Galaktikų sistemos ir plataus masto visatos sandaros pristatymas. Pamoka-pristatymas „Visatos struktūra ir evoliucija“. Mergelės žvaigždyno galaktika

Ką mes žinome apie visatą, koks yra kosmosas? Visata yra beribis, žmogaus protu sunkiai suvokiamas pasaulis, kuris atrodo netikras ir nematerialus. Tiesą sakant, mus supa materija, beribė erdvėje ir laike, galinti įgauti įvairias formas. Norėdami suprasti tikrąjį kosmoso mastą, kaip veikia Visata, visatos sandarą ir evoliucijos procesus, turėsime peržengti savo pasaulėžiūros slenkstį, pažvelgti į mus supantį pasaulį iš kitos pusės. kampu, iš vidaus.

Žvilgsnis į didžiulius kosmoso plotus iš Žemės

Visatos formavimasis: pirmieji žingsniai

Erdvė, kurią stebime per teleskopus, yra tik dalis žvaigždžių visatos, vadinamosios Megagalaktikos. Hablo kosmologinio horizonto parametrai kolosalūs – 15-20 milijardų šviesmečių. Šie duomenys yra apytiksliai, nes evoliucijos procese Visata nuolat plečiasi. Visatos plėtimasis vyksta plintant cheminiams elementams ir kosminei mikrobangų foninei spinduliuotei. Visatos struktūra nuolat kinta. Kosmose atsiranda galaktikų sankaupos, Visatos objektai ir kūnai yra milijardai žvaigždžių, kurios sudaro artimosios erdvės elementus – žvaigždžių sistemas su planetomis ir palydovais.

Kur yra pradžia? Kaip atsirado visata? Manoma, kad Visatos amžius yra 20 milijardų metų. Gali būti, kad karšta ir tanki protomedžiaga tapo kosminės medžiagos šaltiniu, kurios spiečius tam tikru momentu sprogo. Mažiausios dalelės, susidariusios dėl sprogimo, išsibarstė į visas puses ir mūsų laikais toliau tolsta nuo epicentro. Didžiojo sprogimo teorija, kuri dabar dominuoja mokslo bendruomenėje, yra tiksliausias Visatos formavimosi proceso aprašymas. Medžiaga, atsiradusi dėl kosminio kataklizmo, buvo nevienalytė masė, susidedanti iš mažiausių nestabilių dalelių, kurios, susidūrusios ir išsisklaidžiusios, pradėjo sąveikauti viena su kita.

Didysis sprogimas yra visatos atsiradimo teorija, paaiškinanti jos susidarymą. Pagal šią teoriją iš pradžių egzistavo tam tikras kiekis materijos, kuri dėl tam tikrų procesų sprogo kolosalia jėga, išsklaidydama motinos masę į aplinkinę erdvę.

Po kiek laiko, pagal kosminius standartus – akimirksniu, pagal žemišką chronologiją – po milijonų metų, atėjo erdvės materializacijos etapas. Iš ko sudaryta visata? Išsklaidyta medžiaga ėmė telktis į didelius ir mažus krešulius, kurių vietoje vėliau pradėjo atsirasti pirmieji Visatos elementai, didžiulės dujų masės – būsimų žvaigždžių darželis. Daugeliu atvejų materialių objektų formavimosi procesas Visatoje paaiškinamas fizikos ir termodinamikos dėsniais, tačiau yra nemažai dalykų, kurių dar negalima paaiškinti. Pavyzdžiui, kodėl vienoje erdvės dalyje besiplečianti medžiaga koncentruojasi labiau, o kitoje visatos dalyje materija yra labai reta. Atsakymus į šiuos klausimus galima gauti tik tada, kai paaiškės didelių ir mažų kosminių objektų formavimosi mechanizmas.

Dabar Visatos formavimosi procesas paaiškinamas Visatos dėsnių veikimu. Gravitacinis nestabilumas ir energija skirtingose ​​​​vietose paskatino protožvaigždžių susidarymą, kurie savo ruožtu, veikiami išcentrinių jėgų ir gravitacijos, suformavo galaktikas. Kitaip tariant, kol materija tęsėsi ir toliau plečiasi, suspaudimo procesai prasidėjo veikiant gravitacinėms jėgoms. Dujų debesų dalelės pradėjo telktis aplink įsivaizduojamą centrą, galiausiai suformuodamos naują antspaudą. Statybinė medžiaga šioje milžiniškoje statybvietėje yra molekulinis vandenilis ir helis.

Cheminiai Visatos elementai yra pagrindinė statybinė medžiaga, iš kurios vėliau atsirado Visatos objektai.

Toliau pradeda veikti termodinamikos dėsnis, suaktyvėja skilimo ir jonizacijos procesai. Vandenilio ir helio molekulės skyla į atomus, iš kurių, veikiant gravitacinėms jėgoms, susidaro protožvaigždės šerdis. Šie procesai yra Visatos dėsniai ir įgavo grandininės reakcijos formą, vykstančią visuose tolimuose Visatos kampeliuose, užpildydami visatą milijardais, šimtais milijardų žvaigždžių.

Visatos evoliucija: svarbiausi dalykai

Šiandien mokslo sluoksniuose egzistuoja hipotezė apie būsenų, iš kurių yra austi Visatos istorija, cikliškumą. Dujų sankaupos, atsiradusios dėl protomedžiagos sprogimo, tapo žvaigždžių darželiu, kurios savo ruožtu suformavo daugybę galaktikų. Tačiau pasiekusi tam tikrą fazę materija Visatoje ima siekti savo pirminės, koncentruotos būsenos, t.y. Po sprogimo ir vėlesnio materijos išsiplėtimo erdvėje seka suspaudimas ir grįžimas į supertankią būseną, į pradinį tašką. Vėliau viskas kartojasi, po gimimo seka galutinis ir taip daug milijardų metų iki begalybės.

Visatos pradžia ir pabaiga pagal visatos evoliucijos cikliškumą

Tačiau praleidę temą apie Visatos formavimąsi, kuri tebėra atviras klausimas, turėtume pereiti prie visatos sandaros. Dar XX amžiaus 30-aisiais tapo aišku, kad kosminė erdvė yra padalinta į regionus - galaktikas, kurios yra didžiulės formacijos, kurių kiekviena turi savo žvaigždžių populiaciją. Tačiau galaktikos nėra statiški objektai. Galaktikų plėtimosi greitis iš įsivaizduojamo Visatos centro nuolat kinta, tai liudija vienų suartėjimas, o kitų nutolimas viena nuo kitos.

Visi šie procesai žemiškojo gyvenimo trukmės požiūriu vyksta labai lėtai. Mokslo ir šių hipotezių požiūriu visi evoliuciniai procesai vyksta greitai. Tradiciškai Visatos evoliuciją galima suskirstyti į keturis etapus – eras:

• hadronų era;
• leptono era;
• fotonų era;
• žvaigždžių era.

Kosminė laiko skalė ir Visatos evoliucija, pagal kurią galima paaiškinti kosminių objektų atsiradimą

Pirmajame etape visa medžiaga buvo sutelkta į vieną didelį branduolinį lašą, susidedantį iš dalelių ir antidalelių, sujungtų į grupes - hadronus (protonus ir neutronus). Dalelių ir antidalelių santykis yra maždaug 1:1,1. Tada prasideda dalelių ir antidalelių naikinimo procesas. Likę protonai ir neutronai yra statybinė medžiaga, iš kurios susidaro Visata. Hadronų eros trukmė yra nereikšminga, tik 0,0001 sekundės - sprogstamosios reakcijos laikotarpis.

Toliau, po 100 sekundžių, prasideda elementų sintezės procesas. Esant milijardo laipsnių temperatūrai, branduolių sintezės procese susidaro vandenilio ir helio molekulės. Visą šį laiką medžiaga toliau plečiasi erdvėje.

Nuo šio momento prasideda ilga, nuo 300 tūkstančių iki 700 tūkstančių metų, branduolių ir elektronų rekombinacijos stadija, susidarant vandenilio ir helio atomams. Tokiu atveju pastebimas medžiagos temperatūros sumažėjimas, o spinduliuotės intensyvumas mažėja. Visata tampa skaidri. Vandenilis ir helis, susidarę didžiuliais kiekiais, veikiami gravitacinių jėgų, paverčia pirminę Visatą milžiniška statybų aikštele. Po milijonų metų prasideda žvaigždžių era – tai protožvaigždžių ir pirmųjų protogalaktikų formavimosi procesas.

Toks evoliucijos skirstymas į etapus dera į karštosios Visatos modelį, kuris paaiškina daugelį procesų. Tikrosios Didžiojo sprogimo priežastys, materijos plėtimosi mechanizmas lieka nepaaiškintos.

Visatos sandara ir sandara

Susidarius vandenilio dujoms, prasideda Visatos evoliucijos žvaigždžių era. Vandenilis, veikiamas gravitacijos, kaupiasi didžiulėse sankaupose, krešuliuose. Tokių spiečių masė ir tankis yra milžiniški, šimtus tūkstančių kartų didesni už pačios susidariusios galaktikos masę. Netolygus vandenilio pasiskirstymas, pastebėtas pradiniame Visatos formavimosi etape, paaiškina susiformavusių galaktikų dydžių skirtumus. Ten, kur turėjo būti didžiausias vandenilio dujų kaupimasis, susidarė megagalaktikos. Ten, kur vandenilio koncentracija buvo nereikšminga, atsirado mažesnės galaktikos, pavyzdžiui, mūsų žvaigždžių namai, Paukščių Takas.

Versija, pagal kurią Visata yra pradžios ir pabaigos taškas, aplink kurį galaktikos sukasi skirtinguose vystymosi etapuose

Nuo šio momento Visata gauna pirmuosius darinius su aiškiomis ribomis ir fiziniais parametrais. Tai jau ne ūkai, žvaigždžių dujų ir kosminių dulkių sankaupos (sprogimo produktai), žvaigždžių materijos protospiečiai. Tai žvaigždžių šalys, kurių plotas žmogaus protu yra didžiulis. Visata tampa pilna įdomių kosminių reiškinių.

Moksliniu pagrindimu ir šiuolaikinio Visatos modelio požiūriu galaktikos pirmiausia susiformavo veikiant gravitacinėms jėgoms. Materija buvo paversta kolosaliu universaliu sūkuriu. Centripetaliniai procesai užtikrino vėlesnį dujų debesų suskaidymą į spiečius, kurie tapo pirmųjų žvaigždžių gimimo vieta. Protogalaktikos su greitu sukimosi periodu ilgainiui virto spiralinėmis galaktikomis. Ten, kur sukimasis buvo lėtas ir daugiausia buvo stebimas medžiagos suspaudimo procesas, susidarė netaisyklingos galaktikos, dažniau elipsės. Šiame fone Visatoje vyko grandiozesni procesai – susidarė galaktikų superspiečiai, kurie savo kraštais glaudžiai liečiasi vienas su kitu.

Superspiečiai – tai daugybė galaktikų grupių ir galaktikų grupių didelio masto Visatos struktūroje. Per 1 mlrd. metų yra apie 100 superspiečių

Nuo to momento tapo aišku, kad Visata yra didžiulis žemėlapis, kuriame žemynai yra galaktikų sankaupos, o šalys – megagalaktikos ir galaktikos, susiformavusios prieš milijardus metų. Kiekvieną darinį sudaro žvaigždžių spiečius, ūkai, tarpžvaigždinių dujų ir dulkių sankaupos. Tačiau visa ši populiacija sudaro tik 1% viso universalių darinių tūrio. Pagrindinę galaktikų masę ir tūrį užima tamsioji medžiaga, kurios prigimties neįmanoma išsiaiškinti.

Visatos įvairovė: galaktikų klasės

Amerikiečių astrofiziko Edvino Hablo pastangomis dabar turime visatos ribas ir aiškią joje gyvenančių galaktikų klasifikaciją. Klasifikacija buvo pagrįsta šių milžiniškų darinių struktūrinėmis ypatybėmis. Kodėl galaktikos turi skirtingas formas? Atsakymą į šį ir daugelį kitų klausimų pateikia Hablo klasifikacija, pagal kurią Visata susideda iš šių klasių galaktikų:

• spiralė;
• elipsės formos;
• netaisyklingos galaktikos.

Pirmieji apima dažniausiai pasitaikančius darinius, užpildančius visatą. Būdingi spiralinių galaktikų bruožai yra aiškiai apibrėžta spiralė, kuri sukasi aplink ryškų branduolį arba linkusi į galaktikos tiltą. Spiralinės galaktikos su šerdimi žymimos simboliais S, o objektai su centrine juosta jau žymimi SB. Šiai klasei taip pat priklauso mūsų Paukščių Tako galaktika, kurios centre esančią šerdį skiria šviečianti juosta.

Tipiška spiralinė galaktika. Centre gerai matoma šerdis su tilteliu, iš kurio galų kyla spiralinės rankos.

Panašūs dariniai yra išsibarstę po visą visatą. Arčiausiai mūsų esanti spiralinė galaktika Andromeda yra milžiniška, sparčiai artėjanti prie Paukščių Tako. Didžiausias mums žinomas šios klasės atstovas yra milžiniška galaktika NGC 6872. Šio monstro galaktikos disko skersmuo yra maždaug 522 tūkst. šviesmečių. Šis objektas yra 212 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų galaktikos.

Kita bendra galaktikos formacijų klasė yra elipsinės galaktikos. Jų žymėjimas pagal Hablo klasifikaciją yra raidė E (elipsinė). Pagal formą šie dariniai yra elipsoidai. Nepaisant to, kad Visatoje yra daug panašių objektų, elipsinės galaktikos nėra labai išraiškingos. Jas daugiausia sudaro lygios elipsės, užpildytos žvaigždžių spiečiais. Skirtingai nuo galaktikos spiralių, elipsėse nėra tarpžvaigždinių dujų ir kosminių dulkių sankaupų, kurios yra pagrindiniai optiniai tokių objektų vizualizavimo efektai.

Tipiškas šios klasės atstovas, žinomas šiandien, yra elipsės formos žiedinis ūkas Lyros žvaigždyne. Šis objektas yra 2100 šviesmečių atstumu nuo Žemės.

