=R x f x n x k x d x q x L

мұндағы N – Галактикадағы жерден тыс өркениеттердің саны; R – Галактикадағы жұлдыздардың пайда болу жылдамдығы, оның бүкіл өмір сүрген уақытының орташа мәні (жылдағы жұлдыздар саны); f – планеталық жүйемен жұлдыздардың үлесі; n – планеталық жүйелерге кіретін және өмір сүруге экологиялық қолайлы планеталардың орташа саны; k – өмір шын мәнінде пайда болған планеталардың үлесі; d - тіршілік пайда болғаннан кейін оның интеллектуалды формалары дамыған планеталардың үлесі, q - интеллектуалды өмір басқа әлемдермен, өркениеттермен байланыс мүмкіндігін қамтамасыз ететін фазаға жеткен планеталардың үлесі: L - орташа ұзақтығы. мұндай жерден тыс (ғарыштық, техникалық) өркениеттердің болуы (3).

Астрофизикаға жататын және азды-көпті дәл есептеуге болатын бірінші мәнді (R) қоспағанда (жылына шамамен 10 жұлдыз), барлық басқа шамалар өте, өте белгісіз, сондықтан оларды құзыретті ғалымдар негізінде анықтайды. Әрине, субъективті болып табылатын сараптамалық пікір.

Жерден тыс өркениеттермен байланыс тақырыбы ғылыми-фантастикалық әдебиет пен кинематографиядағы ең танымал тақырыптардың бірі болуы мүмкін. Бұл, әдетте, осы жанрдың жанкүйерлерінің, Ғалам мәселелеріне қызығушылық танытатындардың ең қызу қызығушылығын тудырады. Бірақ мұндағы көркем қиял рационалды талдаудың қатаң логикасына бағынуы керек. Мұндай талдау байланыстардың келесі түрлері мүмкін екенін көрсетеді: тікелей байланыстар, т.б. өзара (немесе біржақты) сапарлар; байланыс арналары арқылы байланыстар; аралас типті контактілер – алынған ақпаратты байланыс арналары арқылы тарататын жерден тыс өркениетке автоматты зондтарды жіберу.

Қазіргі уақытта байланыс арналары арқылы байланыстар жерүсті өркениеттермен шынымен мүмкін байланыстар болып табылады. Егер сигналдың екі бағытта таралу уақыты t өркениеттің өмір сүру уақытынан көп болса (t > L), онда бір жақты байланыс туралы айтуға болады. Егер 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

Жерден тыс өркениеттерді зерттеудің алдында олармен қарым-қатынастың бір немесе басқа түрін орнату керек. Қазіргі уақытта Жерден тыс өркениеттердің белсенділігінің іздерін іздеудің бірнеше бағыттары бар (6).

Біріншіден, Жерден тыс өркениеттердің астрологиялық инженерлік әрекеттерінің іздерін іздеу. Бұл бағыт ерте ме, кеш пе, технологиялық дамыған өркениеттер қоршаған ғарыш кеңістігін түрлендіруге (жасанды серіктерді, жасанды биосфераны құруға және т.б.) көшуі керек, атап айтқанда, жұлдыздың айтарлықтай бөлігін ұстап тұруы керек деген болжамға негізделген. энергия. Есептеулер көрсеткендей, мұндай астрологиялық инженерлік құрылымдардың негізгі бөлігінің сәулеленуі спектрдің инфрақызыл аймағында шоғырлануы керек. Сондықтан мұндай жерден тыс өркениеттерді анықтау міндеті инфрақызыл сәулеленудің жергілікті көздерін немесе инфрақызыл сәулеленудің аномальды артық жұлдыздарын іздеуден басталуы керек. Қазір мұндай зерттеулер жүргізілуде. Нәтижесінде бірнеше ондаған инфрақызыл көздер ашылды, бірақ әзірге олардың ешқайсысын жерден тыс өркениетпен байланыстыруға негіз жоқ.

Екіншіден, жер бетіндегі ғаламшардан тыс өркениеттерге бару іздерін іздеу. Бұл бағыт Жерден тыс өркениеттердің қызметі тарихи өткен кезеңде Жерге бару түрінде көрінуі мүмкін деген болжамға негізделген және мұндай сапар әртүрлі халықтардың материалдық немесе рухани мәдениетінің ескерткіштерінде ізін қалдырмауы мүмкін емес еді. Бұл жолда түрлі сезімдер үшін көптеген мүмкіндіктер бар - таңғаларлық «ашулар», жеке мәдениеттердің (немесе олардың элементтерінің) ғарыштық бастаулары туралы квази-ғылыми мифтер; осылайша, әулиелердің көкке көтерілуі туралы аңыздар ғарышкерлер хикаясы деп аталады. Әлі күнге дейін түсініксіз үлкен тас құрылымдардың құрылысы да олардың ғарыштық шығу тегін дәлелдей алмайды. Мысалы, Пасха аралындағы алып тас пұттардың төңірегіндегі осындай болжамды Т.Хейердал жоққа шығарды: бұл аралдың ежелгі тұрғындарының ұрпақтары оған мұның ғарышкерлердің араласуынсыз ғана емес, сонымен қатар ешқандай технологиясыз қалай жасалғанын көрсетті. Сол қатарда Тунгуска метеориті метеорит немесе комета емес, бөтен ғарыш кемесі болған деген гипотеза бар. Мұндай гипотезалар мен жорамалдар барынша мұқият зерттелуі керек (6)

Үшіншіден, жерүсті өркениеттерінің сигналдарын іздеу. Қазіргі уақытта бұл мәселе, ең алдымен, радио және оптикалық (мысалы, жоғары бағытталған лазер сәулесімен) диапазондарда жасанды сигналдарды іздеу мәселесі ретінде тұжырымдалған. Ең ықтималы - радиобайланыс. Сондықтан мұндай байланыс үшін толқындардың оңтайлы диапазонын таңдау ең маңызды міндет болып табылады. Талдау жасанды сигналдардың ең ықтимал толқындарда = 21 см (сутегі радиосы желісі), = 18 см (OH радио желісі), = 1,35 см (су буының радио желісі) немесе кейбір математикалық тұрақтысы бар негізгі жиіліктен біріктірілген толқындарда болуы мүмкін екенін көрсетеді. , т.б.).

