Реферат: Современная модель эволюции Вселенной

Первым вестником далеких миров был световой луч. Да и по сей день наиболь­шее количество сведений о космических процессах приносит свет. Поэтому основа основ астрономии, ее неизменный фундамент - изучение космических световых лучей...

Космос, галактики, звезды

В ясную погоду можно насчитать на небосводе до трех тысяч звезд. Но это лишь очень небольшая часть тех звезд и других космических объектов, которые существуют в нашей области мира...

В безлунные ночи хорошо виден Млечный Путь, протянувшийся от одной сторо­ны горизонта до другой. Он кажется скоплением светящихся туманных масс. Но сто­ит направить на Млечный Путь телескоп, и мы сразу обнаружим, что он состоит из множества звезд. Эта звездная система, к которой принадлежит и наше Солнце, по­лучила название Галактики

Изучать нашу Галактику необычайно сложно. Это одна из труднейших задач науки. Ведь мы находимся внутри этой Галактики и не можем ни вылететь за ее пределы, ни побывать в различных ее точках. Тем не менее, наука преодолевает эти трудности.

И сегодня мы уже достаточно уверенно можем говорить о том, как же выглядит наш звездный остров. В центре его находится ядро, окруженное множеством звезд. От него отходит несколько могучих спиральных ветвей...

Наша Галактика столь ве­лика, что ее размеры нелегко себе представить: от одного ее края до другого свето­вой луч путешествует около 100 тысяч земных лет.

Большая часть звезд нашей Галактики сосредоточена в гигантском “диске” толщиной около 1500 световых лет. На расстоянии около 30 тысяч световых лет от центра Галактики расположено наше Солнце.

Основное “население” Галактики - звезды. Мир этих небесных тел необыкновен­но разнообразен. И хотя все звезды - раскаленные шары, подобные Солнцу, их физи­ческие характеристики различаются весьма существенно. Есть, например, звезды гиганты и сверхгиганты. По своей величине они значительно превосходят Солнце.

Еще большей плотностью обладают так называемые нейтронные звезды. Нейтронная звезда - это громадное атомное ядро. Существование нейтронных звёзд было теоретически предсказано еще в 30-х годах. Однако обнаружить их удалось только в 1967 году по необычному импульс­ному радиоизлучению.

Звезды обладают различными поверхностными температурами - от несколь­ких тысяч до десятков тысяч градусов. Различен и цвет звезд. Срав­нительно “холодные” звезды - с температурой около 3-4 тыс. градусов - красно­ватого цвета. Наше Солнце, поверхность которого “нагрета” до 6 тысяч градусов, обладает желто-зеленым цветом. Самые горячие звезды - с температурой, превосходя­щей 10 - 12 тысяч градусов, - белые и голубоватые.

Температура поверхности Солнца составляет около 6000 C⁰ .

Звезды обычно кажутся нам неподвижными. Но это лишь видимость. Так, нам кажется, что Солнце движется по небу относительно неподвижной Земли, а на самом деле наша планета вращается вокруг дневного светила. Нам кажется, что Солнце и Луна имеют примерно одинаковые размеры, а в действительности Солнце во много раз больше естественного спутника Земли, но расположено гораздо дальше Луны...

Движутся и звезды. Но для того чтобы заметить их перемещение, надо сравнивать положение звезд на небе через достаточно длительные промежутки времени, например через десятки лет.

Один из самых грандиозных физических процессов во Вселенной - вспышки так называемых новых и сверхновых звезд. В дей­ствительности звезда существует и до вспышки. Но в какой-то момент под действием бурных физических процессов такая звезда неожиданно увеличивается в объеме, “раздувается”, сбрасывает свою газовую оболочку и в течение нескольких суток выделяет чудовищную энергию, светя, как миллиарды солнц. Затем, исчерпав свои ресурсы, эта звезда постепенно тускнеет, а на месте вспышки остается газовая ту­манность.

Наше Солнце – “одинокая” звезда. Она лишена подобных себе горячих спутни­ков. Но во Вселенной есть двойные, тройные и более сложные звездные системы, члены которых связаны друг с другом силами взаимного притяжения и обращаются вокруг общего центра масс. Некоторые скопления содержат десятки, сотни и тысячи звезд. А число звезд в больших шаровых скоплениях достигает даже сотен тысяч.

Межзвездное пространство тоже не пусто. Оно заполнено газовыми и пылевыми частицами, которые в некоторых местах образуют гигантские облака - туманности, светлые и темные.