Elipsinės galaktikos Kentauro A vaizdas pro CFHT teleskopą

Paskutinė visatoje gyvenančių galaktikos objektų klasė yra netaisyklingos arba netaisyklingos galaktikos. Hablo klasifikacijos žymėjimas yra lotyniškas simbolis I. Pagrindinis bruožas yra netaisyklinga forma. Kitaip tariant, tokie objektai neturi aiškių simetriškų formų ir būdingo rašto. Savo forma tokia galaktika primena visuotinio chaoso paveikslą, kur žvaigždžių spiečiai kaitaliojasi su dujų ir kosminių dulkių debesimis. Visatos mastu netaisyklingos galaktikos yra dažnas reiškinys.

Savo ruožtu netaisyklingos galaktikos skirstomos į du potipius:

• I potipio netaisyklingos galaktikos turi sudėtingą netaisyklingą struktūrą, didelį tankų paviršių, kuris išsiskiria ryškumu. Dažnai tokia chaotiška netaisyklingų galaktikų forma yra sugriuvusių spiralių pasekmė. Tipiškas tokios galaktikos pavyzdys yra Didieji ir Mažieji Magelano debesys;
• Netaisyklingos II potipio galaktikos turi žemą paviršių, chaotišką formą ir nėra labai ryškios. Dėl šviesumo sumažėjimo tokius darinius sunku aptikti visatos platybėse.

Didysis Magelano debesis yra arčiausiai mūsų esanti netaisyklingoji galaktika. Abu dariniai savo ruožtu yra Paukščių Tako palydovai ir netrukus (po 1–2 milijardų metų) gali būti absorbuojami didesnio objekto.

Netaisyklingoji galaktika Didysis Magelano debesis yra mūsų Paukščių Tako galaktikos palydovas.

Nepaisant to, kad Edvinas Hablas gana tiksliai suskirstė galaktikas į klases, ši klasifikacija nėra ideali. Galėtume pasiekti daugiau rezultatų, jei į Visatos pažinimo procesą įtrauktume Einšteino reliatyvumo teoriją. Visatą reprezentuoja daugybė įvairių formų ir struktūrų, kurių kiekviena turi savo būdingų savybių ir bruožų. Neseniai astronomams pavyko aptikti naujas galaktikos formacijas, kurios apibūdinamos kaip tarpiniai objektai tarp spiralinių ir elipsinių galaktikų.

Paukščių Takas yra mums labiausiai žinoma visatos dalis.

Dvi spiralinės rankos, simetriškai išsidėsčiusios aplink centrą, sudaro pagrindinį galaktikos korpusą. Spiralės, savo ruožtu, susideda iš rankovių, kurios sklandžiai patenka viena į kitą. Šaulio ir Cygnus rankų sandūroje yra mūsų Saulė, esanti nuo Paukščių Tako galaktikos centro 2,62 10¹⁷ km atstumu. Spiralinių galaktikų spiralės ir rankos yra žvaigždžių sankaupos, kurių tankis didėja artėjant prie galaktikos centro. Likusią galaktikos spiralių masės ir tūrio dalį sudaro tamsioji medžiaga, o tik nedidelę dalį sudaro tarpžvaigždinės dujos ir kosminės dulkės.

Saulės padėtis Paukščių Tako glėbyje, mūsų galaktikos vieta Visatoje

Spiralių storis yra maždaug 2 tūkstančiai šviesmečių. Visas šio sluoksnio pyragas nuolat juda, sukasi milžinišku 200–300 km/s greičiu. Kuo arčiau galaktikos centro, tuo didesnis sukimosi greitis. Saulei ir mūsų saulės sistemai prireiks 250 milijonų metų, kad padarytume visišką revoliuciją aplink Paukščių Tako centrą.

Mūsų galaktiką sudaro trilijonas didelių ir mažų, itin sunkių ir vidutinio dydžio žvaigždžių. Tankiausias žvaigždžių spiečius Paukščių Take yra Šaulio ranka. Būtent šiame regione stebimas didžiausias mūsų galaktikos ryškumas. Priešinga galaktikos apskritimo dalis, priešingai, yra mažiau ryški ir prastai išskiriama vizualiai.

Centrinę Paukščių Tako dalį vaizduoja šerdis, kurios matmenys, spėjama, yra 1000-2000 parsekų. Šiame ryškiausiame galaktikos regione sutelktas didžiausias žvaigždžių skaičius, kurios turi skirtingas klases, savo vystymosi ir evoliucijos kelius. Iš esmės tai yra senos supersunkios žvaigždės, kurios yra paskutinėje pagrindinės sekos stadijoje. Paukščių Tako galaktikos senstančio centro buvimo patvirtinimas yra tai, kad šiame regione yra daug neutroninių žvaigždžių ir juodųjų skylių. Iš tiesų, bet kurios spiralinės galaktikos spiralinio disko centras yra supermasyvi juodoji skylė, kuri, kaip milžiniškas dulkių siurblys, siurbia dangaus objektus ir tikrąją materiją.

Supermasyvi juodoji skylė centrinėje Paukščių Tako dalyje yra vieta, kur miršta visi galaktikos objektai.

Kalbant apie žvaigždžių spiečius, šiandien mokslininkams pavyko suskirstyti dviejų tipų spiečius: sferinius ir atvirus. Be žvaigždžių spiečių, Paukščių Tako spiralės ir rankos, kaip ir bet kuri kita spiralinė galaktika, susideda iš išsklaidytos medžiagos ir tamsiosios energijos. Kadangi materija yra Didžiojo sprogimo pasekmė, ji yra labai išretėjusios būsenos, kurią reprezentuoja išretėjusios tarpžvaigždinės dujos ir dulkių dalelės. Matoma materijos dalis pavaizduota ūkais, kurie savo ruožtu skirstomi į du tipus: planetinius ir difuzinius ūkus. Matoma ūkų spektro dalis paaiškinama žvaigždžių šviesos lūžiu, kurios spiralės viduje į visas puses skleidžia šviesą.

Būtent šioje kosminėje sriuboje egzistuoja mūsų saulės sistema. Ne, mes nesame vieninteliai šiame didžiuliame pasaulyje. Kaip ir Saulė, daugelis žvaigždžių turi savo planetų sistemas. Visas klausimas yra, kaip aptikti tolimas planetas, jei atstumai net mūsų galaktikoje viršija bet kurios protingos civilizacijos egzistavimo trukmę. Laikas Visatoje matuojamas kitais kriterijais. Planetos su palydovais yra mažiausi objektai Visatoje. Tokių objektų skaičius nesuskaičiuojamas. Kiekviena iš tų žvaigždžių, kurios yra matomame diapazone, gali turėti savo žvaigždžių sistemą. Mūsų galioje matyti tik artimiausias mums egzistuojančias planetas. Kas vyksta kaimynystėje, kokie pasauliai egzistuoja kitose Paukščių Tako atšakose ir kokios planetos yra kitose galaktikose, lieka paslaptis.

Kepler-16 b yra egzoplaneta aplink dvigubą žvaigždę Kepler-16 Cygnus žvaigždyne.

Išvada

Turėdamas tik paviršutinišką supratimą apie tai, kaip Visata atsirado ir kaip ji vystosi, žmogus žengė tik mažą žingsnį, kad suprastų ir suvoktų visatos mastą. Didžiuliai matmenys ir mastai, su kuriais šiandien tenka susidurti mokslininkams, rodo, kad žmogaus civilizacija yra tik akimirka šiame materijos, erdvės ir laiko pluošte.

Visatos modelis pagal materijos buvimo erdvėje sampratą, atsižvelgiant į laiką

Visatos tyrinėjimas tęsiasi nuo Koperniko iki šių dienų. Iš pradžių mokslininkai pradėjo nuo heliocentrinio modelio. Tiesą sakant, paaiškėjo, kad kosmosas neturi tikrojo centro ir visas sukimasis, judėjimas ir judėjimas vyksta pagal Visatos dėsnius. Nepaisant to, kad vykstantiems procesams yra mokslinis paaiškinimas, universalūs objektai skirstomi į klases, tipus ir tipus, nė vienas kūnas erdvėje nėra panašus į kitą. Dangaus kūnų dydžiai yra apytiksliai, taip pat jų masė. Galaktikų, žvaigždžių ir planetų vieta yra sąlyginė. Esmė ta, kad Visatoje nėra koordinačių sistemos. Stebėdami erdvę darome projekciją visame matomame horizonte, savo Žemę laikydami nuliniu atskaitos tašku. Tiesą sakant, mes esame tik mikroskopinė dalelė, pasiklydusi begalinėse Visatos platybėse.

Visata yra substancija, kurioje visi objektai egzistuoja glaudžiai susiję su erdve ir laiku

Panašiai kaip susiejimas su matmenimis, laikas Visatoje turėtų būti laikomas pagrindiniu komponentu. Kosminių objektų kilmė ir amžius leidžia susidaryti pasaulio gimimo vaizdą, išryškinti visatos evoliucijos etapus. Sistema, su kuria susiduriame, yra glaudžiai susijusi su laiko rėmais. Visi erdvėje vykstantys procesai turi ciklus – pradžią, formavimąsi, virsmą ir galutinį, lydimą materialaus objekto mirties ir materijos perėjimo į kitą būseną.

Įvadas

Pagrindinė dalis

1.Kosmologija

2. Visatos sandara:

2.1. Metagalaktika

2.2 Galaktikos

2.3.Žvaigždės

2.4Planeta ir saulės sistema

3. Visatos objektų stebėjimo priemonės

4. Nežemiškų civilizacijų paieškos problema

Išvada

Įvadas

Visata yra globaliausias megapasaulio objektas, beribis laike ir erdvėje. Pagal šiuolaikines idėjas tai didžiulė, beribė sfera. Egzistuoja mokslinės hipotezės apie „atvirą“, tai yra „nuolat besiplečiančią“ Visatą, taip pat apie „uždarą“, tai yra „pulsuojančią“ Visatą. Abi hipotezės egzistuoja keliomis versijomis. Tačiau reikia labai kruopštaus tyrimo, kol vienas ar kitas iš jų virsta daugiau ar mažiau pagrįsta moksline teorija.

Įvairių lygių Visata – nuo ​​sąlyginai elementariųjų dalelių iki milžiniškų galaktikų superspiečių – pasižymi struktūra. Visatos sandara yra kosmologijos, vienos iš svarbių gamtos mokslų šakų, daugelio gamtos mokslų sandūroje: astronomijos, fizikos, chemijos ir tt sandūroje. Šiuolaikinė Visatos sandara yra kosminių mokslų rezultatas. evoliucija, kurios metu galaktikos susiformavo iš protogalaktikų, žvaigždės iš protožvaigždžių, protoplanetinis debesis – planetos.

Kosmologija

Kosmologija – tai astrofizinė metagalaktikos sandaros ir dinamikos teorija, apimanti tam tikrą visos Visatos savybių supratimą.

Pats terminas „kosmologija“ yra kilęs iš dviejų graikiškų žodžių: kosmosas – visata ir logos – įstatymas, doktrina. Iš esmės kosmologija yra gamtos mokslų šaka, kuri naudoja astronomijos, fizikos, matematikos ir filosofijos pasiekimus ir metodus. Natūralus mokslinis kosmologijos pagrindas yra astronominiai Galaktikos ir kitų žvaigždžių sistemų stebėjimai, bendroji reliatyvumo teorija, mikroprocesų ir didelio energijos tankio fizika, reliatyvistinė termodinamika ir daugybė kitų naujausių fizinių teorijų.

Daugelis šiuolaikinės kosmologijos nuostatų atrodo fantastiškai. Visatos, begalybės, Didžiojo sprogimo sąvokos nėra pritaikytos vizualiniam fiziniam suvokimui; tokių objektų ir procesų negalima užfiksuoti tiesiogiai. Dėl šios aplinkybės susidaro įspūdis, kad kalbame apie kažką antgamtiško. Tačiau toks įspūdis yra apgaulingas, nes kosmologijos veikimas yra labai konstruktyvus, nors daugelis jos nuostatų pasirodo esą hipotetinės.

Šiuolaikinė kosmologija – astronomijos šaka, jungianti fizikos ir matematikos duomenis bei universalius filosofinius principus, todėl yra mokslo ir filosofijos žinių sintezė. Tokia sintezė kosmologijoje yra būtina, nes apmąstymai apie Visatos kilmę ir sandarą yra empiriškai sunkiai patikrinami ir dažniausiai egzistuoja teorinių hipotezių ar matematinių modelių pavidalu. Kosmologiniai tyrimai dažniausiai vystosi nuo teorijos prie praktikos, nuo modelio prie eksperimento, ir čia didelę reikšmę įgyja pradinės filosofinės ir bendrosios mokslinės nuostatos. Dėl šios priežasties kosmologiniai modeliai labai skiriasi vienas nuo kito – jie dažnai remiasi priešingais pradiniais filosofiniais principais. Savo ruožtu bet kokios kosmologinės išvados turi įtakos ir bendroms filosofinėms idėjoms apie Visatos sandarą, t.y. pakeisti pamatines žmogaus idėjas apie pasaulį ir save patį.

Svarbiausias šiuolaikinės kosmologijos postulatas yra tas, kad gamtos dėsniai, nustatyti remiantis labai ribotos Visatos dalies studijomis, gali būti ekstrapoliuojami į daug platesnius regionus, o galiausiai ir į visą Visatą. Kosmologinės teorijos skiriasi priklausomai nuo to, kokiais fiziniais principais ir dėsniais jos remiasi. Jų pagrindu sukurti modeliai turėtų leisti patikrinti stebimą Visatos sritį, o teorijos išvadas turėtų patvirtinti stebėjimai arba bet kuriuo atveju joms neprieštarauti.

Visatos sandara

Metagalaktika

Metagalaktika yra visatos dalis, kurią galima tyrinėti astronominėmis priemonėmis. Jį sudaro šimtai milijardų galaktikų, kurių kiekviena sukasi aplink savo ašį ir tuo pačiu metu išsisklaido viena nuo kitos 200–150 000 km greičiu. sek (2).

Viena iš svarbiausių metagalaktikos savybių yra jos nuolatinis plėtimasis, apie kurį įrodo galaktikų spiečių „išsiplėtimas“. Įrodymas, kad galaktikų spiečiai tolsta viena nuo kitos, yra galaktikų spektrų „raudonasis poslinkis“ ir kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės (foninės ekstragalaktinės spinduliuotės, atitinkančios apie 2,7 K temperatūrą) atradimas (1).

Svarbi pasekmė išplaukia iš metagalaktikos išsiplėtimo: anksčiau atstumai tarp galaktikų buvo mažesni. Ir jei atsižvelgsime į tai, kad pačios galaktikos praeityje buvo išsiplėtę ir negausūs dujų debesys, tai akivaizdu, kad prieš milijardus metų šių debesų ribos užsidarė ir suformavo vientisą vienalytį dujų debesį, kuris nuolat plėtėsi.