Жерден тыс өркениеттердің сигналдарын іздеуге байыпты көзқарас бүкіл аспан сферасын қамтитын тұрақты қызметті құруды талап етеді. Сонымен қатар, мұндай қызмет айтарлықтай әмбебап болуы керек - әртүрлі типтегі (импульстік, тар жолақты және кең жолақты) сигналдарды қабылдауға арналған. Жерден тыс өркениеттердің сигналдарын іздеу бойынша алғашқы жұмыс 1950 жылы АҚШ-та жүргізілді.Толқын ұзындығы 21 см болатын жақын жұлдыздардың (Цет және Эридан) радиосәулеленуі зерттелді.Кейіннен (70–80 жж.), мұндай зерттеулер КСРО-да да жүргізілді. Зерттеу барысында көңіл қуантарлық нәтижелерге қол жеткізілді. Мысалы, 1977 жылы Америка Құрама Штаттарында (Огайо университетінің обсерваториясы) 21 см толқын ұзындығымен аспанды зерттеу кезінде тар диапазонды сигнал тіркелді, оның сипаттамалары оның планетадан тыс және, мүмкін, жасанды болуын көрсетті (8). ).Бірақ бұл сигналды қайта жазу мүмкін болмады және оның табиғаты туралы мәселе ашық қалды. 1972 жылдан бастап орбиталық станцияларда оптикалық диапазондағы іздеулер жүргізілуде. Жерде және Айда көп айна телескоптарын, алып ғарыштық радиотелескоптарды және т.б. құру жобалары талқыланды.

Жерден тыс өркениеттердің сигналдарын іздеу олармен байланыстың бір жағы болып табылады. Бірақ тағы бір жағы бар – мұндай өркениеттерге біздің жердегі өркениет туралы хабар. Сондықтан ғарыштық өркениеттердің сигналдарын іздеумен қатар, жерден тыс өркениеттерге хабар жіберу әрекеттері жасалды. 1974 жылы Аресибодағы (Пуэрто-Рико) радиоастрономия обсерваториясынан Жерден 24 мың жарық жылы қашықтықта орналасқан М-31 глобулярлық кластеріне жердегі тіршілік пен өркениет туралы кодталған мәтінді қамтитын радиохабар жіберілді. (8) . Ақпараттық хабарламалар ғарыш кемелеріне де бірнеше рет орналастырылды, олардың траекториялары оларға күн жүйесінен тыс шығуға мүмкіндік берді. Әрине, бұл хабарламалардың өз мақсатына жету мүмкіндігі өте аз, бірақ бір жерден бастау керек. Адамзат басқа әлемдердің интеллектуалды тіршілік иелерімен байланыстар туралы байыппен ойлап қана қоймай, қарапайым түрде болса да, мұндай байланыстарды орнатуға қабілетті болуы маңызды.

Сәулеленудің ғарыштық табиғи көздері метрлік диапазондағы толқындарда тұрақты қарқынды «радиоберуді» жүргізеді. Ол тітіркендіргіш кедергі жасамауы үшін, елді мекендер арасындағы радиобайланыс 50 см-ден аспайтын толқын ұзындығында жүзеге асырылуы керек (11).

Қысқа радиотолқындар (бірнеше сантиметр) жарамайды, өйткені планеталардың жылулық радиосәулеленуі дәл осындай толқындарда болады және ол жасанды радиобайланысты «кептеледі». АҚШ-та бір-бірінен 15 шақырым қашықтықта орнатылған мың синхронды радиотелескоптардан тұратын жерден тыс радиосигналдарды қабылдайтын кешен құру жобасы талқылануда. Негізінде мұндай кешен айна ауданы 20 км болатын бір алып параболалық радиотелескопқа ұқсайды. Жоба алдағы 10-20 жылда жүзеге асады деп күтілуде. Жоспарланған құрылыстың құны шынымен астрономиялық – кем дегенде 10 миллиард доллар. Радиотелескоптардың жобаланатын кешені 1000 жарық жылы радиусында жасанды радиосигналдарды қабылдауға мүмкіндік береді (12).

Соңғы онжылдықта ғалымдар мен философтар арасында «Адамзат бүкіл Әлемде болмаса, кем дегенде біздің Галактикада жалғыз» деген пікір басым болды. Мұндай пікір жердегі өркениеттің мәні мен құндылығы, оның жетістіктері туралы ең маңызды идеологиялық қорытындыларды тудырады.

Қорытынды

Ғалам – уақыт пен кеңістікте шексіз және материя өзінің даму процесінде алатын формалары жағынан шексіз алуан түрлі, бар бүкіл материалдық дүние.

Кең мағынада ғалам - бұл бізді қоршаған орта. Адамның практикалық іс-әрекетінің маңыздылығы – Әлемде қайтымсыз физикалық процестердің үстемдік етуінде, оның уақыт өткен сайын өзгеріп отыруында, үнемі дамуда. Адам ғарыш кеңістігін зерттей бастады, ашық кеңістікке шықты. Біздің жетістіктеріміз барған сайын кеңейіп, жаһандық және тіпті ғарыштық масштабқа ие болуда. Және олардың тікелей және ұзақ мерзімді салдарын, біздің тіршілік ету ортасының, оның ішінде ғарыштың жағдайына әкелетін өзгерістерін ескеру үшін біз тек жердегі құбылыстар мен процестерді ғана емес, ғарыштық масштабтағы заңдылықтарды да зерттеуіміз керек.

Ұлы Коперник революциясының бастамасымен Ғалам туралы ғылымның әсерлі прогрессі астрономдардың ғылыми-зерттеу іс-әрекетінде және соның нәтижесінде ғалымдардың құрылымы мен эволюциясы туралы білім жүйесінде бірнеше рет өте терең, кейде түбегейлі өзгерістерге әкелді. ғарыштық объектілер. Біздің заманымызда астрономия ерекше қарқынмен дамып келеді, әр онжылдықта өсуде. Көрнекті жаңалықтар мен жетістіктер ағыны оны жаңа мазмұнмен толтырады.

ХХІ ғасырдың басында ғалымдардың алдында Ғаламның құрылымы, жауаптары үдеткіш - Үлкен адрон коллайдерінің көмегімен алуға үміттенетін жаңа сұрақтар тұр.

Әлемнің қазіргі ғылыми бейнесі динамикалық және қайшылықты. Онда жауаптардан гөрі көп сұрақтар бар. Таң қалдырады, үрейлендіреді, шатастырады, есеңгіретеді. Танымдық ақыл-ойға деген ізденіс шекараны білмейді және алдағы жылдарда біз жаңа жаңалықтар мен жаңа идеяларға толы болуымыз мүмкін.

