рефераты бесплатно

МЕНЮ


Строение и эволюция вселенной

обладают и большими скоростями. А после того, как эффект «красного

смещения» был обнаружен и в радиодиапазоне, то не осталось, никаких

сомнений в том, что наблюдаемая Вселенная расширяется. В настоящее время

известны галактики, удаляющиеся от нас со скоростью 0,46 скорости света. А

сверхзвезды и квадры – 0,85 скорости света. Но почему они движутся,

расширяются? На галактики постоянно действует какая-то сила. В отдаленном

прошлом материя в нашей области Вселенной находилась в сверхплонтом

состоянии. Затем произошел «взрыв», в результате которого и началось

расширение. Чтобы выяснить дальнейшую судьбу метагалактики, необходимо

оценить среднюю плотность межзвездного газа. Если она выше 10 протонов на

1м3, то общее гравитационное поле метагалактики достаточно велико, чтобы

постепенно остановить расширение. И оно смещается сжатием.

Возникли два мнения по поводу состояния Метагалактики до начала

расширения. Согласно одному из них первоначальное вещество метагалактики

состояло из «холодной» смеси протонов, т.е. ядер атомов водорода,

электронов и нейтронов. Согласно второй, температура была очень велика, а

плотность излучения даже превосходила плотность вещества. Но после открытия

в 1965 г. реликтового излучения А. Тицнасом и Р. Вилсоном предпочтение было

отдано второй теории. После была представлена попытка представить ход

событий на первых стадиях расширения Метагалактики: через 1с после начала

расширения сверхплотной исходной плазмы плотность вещества снизилась до 500

кг/ см3, а t=1013 Со. В течение следующих 100с плотность снизилась до 50

г/см2 температура упала. Объединились протоны и нейтроны => ядра гелия. При

t=4000о, это продолжалось несколько сотен тысяч лет. Затем, после того, как

образовались атомы водорода, началось постепенное формирование горячих

водородных облаков, из которых образовались галактики и звезды. Однако в

процессе расширения могли сохраниться сгустки сверхплотного до звездного

вещества, а в процессе их распада образовались звезды и галактики. Не

исключено, что действовали оба механизма. Понятие Метагалактика не

является вполне ясным. Оно сформировалось на основании аналогии со

звездами. Наблюдения показывают, что галактики, подобно звездам,

группирующиеся в рассеянные и шаровые скопления, также объединяются в

группы и скопления различной численности. Вся охваченная современными

методами астрономических наблюдений часть Вселенной называется

Метагалактикой (или нашей Вселенной). В Метагалактике пространство между

галактиками заполнено чрезвычайно разряженным межгалактическим газом,

пронизывается космическими лучами, в нем существуют магнитные и

гравитационные поля, и возможно невидимые массы веществ.

От наиболее удаленных метагалактических объектов свет идет до нас

много миллионов лет. Но все-таки нет оснований утверждать, что

метагалактика это вся вселенная. Возможно существуют др., пока не изветсные

нам метагалактики.

В 1929 г. Хаббл открыл замечательную закономерность которая была

названная «законом Хаббла» или «закон красного смещения»: линии галактик

смещенных к красному концу, причем смещение тем больше, чем дальше

находится галактика.

Объяснив красные смещения эффектом Доплера. Ученые пришли к выводу о

том, что расстояние между нашей и другими галактиками непрерывно

увеличивается. Хотя безусловно галактики не разлетаются во все стороны от

нашей галактики, которая не занимает никакого особого положения в

метагалактике, а происходит взаимное удаление всех галактик. Следовательно,

Метагалактика не стационарна.

Открытие расширения метагалактики свидетельствует о том, что в прошлом

метагалактика была не такой как сейчас и иной станет в будущем, т.е.

метагалактика эволюционирует.

По красному смещению определены скорости удаления галактик. У многих

галактик они очень велики, соизмеримы со скоростью света. Самым большими

скоростями (более 250 000 км/с) обладают некоторые квадры, которые

считаются самыми удаленными от нас объектами Метагалактики.

Мы живем в расширяющейся Метагалактики; расширение метагалактики

проявляется только на уровне скоплений и сверхскоплений галактик.

Метагалактика имеет одну особенность: не существует центра, от которого

разбегаются галактики. Удалось вычислить промежуток времени с начала

расширения метагалактики.

Промежуток расширения равен 20-13 млрд. лет. Расширение метагалактики

является самым грандиозным из известных в настоящие время явлений природы.