Kita svarbi Metagalaktikos savybė – tolygus medžiagos pasiskirstymas joje (kurios didžioji dalis sutelkta žvaigždėse). Dabartinės būklės metagalaktika yra vienalytė maždaug 200 Mpc skalėje. Vargu ar ji tokia buvo praeityje. Pačioje metagalaktikos plėtimosi pradžioje materijos nevienalytiškumas galėjo egzistuoti. Metagalaktikos praeities būsenų nevienalytiškumo pėdsakų paieška yra viena iš svarbiausių ekstragalaktinės astronomijos problemų (2).

Metagalaktikos (ir Visatos) vienalytiškumas taip pat turi būti suprantamas ta prasme, kad tolimų žvaigždžių ir galaktikų struktūriniai elementai, fiziniai dėsniai, kuriems jie paklūsta, ir fizinės konstantos, matyt, visur yra vienodi ir yra dideli. tikslumu, t.y. toks pat kaip ir mūsų Metagalaktikos regione, įskaitant Žemę. Tipiška galaktika, esanti už šimto milijonų šviesmečių, iš esmės atrodo taip pat, kaip mūsų. Todėl atomų spektrai, chemijos ir atomų fizikos dėsniai yra identiški Žemėje priimtiems dėsniams. Ši aplinkybė leidžia užtikrintai išplėsti antžeminėje laboratorijoje atrastus fizikos dėsnius į platesnius Visatos regionus.

Metagalaktikos homogeniškumo idėja dar kartą įrodo, kad Žemė Visatoje neužima jokios privilegijuotos padėties. Žinoma, Žemė, Saulė ir Galaktika mums, žmonėms, atrodo svarbios ir išskirtinės, tačiau visai Visatai jos tokios nėra.

Remiantis šiuolaikinėmis idėjomis, metagalaktikai būdinga ląstelinė (tinklinė, porėta) struktūra. Šios vaizdinės yra pagrįstos astronominių stebėjimų duomenimis, kurie parodė, kad galaktikos pasiskirsto ne tolygiai, o telkiasi prie ląstelių ribų, kurių viduje galaktikų beveik nėra. Be to, buvo rasti didžiuliai erdvės tūriai, kuriuose kol kas nerasta galaktikų.

Jei imtume ne atskiras metagalaktikos dalis, o jos didelės apimties struktūrą kaip visumą, tai akivaizdu, kad šioje struktūroje nėra ypatingų vietų ar krypčių, kurios kažkuo išsiskiria, o medžiaga pasiskirsto gana tolygiai.

Metagalaktikos amžius yra artimas Visatos amžiui, nes jos struktūros formavimasis patenka į laikotarpį po materijos ir spinduliuotės atskyrimo. Remiantis šiuolaikiniais duomenimis, metagalaktikos amžius yra 15 milijardų metų. Mokslininkai mano, kad, matyt, galaktikų, susiformavusių viename iš pradinių metagalaktikos plėtimosi etapų, amžius taip pat yra artimas šiam tikslui.

galaktikos

Galaktika yra žvaigždžių rinkinys objektyvo formos tūryje. Didžioji dalis žvaigždžių susitelkusios šio tūrio simetrijos plokštumoje (galaktikos plokštumoje), mažesnė dalis – sferiniame tūryje (galaktikos šerdyje).

Be žvaigždžių, galaktikose yra tarpžvaigždinė medžiaga (dujos, dulkės, asteroidai, kometos), elektromagnetiniai, gravitaciniai laukai ir kosminė spinduliuotė. Saulės sistema yra netoli mūsų galaktikos galaktikos plokštumos. Antžeminiam stebėtojui galaktikos plokštumoje susitelkusios žvaigždės susilieja į matomą Paukščių Tako paveikslą.

Sistemingas galaktikų tyrimas prasidėjo praėjusio amžiaus pradžioje, kai teleskopuose buvo sumontuoti instrumentai žvaigždžių šviesos spinduliuotės spektrinei analizei.

Amerikiečių astronomas E. Hablas sukūrė metodą, kaip klasifikuoti jam tuo metu žinomas galaktikas, atsižvelgdamas į jų stebimą formą. Jo klasifikacijoje išskiriami keli galaktikų tipai (klasės), kurių kiekvienas turi potipius arba poklasius. Jis taip pat nustatė apytikslį stebimų galaktikų pasiskirstymą procentais: elipsės formos (apie 25%), spiralinės (apie 50%), lęšinės (apie 20%) ir savotiškos (netaisyklingos formos) galaktikų (apie 5%) (2).

Elipsinės galaktikos turi erdvinę elipsoido formą su įvairaus suspaudimo laipsniais. Jie yra paprasčiausios struktūros: žvaigždžių pasiskirstymas tolygiai mažėja nuo centro.

Netaisyklingos galaktikos neturi ryškios formos, joms trūksta centrinės šerdies.

Spiralinės galaktikos pateikiamos spiralės pavidalu, įskaitant spiralines rankas. Tai yra pati gausiausia galaktikų rūšis, kuriai priklauso mūsų galaktika – Paukščių Takas.

Paukščių Takas aiškiai matomas naktį be mėnulio. Atrodo, kad tai šviečiančių miglotų masių, besidriekiančių nuo vienos horizonto pusės iki kitos, rinkinys, kurį sudaro apie 150 milijardų žvaigždžių. Savo forma jis primena suplotą rutulį. Jo centre yra šerdis, iš kurios tęsiasi kelios spiralinės žvaigždžių šakos. Mūsų galaktika yra nepaprastai didelė: nuo vieno krašto iki kito šviesos spindulys nuskrieja apie 100 000 Žemės metų. Dauguma jo žvaigždžių yra sutelktos milžiniškame diske, kurio storis yra apie 1500 šviesmečių. Maždaug 2 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų yra artimiausia mums galaktika – Andromedos ūkas, kuris savo struktūra primena Paukščių Taką, tačiau dydžiu jį gerokai lenkia.  Mūsų galaktika, Andromedos ūkas, kartu su kitomis kaimyninėmis žvaigždžių sistemomis sudaro Vietinę galaktikų grupę. Saulė yra maždaug 30 tūkstančių šviesmečių atstumu nuo Galaktikos centro.

Šiandien žinoma, kad galaktikos jungiasi į stabilias struktūras (galaktikų spiečius ir superspiečius). Astronomai žino galaktikų debesį, kurio tankis yra 220 032 galaktikų kvadratiniame laipsnyje. Mūsų galaktika yra galaktikų grupės, vadinamos Vietine sistema, dalis.

Vietinę sistemą sudaro mūsų galaktika, Andromedos galaktika, spiralinė galaktika iš trikampio žvaigždyno ir 31 kita žvaigždžių sistema. Šios sistemos skersmuo yra 7 milijonai šviesmečių. Šiai galaktikų asociacijai priklauso Andromedos ūkas, kuris yra daug didesnis nei mūsų galaktika: jo skersmuo yra daugiau nei 300 tūkstančių šviesmečių. metų. Jis yra nutolęs 2,3 mln. kv. metų nuo mūsų galaktikos ir susideda iš kelių milijardų žvaigždžių. Be tokios didžiulės galaktikos kaip Andromedos ūkas, astronomai žino ir nykštukines galaktikas (3).

Liūto ir Skulptoriaus žvaigždynuose buvo aptiktos beveik sferinės 3000 šviesmečių dydžio galaktikos. metų skersmens. Yra duomenų apie šių didelio masto struktūrų tiesinius matmenis Visatoje: žvaigždžių sistemos - 108 km, galaktikos, kuriose yra apie 1013 žvaigždžių - 3 104 sv. metų, galaktikų spiečius (iš 50 ryškių galaktikų) – 107sv. metų, galaktikų superspiečius – 109 sv. metų. Atstumas tarp galaktikų spiečių yra maždaug 20 107 sv. metų.(1).

Galaktikų žymėjimas paprastai pateikiamas atsižvelgiant į atitinkamą katalogą: katalogo žymėjimas ir galaktikos numeris (NGC2658, kur NGC yra naujasis bendras Dreyer katalogas, 2658 yra galaktikos numeris šiame kataloge). Pirmuosiuose žvaigždžių kataloguose galaktikos buvo įrašytos klaidingai kaip tam tikro šviesumo ūkai. XX amžiaus antroje pusėje. buvo nustatyta, kad Hablo galaktikų klasifikacija nėra tiksli: yra labai daug galaktikų atmainų, kurios yra savotiškos formos. Vietinė sistema (galaktikų spiečius) yra milžiniško galaktikų superspiečiaus, kurio skersmuo yra 100 milijonų metų, dalis, mūsų Vietinė sistema yra daugiau nei 30 milijonų šviesmečių atstumu nuo šio superspiečiaus centro. metų (1). Šiuolaikinė astronomija naudoja platų metodų spektrą objektams, esantiems dideliais atstumais nuo stebėtojo, tirti. Didelę vietą astronominiuose tyrimuose užima praėjusio amžiaus pradžioje sukurtas radiologinių matavimų metodas.

Žvaigždės

Žvaigždžių pasaulis yra neįprastai įvairus. Ir nors visos žvaigždės yra karšti rutuliukai, panašūs į Saulę, jų fizinės savybės gana smarkiai skiriasi.(1) Yra, pavyzdžiui, žvaigždės – milžinai ir supergigantai. Jie yra didesni nei Saulė.

Be milžiniškų žvaigždžių, yra ir nykštukinių, daug mažesnių už Saulę. Kai kurios nykštukės yra mažesnės už Žemę ir net Mėnulį. Baltosiose nykštukėse termobranduolinės reakcijos praktiškai nevyksta, jos įmanomos tik šių žvaigždžių atmosferoje, kur patenka vandenilis iš tarpžvaigždinės terpės. Iš esmės šios žvaigždės šviečia dėl didžiulių šiluminės energijos atsargų. Jų aušinimo laikas yra šimtai milijonų metų. Palaipsniui baltoji nykštukė atšąla, jos spalva pasikeičia iš baltos į geltoną, o vėliau į raudoną. Galiausiai ji virsta juodąja nykštuke – negyva šalta maža Žemės dydžio žvaigžde, kurios nematyti iš kitos planetų sistemos (3).

Taip pat yra neutroninių žvaigždžių – tai didžiuliai atomų branduoliai.

Žvaigždžių paviršiaus temperatūra skiriasi – nuo ​​kelių tūkstančių iki dešimčių tūkstančių laipsnių. Atitinkamai išskiriama ir žvaigždžių spalva. Santykinai „šaltos“ žvaigždės, kurių temperatūra siekia 3–4 tūkstančius laipsnių, yra raudonos spalvos. Mūsų Saulė, kurios paviršius „įkaitintas“ iki 6 tūkstančių laipsnių, yra gelsvos spalvos. Karščiausios žvaigždės – tos, kurių temperatūra viršija 12 000 laipsnių – yra baltos ir melsvos spalvos.

Žvaigždės neegzistuoja atskirai, bet sudaro sistemas. Paprasčiausios žvaigždžių sistemos – susideda iš 2 ar daugiau žvaigždžių. Žvaigždės taip pat jungiamos į dar didesnes grupes – žvaigždžių spiečius.

Žvaigždžių amžius kinta gana plačiame verčių diapazone: nuo 15 milijardų metų, atitinkančių Visatos amžių, iki šimtų tūkstančių jauniausių. Yra žvaigždžių, kurios šiuo metu formuojasi ir yra protožvaigždinėje stadijoje, tai yra, jos dar netapo tikromis žvaigždėmis.

Žvaigždės gimsta dujų-dulkių ūkuose, veikiant gravitacinėms, magnetinėms ir kitoms jėgoms, dėl kurių susidaro nestabilūs tolygumai, o difuzinė medžiaga skyla į daugybę kondensacijų. Jei tokie gumulėliai išsilaiko pakankamai ilgai, laikui bėgant jie virsta žvaigždėmis. Svarbu pažymėti, kad gimimo procesas yra ne atskira izoliuota žvaigždė, o žvaigždžių asociacijos.

Žvaigždė yra plazminis rutulys. Pagrindinė mums žinomos Visatos dalies matomos medžiagos masė (98-99%) yra sutelkta žvaigždėse. Žvaigždės yra galingas energijos šaltinis. Visų pirma, gyvybė Žemėje už savo egzistavimą priklauso nuo saulės spinduliuotės energijos.

Žvaigždė yra dinamiška, kryptingai besikeičianti plazmos sistema. Žvaigždės gyvavimo metu labai pasikeičia jos cheminė sudėtis ir cheminių elementų pasiskirstymas. Vėlesniuose vystymosi etapuose žvaigždžių medžiaga pereina į išsigimusių dujų būseną (kai dalelių kvantinė mechaninė įtaka viena kitai labai paveikia jos fizines savybes – slėgį, šiluminę talpą ir kt.), o kartais ir neutroninę medžiagą (pulsarus – neutroninių žvaigždžių, sprogmenų – rentgeno spindulių šaltinių ir kt.).

Žvaigždės gimsta iš kosminės medžiagos dėl jos kondensacijos, veikiamos gravitacinių, magnetinių ir kitų jėgų. Veikiant visuotinės gravitacijos jėgoms, iš dujų debesies susidaro tankus rutulys – protožvaigždė, kurios evoliucija vyksta trimis etapais.

Pirmasis evoliucijos etapas yra susijęs su kosminės medžiagos atskyrimu ir sutankinimu. Antrasis – greitas protožvaigždės susitraukimas. Tam tikru momentu protožvaigždės viduje padidėja dujų slėgis, o tai sulėtina jo suspaudimo procesą, tačiau temperatūros vidiniuose regionuose vis tiek nepakanka, kad prasidėtų termobranduolinė reakcija. Trečiajame etape protožvaigždė toliau traukiasi, o jo temperatūra pakyla, o tai sukelia termobranduolinės reakcijos pradžią. Iš žvaigždės ištekančių dujų slėgis subalansuojamas traukos jėga, ir dujų rutulys nustoja trauktis. Susidaro pusiausvyros objektas – žvaigždė. Tokia žvaigždė yra savireguliacinė sistema. Jei temperatūra viduje nekyla, tada žvaigždė išsipučia. Savo ruožtu žvaigždės aušinimas lemia jos vėlesnį suspaudimą ir kaitinimą, o branduolinės reakcijos joje pagreitėja. Taigi atkuriamas temperatūros balansas. Protožvaigždės pavertimo žvaigžde procesas užtrunka milijonus metų, o tai yra gana trumpa kosminiu mastu.