Әдебиеттер тізімі

1. Найдыш В.М. Қазіргі жаратылыстану концепциялары: оқу құралы \ ред. 2-ші, қайта қаралған. және қосымша - М .: Альфа-М; INFRA-M, 2004. - 622 б.

2. Лавриненко В.Н. Қазіргі жаратылыстану концепциялары: оқу құралы\В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова – М.: 2006. – 317 б.

3. Астрономия, Ғалам, астрономия, философия жаңалықтары: ред. Мәскеу мемлекеттік университеті 1988. - 192 б.

4. Данилова В.С., Кожевников Н.И. Қазіргі жаратылыстанудың негізгі ұғымдары: оқу құралы \ М .: Аспект-пресс, 2000 - 256 б.

5. Карпенков С.Х. Қазіргі жаратылыстану: оқу құралы \ М. Академиялық жоба 2003. - 560 б.

6. Астрономия, астронавтика, Ғалам жаңалықтары. - URL: universe-news.ru

7. Лихин А.Ф. Қазіргі жаратылыстану концепциялары: оқу құралы \ Т.К.Уэлби, Проспект баспасы, 2006. - 264 б.

8. Тұрсынов А. Философия және қазіргі космология М. \ INFRA-M, 2001, - 458 б.

Астрономия. 1-сабақ.

Астрономия – аспан денелері туралы ғылым (ежелгі гректің aston – жұлдыз және nomos – заң сөздерінен шыққан)

Ол көрінетін және нақты қозғалыстар мен заңдарды зерттейді,
осы қозғалыстарды, пішінін, өлшемін, массасын және рельефін анықтау
Аспан денелерінің беті, табиғаты және физикалық жағдайы,
өзара әрекеттесу және олардың эволюциясы.

Ғаламды зерттеу

Галактикадағы жұлдыздардың саны триллиондаған. Ең көп
Жұлдыздар массасы Күннен шамамен 10 есе кіші ергежейлілер. қоспағанда
жалғыз жұлдыздар және олардың серіктері (планеталар), Галактика кіреді
қос және көп жұлдыздар, сондай-ақ гравитация арқылы байланысқан жұлдыздар топтары
және жұлдыз деп аталатын тұтас кеңістікте қозғалады
кластерлер. Олардың кейбіреулерін аспанда телескоп арқылы табуға болады, және
кейде жалаңаш көзбен. Мұндай кластерлер дұрыс емес
пішіндер; олардың мыңнан астамы қазір белгілі. жұлдыз шоғырлары
шашыранды және шар тәрізді болып бөлінеді. Шашырау жұлдыздарынан айырмашылығы
негізінен негізгіге жататын жұлдыздардан тұратын шоғырлар
тізбектер, глобулярлы шоғырлар қызыл және сарыдан тұрады
алыптар мен супер алыптар. Рентген арқылы аспанға түсіру
арнайы жасанды серіктерге орнатылған телескоптар
Жер көптеген сфералық рентгендік сәулеленудің ашылуына әкелді
кластерлер.

Галактиканың құрылымы

Галактикадағы жұлдыздар мен диффузиялық заттардың басым көпшілігі
линза тәрізді көлем. Күн шамамен 10 000 дана қашықтықта орналасқан
жұлдызаралық шаң бұлттары бізден жасырылған Галактиканың орталығы. Ортада
Галактиканың ядросы бар, ол жақында мұқият болды
инфрақызыл, радио және рентгендік толқын ұзындығында зерттеледі.
Мөлдір емес шаң бұлттары өзегін бізден жасырып, көруді бұзады
және осы ең қызықты нысанның қарапайым фотографиялық бақылаулары
Галактикалар. Егер біз галактикалық дискіні «жоғарыдан» қарай алатын болсақ, онда
үлкен спираль бұтақтарын табады,
негізінен ең ыстық және ең жарық жұлдыздарды қамтиды, сондай-ақ
массивті газ бұлттары. Спиральды иықтары бар диск негізді құрайды
галактиканың жалпақ ішкі жүйесі. Ал ядроға қарай шоғырланған объектілер
Галактикалар және дискіге ішінара енетіндер сфералық болып табылады.
ішкі жүйе. Бұл Галактика құрылымының жеңілдетілген түрі.

Галактикалардың түрлері

1 спираль. Бұл галактикалардың 30% құрайды. Олар екі түрлі. Қалыпты және
кесіп өтті.
2 Эллиптикалық. Көптеген галактикалардың пішіні бар деп есептеледі
тегістелген шар. Олардың арасында сфералық және жазық дерлік бар. Ең
Ең үлкен белгілі эллиптикалық галактика - Бикеш шоқжұлдызындағы M87.
3 Дұрыс емес. Көптеген галактикалардың жарқыраған пішіні жоқ
айқын контур. Оларға біздің Магеллан бұлты кіреді
жергілікті топ.

Күн

Күн - біздің планеталық жүйенің орталығы, оның негізгі элементі, онсыз
Жер де, онда тіршілік те болмас еді. Жұлдызға қарайтын адамдар онымен айналысады
ежелгі дәуір. Содан бері шамдар туралы біліміміз айтарлықтай кеңейді,
қозғалысы, ішкі құрылымы және туралы көптеген мәліметтермен байытылған
бұл ғарыш объектісінің табиғаты. Сонымен қатар, Күнді зерттеу үлкен үлес қосады
тұтас Әлемнің құрылымын, әсіресе оның элементтерін түсінуге қосқан үлесі,
мәні мен «жұмыс» принциптері бойынша ұқсас.

Күн

Күн - бар объект
адами стандарттар бойынша, өте ұзақ уақыт бұрын.
Оның қалыптасуы шамамен 5-те басталды
миллиард жыл бұрын. Содан кейін орнында
Күн жүйесі өте үлкен болды
молекулалық бұлт.
Гравитациялық күштердің әсерінен ол басталды
жерге ұқсас турбуленттіліктер пайда болады
торнадолар. Олардың бірінің ортасында зат (in
ол негізінен сутегі болды) конденсациялана бастады,
және 4,5 миллиард жыл бұрын жас
жұлдыз, ол ұзақ уақыттан кейін
уақыт кезеңі Күн деп аталды.
Оның айналасында біртіндеп қалыптаса бастады
планеталар - біздің ғаламның бұрышы басталды
қазіргі заманға дейін танысады
адам түрі. -

сары ергежейлі

Күн бірегей объект емес. Ол сары ергежейлілер класына жатады,
салыстырмалы түрде шағын негізгі тізбекті жұлдыздар. Мерзімі
Мұндай органдарға бөлінген «қызмет» шамамен 10 млрд
жылдар. Ғарыш стандарттары бойынша бұл өте аз. Енді біздің шамшырақ, сіз аласыз
деу, өмірдің ең қызығында: әлі кәрі емес, енді жас емес – алда
жарты өмір артық.