Это открытие произвело коренное изменение во взглядах философов и ученых.

Ведь некоторые философы ставили знак равенства между метагалактикой и

вселенной, и пытались доказать, что расширение метагалактики подтверждает

религиозное представление о божественности происхождения вселенной. Но

Вселенной известны естественные процессы, по всей вероятности это взрывы.

Есть предположение, что расширение метагалактики также началось с явления

напоминающего. Колоссальный взрыв вещества, обладающего огромной

температурой и плотностью.

Расчеты выполненные астрофизиками свидетельствуют о том, что после

начала расширения вещество метагалактики имело высокую температуру и

состояло из элементарных частиц (нуклонов) и их античастиц. По мере

расширения изменилась не только температура и плотность вещества, но и

состав входивших в него частиц, т.е. многие частицы и античастицы

манипулировали, порождая при этом электромагнитные кванты, излучения

которые в современной нам метагалактики оказалось больше, чем атомов, из

которых состоят звезды, планеты, диффузная материя.

Эта теория называется теорией «горячей Вселенной» чтобы сверхплотное

вещество превратилось в вещество с близкой плотностью к плотности воды.

Через несколько часов плотность почти сравнялась с плотностью нашего

воздуха, а сейчас, по истечении миллиардов лет оценка средней плотности

вещества в метагалактике приводит к значению порядка 10-28 кг/м3.

Но все эти данные удалось получить только с помощью уникального

сложного оборудования позволяющего расширить границы Вселенной. До сих пор

человечество совершенствует его, изобретали все более гениальные приборы,

но еще на заре цивилизации, когда пытливый человеческий ум обратился к

заоблачным высотам, великие философы мыслили свое представление о

Вселенной, как о чем-то бесконечном. Древнегреческий философ Анаксимандр

(VI в. до н.э.) ввел представление о некой единой беспредельности, не

обладавшей ни какими привычными наблюдениями, качествами, первооснове всего

– апейроне.

Стихии мыслились сначала как полуматериальные, полубожественные,

одухотворенные субстанции. Представление чистоматериальной основе всего

сущего в древнегреческой основе достигли своей вершины в учении атомистов

Левкиппа и Демокрита (V-IV в.в. до н.э.) о Всленной, состоящей из

бескачественных атомов и пустоты.

Древнегреческим философам принадлежит ряд гениальных догадок об

устройстве Вселенной. Анаксиандр высказал идею изолированности Земли, в

пространстве. Эйлалай первым описал пифагорейскую систему мира, где Земля

как и Солнце обращались вокруг некоего «гигантского огня». Шаррообразность

Земли утверждал другой пифагорец Парменид (VI-V в.в. до н.э.) Гераклид

Понтийский (V-IV в до н.э.) утверждал так же ее вращение вокруг своей оси и

донес до греков еще более древнюю идею египтян о том, что само солнце может

служить центром вращение некоторых планет (Венера, Меркурий).

Французский философ и ученый, физик, математик, физиолог Рене Декарт

(1596-1650) создал теорию о эволюционной вихревой модели Вселенной на

основе гелиоцентрализма. В своей модели он рассматривал небесные тела и их

системы в их развитии. Для XVII в.в. его идея была необыкновенно смелой. По

Декарту, все небесные тела образовывались в результате вихревых движений,

происходивших в однородной в начале, мировой материи. Совершенно одинаковые

материальные частицы находясь в непрерывном движении и взаимодействии,

меняли свою форму и размеры, что привело к наблюдаемому нами богатому

разнообразию природы.

Солнечная система согласно Декарту, представляет собой один из таких

вихрей мировой материи. Планеты не имеют собственного движения – они

движутся, увлекаемые мировым вихрем. Декарт внес и новую идею для

объяснения тяжести: он считал, что в вихрях, возникающих вокруг планет

частицы давят друг на друга и тем вызывают явление тяжести (например на

Земле). Таким образом Декарт, первым стал рассматривать тяжесть не как

врожденное, а как производное качество тел.

Великий немецкий ученый , философ Иммануил Кант (1724-1804) создал первую

универсальную концепцию эволюционирующей Вселенной, обогатив картину ее

ровной структуры и представлял Вселенную бесконечной в особом смысле. Он

обосновал возможности и значительную вероятность возникновение такой

Вселенной исключительно под действием механических сил притяжения и

отталкивания и попытался выяснить дальнейшую судьбу этой Вселенной на всех

ее масштабных уровнях – начиная с планетной системных и кончая миром

туманности.