Žvaigždžių gimimas galaktikose vyksta nuolat. Šis procesas taip pat kompensuoja besitęsiančią žvaigždžių mirtį. Todėl galaktikos yra sudarytos iš senų ir jaunų žvaigždžių. Seniausios žvaigždės susitelkusios rutuliniuose spiečiuose, jų amžius panašus į galaktikos amžių. Šios žvaigždės susiformavo protogalaktiniam debesiui skylant į vis mažesnius gumulėlius. Jaunos žvaigždės (apie 100 tūkst. metų) egzistuoja dėl gravitacinio susitraukimo energijos, kuri centrinę žvaigždės sritį įkaitina iki 10-15 milijonų K temperatūros ir „užveda“ termobranduolinę vandenilio pavertimo heliu reakciją. Būtent termobranduolinė reakcija yra pačių žvaigždžių švytėjimo šaltinis.

Nuo termobranduolinės reakcijos pradžios, paverčiant vandenilį heliu, tokia žvaigždė kaip mūsų Saulė patenka į vadinamąją pagrindinę seką, pagal kurią laikui bėgant keisis žvaigždės charakteristikos: jos šviesumas, temperatūra, spindulys, cheminė sudėtis ir masė. . Centrinėje zonoje sudegus vandeniliui, šalia žvaigždės susidaro helio šerdis. Vandenilio termobranduolinės reakcijos ir toliau vyksta, bet tik plonu sluoksniu šalia šio branduolio paviršiaus. Branduolinės reakcijos persikelia į žvaigždės periferiją. Perdegusi šerdis pradeda trauktis, o išorinis apvalkalas plečiasi. Korpusas išsipučia iki milžiniško dydžio, išorinė temperatūra tampa žema, o žvaigždė pereina į raudonojo milžino stadiją. Nuo tos akimirkos žvaigždė patenka į paskutinį savo gyvenimo etapą. Mūsų Saulė to laukia maždaug po 8 milijardų metų. Tuo pačiu jo matmenys padidės iki Merkurijaus, o gal net iki Žemės orbitos, kad iš antžeminių planetų nieko neliks (arba liks ištirpusių akmenų).

Raudonajam milžinui būdinga žema išorinė, bet labai aukšta vidinė temperatūra. Tuo pačiu metu į termobranduolinius procesus įtraukiami vis sunkesni branduoliai, dėl kurių vyksta cheminių elementų sintezė ir nuolatinis raudonojo milžino medžiagos praradimas, kuris išmetamas į tarpžvaigždinę erdvę. Taigi vos per vienerius metus Saulė, būdama raudonojo milžino stadijoje, gali prarasti milijoną savo svorio. Vos per dešimt ar šimtą tūkstančių metų iš raudonojo milžino lieka tik centrinė helio šerdis, o žvaigždė tampa balta nykštuke. Taigi baltoji nykštukė tarsi subręsta raudonojo milžino viduje, o paskui išmeta apvalkalo likučius – paviršinius sluoksnius, kurie sudaro žvaigždę supantį planetinį ūką.

Baltosios nykštukės yra mažo dydžio – jų skersmuo net mažesnis už Žemės skersmenį, nors jų masė prilygsta Saulės. Tokios žvaigždės tankis milijardus kartų didesnis už vandens tankį. Kubinis centimetras jo medžiagos sveria daugiau nei toną. Tačiau ši medžiaga yra dujos, nors ir milžiniško tankio. Medžiaga, sudaranti baltąją nykštuką, yra labai tankios jonizuotos dujos, susidedančios iš atomų branduolių ir atskirų elektronų.

Baltosiose nykštukėse termobranduolinės reakcijos praktiškai nevyksta, jos įmanomos tik šių žvaigždžių atmosferoje, kur patenka vandenilis iš tarpžvaigždinės terpės. Iš esmės šios žvaigždės šviečia dėl didžiulių šiluminės energijos atsargų. Jų aušinimo laikas yra šimtai milijonų metų. Palaipsniui baltoji nykštukė atšąla, jos spalva pasikeičia iš baltos į geltoną, o vėliau į raudoną. Galiausiai ji virsta juodąja nykštuke – negyva, šalta, maža, rutulio dydžio žvaigžde, kurios nematyti iš kitos planetų sistemos.

Masyvesnės žvaigždės vystosi kiek kitaip. Jie gyvena tik kelias dešimtis milijonų metų. Vandenilis juose perdega labai greitai, o raudonaisiais milžinais jie virsta vos per 2,5 mln. Tuo pačiu metu jų helio šerdyje temperatūra pakyla iki kelių šimtų milijonų laipsnių. Ši temperatūra leidžia vykti anglies ciklo reakcijoms (helio branduolių susiliejimui, dėl kurio susidaro anglis). Savo ruožtu anglies branduolys gali prijungti kitą helio branduolį ir sudaryti deguonies, neono ir kt. iki silicio. Deganti žvaigždės šerdis suspaudžiama, temperatūra joje pakyla iki 3-10 milijardų laipsnių. Tokiomis sąlygomis derinimo reakcijos tęsiasi tol, kol susidaro geležies branduoliai – stabiliausias cheminis elementas visoje sekoje. Sunkesni cheminiai elementai – nuo ​​geležies iki bismuto taip pat susidaro raudonųjų milžinų gelmėse, lėto neutronų gaudymo procese. Tokiu atveju energija neišleidžiama, kaip vyksta termobranduolinėse reakcijose, o, priešingai, absorbuojama. Dėl to žvaigždės suspaudimas greitėja (4).

Sunkiausi branduoliai, uždarantys periodinę lentelę, greičiausiai susidaro sprogstančių žvaigždžių apvalkaluose, joms virsstant naujomis arba supernovos žvaigždėmis, kurios tampa kažkokiais raudonaisiais milžinais. Iššlakusioje žvaigždėje pusiausvyra sutrinka, elektronų dujos nebeatlaiko branduolinių dujų slėgio. Įvyksta kolapsas – katastrofiškai suspaudžiama žvaigždė, ji „sprogsta viduje“. Bet jei dalelių atstūmimas ar kokios kitos priežastys vis dėlto sustabdo šį griūtį, įvyksta galingas sprogimas – supernovos sprogimas. Tuo pačiu metu į supančią erdvę išmetamas ne tik žvaigždės apvalkalas, bet ir iki 90% jos masės, dėl ko susidaro dujiniai ūkai. Šiuo atveju žvaigždės šviesumas padidėja milijardus kartų. Taigi supernovos sprogimas buvo užfiksuotas 1054 m.. Kinų kronikose buvo užfiksuota, kad ji buvo matoma dieną, kaip ir Venera, 23 dienas. Mūsų laikais astronomai nustatė, kad ši supernova paliko Krabo ūką, kuris yra galingas radijo spinduliuotės šaltinis (5).

Supernovos sprogimą lydi didžiulis energijos kiekis. Tokiu atveju gimsta kosminiai spinduliai, kurie labai padidina natūralų radiacijos foną ir normalias kosminės spinduliuotės dozes. Taigi, astrofizikai apskaičiavo, kad maždaug kartą per 10 milijonų metų supernovos įsižiebia tiesioginėje Saulės kaimynystėje, padidindamos natūralų foną 7000 kartų. Tai kupina rimčiausių gyvų organizmų mutacijų Žemėje. Be to, supernovos sprogimo metu numetamas visas išorinis žvaigždės apvalkalas, kartu su jame susikaupusiais „šlakais“ – cheminiais elementais, nukleosintezės rezultatais. Todėl tarpžvaigždinė terpė gana greitai įgauna visus šiuo metu žinomus cheminius elementus, sunkesnius už helią. Kitų kartų žvaigždės, įskaitant Saulę, nuo pat pradžių savo sudėtyje ir jas supančio dujų bei dulkių debesies sudėtyje turi sunkiųjų elementų mišinio (5).

Planetos ir saulės sistema

Saulės sistema yra žvaigždžių-planetų sistema. Mūsų galaktikoje yra apie 200 milijardų žvaigždžių, tarp kurių, ekspertų teigimu, kai kurios žvaigždės turi planetų. Saulės sistemą sudaro centrinis kūnas – Saulė ir devynios planetos su palydovais (žinoma daugiau nei 60 palydovų). Saulės sistemos skersmuo yra daugiau nei 11,7 milijardo km. (2).

XXI amžiaus pradžioje Saulės sistemoje buvo aptiktas objektas, kurį astronomai pavadino Sedna (vandenyno deivės eskimų vardas). Sedna skersmuo yra 2000 km. Vienas apsisukimas aplink Saulę yra 10 500 Žemės metų (7).

Kai kurie astronomai šį objektą vadina Saulės sistemos planeta. Kiti astronomai planetomis vadina tik kosminius objektus, kurių centrinė šerdis yra santykinai aukšta temperatūra. Pavyzdžiui, Jupiterio centre temperatūra, skaičiavimais, siekia 20 000 K. Kadangi šiuo metu Sedna yra maždaug 13 milijardų km atstumu nuo Saulės sistemos centro, informacijos apie šį objektą yra gana menka. Tolimiausiame orbitos taške atstumas nuo Sednos iki Saulės siekia didžiulę vertę – 130 milijardų km.

Mūsų žvaigždžių sistemą sudaro dvi mažųjų planetų (asteroidų) juostos. Pirmasis yra tarp Marso ir Jupiterio (joje yra daugiau nei 1 mln. asteroidų), antrasis yra už Neptūno planetos orbitos. Kai kurių asteroidų skersmuo viršija 1000 km. Išorines Saulės sistemos ribas supa vadinamasis Oorto debesis, pavadintas olandų astronomo, kuris praėjusiame amžiuje iškėlė hipotezę apie šio debesies egzistavimą, vardu. Kaip mano astronomai, šio debesies kraštą, esantį arčiausiai Saulės sistemos, sudaro vandens ir metano ledo sangrūdos (kometų branduoliai), kurios, kaip ir mažiausios planetos, sukasi aplink Saulę veikiamos jos gravitacinės jėgos didesniu atstumu. 12 milijardų km. Tokių miniatiūrinių planetų skaičius siekia milijardus (2).

Saulės sistema yra dangaus kūnų grupė, kurios dydis ir fizinė struktūra labai skiriasi. Šiai grupei priklauso: Saulė, devynios didelės planetos, dešimtys planetų palydovų, tūkstančiai mažų planetų (asteroidų), šimtai kometų, nesuskaičiuojama daugybė meteoritų kūnų. Visi šie kūnai yra sujungti į vieną sistemą dėl centrinio kūno – Saulės – traukos jėgos. Saulės sistema yra tvarkinga sistema, turinti savo struktūros modelius. Vieningas Saulės sistemos pobūdis pasireiškia tuo, kad visos planetos sukasi aplink Saulę ta pačia kryptimi ir beveik toje pačioje plokštumoje. Saulė, planetos, planetų palydovai sukasi aplink savo ašis ta pačia kryptimi, kuria juda savo trajektorijomis. Saulės sistemos struktūra taip pat yra natūrali: kiekviena kita planeta yra maždaug dvigubai toliau nuo Saulės nei ankstesnė (2).

Saulės sistema susiformavo maždaug prieš 5 milijardus metų, o Saulė yra antros kartos žvaigždė. Šiuolaikinės Saulės sistemos planetų kilmės sampratos grindžiamos tuo, kad būtina atsižvelgti ne tik į mechanines jėgas, bet ir į kitas, ypač į elektromagnetines. Manoma, kad būtent elektromagnetinės jėgos suvaidino lemiamą vaidmenį Saulės sistemos atsiradime (2).

Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, pradinis dujų debesis, iš kurio susidarė ir Saulė, ir planetos, buvo sudarytas iš jonizuotų dujų, veikiančių elektromagnetinių jėgų. Sukaupus Saulę iš didžiulio dujų debesies, nedidelės šio debesies dalys liko labai dideliu atstumu nuo jos. Gravitacinė jėga ėmė traukti likusias dujas prie susidariusios žvaigždės – Saulės, tačiau jos magnetinis laukas sustabdė krintančius dujas per atstumą – kaip tik ten, kur yra planetos. Gravitacinė konstanta ir magnetinės jėgos turėjo įtakos krintančių dujų koncentracijai ir tirštėjimui, todėl susiformavo planetos. Kai iškilo didžiausios planetos, tas pats procesas kartojosi mažesniu mastu, taip sukuriant palydovų sistemas.

Saulės sistemos tyrime yra keletas paslapčių.

1. Planetų judėjimo harmonija. Visos Saulės sistemos planetos sukasi aplink Saulę elipsės formos orbitomis. Visų Saulės sistemos planetų judėjimas vyksta toje pačioje plokštumoje, kurios centras yra centrinėje Saulės pusiaujo plokštumos dalyje. Planetų orbitų suformuota plokštuma vadinama ekliptikos plokštuma.

2. Visos planetos ir Saulė sukasi aplink savo ašį. Saulės ir planetų sukimosi ašys, išskyrus Urano planetą, yra nukreiptos, grubiai tariant, statmenos ekliptikos plokštumai. Urano ašis nukreipta į ekliptikos plokštumą beveik lygiagrečiai, t.y., sukasi gulėdamas ant šono. Kitas jo bruožas yra tai, kad jis sukasi aplink savo ašį kita kryptimi, kaip Venera, skirtingai nei Saulė ir kitos planetos. Visos kitos planetos ir Saulė sukasi prieš laikrodžio kryptį. Uranas turi 15 mėnulių.

3. Tarp Marso ir Jupiterio orbitų yra mažųjų planetų juosta. Tai yra vadinamasis asteroidų diržas. Mažų planetų skersmuo yra nuo 1 iki 1000 km. Bendra jų masė yra mažesnė nei 1/700 Žemės masės.

4. Visos planetos skirstomos į dvi grupes (žemiškas ir nežemiškas). Pirmosios yra didelio tankio planetos, sunkieji cheminiai elementai užima pagrindinę vietą jų cheminėje sudėtyje. Jie yra mažo dydžio ir lėtai sukasi aplink savo ašį. Šiai grupei priklauso Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas. Šiuo metu yra pasiūlymų, kad Venera yra Žemės praeitis, o Marsas yra jos ateitis.