Күннің құрылымы

Жарық жылы

Жарық жылы – жарықтың бір жылда жүріп өткен жолы. Халықаралық астрономиялық
одақ жарық жылының түсіндірмесін берді - бұл жарық вакуумда өтетін қашықтық, онсыз
гравитацияның қатысуы, Джулиан жылы үшін. Джулиан жылы 365 күнге тең. Бұл шифрды шешу
ғылыми әдебиеттерде қолданылады. Кәсіби әдебиетті алсақ, арақашықтық бар
парсекпен немесе кило- және мегапарсекпен есептеледі.
1984 жылға дейін жарық жылы бір тропикалық жылда жарықтың жүріп өткен жолы болды.
Жаңа анықтаманың бұрынғыдан 0,002% ғана айырмашылығы бар. Анықтамалар арасындағы ерекше айырмашылық
жоқ.
Жарық сағаттардың, минуттардың, күндердің және т.б. қашықтықты анықтайтын нақты сандар бар.
Жарық жылы 9 460 800 000 000 км,
ай – 788 333 млн км.,
апта – 197 083 млн км.,
тәулік – 26 277 млн ​​км,
сағат – 1094 млн км.,
минут - шамамен 18 миллион км.,
екінші – шамамен 300 мың км.

Бикеш шоқжұлдыз галактикасы

Бикешті жақсы көруге болады
ерте көктемде, атап айтқанда наурызда -
Сәуір, ол оңтүстікке өткенде
көкжиектің бөлігі. Рахмет
шоқжұлдыз
Онда бар
таң қалдыратын
өлшемдері, Күн оның ішінде
айдан астам - 16-дан бастап
Қыркүйектен 30 қазанға дейін. Үстінде
ежелгі жұлдыз атластары Бикеш
масақшасы бар қыз ретінде бейнеленген
оң қолдағы бидай. Дегенмен, жоқ
әрқайсысы
қабілетті
сүйісу
жылы
жұлдыздардың ретсіз шашырауы
мұндай сурет. Дегенмен, табыңыз
Аспандағы Бикеш шоқжұлдызы олай емес
қиын. Оның құрамында жұлдыз бар
бірінші шама, жарықтың арқасында
Оның нұры Богородицы оңай алады
басқа шоқжұлдыздардың арасынан іздеу.

Андромеда тұмандығы

Құс жолына ең жақын ең үлкен галактика.
Құрамында шамамен 1 триллион жұлдыз бар, бұл 2,5-5 есе көп
Құс жолы. Андромеда шоқжұлдызында және алыс орналасқан
Жерден 2,52 млн св қашықтықта. жылдар. Галактиканың жазықтығы қисайған
көру сызығына 15° бұрышпен, оның көрінетін өлшемі 3,2 × 1,0°, көрінетін
магнитудасы - +3,4м.

Құс жолы

Құс жолы – спиральды галактика
түрі. Сонымен қатар, оның үлкен түріндегі секіргіші бар
жұлдыздар жүйесі өзара байланысты
гравитациялық күштер. Сүтті деп саналады
Жол он үш миллиардтан астам уақыт болды
жылдар. Бұл кезең болатын кезең
Галактика 400 миллиардқа жуық шоқжұлдыздарды құрады
және көлемі жағынан мыңнан астам үлкен жұлдыздар
газ тәрізді тұмандықтар, шоғырлар және бұлттар. Пішін
Ғалам картасында Құс жолы анық көрінеді. Сағат
қарап отырып, бұл анық болады
жұлдыздар шоғыры – диск, диаметр
бұл 100 мың жарық жылына тең (осындай бір
жарық жылы он триллионға тең
километр). Жұлдыз шоғырының қалыңдығы 15 мың,
ал тереңдігі шамамен 8 мың жарық жыл. Оның салмағы қанша
Құс жолы? Бұл (оның массасының анықтамасы өте
қиын тапсырма) есептеу мүмкін емес
мүмкін. Қиындық анықтауда
енбейтін қараңғы материяның массалары
электромагниттік сәулеленумен әрекеттесу. Мұнда
неге астрономдар нақты жауап бере алмайды
бұл сұрақ. Бірақ дөрекі болжамдар бар
оған сәйкес Галактиканың салмағы оның ішінде
Күн массасы 500-ден 3000 миллиардқа дейін

Құс жолы өзегі

Құс жолының бұл бөлігі Стрелец шоқжұлдызында орналасқан. Ядрода термиялық емес көз бар
радиация, температурасы шамамен он миллион градус. Осы бөлімнің ортасында
Құс жолында «дөңес» деп аталатын итбалық бар. Бұл ескі жұлдыздардың тұтас тізбегі
ұзартылған орбитада қозғалады. Осы аспан денелерінің көпшілігі үшін өмірлік цикл қазірдің өзінде
соңына келеді. Құс жолы ядросының ортасында аса массивті қара түсті
тесік. Салмағы үш миллион күннің массасына тең ғарыш кеңістігінің бұл бөлігі,
күшті тартылыс күші бар. Оның айналасында тағы бір қара тесік айналады, тек кішірек
өлшемі. Мұндай жүйе соншалықты күшті гравитациялық өрісті жасайды, бұл
жақын жерде шоқжұлдыздар мен жұлдыздар өте ерекше траекториялар бойымен қозғалады. орталыққа жақын
Құс жолының басқа да ерекшеліктері бар. Сонымен, ол жұлдыздардың үлкен шоғырымен сипатталады.
Оның үстіне, олардың арасындағы қашықтық шеткі аймақта байқалатыннан жүздеген есе аз.
білім беру.
Құс жолы өзегі

Артқа алға

Назар аударыңыз! Слайдты алдын ала қарау тек ақпараттық мақсаттарға арналған және презентацияның толық көлемін көрсетпеуі мүмкін. Бұл жұмыс сізді қызықтырса, толық нұсқасын жүктеп алыңыз.

Сабақтың түрі:жаңа білімді оқу және алғашқы бекіту сабағы.