Эйнштейн совершил радикальную научную революцию, введя свою теорию

относительности. Это было сравнительно просто, как и всё гениальное. Ему не

пришлось предварительно открыть новые явления, установить количественные

закономерности. Он лишь дал принципиально новое объяснение.

Эйнштейн раскрыл более глубокий смысл установленных зависимостей,

эффектов уже связанных в некую физико-математическую систему (в виде

постулатов Пуанкаре). Заменив в данном случае теорию абсолютности

пространства и времени идей их относительности «Пуанкаре», которую теперь

уже не связывали с идеей абсолютного в пространстве, абсолютной системы

отсчета. Такой переворот снимал основное противоречие, создававшее

кризисную ситуацию, в теоретическом осмыслении действия. Более того

открылся путь для дальнейшего проникновения в свойства и законы окружающего

мира, настолько глубоко, что сам Эйнштейн не сразу осознал степень

революционности своей идеи.

В статье от 30.06.1905 г., заложившей основы специальной теории

относительности Эйнштейн, обобщая принципы относительности Галилея,

провозгласил равноправие всех инерциальных систем отсчета не только в

механических, но также электромагнитных явлений.

Специальная или частная теория относительности Эйнштейна явилась

результатом обобщения механики Галилея и электродинамики Максвелла Лоренца.

Она описывает законы всех физических процессов при скоростях движения

близких к скорости света.

Впервые принципиально новые космогологические следствие общей теории

относительности раскрыл выдающийся советский математик и физик – теоретик

Александр Фридман (1888-1925 гг.). Выступив в 1922-24 гг. он раскритиковал

выводы Эйнштейна о том, что Вселенная конечна и имеет форму четырехмерного

цилиндра. Эйнштейн сделал свой вывод исходя из предположения о

стационарности Вселенной, но Фридман показал необоснованность его исходного

постулата.

Фридман привел две модели Вселенной. Вскоре эти модели нашли

удивительно точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движений

далёких галактик в эффекте «красного смещения» в их спектрах.

Этим Фридман доказал, что вещество во Вселенной не может находится в

покое. Своими выводами Фридман теоретически способствовал открытию

необходимости глобальной эволюции Вселенной.

Существует несколько теории эволюции: Теория пульсирующей Вселенной

утверждает, что наш мир произошел в результате гигантского взрыва. Но

расширение вселенной не будет продолжаться вечно, т.к. его остановит

гравитация.

По этой теории наша Вселенная расширяется в течении 18 млрд. лет со

времени взрыва. В будущем расширение полностью замедлится и произойдет

остановка, а затем она начнёт сжиматься до тех пор пока вещество опять не

сожмется и произойдет новый взрыв.

Теория стационарного взрыва: согласно ей Вселенная не имеет не

начала, не конца. Она все время прибывает в одном и том же состоянии.

Постоянно идет образование нового водоворота, чтобы возместить вещество

удаляющимися галактиками. Вот по этой причине Вселенная всегда одинакова,

но если Вселенная, начало которой положил взрыв будет расширятся до

бесконечности, то она постепенно охладится и совсем угаснет.

Но пока ни одна из этих теорий не доказана, т.к. на данный момент не

существует ни каких точных доказательств хотя бы одной из них.

Открытие многообразных процессов эволюции в различных системах и

телах, составляющих Вселенную, позволило изучить закономерности космической

эволюции на основе наблюдательных данных и теоретических расчетов.

В качестве одной из важнейших задач рассматривается определение

возраста космических объектов и их систем. Поскольку в большинстве случаев

трудно решить, что нужно считать и понимать под «моментом рождения»тела или

системы, то устанавливая возраст характеристики имеют ввиду две оценки:

1. Время, в течении которого система уже находится в наблюдаемом

состоянии.

2. Полное время жизни данной системы от момента её появления.

Очевидно, что вторая характеристика может быть получена только на

основе теоретических расчетов.

Обычно первую из высказанных величин называют возрастом, а вторую –

временем жизни.

Факт взаимного удаления галактик, составляющих метагалактики

свидетельствует о том, что некоторое время тому назад она находилась в

качественно ином состоянии и была более плотной.