Звезды, составляющие Галактику, движутся вокруг ее центра по очень сложным орбитам. С огромной скоростью - около 250 км/сек. несется в ми­ровом пространстве и наше Солнце, увлекая за собой свои планеты. Солнечная систе­ма совершает один полный оборот вокруг галактического центра за 180 млн. лет.

Ближайшие к нашей Галактике звездные системы удалены от нас на расстояние около 150 тыс. световых лет. Они видны на небе Южного полушария как малень­кие туманные пятнышки.

Наша Галактика и другие соседние звезд­ные системы образуют Местную систему галактик. В ее состав входит 16 галактик, а поперечник ее равен 2 млн. световых лет. Исследования показывают, что звездные острова, галактики - типичные объекты Вселенной. Астро­номам теперь известно великое множество галактик во всех участках небесной сферы.

Галактики имеют разнообразную форму и строение. Есть галактики шаровые и эллиптические, галактики в форме диска, спиралевидные, подобно нашей, наконец, галактики неправильной формы. В области, доступной современным средствам астрономических исследований, насчитываются миллиарды галактик. Их совокупность ученые назвали Метагалактикой.

Вселен­ная - это вовсе не простая совокупность небесных тел, в ней постоянно происходят чрезвычайно сложные и многообразные физические процессы.

И именно с этой точки зрения изучение Вселенной представляет наибольший интерес для современного естествознания. Космос - бесконечно разнообразная ла­боратория, где можно изучать такие состояния материи, такие физические условия и процессы, которые недостижимы у нас на Земле.

Стремительный прогресс науки и техники в период научно - технической револю­ции, современниками которой мы являемся, ведет ко все новым и новым открыти­ям, все более глубокому проникновению в самые сокровенные тайны природы, к дальнейшему познанию фундаментальных законов мироздания. И Вселенная в наше время становится все более важным источником уникальной информации о явлениях природы.

Галактики разбегаются от нас во всех направлениях и, чем дальше находится та или иная галактика, тем с большей скоростью она движется. Происходит общее расширение Метагалактики, которое совершается таким образом, что скорость взаимного удаления двух звездных систем тем выше, чем больше расстояние между ними.

Картину взаимного разбегания галактик можно мысленно повернуть вспять, и тогда мы придем к выводу, что в отдаленном прошлом, около 15-20 миллиардов лет назад, материя находилась в ином состоянии, нежели в нашу эпоху. Тогда не было еще ни звезд, ни планет, ни туманностей, ни галактик. Вся материя была сосредоточе­на в очень плотном компактном сгустке горячей плазмы - смеси элементарных частиц вещества и излучения. Затем произошел взрыв этого сгустка и началось его расширение, в процессе которого образовались сначала атомы, а затем звезды, галак­тики и все другие космические объекты.

Так возникла теория расширяющейся Вселенной - одна из наиболее впечатляю­щих научных теорий XX столетия. Представления о неизменной, стационарной Все­ленной уступили место новым представлениям о Вселенной, меняющейся с течением времени. Это был новый, чрезвычайно важный шаг в познании свойств окружающего нас мира. Дальнейшие исследования показали, что различные нестационарные явле­ния вообще играют важную роль в современной Вселенной.

Теория предсказывала, что, когда в процессе расширения температура среды упадет до нескольких тысяч градусов, она станет прозрачной для электромагнитных волн. Тогда электромагнитное излучение как бы “оторвется” от вещества и посте­пенно заполнит все пространство Вселенной. И действительно, в середине 60-х годов реликтовое излучение удалось зарегистрировать.

Исследование его физических свойств показало, что первоначальное вещество действительно обладало чрезвычайно высокой температурой. Тем самым было полу­чено наблюдательное подтверждение справедливости теории горячей расширяющей­ся Вселенной. Существование реликтового излучения - очень важное, решающее подтверждение того фундаментального факта, что мы, в самом деле, живем в расширяющейся Метагалактике.

Следовательно, Вселенная не всегда была такой, как в современную эпоху. Она изменяется с течением времени; ее прошлое не тождественно настоящему, а настоя­щее - будущему. Таким образом, когда-то нашей Вселенной вообще не существова­ло, хотя и тогда была материя, из которой она впоследствии образовалась. Материаль­ный мир вечен, а Вселенная - его часть, выделенная человеком. В процессе своей по­знавательной и практической деятельности человек выделяет, вычленяет из беско­нечно разнообразного материального мира определенные объекты, явления, связи, взаимодействия. Это как бы конечный “срез” бесконечно разнообразного мира - наша Вселенная, или, как ее иногда называют Вселенная естествоиспытателя.