Мақсат:Ғаламның құрылымы және Жер планетасының Ғаламдағы орны туралы түсініктерін қалыптастыру.

Тапсырмалар: Тәрбиелік: студенттерді космологиямен таныстыру, космологияда қолданылатын жүйелі емес өлшем бірліктерімен таныстыру, Ғаламның жасы мен өлшемімен таныстыру, галактика ұғымымен таныстыру, галактикалардың түрлерімен таныстыру, галактика кластерлері, түрлері туралы түсінік қалыптастыру. жұлдыз шоғырлары, Ғаламдағы тұмандықтардың пайда болуы, космологияда спектрлік талдауды қолдану арқылы енгізу, галактикалар спектрлеріндегі спектрлік сызықтардың қызыл ығысу құбылысы туралы, Доплер эффектісі туралы, Хаббл заңы туралы білімдерін қалыптастыру, Үлкен жарылыспен таныстыру. Теория, заттың критикалық тығыздығы туралы түсінік беру.

Тәрбиелік: адамгершілік қасиеттерді, біздің планетамыздың барлық тұрғындарына төзімділікпен қарауды және Жер планетасындағы тіршілік қауіпсіздігіне жауапкершілікті тәрбиелеуге ықпал ету.

Тәрбиелік: «Физика» пәнін оқуға қызығушылықты арттыруға ықпал ету, логикалық ойлауын дамытуға ықпал ету (алған білімдерін талдау, жалпылау).

Сабақтар кезінде

I. Ұйымдастыру кезеңі.

1-2 слайдтар

Студенттер алдында сабақтың мақсаттары анықталады, сабақтың барысы және оны жүзеге асырудың соңғы нәтижелері көрсетіледі.

II. Оқу іс-әрекетінің мотивациясы.

Ғаламның құрылымы мен эволюциясы туралы білім біздің әрқайсымыздың осы әлемдегі орнымызды және адамдардың болашақ ұрпақтары үшін өмірдің және біздің бірегей планетамыздың қауіпсіздігі үшін бізге жүктелетін жауапкершілікті түсінуге көмектеседі.

III. Білімді жаңарту.

Фронтальды шолу

1. Жер планетасына ең жақын жұлдыз қалай аталады? (Күн)
2. Күн жүйесінде қанша планета бар? (Сегіз)
3. Күн жүйесіндегі планеталар қалай аталады? (Меркурий, Венера, Жер, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун)
4. Күн жүйесіндегі Күннен Жер планетасына дейінгі қашықтық қанша? (Жер планетасы - Күннен үшінші планета)

IV. Жаңа материалды таныстыру.

Слайд 3-5. Космология. Жүйелік емес өлшем бірліктері. Ғаламның жасы мен көлемі.

«Ғалам – астрономия мен философияда қатаң анықтамасы жоқ ұғым. Ол түбегейлі екі түрлі субъектіге бөлінеді: алыпсатарлық (философиялық) және материалдық, қазіргі уақытта немесе жақын болашақта бақылауға қол жетімді. Дәстүр бойынша біріншісі Ғалам деп аталады, ал екіншісі - астрономиялық Әлем немесе Метагалактика. Бүгін біз астрономиялық Әлемнің құрылымымен танысамыз. Ал біз Жер планетасының Ғаламдағы орнын анықтаймыз. «Әлем – космологияның зерттеу пәні».

Ғаламдағы заттардың арақашықтығы мен массасы өте үлкен. Космология жүйелі емес өлшем бірліктерін пайдаланады. 1 жарық жылы(1 Әулие Г.) - вакуумда жарықтың 1 жылда жүретін жолы - 9,5 * 10 15 м; 1 астрономиялық бірлік(1 AU) - Жерден Күнге дейінгі орташа қашықтық (жер орбитасының орташа радиусы) - 1,5 * 10 11 м; 1 парсек(1 дана) – көру сызығына перпендикуляр орналасқан жер орбитасының орташа радиусы бір доға секундына (1") бұрышта көрінетін қашықтық - 3 * 10 16 м; 1 күн массасы(1 М о) - 2 * 10 30 кг.

Ғалымдар ғаламның жасы мен көлемін анықтады. Ғаламның жасы t=1,3 * 10 10 жыл. Әлемнің радиусы R=1,3 * 10 10 св.л.

Слайд 6-19. Галактикалар. Галактикалардың түрлері. галактикалардың шоғырлары.

20-шы ғасырдың басында Ғаламдағы барлық дерлік көрінетін материяның өзіне тән өлшемі бірнеше кпк болатын алып жұлдызды-газ аралдарында шоғырланғаны белгілі болды. Бұл «аралдар» галактикалар деп аталды.

галактикаларжұлдыздар бір-бірімен тартылыс күштері арқылы байланысқан үлкен жұлдыздар жүйесі. Триллиондаған жұлдыздардан тұратын галактикалар бар. «Бұл галактикалар тобы Стефан квинтеті деп аталады. Дегенмен, бізден 300 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан осы топтың төрт галактикасы ғана ғарыштық биге қатысады, қазір жақындап, содан кейін бір-бірінен алыстайды. Біреуін табу өте оңай. Өзара әрекеттесетін төрт галактиканың түсі сарғыш және деструктивті гравитациялық гравитациялық күштермен пішінделген бұралған ілмектер мен құйрықтарға ие. Суреттің жоғарғы сол жағындағы көкшіл галактика басқаларға қарағанда әлдеқайда жақын, бар болғаны 40 миллион жарық жылы жерде».

Галактикалардың әртүрлі түрлері бар: эллипстік, спиральды және тұрақты емес.

Эллиптикалық галактикалар жоғары жарықты галактикалардың жалпы санының шамамен 25% құрайды.

Эллиптикалық галактикалар шеңбер немесе эллипс түрінде болады, жарықтығы орталықтан шетке қарай бірте-бірте төмендейді, олар айналмайды, оларда газ бен шаң аз, M 10 13 M o . Сіздің алдыңызда Бикеш шоқжұлдызындағы M87 эллиптикалық галактика.

Сыртқы түрі бойынша спиральды галактикалар бір-біріне жиналған екі пластинаға немесе екі беті дөңес линзаға ұқсайды. Оларда ореол және массивті жұлдыздық диск бар. Ісіну түрінде көрінетін дискінің орталық бөлігі дөңес деп аталады. Диск бойымен жүретін қараңғы жолақ жұлдызаралық ортаның мөлдір емес қабаты, жұлдыз аралық шаң. Тегіс диск пішіні айналуға байланысты. Галактиканың пайда болуы кезінде орталықтан тепкіш күштер протогалактикалық бұлттың айналу осіне перпендикуляр бағытта құлауын болдырмайды деген гипотеза бар. Газ белгілі бір жазықтықта шоғырланған - галактикалардың дискілері осылай пайда болды.