Наиболее вероятное значение постоянной Хаббла (коэффициента

пропорциональности, связывающего скорости удаления внегалактических

объектов и расстояние до них составляющее 60 км/сек – мегапарсек), приводит

к значению времени расширения метагалактики до современного состояния 17

млрд. лет.

Из всех вышеперечисленных и тех доказательств, которые не вошли в мой

реферат из-за своей громоздкости и математическо-физической сложности можно

с уверенностью сделать вывод: Вселенная эволюционирует, бурные процессы

происходили в прошлом, происходят сейчас и будут происходить в будущем.

Проблема жизни в космосе – одна из наиболее увлекательных и популярных

проблем в науке о Вселенной, которая с давних пор волнует не только ученых,

но и всех людей. Еще Дж. Бруно и М. Ломоносов высказывали предположение о

множественности обитаемых миров. Изучение жизни во Вселенной – одна из

сложнейших задач, с которой когда-либо встречалось человечество. Речь идет

о явлении, с которым сталкивалось человечество. Речь идет о явлении, с

которым людям по существу еще не приходилось непосредственно сталкиваться.

Все данные о жизни вне Земли, носят чисто гипотетический характер. Поэтому

глубоким исследованиям биологических закономерностей и космических явлений

занимается научная дисциплина – «экзобналогия».

Так исследования внеземных, космических форм жизни помогло бы

человеку, во первых, понять сущность жизни, т.е. то, что отличает все живые

организмы от неорганической природы, во-вторых, выяснить пути возникновения

и развития жизни и, в-третьих, определить место и роль человека во

Вселенной. Сейчас можно считать достаточно твердо установленным, что на

нашей собственной планете жизнь возникла в отдаленном прошлом из неживой,

неорганической материи при определенных внешних условиях. Из числа этих

условий можно выделить три главных. Прежде всего, это присутствие воды,

которая входит в состав живого вещества, живой клетки. Во-вторых, наличие

газовой атмосферы, необходимой для газового обмена организма с внешней

средой. Правда, можно представить себе и какую-либо иную среду. Третьим

условием является наличием на поверхности данного небесного тела

подходящего диапазона температур. Также необходима внешняя энергия для

синтеза молекулы живого вещества из исходных органических молекул энергия

космических лучей, или ультрафиолетовой радиации или энергия электронных

разрядов. Внешняя энергия нужна и для последующей жизнедеятельности живых

организмов. Условия необходимые для возникновения жизни, в своё время

сложилась естественным путём, в ходе эволюции Земли, нет таких оснований

считать, что они не могут складываться и процессе развития других небесных

тел. Было выдвинуто множество гипотез по этому поводу. Академик А.И.

Опарин, считает, что жизнь должна была появиться тогда, когда поверхность

нашей планеты представляла собой сплошной океан. В результате соединения

С2СН 2 и N2 возникли простейшие органические соединения. Затем в водах

первичного океана молекулы этих соединений, объединились и укрепились,

образуя сложный раствор органических веществ на третьей стадии из этой

среды выделились комплексы молекул, которые и дали начало первичным живым

организмам. Оро и Фесенков заметили, что своеобразными переносчиками если

не самой жизни, то по крайней мере её исходных элементов могут быть кометы

и метеориты. Однако, если не вступать в область близкую к фантастике, и

оставаться на почве лишь достаточно твердо установленных научных фактов, то

при поисках живых организмов на других небесных телах мы должны прежде

всего исходить из того, что нам известно о земной жизни.

Что касается нашей солнечной системы, то различные ее планеты движутся

на разных расстояниях от Солнца и получают неодинаковое количество

солнечной энергии. В связи с этим. В солнечной системе может быть выделен

своеобразный тепловой пояс жизни, в который входят Земля, Марс и Венера, а

также Луна на первый взгляд физические условия на Луне полностью не

исключает возможность существования живых организмов: на Луне отсутствует

атмосферная оболочка, нет воды, температура изменяется от –1500С до

+1300С, поверхность Луны подвергается постоянной бомбардировке метеоритами,

космическими лучами, ультрафиолетовой радиацией Солнца и т.п.. И пока можно

гадать о том, существует ли в природе высокоорганизованные формы жизни,

способные развиваться при подобных условиях. Исключение могут составлять

лишь микробы и бактерии, которые, как известно способны приспосабливаться к

самым неблагоприятным условиям: нагревание и глубокое охлаждение;

ультрафиолетовые и радиоактивные излучения: интенсивная радиация и т.д. В

настоящее время ряд ученых считает, что на Луне имеются органические

вещества . Они могли образоваться здесь на заре существования Луны или быть

занесенными метеоритами . Высказываются предположения, что над слоем

лунного грунта (10м) расположен целый мощный слой сложных органических

соединений. Так же и Венера, если температура на её поверхности высока, то

не смотря на наличие атмосферы , условия для жизни на этой планете

малопригодны. Гораздо перспективнее в этом отношении Марс.