Antrajai grupei priklauso: Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas ir Plutonas. Jie susideda iš lengvų cheminių elementų, greitai sukasi aplink savo ašį, lėtai sukasi aplink Saulę ir gauna mažiau spinduliavimo iš Saulės energijos. Žemiau (lentelėje) pateikiami duomenys apie vidutinę planetų paviršiaus temperatūrą pagal Celsijaus skalę, dienos ir nakties ilgį, metų ilgį, Saulės sistemos planetų skersmenį ir planetų masę. planeta Žemės masės atžvilgiu (laikoma 1).

Atstumas tarp planetų orbitų maždaug dvigubai padidėja judant iš kiekvienos į kitą – planetų išsidėstymo metu stebima „Ticijaus taisyklė – Bodė“.

Įvertinus tikruosius planetų atstumus iki Saulės, paaiškėja, kad kai kuriais laikotarpiais Plutonas yra arčiau Saulės nei Neptūnas, todėl keičia savo eilės numerį pagal Titius-Bode taisyklę.

Veneros planetos paslaptis. Senuosiuose 3,5 tūkst. metų Kinijos, Babilono, Indijos astronominiuose šaltiniuose apie Venerą neužsimenama. Amerikiečių mokslininkas I. Velikovskis knygoje „Susidūrę pasauliai“, pasirodžiusioje 50-aisiais. XX amžiuje. Jis iškėlė hipotezę, kad Veneros planeta savo vietą užėmė visai neseniai, formuojantis senovės civilizacijoms. Maždaug kartą per 52 metus Venera priartėja prie Žemės, 39 milijonų km atstumu. Didžiosios konfrontacijos laikotarpiu kas 175 metus, kai visos planetos išsirikiuoja viena po kitos ta pačia kryptimi, Marsas prie Žemės artėja 55 milijonų km atstumu.

Visatos objektų stebėjimo priemonės

Tiksliai dangaus sferoje esančių šviesulių padėčiai matuoti naudojami šiuolaikiniai astronominiai instrumentai (sistemingi tokio pobūdžio stebėjimai leidžia tirti dangaus kūnų judėjimą); nustatyti dangaus kūnų judėjimo pagal regėjimo liniją greitį (radialinius greičius): apskaičiuoti dangaus kūnų geometrines ir fizines charakteristikas; tirti įvairiuose dangaus kūnuose vykstančius fizikinius procesus; jų cheminei sudėčiai nustatyti ir daugeliui kitų dangaus objektų tyrimų, kuriuose užsiima astronomija. Visa informacija apie dangaus kūnus ir kitus kosminius objektus gaunama tiriant įvairią iš kosmoso sklindančią spinduliuotę, kurios savybės tiesiogiai priklauso nuo dangaus kūnų savybių ir nuo pasaulio erdvėje vykstančių fizikinių procesų. Šiuo atžvilgiu pagrindinės astronominių stebėjimų priemonės yra kosminės spinduliuotės imtuvai ir pirmiausia teleskopai, renkantys dangaus kūnų šviesą.

Šiuo metu naudojami trys pagrindiniai optinių teleskopų tipai: lęšių teleskopai arba refraktoriai, veidrodiniai teleskopai arba reflektoriai ir mišrios veidrodinių lęšių sistemos. Teleskopo galia tiesiogiai priklauso nuo jo lęšio ar veidrodžio, kuris renka šviesą, geometrinių matmenų. Todėl pastaraisiais metais vis dažniau naudojami atspindintys teleskopai, nes pagal technines sąlygas galima pagaminti žymiai didesnio skersmens veidrodžius nei optiniai lęšiai.

Šiuolaikiniai teleskopai yra labai sudėtingi ir sudėtingi įrenginiai, kurių kūrimui naudojami naujausi elektronikos ir automatikos pasiekimai. Šiuolaikinės technologijos leido sukurti daugybę įrenginių ir prietaisų, kurie labai išplėtė astronominių stebėjimų galimybes: televizijos teleskopai leidžia gauti aiškų planetų vaizdą ekrane, elektronų optiniai keitikliai leidžia atlikti stebėjimus nematomi infraraudonieji spinduliai, o automatinės korekcijos teleskopai kompensuoja atmosferos trukdžių įtaką. Pastaraisiais metais vis plačiau paplito nauji kosminės spinduliuotės imtuvai – radijo teleskopai, leidžiantys pažvelgti į Visatos gelmes kur kas toliau nei į galingiausias optines sistemas.

Radijo astronomija, atsiradusi XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio pradžioje, gerokai praturtino mūsų supratimą apie Visatą. mūsų šimtmetį. 1943 metais sovietų mokslininkai L.I., Mandelštamas ir N.D. Papaleksi teoriškai pagrindė Mėnulio radaro galimybę (10).

Žmogaus siunčiamos radijo bangos pasiekė Mėnulį ir, atsispindėjusios nuo jo, grįžo į Žemę. - neįprastai spartaus radijo astronomijos vystymosi laikotarpis. Kiekvienais metais radijo bangos iš kosmoso atnešdavo naujos nuostabios informacijos apie dangaus kūnų prigimtį. Šiandien radijo astronomija naudoja jautriausius imtuvus ir didžiausias antenas. Radijo teleskopai prasiskverbė į tokias erdvės gelmes, kurios iki šiol tebėra nepasiekiamos įprastiems optiniams teleskopams. Prieš žmogų atsivėrė radijo erdvė – Visatos paveikslas radijo bangose ​​(10).

Taip pat yra nemažai astronominių instrumentų, kurie turi tam tikrą paskirtį ir naudojami tam tikriems tyrimams. Tokie instrumentai yra, pavyzdžiui, sovietų mokslininkų pastatytas Saulės bokšto teleskopas, įrengtas Krymo astrofizikos observatorijoje.

Astronominiuose stebėjimuose vis plačiau naudojami įvairūs jautrūs prietaisai, kurie leidžia fiksuoti dangaus kūnų šiluminę ir ultravioletinę spinduliuotę, fiksuoti akiai nematomus objektus ant fotoplokštės.

Kitas transatmosferinių stebėjimų etapas buvo orbitinių astronominių observatorijų (OAO) sukūrimas ant dirbtinių žemės palydovų. Tokios observatorijos visų pirma yra sovietinės Saliuto orbitinės stotys. Įvairių tipų ir paskirties orbitinės astronomijos observatorijos yra tvirtai įsitvirtinę praktikoje (9).

Astronominių stebėjimų metu gaunamos skaičių serijos, astrofotografijos, spektrogramos ir kitos medžiagos, kurios turi būti laboratoriškai apdorotos galutiniams rezultatams gauti. Šis apdorojimas atliekamas naudojant laboratorinius matavimo prietaisus. Apdorojant astronominių stebėjimų rezultatus, naudojami elektroniniai kompiuteriai.

Koordinačių matavimo mašinos naudojamos žvaigždžių vaizdų padėčiai astrofotografijose ir dirbtinių palydovų vaizdams matuoti, palyginti su žvaigždėmis palydovinėse diagramose. Mikrofotometrai naudojami dangaus kūnų nuotraukų ir spektrogramų juodumui matuoti. Svarbi priemonė, reikalinga stebėjimams, yra astronominis laikrodis (9).

Nežemiškų civilizacijų paieškos problema

Gamtos mokslų raida XX amžiaus antroje pusėje, išskirtiniai atradimai astronomijos, kibernetikos, biologijos, radiofizikos srityse leido perkelti nežemiškų civilizacijų problemą iš grynai spekuliatyvios ir abstrakčios-teorinės į praktinę plotmę. Pirmą kartą žmonijos istorijoje tapo įmanoma atlikti gilius ir išsamius eksperimentinius šios svarbios esminės problemos tyrimus. Tokio pobūdžio tyrimų poreikį lemia tai, kad nežemiškų civilizacijų atradimas ir kontakto su jomis užmezgimas gali turėti didžiulę įtaką visuomenės moksliniam ir technologiniam potencialui, turėti teigiamos įtakos žmonijos ateičiai.

Šiuolaikinio mokslo požiūriu, prielaida apie nežemiškų civilizacijų egzistavimą turi objektyvų pagrindą: materialios pasaulio vienybės idėja; apie materijos, kaip jos bendros nuosavybės, vystymąsi, evoliuciją; gamtos mokslų duomenys apie taisyklingą, natūralų gyvybės atsiradimo ir evoliucijos prigimtį, taip pat apie žmogaus kilmę ir evoliuciją Žemėje; astronominiai duomenys, kad Saulė yra tipiška, eilinė mūsų Galaktikos žvaigždė ir nėra pagrindo ją skirti iš daugelio kitų panašių žvaigždžių; Tuo pačiu metu astronomija remiasi tuo, kad Kosmose yra daugybė fizinių sąlygų, dėl kurių iš esmės gali atsirasti pačių įvairiausių labai organizuotos materijos formų.

Galimo nežemiškų (kosminių) civilizacijų paplitimo mūsų galaktikoje įvertinimas atliekamas pagal Drake formulę:

Dabartiniame dokumente nėra šaltinių. N=R x f x n x k x d x q x L

kur N yra nežemiškų civilizacijų skaičius Galaktikoje; R – žvaigždžių susidarymo greitis Galaktikoje, vidutinis per visą jos egzistavimo laiką (žvaigždžių skaičius per metus); f – žvaigždžių su planetinėmis sistemomis dalis; n – vidutinis planetų, įtrauktų į planetų sistemas ir ekologiškai tinkamų gyvybei, skaičius; k yra planetų, kuriose iš tikrųjų atsirado gyvybė, dalis; d – planetų, kuriose po gyvybės atsiradimo išsivystė jos protingos formos, dalis, q – planetų, kuriose protinga gyvybė pasiekė fazę, kuri suteikia galimybę bendrauti su kitais pasauliais, civilizacijomis, dalis: L – vidutinė trukmė tokių nežemiškų (kosminių, techninių) civilizacijų egzistavimo (3).

Išskyrus pirmąją reikšmę (R), kuri yra susijusi su astrofizika ir kurią galima apskaičiuoti daugmaž tiksliai (apie 10 žvaigždžių per metus), visi kiti dydžiai yra labai labai neapibrėžti, todėl juos nustato kompetentingi mokslininkai remdamiesi ekspertų sprendimai, kurie, žinoma, yra subjektyvūs.

Kontaktų su nežemiškomis civilizacijomis tema bene viena populiariausių mokslinės fantastikos literatūroje ir kinematografijoje. Tai, kaip taisyklė, sukelia didžiausią susidomėjimą šio žanro gerbėjams, visiems, kurie domisi Visatos problemomis. Tačiau meninė vaizduotė čia turi būti pavaldi griežtai racionalios analizės logikai. Tokia analizė rodo, kad galimi tokie kontaktų tipai: tiesioginiai kontaktai, t.y. abipusiai (arba vienašaliai) vizitai; ryšiai komunikacijos kanalais; mišraus tipo kontaktai – automatinių zondų siuntimas į nežemišką civilizaciją, kurie perduoda gautą informaciją ryšio kanalais.

Šiuo metu kontaktai komunikacijos kanalais yra tikrai galimi kontaktai su nežemiškomis civilizacijomis. Jeigu signalo sklidimo laikas abiem kryptimis t yra didesnis už civilizacijos gyvavimo trukmę (t > L), tai galime kalbėti apie vienpusį kontaktą. Jeigu t<< 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

Prieš pradedant tyrinėti nežemiškas civilizacijas, reikia sukurti vienokią ar kitokią bendravimo su jomis formą. Šiuo metu yra kelios kryptys ieškoti nežemiškų civilizacijų veiklos pėdsakų (6).

Pirma, nežemiškų civilizacijų astrologinės inžinerinės veiklos pėdsakų paieška. Ši kryptis grindžiama prielaida, kad anksčiau ar vėliau technologiškai pažengusios civilizacijos turi pereiti prie supančios išorinės erdvės transformacijos (dirbtinių palydovų, dirbtinės biosferos ir kt. kūrimo), ypač tam, kad perimtų didelę žvaigždės dalį. energijos. Kaip rodo skaičiavimai, pagrindinės tokių astrologinių inžinerinių konstrukcijų dalies spinduliuotė turėtų būti sutelkta infraraudonojoje spektro srityje. Todėl užduotis aptikti tokias nežemiškas civilizacijas turėtų prasidėti nuo vietinių infraraudonosios spinduliuotės šaltinių arba žvaigždžių, turinčių anomalų infraraudonosios spinduliuotės perteklių, paieškos. Tokie tyrimai šiuo metu atliekami. Dėl to buvo atrasta kelios dešimtys infraraudonųjų spindulių šaltinių, tačiau kol kas nėra pagrindo nė vieno iš jų sieti su nežemiška civilizacija.

Antra, nežemiškų civilizacijų lankymosi Žemėje pėdsakų paieška. Ši kryptis grindžiama prielaida, kad nežemiškų civilizacijų veikla istorinėje praeityje galėjo pasireikšti apsilankymo Žemėje pavidalu, o toks apsilankymas negalėjo nepalikti pėdsakų įvairių tautų materialinės ar dvasinės kultūros paminkluose. Šiame kelyje atsiveria daugybė galimybių įvairiausiems pojūčiams – stulbinamiems „atradimams“, kvazimoksliniams mitams apie atskirų kultūrų (ar jų elementų) kosminę kilmę; taigi legendos apie šventųjų įžengimą į dangų vadinamos astronautų istorija. Didelių, iki šiol nepaaiškinamų akmeninių konstrukcijų statyba taip pat neįrodo jų kosminės kilmės. Pavyzdžiui, tokio pobūdžio spėliones apie milžiniškus akmeninius stabus Velykų saloje išsklaidė T. Heyerdahlas: senovės šios salos gyventojų palikuonys jam parodė, kaip tai daroma ne tik be astronautų įsikišimo, bet ir be jokių technologijų. Toje pačioje eilutėje yra hipotezė, kad Tunguskos meteoritas buvo ne meteoritas ar kometa, o ateivių erdvėlaivis. Tokias hipotezes ir prielaidas reikia ištirti kuo nuodugniausiu būdu (6)

Trečia, signalų iš nežemiškų civilizacijų paieška. Ši problema šiuo metu suformuluota, visų pirma, kaip dirbtinių signalų paieškos radijo ir optiniuose (pavyzdžiui, labai nukreiptu lazerio spinduliu) diapazone problema. Labiausiai tikėtina, kad tai yra radijo ryšys. Todėl svarbiausias uždavinys – parinkti optimalų bangų diapazoną tokiam ryšiui. Analizė rodo, kad dirbtiniai signalai greičiausiai yra bangose ​​= 21 cm (vandenilio radijo linija), = 18 cm (OH radijo linija), = 1,35 cm (vandens garų radijo linija) arba bangose, sujungtose iš pagrindinio dažnio su tam tikra matematine konstanta. ir kt.).