Спиральды галактикалар ядродан және тікелей ядродан таралатын бірнеше спиральды иық немесе тармақтардан, тармақтардан тұрады. Спиральды галактикалар айналады, оларда газ бен шаң көп, М 10 12 М?

«Американдық аэроғарыштық NASA агенттігі Instagram желісінде Жердің және Әлемнің басқа бұрыштарының көріністері бар фотосуреттер орналастырылған жеке аккаунтын ашты. NASA-ның ең әйгілі Гранд обсерваториясы Хаббл телескопынан алынған керемет фотосуреттер адам көзі көрмеген нәрселерді көруге мүмкіндік береді. Бұрын байқалмаған алыс галактикалар мен тұмандықтар, өліп жатқан және қайта туылған жұлдыздар қиялды әртүрлілігімен таң қалдырып, алыс сапарлар туралы арманға жетелейді. Жұлдыз шаңы мен газ бұлттарының таңғажайып пейзаждары көз алдымызда таңғаларлық сұлулықтың жұмбақ құбылыстарын ашады». Сіздің алдыңызда Кома Береница шоқжұлдызындағы ең әдемі спиральды галактикалардың бірі.

20-жылдары. 20 ғасырда спиральды тұмандықтар біздің Галактикаға ұқсас және одан миллиондаған жарық жылдары қашықтықта орналасқан үлкен жұлдыздар жүйесі екені белгілі болды. 1924 жылы Хаббл мен Ричи Андромеда мен Триангулумдағы тұмандықтардың спиральды иықтарын жұлдыздарға ыдыратты. Бұл «экстрагалактикалық тұмандықтар» бізден Құс жолы жүйесінің диаметрінен бірнеше есе алыс орналасқаны анықталды. Бұл жүйелер біздікіне ұқсас галактикалар деп атала бастады. «Орташа өлшемді M33 галактикасы өзі орналасқан шоқжұлдыздың атымен үшбұрышты галактика деп те аталады. Ол радиусы бойынша біздің Құс жолы галактикасы мен Андромеда галактикасынан шамамен 4 есе кіші. M33 Құс жолынан алыс емес және жақсы бинокльмен тамаша көрінеді».

«Андромеда галактикасы - біздің Құс жолына алып галактикалардың ең жақыны. Сірә, біздің галактика осы галактикаға ұқсайды. Андромеда галактикасын құрайтын жүздеген миллиард жұлдыздар бірге көрінетін диффузиялық жарқырау береді. Суреттегі жеке жұлдыздар біздің Галактикадағы жұлдыздар, олар алыстағы объектіге қарағанда әлдеқайда жақын».

«Жұлдызды аспанды ірі қалалардан алыс жерде, айсыз түнде бақылағанда, онда кең сәулелі жолақ анық көрінеді - Құс жолы. Құс жолы екі жарты шарда күміс жолақ сияқты созылып, жұлдызды сақинаға бекітіледі. Бақылаулар барлық жұлдыздардың үлкен жұлдыздар жүйесін (галактика) құрайтынын анықтады». Галактикада бірінің ішіне бірі орналасқан екі негізгі ішкі жүйе кіреді: ореол (оның жұлдыздары галактиканың ортасына қарай шоғырланған) және жұлдызды диск («шетінен бүктелген екі пластина»). «Күн жүйесі Құс жолы галактикасының бөлігі болып табылады. Біз галактиканың ішіндеміз, сондықтан оның сыртқы түрін елестету бізге қиын, бірақ Ғаламда басқа да көптеген ұқсас галактикалар бар және біз олардан біздің Құс жолын бағалай аламыз». Құс жолы галактикасы галактиканың ортасында орналасқан ядродан және үш спираль иінінен тұрады.

«Жұлдыздардың, газдың және шаңның таралуын зерттеу біздің Құс жолы галактикасының спиральды құрылымы бар жалпақ жүйе екенін көрсетті». Біздің галактика өте үлкен. Галактиканың дискінің диаметрі шамамен 30 дана (100 000 л); қалыңдығы - шамамен 1000 St. л.

Біздің галактикада шамамен 100 миллиард жұлдыз бар. Галактикадағы жұлдыздар арасындағы орташа қашықтық шамамен 5 св. жылдар. Галактиканың орталығы Стрелец шоқжұлдызында орналасқан. «Қазір астрономдар біздің галактиканың орталығын мұқият зерттеп жатыр. Галактика центріне жақын орналасқан жекелеген жұлдыздардың қозғалысын бақылау, ол жерде өлшемдері Күн жүйесінің өлшемімен салыстырылатын шағын ауданда массасы Күннің массасынан 2 миллионға асатын көрінбейтін заттар шоғырланғанын көрсетті. рет. Бұл галактиканың орталығында үлкен қара дыры бар екенін көрсетеді». Құс жолы галактикасы галактиканың орталығын айналады. Күн 200 миллион жылда галактиканың центрін бір рет айналып шығады.

Тұрақты емес галактикаларға мысал ретінде аспанның оңтүстік жарты шарында, Құс жолы маңында жай көзге көрінетін бізге ең жақын галактикалар Үлкен Магеллан бұлты және Кіші Магеллан бұлты жатады. Бұл екі галактика біздің галактиканың серіктері болып табылады.

Тұрақты емес галактикаларда нақты анықталған ядро ​​жоқ, айналу симметриясы жоқ және олардағы заттардың жартысына жуығы жұлдыз аралық газ. Аспанды телескоптармен зерттегенде Магеллан бұлттарына ұқсас көптеген ретсіз, жыртық галактикалар табылды.