В наши дни астрономов прежде всего интересует вопрос о физических

условиях на Марсе. Живые организмы, обитающие на небесном теле, непрерывно

взаимодействуют с окружающей средой. Так, например , на поверхности Марса

имеются темные пятна «моря». Они меняют свою окраску в соответствии со

сменой времен года. Это явление напоминает сезонные изменения цвета зеленой

растительности. Атмосфера Марса значительно разряжена, чем земная. В

воздушной оболочке морей до сих пор не обнаружен свободный кислород. В

связи с этим можно предположить, что марсианские растения выделяют кислород

не в атмосферу а в почву, или удерживают его в корнях, или растений так

мало, что они выделяют небольшое количество кислорода, чтобы его можно

было обнаружить с Земли. Вода. Известно, что на Марсе нет открытых водных

поверхностей. Но исследователи считают, что на поверхности планеты вода

есть: об этом свидетельствовало уменьшение в весенне-летний периоды белых

пятен, полярных шапок. При тех физических условиях, существующих на Марсе,

вода в жидком состоянии находится там не может. Она должна немедленно

испаряться и замерзать оседая в виде тонкого слоя инея. Почва слой льда или

вечной мерзлоты. Жидкая вода же может существовать на значительной глубине.

Было отмечено, что у марсианских растений отсутствует хлорофилл, его

заменяет каратиноид, пигмент красного цвета. Особый интерес вызывают

марсианские каналы. Американский астроном Ловелл считает, что это

ирригационная система построенная разумными обитателями Марса. Они выглядят

темными жилками неправильной формы и цепочками отдельных пятнышек. На

протяжении десятилетий был высказан целый ряд гипотез:

1. Зоны растительности

2. Образования тектонического характера

3. Трещины в вечной мерзлоте

4. Результаты ударов метеоритов.

Но на основании только гипотез выводы делать преждевременно. Но

бесспорно, что весьма любопытные выводы, к которым приводит теория графов:

тщательный статистический анализ различных образований типа сетей,

встречающихся в земных условиях, привел ученых к выводу, что искусственные

сети отличаются от естественных в узлах. Искусственного происхождения

преобладают узлы с четырьмя сходящимися линиями, а сеть каналов Марса

обладает преимущественно узлами 4-го порядка, сеть также отличается

значительным процентом этих узлов; делают выяснение природы загадочных

марсианских преобразований еще более увлекательной проблемой.

Трактаты и статьи ученых чьи имена звучали в реферате:

1. Г. Декарт. «Трактат о системе мира» 1633 г., «Рассуждение о методе»

1637 г., «Геометрия», «Диоптика», «Метеоры» 1638 г., «Начала

философии» 1644 г., «Трактат о свете» 1664 г.

2. И. Кант. «Всеобщая естественная история и теория неба» 1755 г.

3. А. Фридман. «О кривизне пространства мира» 1922 г., «О возможности

мира с постоянной отрицательной кривизной пространства» 1924 г.

Литература использованная в написании реферата:

1. Т.А. Агекян «Звезды, галактики, Метагалактика», М. «Наука»

2. Б.А. Воронцов-Вельяминов «Вселенная» Государственное изд-во технико-

теоритической литературы.

3. И.Д. Новиков «Эволюция Вселенной», М. 1983 г.

4. А.И. Еремеева. «Астрологическая картина мира и ее творцы». М.

«Наука» 1984 г.

5. Б.А. Воронцов-Вельяминов. «Очерки о Вселенной», М., «Наука» 1976

6. П.П. Паренаго «Новейшие данные о строении Вселенной», М. «Правда»

1948 г.

7. Большая Советская Энциклопедия» . 5т., стр. 443-445.

8. В.Н. Комаров «Увлекательная астрономия». М, «Наука», 1968 г.

9. С.П. Левитан. «Астрономия», М., «Просвещение» 1994 г.

10. В.В. Казютинский «Вселенная Астрономия, Философия», М., «Знание»

1972 г.

Страницы: 1, 2


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.