Rimtas požiūris į signalų iš nežemiškų civilizacijų paiešką reikalauja sukurti nuolatinę tarnybą, apimančią visą dangaus sferą. Be to, tokia paslauga turėtų būti gana universali – skirta priimti įvairių tipų signalus (impulsinius, siaurajuosčius ir plačiajuosčius). Pirmasis nežemiškų civilizacijų signalų paieškos darbas buvo atliktas JAV 1950 metais.Tirtas artimiausių žvaigždžių (Cetus ir Eridanus) radijo spinduliavimas 21 cm bangos ilgio.Vėliau (70–80s) tokie tyrimai. buvo vykdomi ir SSRS. Tyrimo metu buvo gauti džiuginantys rezultatai. Pavyzdžiui, 1977 metais Jungtinėse Valstijose (Ohajo universiteto observatorijoje), tyrinėjant dangų 21 cm bangos ilgiu, buvo užfiksuotas siaurajuostis signalas, kurio charakteristikos rodė jo nežemišką ir, tikėtina, dirbtinę kilmę (8). Tačiau šio signalo vėl įrašyti nepavyko, o jo pobūdžio klausimas liko atviras. Nuo 1972 metų orbitinėse stotyse atliekamos paieškos optiniame diapazone. Buvo aptarti daugiaveidrodinių teleskopų Žemėje ir Mėnulyje statybos projektai, milžiniški kosminiai radijo teleskopai ir kt.

Signalų iš nežemiškų civilizacijų paieška yra viena kontakto su jomis pusė. Tačiau yra ir kita pusė – žinutė tokioms civilizacijoms apie mūsų žemiškąją civilizaciją. Todėl kartu su signalų iš kosminių civilizacijų paieškomis buvo bandoma nusiųsti žinią nežemiškoms civilizacijoms. 1974 m. iš Arecibo (Puerto Rikas) radijo astronomijos observatorijos į rutulinį spiečius M-31, esantį 24 tūkstančių šviesmečių atstumu nuo Žemės, buvo išsiųstas radijo pranešimas, kuriame buvo užkoduotas tekstas apie gyvybę ir civilizaciją Žemėje. (8) . Informaciniai pranešimai taip pat ne kartą buvo dedami į erdvėlaivius, kurių trajektorijos suteikė jiems išėjimą už Saulės sistemos. Žinoma, labai maža tikimybė, kad šios žinutės kada nors pasieks savo tikslą, bet jūs turite nuo ko nors pradėti. Svarbu, kad žmonija ne tik rimtai galvotų apie kontaktus su protingomis būtybėmis iš kitų pasaulių, bet jau sugebėtų užmegzti tokius ryšius, nors ir pačia paprasčiausia forma.

Kosminiai natūralūs spinduliuotės šaltiniai atlieka nuolatinį intensyvų „radijo perdavimą“ metro diapazono bangomis. Kad tai nesudarytų erzinančių trukdžių, radijo ryšys tarp apgyvendintų pasaulių turi būti vykdomas ne didesniais kaip 50 cm bangos ilgiais (11).

Trumpesnės radijo bangos (kelių centimetrų) netinka, nes planetų šiluminis radijo spinduliavimas vyksta būtent prie tokių bangų ir „užstrigs“ dirbtinį radijo ryšį. Jungtinėse Valstijose svarstomas projektas sukurti nežemiškų radijo signalų priėmimo kompleksą, susidedantį iš tūkstančio sinchroninių radijo teleskopų, įrengtų 15 km atstumu vienas nuo kito. Iš esmės toks kompleksas panašus į vieną milžinišką parabolinį radijo teleskopą, kurio veidrodžio plotas yra 20 km. Projektą tikimasi įgyvendinti per artimiausius 10-20 metų. Planuojamų statybų kaina išties astronominė – mažiausiai 10 milijardų dolerių. Numatomas radijo teleskopų kompleksas leis priimti dirbtinius radijo signalus 1000 šviesmečių spinduliu (12).

Pastarąjį dešimtmetį tarp mokslininkų ir filosofų vis labiau įsivyravo nuomonė, kad Žmonija yra vieniša jei ne visoje Visatoje, tai bent mūsų Galaktikoje. Tokia nuomonė apima svarbiausias ideologines išvadas apie žemiškosios civilizacijos prasmę ir vertę, jos pasiekimus.

Išvada

Visata yra visas egzistuojantis materialus pasaulis, neribotas laike ir erdvėje ir be galo įvairus materijos formomis besivystydamas.

Visata plačiąja prasme yra mūsų aplinka. Žmogaus praktinės veiklos svarba yra ta, kad Visatoje dominuoja negrįžtami fiziniai procesai, kad ji laikui bėgant kinta, nuolat vystosi. Žmogus pradėjo tyrinėti kosmosą, išėjo į atvirą erdvę. Mūsų pasiekimai įgauna vis didesnį mastą, pasaulinį ir net kosminį mastą. Ir norėdami atsižvelgti į jų tiesiogines ir ilgalaikes pasekmes, pokyčius, kuriuos jie gali sukelti mūsų buveinės būklei, įskaitant kosmosą, turime tirti ne tik sausumos reiškinius ir procesus, bet ir modelius kosminiu mastu.

Įspūdinga Visatos mokslo pažanga, kurią inicijavo didžioji Koperniko revoliucija, ne kartą lėmė labai gilius, kartais radikalius pokyčius astronomų tiriamojoje veikloje ir dėl to žinių apie astronomų struktūrą ir evoliuciją sistemoje. kosminiai objektai. Mūsų laikais astronomija vystosi ypač sparčiai, auga kas dešimtmetį. Išskirtinių atradimų ir laimėjimų srautas nenumaldomai užpildo jį nauju turiniu.

XXI amžiaus pradžioje mokslininkai susiduria su naujais klausimais apie Visatos sandarą, į kuriuos atsakymus tikisi gauti pasitelkę greitintuvą – Didįjį hadronų greitintuvą.

Šiuolaikinis mokslinis pasaulio vaizdas yra dinamiškas ir prieštaringas. Jame daugiau klausimų nei atsakymų. Tai stebina, gąsdina, glumina, šokiruoja. Žinančio proto ieškojimas neturi ribų, o ateinančiais metais mus gali priblokšti nauji atradimai ir naujos idėjos.

Bibliografija

1. Naidysh V.M. Šiuolaikinės gamtos mokslų sampratos: vadovėlis \ red. 2, pataisyta. ir papildomas - M .: Alfa-M; INFRA-M, 2004. - 622 p.

2. Lavrinenko V.N. Šiuolaikinės gamtos mokslų sampratos: vadovėlis\V.N. Lavrinenka, V.P. Ratnikova - M.: 2006. - 317 p.

3. Astronomijos, Visatos, astronomijos, filosofijos naujienos: red. Maskvos valstybinis universitetas 1988. - 192 p.

4. Danilova V.S., Koževnikovas N.I. Pagrindinės šiuolaikinio gamtos mokslų sampratos: vadovėlis \ M .: Aspect-press, 2000 - 256 p.

5. Karpenkovas S.Kh. Šiuolaikinis gamtos mokslas: vadovėlis \ M. Akademinis projektas 2003. - 560 p.

6. Astronomijos, astronautikos, Visatos naujienos. - URL: universe-news.ru

7. Likhin A. F. Šiuolaikinės gamtos mokslų sampratos: vadovėlis \ TK Welby, Prospekt leidykla, 2006. - 264 p.

8. Tursunovas A. Filosofija ir šiuolaikinė kosmologija M. \ INFRA-M, 2001, - 458 p.

Astronomija. 1-oji pamoka.

Astronomija yra mokslas apie dangaus kūnus (iš senovės graikų žodžių aston - žvaigždė ir nomos - įstatymas)

Jis tiria matomus ir realius judėjimus bei dėsnius,
nustatant šiuos judesius, formą, dydį, masę ir reljefą
Dangaus kūnų paviršiai, prigimtis ir fizinė būklė,
sąveika ir jų raida.

Visatos tyrinėjimas

Žvaigždžių skaičius galaktikoje yra trilijonai. Daugiausiai
Žvaigždės yra nykštukės, kurių masė apie 10 kartų mažesnė už Saulę. Išskyrus
pavienių žvaigždžių ir jų palydovų (planetų), apima galaktika
dvigubos ir daugybinės žvaigždės, taip pat žvaigždžių grupės, sujungtos gravitacijos būdu
ir juda erdvėje kaip visuma, vadinama žvaigžde
klasteriai. Kai kuriuos iš jų galima rasti danguje per teleskopą ir
kartais plika akimi. Tokie klasteriai neturi teisingo
formos; jų dabar žinoma daugiau nei tūkstantis. žvaigždžių spiečius
skirstomi į padrikąsias ir sferines. Skirtingai nuo išsibarsčiusių žvaigždžių
spiečius, daugiausia sudarytas iš žvaigždžių, priklausančių pagrindinei
sekų rutuliniuose klasteriuose yra raudonos ir geltonos spalvos
milžinai ir supergigantai. Dangaus tyrimai rentgeno spinduliais
teleskopai, sumontuoti ant specialių dirbtinių palydovų
Žemė paskatino daugelio sferinių rentgeno spindulių atradimą
klasteriai.

Galaktikos sandara

Didžioji dauguma žvaigždžių ir pasklidosios medžiagos galaktikoje yra
lęšinis tūris. Saulė yra maždaug 10 000 pc atstumu nuo
Galaktikos centras, kurį nuo mūsų slepia tarpžvaigždinių dulkių debesys. Centre
Galaktika turi branduolį, kuris pastaruoju metu buvo kruopščiai apdorotas
tiriamas infraraudonųjų, radijo ir rentgeno bangų ilgiais.
Nepermatomi dulkių debesys užstoja šerdį nuo mūsų ir trukdo matyti
ir įprasti šio įdomiausio objekto fotografiniai stebėjimai
Galaktikos. Jei galėtume pažvelgti į galaktikos diską „iš viršaus“, tada
rastų didžiules spiralines šakas,
daugiausia yra karščiausių ir ryškiausių žvaigždžių, taip pat
didžiuliai dujų debesys. Pagrindą sudaro diskas su spiralinėmis svirtimis
plokščias galaktikos posistemis. Ir objektai, susitelkę link branduolio
Galaktikos ir tik iš dalies prasiskverbiančios į diską yra sferinės.
posistemis. Tai supaprastinta galaktikos struktūros forma.

Galaktikų tipai

1 spiralė. Tai yra 30% galaktikų. Jie yra dviejų rūšių. Normalus ir
kirto.
2 Elipsės formos. Manoma, kad dauguma galaktikų yra suformuotos
išlyginta sfera. Tarp jų yra sferinių ir beveik plokščių. Labiausiai
didžiausia žinoma elipsinė galaktika yra M87 Mergelės žvaigždyne.
3 Neteisinga. Daugelis galaktikų turi neryškią formą, kuri nėra ryški
ryškus kontūras. Tai apima mūsų Magelano debesį
vietinė grupė.

Saulė

Saulė yra mūsų planetų sistemos centras, pagrindinis jos elementas, be kurio
joje nebūtų nei Žemės, nei gyvybės. Žvaigždės stebintys žmonės daro su
senovės laikai. Nuo to laiko mūsų žinios apie šviestuvą labai išsiplėtė,
praturtinta daugybe informacijos apie judėjimą, vidinę struktūrą ir
šio kosminio objekto prigimtis. Be to, Saulės tyrimas labai prisideda
indėlis į visos Visatos sandaros supratimą, ypač apie jos elementus,
kurios yra panašios savo esme ir „darbo“ principais.

Saulė

Saulė yra objektas, kuris egzistuoja
pagal žmogiškuosius standartus, labai seniai.
Jo formavimasis prasidėjo apie 5
prieš milijardus metų. Tada vietoje
Saulės sistema buvo didžiulė
molekulinis debesis.
Gravitacinių jėgų įtakoje jis prasidėjo
atsiranda turbulencijos, panašios į žemę
Viesulas. Vieno iš jų centre medžiaga (in
daugiausia buvo vandenilis) pradėjo kondensuotis,
ir prieš 4,5 milijardo metų jaunas
žvaigždė, kuri po ilgo laiko
laikotarpis buvo pavadintas Saule.
Aplink jį pamažu pradėjo formuotis
planetos – prasidėjo mūsų visatos kampelis
susipažinti su šiuolaikine
žmogaus rūšis. -

geltonasis nykštukas

Saulė nėra unikalus objektas. Priklauso geltonųjų nykštukų klasei,
santykinai mažos pagrindinės sekos žvaigždės. Terminas
tokioms įstaigoms skirta „paslauga“ yra maždaug 10 mlrd
metų. Pagal erdvės standartus tai yra gana mažai. Dabar mūsų šviestuvas, jūs galite
sakyk, pačiame jėgų žydėjime: dar ne senas, nebejaunas – į priekį
puse gyvenimo daugiau.

Saulės struktūra

Šviesmetis

Šviesmetis yra atstumas, kurį šviesa nukeliauja per vienerius metus. Tarptautinė astronomija
sąjunga pateikė savo paaiškinimą dėl šviesmečio – tai atstumas, kurį šviesa nukeliauja vakuume, be
gravitacijos dalyvavimas Julijaus metais. Julijaus metai yra lygūs 365 dienoms. Tai yra iššifravimas
naudojamas mokslinėje literatūroje. Jei imtume profesionalią literatūrą, tai yra distancija
skaičiuojami parsekais arba kilo- ir megaparsekais.
Iki 1984 m. šviesmečiai buvo atstumas, kurį šviesa nukeliauja per vienus atogrąžų metus.
Naujasis apibrėžimas nuo senojo skiriasi tik 0,002 proc. Ypatingas skirtumas tarp apibrėžimų
ne.
Yra konkretūs skaičiai, nustatantys šviesos valandų, minučių, dienų ir tt atstumą.
Šviesmetis yra 9 460 800 000 000 km,
mėnuo - 788 333 mln. km.,
savaitė - 197 083 mln. km.,
diena - 26,277 mln. km,
valanda - 1,094 mln. km.,
minutę - apie 18 milijonų km.,
antra – apie 300 tūkstančių km.