«Кейбір галактикалардың өзектерінде күшті процестер жүреді, мұндай галактикаларды белсенді галактикалар деп атайды. Бикеш шоқжұлдызындағы M87 галактикасында 3000 км/с жылдамдықпен материяның лақтырылуы жүреді, бұл лақтырудың массасы Бұл галактика радио сәулеленудің қуатты көзі болып шықты. Радио сәулеленудің одан да күшті көзі квазарлар болып табылады. Квазарлар сонымен қатар инфрақызыл, рентген және гамма сәулелерінің қуатты көздері болып табылады. Бірақ квазарлардың өлшемдері кішкентай болып шықты, шамамен 1 AU. Квазарлар жұлдыз емес; бұл Жерден миллиардтаған жарық жылы қашықтықта орналасқан жарқын және өте белсенді галактикалық ядролар». «Квазардың ортасында материяны өзіне - жұлдыздарды, газды және шаңды соратын аса үлкен қара құрдым бар. Қара тесікке түсіп, материя үйкеліс пен толқындық күштердің әсерінен үлкен температураға дейін қызатын үлкен дискіні құрайды. «Хаббл веб-сайты бүгінгі күнге дейін квазардың ең егжей-тегжейлі фотосуреттерінің бірі болып табылатынын жариялады. Бұл Бикеш шоқжұлдызында орналасқан ең әйгілі квазарлардың бірі, 3С 273». Ол осындай бірінші ашық нысан болды; 1960 жылдардың басында астроном Алан Сэндиж ашты. «Qusar 3C 273 - ең жарқын және ең жақын квазарлардың бірі: ол шамамен 2 миллиард жарық жылы қашықтықта және әуесқой телескопта көруге болатындай жарық».

Галактикалар сирек кездеседі. Галактикалардың 90%-ы оннан бірнеше мыңға дейінгі мүшелерді қамтитын кластерлерде шоғырланған. Галактикалар шоғырының орташа диаметрі 5 Мпк, бір кластердегі галактикалардың орташа саны 130. «Өлшемдері 1,5 Мпк галактикалардың жергілікті тобына біздің Галактика, Андромеда Галактикасы M31, Triangulum Galaxy M33, Үлкен Магеллан бұлты (LMC), Кіші Магеллан бұлты (MMO) - өзара ауырлық күшімен байланысқан барлығы 35 галактика. Жергілікті топтың галактикалары ортақ тартылыс күші арқылы байланысқан және Бикеш шоқжұлдызындағы ортақ массалар центрін айналып қозғалады».

Слайд 21-23. жұлдыз шоғырлары.

Галактикада әрбір үшінші жұлдыз қос жұлдыз, үш немесе одан да көп жұлдыздар жүйесі бар. Күрделі объектілер де белгілі – жұлдыз шоғырлары.

Ашық жұлдыз шоғырлары галактикалық жазықтықтың жанында орналасқан. Сіздің алдыңызда Pleiades жұлдыздар шоғыры. Плеиадалармен бірге жүретін көк тұман - бұл жұлдыз жарығын көрсететін шашыраңқы шаң.

Глобулярлы шоғырлар біздің Галактикадағы ең көне құрылымдар болып табылады, олардың жасы 10-нан 15 миллиард жылға дейін және Ғаламның жасымен салыстыруға болады. Олардың Галактикада қозғалатын нашар химиялық құрамы және ұзартылған орбиталары глобулярлы шоғырлардың Галактиканың өзі қалыптасу дәуірінде пайда болғанын көрсетеді. Глобулярлы шоғырлар жұлдыздардың айтарлықтай санына және айқын сфералық пішініне байланысты жұлдызды фоннан қатты ерекшеленеді. Глобулярлы шоғырлардың диаметрі 20-дан 100 данаға дейін. M= 104 106 M?

Слайд 24-29. Жұлдызаралық зат. Тұмандықтар.

Жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қозғалатын жұлдыздардан, ғарыштық сәулелерден (протондар, электрондар және химиялық элементтердің атомдық ядролары) басқа галактикаларда газ және шаң болады. Галактикадағы газ бен шаң өте біркелкі таралмаған. Сирек кездесетін шаң бұлттарынан басқа, тығыз қара шаңды бұлттар байқалады. Бұл тығыз бұлттарды жарқыраған жұлдыздар жарықтандырғанда, олар өздерінің жарығын көрсетеді, содан кейін біз тұмандықтарды көреміз.

«Хаббл командасы 1990 жылы 24 сәуірде ғарыштық телескоптың ұшырылуының мерейтойын тойлау үшін жыл сайын керемет фотосуреттер шығарады. 2013 жылы олар Жерден 1500 жарық жылында Орион шоқжұлдызында орналасқан атақты Жылқы тұманының фотосуретін әлемге ұсынды.

«Жарқын Лагун тұманында көптеген түрлі астрономиялық нысандар бар. Ерекше қызығушылық тудыратын нысандарға ашық жұлдыздар шоғыры және бірнеше белсенді жұлдыз түзетін аймақтар жатады».

«Түрлі-түсті Trifid тұмандығы ғарыштық контрасттарды зерттеуге мүмкіндік береді. M20 деп те аталады, ол Стрелецтің тұманды шоқжұлдызында шамамен 5000 жарық жылы қашықтықта орналасқан. Тұмандықтың өлшемі шамамен 40 св. л.»

«Бұл тұманды не жарықтандыратыны әлі белгісіз. Бейненің ортасына жақын тау тәрізді жұлдызаралық шаң бұлттарының үстіңгі жиегін белгілейтін жарқын, төңкерілген V-тәрізді доға ерекше таң қалдырады. Бұл елес тұманда қара шаңға толы шағын жұлдыз түзетін аймақ бар. Ол алғаш рет 1983 жылы IRAS спутнигі түсірген инфрақызыл суреттерден көрінді. Мұнда Хаббл ғарыштық телескопы түсірген тамаша сурет көрсетілген. Ол көптеген жаңа мәліметтерді көрсетсе де, жарқын, айқын доғаның пайда болу себебін анықтау мүмкін болмады ».

Шаңның жалпы массасы галактиканың жалпы массасының 0,03% ғана құрайды. Оның жалпы жарқырауы жұлдыздардың жарқырауының 30% құрайды және инфрақызыл диапазондағы галактиканың сәулеленуін толығымен анықтайды. Шаңның температурасы 15-25 К.

Слайд 30-33. Спектрлік талдауды қолдану. Қызыл жылжу. Доплер эффектісі. Хаббл заңы.

Галактикалардың жарығы – миллиардтаған жұлдыздар мен газдардың жалпы жарығы. Галактикалардың физикалық қасиеттерін зерттеу үшін астрономдар спектрлік талдау әдістерін пайдаланады . Спектрлік талдау- заттың атомдық және молекулалық құрамын оның спектрін зерттеуге негізделген сапалық және сандық анықтауға арналған физикалық әдіс. Астрономдар объектілердің химиялық құрамын және олардың қозғалыс жылдамдығын анықтау үшін спектрлік талдау әдісін пайдаланады.

