Реферат: Еволюція Всесвіту

Відповідно до інфляційної гіпотезою космічна еволюція в ранньому Всесвіті проходить ряд етапів.

Початок Всесвіту визначається як стан квантової супергравітації з радіусом Всесвіту в 10 см (розмір атома 10) Основні події в ранньому Всесвіті розігрувалися за нікчемно малий проміжок часу від 10 с до 10 с.

У стадії інфляції створювалося сам простір і час Всесвіту. Весь цей початковий період у Всесвіті не було ні речовини, ні випромінювання. Потім стан помилкового вакууму розпалося, вивільнити енергію пішла на народження важких частинок і античастинок, які, проаннігілірував, дали потужний спалах випромінювання (світла), освітившись космос. Так відбувся перехід від інфляційної стадії до фотонів.

Етап відділення речовини від випромінювання: що залишився після анігіляції речовина стала прозорим для випромінювання, контакт між речовиною і випромінюванням пропав.

В подальшому розвиток Всесвіту йшло в напрямку від максимально простого однорідного стану до створення дедалі більш складних структур - атомів, галактик, зірок, планет, синтезу важких елементів в надрах зірок, в тому числі і необхідних для створення життя, виникнення життя і людини.

3. Структура Всесвіту

Всесвіту на самих різних рівнях, від умовно елементарних частинок і до гігантських надскупчень галактик, властива структурність. Структура Всесвіту - предмет вивчення космології, однією з важливих галузей природознавства, що знаходиться на стику багатьох природничих наук: астрономії, фізики, хімії та ін Сучасна структура Всесвіту є результатом космічної еволюції, в ході якої з протогалактик утворилися галактики, з протозірок - зірки, з протопланетної хмари - планети.

3.1 Метагалактика

Частина Всесвіту, доступна дослідженню астрономічними засобами, що відповідають досягнутому рівню розвитку науки, називається Метагалактики. Інакше кажучи, Метагалактика - охоплена астрономічними спостереженнями частина Всесвіту. Вона знаходиться в межах космологічного горизонту. Метагалактика являє собою сукупність зоряних систем - галактик, а її структура визначається їх розподілом у просторі, заповненому надзвичайно розрідженим міжгалактичним газом і пронизує міжгалактичними променями. 

Відповідно до сучасних уявлень, для Метагалактики характерна чарункова (сітчаста, пориста) структура. Ці уявлення ґрунтуються на даних астрономічних спостереженнях, які показали, що галактики розподілені не рівномірно, а зосереджені поблизу кордонів осередків, усередині яких галактик майже немає. Крім того, знайдені величезні обсяги простору, в яких галактик поки не виявлено.

Якщо брати не окремі ділянки Метагалактики, а її великомасштабну структуру в цілому, то, очевидно, що в цій структурі не існує якихось особливих, чимось виділяються місць або напрямів і речовина розподілено порівняно рівномірно.

Вік Метагалактики близький до віку Всесвіту, оскільки освіта її структури припадає на період, наступний за роз'єднанням речовини і випромінювання. За сучасними даними, вік Метагалактики оцінюється в 15 млрд. років. Вчені вважають, що, мабуть, близький до цього і вік галактик, які сформувалися на одній з початкових стадій розширення Метагалактики.

3.2 Галактики

Головні складові Всесвіту - галактики. Галактика - гігантська система, що складається з скупчень зірок і туманностей, що утворять у просторі досить складну конфігурацію.

За формою галактики умовно поділяються на три типи: еліптичні, спіральні й неправильні.

Еліптичні галактики мають просторової формою еліпсоїда з різним ступенем стиснення. Вони є найбільш простими за структурою: розподіл зірочок рівномірно убуває від центру.

Спіральні галактики представлені у формі спіралі, включаючи спіральні гілки. Це найчисленніший вид галактик, до якого належить і наша Галактика - Чумацький Шлях.

Неправильні галактики не володіють вираженою формою, в них відсутнє центральне ядро.

Окрім зірок і планет галактики містять розріджений газ і космічну пил.

Чумацький Шлях добре видно у безмісячну ніч. Він здається скупченням світяться туманних мас, що простягнулися від однієї сторони горизонту до іншої, і складається приблизно з 150 млрд. зірок. За формою він нагадує сплюснутий кулю. У центрі його знаходиться ядро, від якого відходить декілька спіральних зоряних гілок. Наша Галактика надзвичайно велика: від одного її краю до іншого світловий промінь подорожує близько 100 тис. земних років. Більша частина її зірочок зосереджена в гігантському диску товщиною близько 1500 світлових років. На відстані близько 2 млн. світлових років від нас знаходиться найближча до нас галактика - Туманність Андромеди, яка за своєю будовою нагадує Чумацький Шлях, але значно перевершує його за своїми розмірами.  Наша Галактика, Туманність Андромеди разом з іншими сусідніми зоряними системами утворюють Місцеву групу галактик. На відстані близько 30 тис. світлових років від центру Галактики розташоване Сонце.

На сучасному етапі еволюції Всесвіту речовина в ній знаходиться переважно в зоряному стані. 97% речовини в нашій Галактиці зосереджена в зірках, що представляють собою гігантські плазмові утворення різної величини, температури, з різною характеристикою руху.

Вік зірочок змінюється в досить великому діапазоні значень: від 15 млрд. років, відповідних віком Всесвіту, до сотень тисяч - наймолодших. Є зірки, які утворюються в даний час і знаходяться в протозірковій стадії, тобто вони ще не стали справжніми зірками.

Народження зірок відбувається в газово-пилових туманностях під дією гравітаційних, магнітних та інших сил, завдяки яким йде формування нестійких однорідність і дифузна матерія розпадається на ряд згущені. Якщо такі згущення зберігаються досить довго, то з плином часу вони перетворюються на зірки. Важливо відзначити, що відбувається процес народження не окремої ізольованої зірки, а зоряних асоціацій.

3.3 Зірки

Світ зірочок незвичайно різноманітний. І хоча всі зірки - розпечені кулі, подібні Сонцю, їх фізичні характеристики розрізняються досить істотно.  Є, наприклад, зірки - гіганти і надгіганти. За своїми розмірами вони перевершують Сонце.

Окрім зірок гігантів існують і зірки - карлики, значно поступаються за своїми розмірами до Сонця. Деякі карлики менше Землі і навіть Місяця.

Розрізняють також нейтронні зірки - це величезні атомні ядра.

Зірки володіють різними поверхневими температурами - від кількох тисяч до десятків тисяч градусів. Відповідно розрізняють і колір зірок. Порівняно «холодні» зірки з температурою +3 -4 тис. градусів - червоного кольору. Наше Сонце з поверхнею, «нагрітої» до 6 тис. градусів, має жовтуватий колір. Найгарячіші зірки - з температурою вище 12 тис. градусів - білі і блакитні.

Зірки не існують ізольовано, а утворюють системи. Найпростіші зоряні системи - складаються з 2-х і більше зірок. Зірки об'єднані також у ще більші групи - зоряні скупчення.