Mergelės žvaigždyno galaktika

Mergelę geriausiai galima pamatyti
ankstyvą pavasarį, būtent kovo mėnesį -
balandžio mėn., kai pereina į pietus
horizonto dalis. Ačiū
žvaigždynas
Tai turi
impozantiškas
matmenys, jame yra Saulė
daugiau nei mėnesį – nuo ​​16 d
rugsėjo iki spalio 30 d. Ant
senovės žvaigždžių atlasai Mergelė
vaizduojama kaip mergina su smaigaliu
kviečiai dešinėje rankoje. Tačiau ne
Visi
galintis
įžvelgti
in
chaotiškas žvaigždžių išsibarstymas
toks vaizdas. Tačiau rasti
Mergelės žvaigždynas danguje nėra toks
sudėtingas. Jame yra žvaigždė
pirmasis dydis, dėka šviesaus
kurio šviesa Mergelė gali lengvai
ieškoti tarp kitų žvaigždynų.

Andromedos ūkas

Didžiausia galaktika, esanti arčiausiai Paukščių Tako.
Sudėtyje yra maždaug 1 trilijonas žvaigždžių, tai yra 2,5–5 kartus daugiau
Paukščių takas. Įsikūręs Andromedos žvaigždyne ir toli
nuo Žemės 2,52 mln. sv atstumu. metų. Galaktikos plokštuma pasvirusi
į matymo liniją 15° kampu, jo tariamasis dydis yra 3,2 × 1,0°, matomas
dydis - +3,4m.

paukščių takas

Paukščių Takas yra spiralinė galaktika
tipo. Tuo pačiu metu jis turi didžiulio formos džemperį
sujungta žvaigždžių sistema
gravitacinių jėgų. Manoma, kad Pieno
Kelias gyvuoja daugiau nei trylika milijardų
metų. Tai laikotarpis, per kurį
Galaktika sudarė apie 400 milijardų žvaigždynų
ir žvaigždžių, virš tūkstančio didžiulių dydžių
dujiniai ūkai, sankaupos ir debesys. Forma
Paukščių Takas aiškiai matomas visatos žemėlapyje. At
pažiūrėjus tampa aišku, kad
žvaigždžių spiečius yra diskas, skersmuo
kuris yra lygus 100 tūkstančių šviesmečių (vienas toks
šviesmečiai yra dešimt trilijonų
kilometrų). Žvaigždžių spiečiaus storis – 15 tūkst.
o gylis – apie 8 tūkstančius šviesmečių. Kiek jis sveria
Paukščių takas? Tai (jo masės apibrėžimas yra labai
sunki užduotis) neįmanoma apskaičiuoti
galima. Sunkumas slypi apibrėžime
tamsiosios materijos masės, kurios į ją neįeina
sąveika su elektromagnetine spinduliuote. čia
kodėl astronomai negali vienareikšmiškai atsakyti
šį klausimą. Tačiau yra apytikslių vertinimų
pagal kurią Galaktikos svoris yra viduje
500–3000 milijardų saulės masių

Paukščių tako šerdis

Ši Paukščių Tako dalis yra Šaulio žvaigždyne. Šerdyje yra nešilumos šaltinis
spinduliuotė, kurios temperatūra siekia apie dešimt milijonų laipsnių. Šios dalies centre
Paukščių Take yra antspaudas, vadinamas „išsipūtimu“. Tai visa eilė senų žvaigždžių
kuri juda pailga orbita. Daugumos šių dangaus kūnų gyvavimo ciklas jau yra
ateina į pabaigą. Paukščių tako šerdies centre yra supermasyvi juoda spalva
skylė. Šis kosmoso gabalas, kurio svoris yra lygus trijų milijonų saulės masei,
turi stiprią gravitaciją. Aplink jį sukasi dar viena juodoji skylė, tik mažesnė
dydis. Tokia sistema sukuria tokį stiprų gravitacinį lauką, kad
netoliese labai neįprastomis trajektorijomis juda žvaigždynai ir žvaigždės. netoli centro
Paukščių takas turi kitų savybių. Taigi, jam būdingas didelis žvaigždžių spiečius.
Be to, atstumas tarp jų yra šimtus kartų mažesnis nei stebimas periferijoje.
išsilavinimas.
Paukščių tako šerdis

Atgal į priekį

Dėmesio! Skaidrės peržiūra skirta tik informaciniams tikslams ir gali neatspindėti visos pristatymo apimties. Jei jus domina šis darbas, atsisiųskite pilną versiją.

Pamokos tipas: mokymosi ir pirminio naujų žinių įtvirtinimo pamoka.

Tikslas: Idėjų apie Visatos sandarą ir Žemės planetos vietą Visatoje formavimas.

Užduotys: Švietimo: supažindinti studentus su kosmologija, supažindinti su kosmologijoje naudojamais nesisteminiais matavimo vienetais, supažindinti su Visatos amžiumi ir dydžiu, supažindinti su galaktikos samprata, supažindinti su galaktikų tipais, susidaryti idėją apie galaktikų spiečių, jų tipus. žvaigždžių spiečius, ūkų susidarymą Visatoje, supažindinti naudojant spektrinę analizę kosmologijoje, formuoti žinias apie spektrinių linijų raudonojo poslinkio reiškinį galaktikų spektruose, apie Doplerio efektą, apie Hablo dėsnį, supažindinti su Didžiuoju sprogimu. Teorija, pristatyti kritinio materijos tankio sampratą.

Švietimo: skatinti dorovinių savybių ugdymą, tolerantišką požiūrį į visus mūsų planetos gyventojus ir atsakomybę už gyvybės saugumą planetoje Žemėje.

Švietimo: skatinti domėjimosi disciplinos „Fizika“ studijomis didėjimą, loginio mąstymo ugdymą (analizę, įgytų žinių apibendrinimą).

Per užsiėmimus

I. Organizacinis momentas.

1-2 skaidrės

Prieš mokinius nustatomi pamokos tikslai, išryškinama pamokos eiga ir galutiniai jos įgyvendinimo rezultatai.

II. Edukacinės veiklos motyvavimas.

Visatos sandaros ir evoliucijos išmanymas padeda suvokti kiekvieno iš mūsų vietą šiame pasaulyje ir mums tenkančią atsakomybę už gyvybės ir mūsų unikalios planetos saugumą ateities žmonių kartoms.

III. Žinių atnaujinimas.

Priekinė apklausa

1. Kaip vadinasi arčiausiai Žemės planetos esanti žvaigždė? (Saulė)
2. Kiek planetų yra Saulės sistemoje? (Aštuoni)
3. Kokie yra Saulės sistemos planetų pavadinimai? (Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas, Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas)
4. Koks yra atstumas nuo Saulės iki Žemės planetos Saulės sistemoje? (Planeta Žemė yra trečioji planeta nuo Saulės)

IV. Naujos medžiagos pristatymas.

3-5 skaidrės. Kosmologija. Nesisteminiai matavimo vienetai. Visatos amžius ir dydis.

„Visata yra sąvoka, kuri neturi griežto apibrėžimo astronomijoje ir filosofijoje. Jis yra padalintas į du iš esmės skirtingus subjektus: spekuliacinį (filosofinį) ir materialųjį, prieinamą stebėjimui šiuo metu arba artimiausioje ateityje. Vadovaujantis tradicijomis, pirmoji vadinama Visata, o antroji – astronomine Visata arba metagalaktika. Šiandien susipažinsime su astronominės visatos sandara. Ir mes nustatysime mūsų planetos Žemės vietą Visatoje. „Visata yra kosmologijos studijų objektas“.

Objektų atstumai ir masės visatoje yra labai dideli. Kosmologija naudoja nesisteminius matavimo vienetus. 1 šviesmetis(1 St. G.) - atstumas, kurį šviesa nukeliauja per 1 metus vakuume - 9,5 * 10 15 m; 1 astronominis vienetas(1 AV) - vidutinis atstumas nuo Žemės iki Saulės (vidutinis žemės orbitos spindulys) - 1,5 * 10 11 m; 1 parsek(1 vnt) - atstumas, iš kurio matomas vidutinis Žemės orbitos spindulys (lygus 1 AV), statmenas matymo linijai, vienos lanko sekundės (1") kampu - 3 * 10 16 m; 1 saulės masė(1 M o) - 2 * 10 30 kg.

Mokslininkai nustatė visatos amžių ir dydį. Visatos amžius t=1,3 * 10 10 metų. Visatos spindulys R=1,3 * 10 10 sv.l.

6-19 skaidrės. Galaktikos. Galaktikų tipai. galaktikų spiečių.

XX amžiaus pradžioje tapo akivaizdu, kad beveik visa matoma medžiaga Visatoje yra sutelkta milžiniškose žvaigždžių-dujų salose, kurių būdingas dydis yra keli kpc. Šios „salos“ tapo žinomos kaip galaktikos.

galaktikos yra didelės žvaigždžių sistemos, kuriose žvaigždės yra sujungtos viena su kita gravitacinėmis jėgomis. Yra galaktikų, kuriose yra trilijonai žvaigždžių. „Ši galaktikų grupė vadinama Stephano kvintetu. Tačiau tik keturios šios grupės galaktikos, esančios 300 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų, dalyvauja kosminiame šokyje, dabar artėja, paskui tolsta viena nuo kitos. Gana lengva tokį rasti. Keturios sąveikaujančios galaktikos yra gelsvos spalvos ir turi susuktas kilpas bei uodegas, suformuotas destruktyvių potvynių ir potvynių gravitacijos jėgų. Melsva galaktika paveikslo viršuje, kairėje, yra daug arčiau nei kitos, tik už 40 milijonų šviesmečių.

Yra įvairių tipų galaktikų: elipsės, spiralinės ir netaisyklingos.

Elipsinės galaktikos sudaro apie 25% viso didelio šviesumo galaktikų skaičiaus.

Elipsinės galaktikos yra apskritimo arba elipsės formos, šviesumas palaipsniui mažėja nuo centro iki periferijos, nesisuka, turi mažai dujų ir dulkių, M 10 13 M o . Prieš jus yra elipsinė galaktika M87 Mergelės žvaigždyne.

Spiralinės galaktikos savo išvaizda primena dvi sukrautas plokštes arba abipus išgaubtą lęšį. Jie turi ir aureolę, ir didžiulį žvaigždžių diską. Centrinė disko dalis, kuri matoma kaip patinimas, vadinama iškilimu. Tamsi juosta, einanti palei diską, yra nepermatomas tarpžvaigždinės terpės sluoksnis, tarpžvaigždinės dulkės. Plokščia disko forma atsiranda dėl sukimosi. Egzistuoja hipotezė, kad formuojantis galaktikai išcentrinės jėgos neleidžia protogalaktiniam debesiui subyrėti sukimosi ašiai statmena kryptimi. Dujos susitelkusios tam tikroje plokštumoje – taip susiformavo galaktikų diskai.

Spiralinės galaktikos susideda iš branduolio ir kelių spiralinių atšakų arba šakų, šakų, besitęsiančių tiesiai iš branduolio. Spiralinės galaktikos sukasi, jose daug dujų ir dulkių, M 10 12 M?

„Amerikos aviacijos ir kosmoso agentūra NASA atidarė savo paskyrą Instagram tinkle, kurioje skelbiamos nuotraukos su Žemės ir kitų Visatos kampelių vaizdais. Stulbinančios nuotraukos iš Hablo teleskopo – garsiausios NASA Didžiosios observatorijos – leidžia pamatyti dalykus, kurių žmogaus akis dar nematė. Iki tol nematytos tolimos galaktikos ir ūkai, mirštančios ir atgimstančios žvaigždės stebina vaizduotę savo įvairove, pastūmėja svajonę apie tolimas keliones. Pasakiški žvaigždžių dulkių ir dujų debesų peizažai prieš mus atskleidžia paslaptingus nuostabaus grožio reiškinius. Prieš jus yra viena gražiausių spiralinių galaktikų Coma Berenices žvaigždyne.

20-aisiais. XX amžiuje tapo aišku, kad spiraliniai ūkai yra didžiulės žvaigždžių sistemos, panašios į mūsų Galaktiką ir nutolusios nuo jos milijonus šviesmečių. 1924 m. Hablas ir Ritchie išskaidė Andromedos ir Trikampio ūkų spiralines atšakas į žvaigždes. Nustatyta, kad šie „ekstragalaktiniai ūkai“ yra kelis kartus toliau nuo mūsų nei Paukščių Tako sistemos skersmuo. Šios sistemos pradėtos vadinti galaktikomis pagal analogiją su mūsų. „Vidutinio dydžio galaktika M33 taip pat vadinama Triangulum galaktika pagal žvaigždyną, kuriame ji yra. Jos spindulys yra maždaug 4 kartus mažesnis nei mūsų Paukščių Tako galaktika ir Andromedos galaktika. M33 yra netoli Paukščių Tako ir gali būti aiškiai matomas gerais žiūronais.

„Andromedos galaktika yra arčiausiai mūsų Paukščių Tako milžiniškų galaktikų. Greičiausiai mūsų galaktika atrodo panašiai kaip ši. Šimtai milijardų žvaigždžių, sudarančių Andromedos galaktiką, kartu suteikia matomą išsklaidytą švytėjimą. Atskiros žvaigždės paveikslėlyje iš tikrųjų yra žvaigždės mūsų galaktikoje, daug arčiau nei tolimas objektas.

„Stebint žvaigždėtą dangų toli nuo didžiųjų miestų, naktį be mėnulio, jame aiškiai matoma plati šviečianti juosta - Paukščių Takas. Paukščių takas driekiasi kaip sidabrinė juostelė per abu pusrutulius, užsifiksuodama žvaigždės žiede. Stebėjimai parodė, kad visos žvaigždės sudaro didžiulę žvaigždžių sistemą (galaktiką). Galaktikoje yra du pagrindiniai posistemiai, išdėstyti vienas kito viduje: aureolė (jo žvaigždės sutelktos link galaktikos centro) ir žvaigždžių diskas ("dvi plokštės, sulankstytos kraštuose"). „Saulės sistema yra Paukščių Tako galaktikos dalis. Mes esame galaktikos viduje, todėl mums sunku įsivaizduoti jos išvaizdą, tačiau Visatoje yra daug kitų panašių galaktikų ir iš jų galime spręsti apie savo Paukščių Taką. Paukščių Tako galaktika susideda iš branduolio, esančio galaktikos centre, ir trijų spiralinių atšakų.