1912 жылы американдық астроном Слайфер алыстағы галактикалардың спектрлеріндегі сызықтардың қызыл ұшына қарай ығысуын ашты. «Бұл құбылыс қызылға жылжу деп аталды. Бұл жағдайда спектрлік сызықтың толқын ұзындығына ығысуының қатынасы берілген галактиканың спектріндегі барлық сызықтар үшін бірдей болып шықты. Қатынас , мұндағы зертханада байқалатын спектрлік сызықтың толқын ұзындығы қызыл ығысуды сипаттайды».

«Бұл құбылыстың қазіргі уақытта қабылданған түсіндірмесі Доплер эффектісімен байланысты. Спектрлік сызықтардың спектрдің қызыл ұшына ығысуы сәуле шығаратын объектінің (галактиканың) жылдамдықпен қозғалысы (алып тастау) нәтижесінде пайда болады. vбақылаушыдан бағытта. Кішкентай қызыл ығысуларда (z) галактиканың жылдамдығын Доплер формуласы арқылы табуға болады: , мұндағы c – вакуумдегі жарық жылдамдығы».

1929 жылы Хаббл галактикалардың бүкіл жүйесі кеңейіп жатқанын анықтады. «Галактикалардың спектрлеріне сәйкес, олар бізден жылдамдықпен «қашып бара жатқаны» анықталды. v, галактикаға дейінгі қашықтыққа пропорционал:

v= H r, мұндағы H = 2,4 * 10 -18 с -1 - Хаббл тұрақтысы, r - галактикаға дейінгі қашықтық (м)».

Слайд 34-38. Үлкен жарылыс теориясы. Заттың критикалық тығыздығы.

Кеңейетін Әлем теориясы пайда болды, оған сәйкес біздің Ғалам орасан зор жарылыс кезінде өте тығыз күйден пайда болды және оның кеңеюі біздің уақытта жалғасуда. Шамамен 13 миллиард жыл бұрын Метагалактиканың барлық заттары шағын көлемде шоғырланған. Заттың тығыздығы өте жоғары болды. Заттың бұл күйі «сингулярлық» деп аталады. «Жарылыс» («поп») нәтижесіндегі кеңею заттың тығыздығының төмендеуіне әкелді. Галактикалар мен жұлдыздар қалыптаса бастады.

Материя тығыздығының сыни мәні бар, оның қозғалысының сипаты соған байланысты. Заттың kr критикалық мәні мына формуламен есептеледі:

мұндағы H \u003d 2,4 * 10 -18 с -1 - Хаббл тұрақтысы, G \u003d 6,67 * 10 -11 (N * м 2) / кг 2 - гравитациялық тұрақты. Сандық мәндерді ауыстырсақ, kr =10 -26 кг/м 3 аламыз. Сағат< кр - расширение Вселенной. При >cr - Әлемнің қысылуы. Ғаламдағы материяның орташа тығыздығы = 3 * 10 -28 кг/м 3 .

Адам әрқашан өзін қоршаған әлемді тануға ұмтылады. Ғаламды зерттеу енді ғана басталды. Көп нәрсені білу керек. Адамзат Ғаламды және оның құпияларын зерттеу жолының ең басында ғана. «Әлемді бүкіл қоршаған әлем ретінде көрсете отырып, біз оны бірден бірегей және бірегей етеміз. Сонымен бірге біз оны классикалық механика тұрғысынан сипаттау мүмкіндігінен айырамыз: Ғалам өзінің бірегейлігіне байланысты ештеңемен әрекеттесе алмайды, ол жүйелер жүйесі, сондықтан масса, пішін, өлшем сияқты ұғымдар. қатысты мағынасын жоғалтады. Оның орнына тығыздық, қысым, температура, химиялық құрам сияқты ұғымдарды қолданып, термодинамика тіліне жүгіну керек».

Бұл ақпаратпен толығырақ танысу үшін келесі көздерді пайдалана аласыз:

бір). Физика. 11-сынып: оқулық. жалпы білім беруге арналған Мекемелер: негізгі және профильді. деңгейлері / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чагурин; ред. ЖӘНЕ. Николаев, Н.А. Парфентьев. - 19-шы басылым. - М .: Білім, 2010. - 399 б., Л. ауру. - (Классикалық курс). – ISBN 978-5-09-022777-3.;

төрт). http://www.adme.ru

Ғаламдағы үйіміздің мекен-жайы: Ғалам, Галактикалардың жергілікті тобы, Құс жолы галактикасы, Күн жүйесі, Жер планетасы – Күннен үшінші планета.

Біз өз планетамызды жақсы көреміз және оны әрқашан қорғаймыз!

V. Білімді алғашқы бекіту.

Фронтальды шолу

• Әлемнің құрылысы мен эволюциясын зерттейтін ғылым қалай аталады? (Космология)
• Космологияда қандай жүйеден тыс өлшем бірліктері қолданылады? (жарық жылы, астрономиялық бірлік, парсек, күн массасы)
• Қандай қашықтықты жарық жылы деп атайды? (жарықтың бір жылда жүрген жолы)

VI. Өзіндік жұмыс.

Оқушыларға өз бетінше есеп шығару ұсынылады: Әлемдегі заттың орташа тығыздығы = 3 * 10 -28 кг/м 3 . Зат тығыздығының критикалық мәнін есептеп, оны Әлемдегі орташа зат тығыздығымен салыстырыңыз. Нәтижені талдаңыз және Әлемнің кеңеюі немесе қысқаруы туралы қорытынды жасаңыз.

VII. Рефлексия.

Оқушылар мұғалім берген парақтарға жағымды немесе жағымсыз смайликтер салу арқылы мұғалімнің жұмысын және сабақтағы өз жұмысын бағалауға шақырылады.

VIII. Үй жұмысы.

124, 125, 126 абзацтар 369, 373 беттердегі сұрақтарға ауызша жауап беру.

Әдебиет:

1. Физика. 11-сынып: оқулық. жалпы білім беруге арналған Мекемелер: негізгі және профильді. деңгейлері / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чагурин; ред. ЖӘНЕ. Николаев, Н.А. Парфентьев. - 19-шы басылым. - М .: Білім, 2010. - 399 б., Л. ауру. - (Классикалық курс). – ISBN 978-5-09-022777-3.
2. http://en.wikipedia.org
3. http://www.adme.ru