„Žvaigždžių, dujų ir dulkių pasiskirstymo tyrimai parodė, kad mūsų Paukščių Tako galaktika yra plokščia sistema su spiraline struktūra. Mūsų galaktika yra didžiulė. Galaktikos disko skersmuo yra apie 30 pc (100 000 ly); storis - apie 1000 St. l.

Mūsų galaktikoje yra apie 100 milijardų žvaigždžių. Vidutinis atstumas tarp žvaigždžių galaktikoje yra apie 5 sv. metų. Galaktikos centras yra Šaulio žvaigždyne. „Astronomai šiuo metu atidžiai tyrinėja mūsų galaktikos centrą. Atskirų žvaigždžių judėjimo netoli galaktikos centro stebėjimai parodė, kad ten, mažame plote, kurio matmenys prilygsta Saulės sistemos dydžiui, susikaupia nematoma medžiaga, kurios masė Saulės masę viršija 2 mln. laikai. Tai rodo, kad galaktikos centre yra didžiulė juodoji skylė. Paukščių Tako galaktika sukasi aplink galaktikos centrą. Saulė per 200 milijonų metų vieną kartą apsisuka aplink galaktikos centrą.

Netaisyklingų galaktikų pavyzdžiai yra Didysis Magelano debesis ir Mažasis Magelano debesis – artimiausios mums galaktikos, matomos plika akimi pietiniame dangaus pusrutulyje, netoli Paukščių Tako. Šios dvi galaktikos yra mūsų galaktikos palydovai.

Netaisyklingos galaktikos neturi aiškiai apibrėžto branduolio, nėra sukimosi simetrijos, o maždaug pusė jose esančios materijos yra tarpžvaigždinės dujos. Tyrinėjant dangų teleskopais, buvo aptikta daug netaisyklingų, nuskeltų galaktikų, panašių į Magelano debesis.

„Kai kurių galaktikų branduoliuose vyksta smarkūs procesai, tokios galaktikos vadinamos aktyviosiomis galaktikomis. M87 galaktikoje, esančioje Mergelės žvaigždyne, materija išsviedžiama 3000 km / s greičiu, šios išmetimo masė yra Ši galaktika pasirodė esanti galingas radijo spinduliuotės šaltinis. Dar galingesnis radijo spinduliuotės šaltinis yra kvazarai. Kvazarai taip pat yra galingi infraraudonųjų, rentgeno ir gama spindulių šaltiniai. Tačiau kvazarų dydžiai pasirodė maži, apie 1 AU. Kvazarai nėra žvaigždės; tai yra ryškūs ir labai aktyvūs galaktikos branduoliai, esantys už milijardų šviesmečių nuo Žemės. „Kvazaro centre yra supermasyvi juodoji skylė, siurbianti į save medžiagą – žvaigždes, dujas ir dulkes. Patekusi į juodąją skylę, materija suformuoja didžiulį diską, kuriame nuo trinties ir potvynio jėgų veikimo įkaista iki milžiniškos temperatūros. „Hablo svetainėje buvo paskelbta, ko gero, viena iš detaliausių iki šiol kvazaro nuotraukų. Tai vienas garsiausių kvazarų 3C 273, kuris yra Mergelės žvaigždyne. Tai tapo pirmuoju atviru tokio pobūdžio objektu; septintojo dešimtmečio pradžioje jį atrado astronomas Alanas Sandage'as. "Qusar 3C 273 yra ryškiausias ir vienas iš artimiausių kvazarų: jis yra maždaug už 2 milijardų šviesmečių ir pakankamai ryškus, kad jį būtų galima pamatyti mėgėjų teleskopu."

Galaktikos retai būna pavienės. 90% galaktikų yra susitelkusios į spiečius, kuriuos sudaro nuo dešimčių iki kelių tūkstančių narių. Vidutinis galaktikų spiečiaus skersmuo yra 5 Mpc, vidutinis galaktikų skaičius klasteryje yra 130. „Vietinė galaktikų grupė, kurios matmenys yra 1,5 Mpc, apima mūsų galaktiką, Andromedos galaktiką M31, trikampio galaktiką M33, Didysis Magelano debesis (LMC), Mažasis Magelano debesis (MMO) – iš viso 35 galaktikos, sujungtos abipuse gravitacija. Vietinės grupės galaktikos yra sujungtos bendra gravitacija ir juda aplink bendrą masės centrą Mergelės žvaigždyne.

21-23 skaidrės. žvaigždžių spiečius.

Galaktikoje kas trečia žvaigždė yra dviguba, yra trijų ar daugiau žvaigždžių sistemų. Žinomi ir sudėtingesni objektai – žvaigždžių spiečiai.

Netoli galaktikos plokštumos randami atviri žvaigždžių spiečiai. Priešais jus yra Plejadų žvaigždžių spiečius. Mėlyna migla, kuri lydi Plejades, yra išsklaidytos dulkės, atspindinčios žvaigždžių šviesą.

Rutuliniai spiečiai yra seniausi mūsų galaktikos dariniai, jų amžius yra nuo 10 iki 15 milijardų metų ir panašus į Visatos amžių. Prasta cheminė sudėtis ir pailgos orbitos, kuriomis jie juda Galaktikoje, rodo, kad rutuliniai spiečiai susiformavo pačios galaktikos formavimosi eroje. Rutuliniai spiečiai žvaigždžių fone stipriai išsiskiria dėl didelio žvaigždžių skaičiaus ir aiškios sferinės formos. Rutulinių spiečių skersmuo svyruoja nuo 20 iki 100 vnt. M = 104 106 M?

24-29 skaidrės. Tarpžvaigždinė materija. Ūkai.

Be žvaigždžių, kosminių spindulių (protonų, elektronų ir cheminių elementų atomų branduolių), kurie juda artimu šviesos greičiui, galaktikose yra dujų ir dulkių. Dujos ir dulkės galaktikoje pasiskirsto labai netolygiai. Be retesnių dulkių debesų, stebimi tankūs tamsių dulkių debesys. Kai šiuos tankius debesis apšviečia ryškios žvaigždės, jie atspindi savo šviesą ir tada matome ūkus.

„Hablo komanda kasmet išleidžia nuostabią nuotrauką, švęsdama kosminio teleskopo paleidimo metines 1990 m. balandžio 24 d. 2013 metais jie pasauliui padovanojo garsiojo Arklio galvos ūko, esančio Oriono žvaigždyne, 1500 šviesmečių atstumu nuo Žemės, nuotrauką.

„Šviesiame lagūnos ūke yra daug įvairių astronominių objektų. Ypač svarbūs objektai yra ryški atvira žvaigždžių spiečius ir keli aktyvūs žvaigždžių formavimo regionai.

„Spalvingas Trifido ūkas leidžia tyrinėti kosminius kontrastus. Taip pat žinomas kaip M20, jis yra maždaug už 5000 šviesmečių Šaulio žvaigždyne, kuriame gausu ūkų. Ūko dydis yra apie 40 sv. l.

„Kol kas nežinoma, kas apšviečia šį ūką. Ypač glumina ryškus, apverstas V formos lankas, nubrėžiantis kalną primenančių tarpžvaigždinių dulkių debesų viršutinį kraštą netoli vaizdo centro. Šiame vaiduokliškame ūke yra maža žvaigždžių formavimosi sritis, užpildyta tamsiomis dulkėmis. Pirmą kartą jis buvo pastebėtas infraraudonųjų spindulių nuotraukose, padarytose IRAS palydovo 1983 m. Čia parodytas puikus vaizdas, padarytas Hablo kosminiu teleskopu. Nors jame matyti daug naujų detalių, nepavyko nustatyti ryškaus, aiškaus lanko atsiradimo priežasties.

Bendra dulkių masė sudaro tik 0,03% visos galaktikos masės. Jo bendras šviesumas sudaro 30% žvaigždžių šviesumo ir visiškai lemia galaktikos spinduliuotę infraraudonųjų spindulių diapazone. Dulkių temperatūra 15-25 K.

30-33 skaidrės. Spektrinės analizės taikymas. Raudonasis poslinkis. Doplerio efektas. Hablo įstatymas.

Galaktikų šviesa yra visa milijardų žvaigždžių ir dujų šviesa. Galaktikų fizinėms savybėms tirti astronomai naudoja spektrinės analizės metodus . Spektrinė analizė- fizikinis medžiagos atominės ir molekulinės sudėties kokybinio ir kiekybinio nustatymo metodas, pagrįstas jos spektro tyrimu. Astronomai naudoja spektrinės analizės metodą, norėdami nustatyti objektų cheminę sudėtį ir jų judėjimo greitį.

1912 m. amerikiečių astronomas Slipheris atrado linijų poslinkį link raudonojo galo tolimų galaktikų spektruose. „Šis reiškinys buvo vadinamas raudonuoju poslinkiu. Šiuo atveju spektrinės linijos poslinkio ir bangos ilgio santykis pasirodė esąs vienodas visoms konkrečios galaktikos spektro linijoms. Požiūris , kur yra laboratorijoje stebimas spektrinės linijos bangos ilgis, apibūdina raudonąjį poslinkį“.

„Šiuo metu priimta šio reiškinio interpretacija yra susijusi su Doplerio efektu. Spektro linijų poslinkis į raudonąjį spektro galą atsiranda dėl spinduliuojančio objekto (galaktikos) judėjimo (pašalinimo) greičiu. v kryptimi nuo stebėtojo. Esant mažiems raudoniesiems poslinkiams (z), galaktikos greitį galima rasti naudojant Doplerio formulę: , kur c yra šviesos greitis vakuume“.

1929 metais Hablas išsiaiškino, kad visa galaktikų sistema plečiasi. „Pagal galaktikų spektrus nustatyta, kad jos dideliu greičiu „bėga“ nuo mūsų v, proporcingas atstumui iki galaktikos:

v= H r, kur H = 2,4 * 10 -18 s -1 yra Hablo konstanta, r yra atstumas iki galaktikos (m)".

34-38 skaidrės. Didžiojo sprogimo teorija. Kritinis medžiagos tankis.

Atsirado besiplečiančios Visatos teorija, pagal kurią mūsų Visata iškilo iš supertankios būsenos grandiozinio sprogimo metu ir jos plėtimasis tęsiasi mūsų laikais. Maždaug prieš 13 milijardų metų visa metagalaktikos materija buvo sutelkta mažame tūryje. Medžiagos tankis buvo labai didelis. Tokia materijos būsena vadinama „vienaskaita“. Išsiplėtimas dėl „sprogimo“ („pop“) sumažino medžiagos tankį. Pradėjo formuotis galaktikos ir žvaigždės.

Yra kritinė medžiagos tankio reikšmė, nuo kurios priklauso jos judėjimo pobūdis. Kritinė medžiagos tankio kr reikšmė apskaičiuojama pagal formulę:

kur H \u003d 2,4 * 10 -18 s -1 yra Hablo konstanta, G = 6,67 * 10 -11 (N * m 2) / kg 2 yra gravitacinė konstanta. Pakeitus skaitines reikšmes, gauname kr =10 -26 kg/m 3 . At< кр - расширение Вселенной. При >cr – Visatos suspaudimas. Vidutinis medžiagos tankis visatoje = 3 * 10 -28 kg/m 3 .

Žmogus visada siekia pažinti jį supantį pasaulį. Visatos tyrinėjimai ką tik prasidėjo. Dar daug ką reikia žinoti. Žmonija yra tik pačioje Visatos ir jos paslapčių tyrimo kelio pradžioje. „Atstovaudami Visatai kaip visam aplinkiniam pasauliui, mes iš karto padarome ją unikalia ir unikalia. Ir tuo pačiu atimame iš savęs galimybę ją apibūdinti klasikinės mechanikos terminais: Visata dėl savo unikalumo negali su niekuo sąveikauti, ji yra sistemų sistema, todėl tokios sąvokos kaip masė, forma, dydis. praranda savo prasmę jos atžvilgiu. Vietoj to reikia griebtis termodinamikos kalbos, naudojant tokias sąvokas kaip tankis, slėgis, temperatūra, cheminė sudėtis.

Norėdami išsamiau susipažinti su šia informacija, galite naudoti šiuos šaltinius:

vienas). Fizika. 11 klasė: vadovėlis. bendrajam lavinimui Institucijos: pagrindinė ir profilis. lygiai / G.Ya. Myakishev, B.B. Buchovcevas, V.M. Chagurinas; red. Į IR. Nikolajevas, N.A. Parfentjevas. – 19 leidimas. - M .: Švietimas, 2010. - 399 p., L. nesveikas. - (Klasikinis kursas). – ISBN 978-5-09-022777-3.;

4). http://www.adme.ru

Mūsų namų adresas Visatoje: Visata, Vietinė galaktikų grupė, Paukščių Tako galaktika, Saulės sistema, Planeta Žemė – trečioji planeta nuo Saulės.

Mes mylime savo planetą ir visada ją saugosime!

V. Pirminis žinių įtvirtinimas.

Priekinė apklausa

• Kaip vadinasi mokslas, tiriantis Visatos sandarą ir evoliuciją? (Kosmologija)
• Kokie nesisteminiai matavimo vienetai naudojami kosmologijoje? (šviesmečiai, astronominis vienetas, parsekas, saulės masė)
• Koks atstumas vadinamas šviesmečiu? (šviesa nuvažiuotas atstumas per vienerius metus)

VI. Savarankiškas darbas.

Studentai kviečiami savarankiškai spręsti uždavinį: Vidutinis medžiagos tankis visatoje = 3 * 10 -28 kg/m 3 . Apskaičiuokite kritinę medžiagos tankio reikšmę ir palyginkite ją su vidutiniu medžiagos tankiu Visatoje. Išanalizuokite rezultatą ir padarykite išvadą, ar Visata plečiasi, ar traukiasi.

VII. Atspindys.

Mokiniai kviečiami įvertinti mokytojo ir savo darbą pamokoje, nupiešdami teigiamus ar neigiamus jaustukus ant mokytojo išduotų lapelių.

VIII. Namų darbai.

124, 125, 126 dalys Žodžiu atsakykite į klausimus 369, 373 puslapiuose.

Literatūra:

1. Fizika. 11 klasė: vadovėlis. bendrajam lavinimui Institucijos: pagrindinė ir profilis. lygiai / G.Ya. Myakishev, B.B. Buchovcevas, V.M. Chagurinas; red. Į IR. Nikolajevas, N.A. Parfentjevas. – 19 leidimas. - M .: Švietimas, 2010. - 399 p., L. nesveikas. - (Klasikinis kursas). – ISBN 978-5-09-022777-3.
2. http://en.wikipedia.org
3. http://www.adme.ru