рефераты, курсовые, дипломы >>> астрономия, авиация, космонавтика

 

Эволюция и образование вселенной и галактики

 

Содержание.

1. Введение. _ 3

2. исследование Вселенной. 4

3. Эволюция Вселенной. _ 6

3.1. Адронная эпоха. _ 6

3.2. Лептонная эпоха. 7

3.3. Фотонная эпоха либо эпоха излучения. 8

3.4. Звездная эпоха. 8

4. Образование Вселенной. 9

4.1. Теория «Большого взрыва». 9

4.2. Антропный принцип. _ 10

5. Галактики и структура Вселенной. _ 11

5.1. Классификация галактик. _ 12

5.2. Структура Вселенной. 17

6. Заключение. 20

7. перечень литературы. 22

1. Введение.

В одном из выступлений А. Эйнштейн произнёс (в 1929 г.): «Если говорить честно, мы желаем не лишь узнать, как устроена, . но и по способности достичь цели утопической и дерзкой на вид - понять, почему природа является конкретно таковой . В этом состоит прометеевский элемент научного творчества».

Многие ранешние традиции, Еврейская, Христианская и Исламская религии, считали, что Вселенная создалась достаточно не так давно. К примеру, епископ Ушер вычислил дату в четыре тыщи четыреста лет для сотворения Вселенной, прибавляя возраст людей в Ветхом Завете. Практически, дата библейского сотворения не так далека от даты конца последнего Ледникового периода, когда возник первый современный человек.

С другой стороны, некие люди, к примеру, греческий философ Аристотель, Декарт, Ньютон, Галилей не признавали идею о том, что Вселенная имела начало. Они ощущали, что это могло быть. Но они предпочли верить в то, что Вселенная, была, и обязана была существовать постоянно, то есть вечно и нескончаемо.

На самом деле, в 1781 философ Иммануил Кант написал необычную и совсем неясную работу «Критика незапятнанного Разума». В ней он привел одинаково правильные доводы, оба для веры, что Вселенная имела начало, и что его не было. Как говорит заглавие работы, выводы были основаны просто на причине. Другими словами, не были взяты в счет наблюдения о Вселенной. В конце концов, в неменяющейся Вселенной было ли что следить?

Никто в семнадцатых, восемнадцатых, девятнадцатых либо ранешних двадцатых столетиях, не считал, что Вселенная могла развиваться со временем. Ньютон и Эйнштейн оба пропустили шанс предсказания, что Вселенная могла бы либо сокращаться, либо расширяться. Нельзя вправду ставить это против Ньютона из-за того, что он жил двести пятьдесят лет перед открытием расширения Вселенной. Но Эйнштейн обязан был знать это лучше. Когда он определил теорию относительности, чтоб проверить теорию Ньютона с его своей специальной теорией относительности, он добавил так называемую «космическую константу». Она представляла собой отталкивающий гравитационный эффект, который мог бы балансировать эффект притяжения материала во Вселенной. Таковым образом, было может быть иметь статическую модель Вселенной.

Эйнштейн позднее произнёс: «Космическая константа была величайшей ошибкой моей жизни». Это вышло после наблюдений отдаленных галактик Эдвином Хабблом в 1920 году и показало, что они передвигаются далеко от нас, со скоростями, которые были приблизительно пропорциональными их расстоянию от нас. Другими словами, Вселенная не статическая, как до этого было принято мыслить: она расширяется. Расстояние меж галактиками растет со временем.

2. исследование Вселенной.

Великий германский ученый, философ Иммануил Кант (1724-1804) создал первую универсальную концепцию эволюционирующей Вселенной, обогатив картину её ровной структуры, и представлял Вселенную нескончаемой в особом смысле. Он обосновал способности и значительную возможность возникновения таковой Вселенной только под действием механических сил притяжения и отталкивания. Кант попытался выяснить дальнейшую судьбу данной Вселенной на всех её масштабных уровнях, начиная с планетной системы и кончая миром туманности.

Эйнштейн сделал радикальную научную революцию, введя свою теорию относительности. Это было сравнимо просто, как и всё умнейшее. Ему не пришлось предварительно открыть новейшие явления, установить количественные закономерности. Он только дал принципиально новое объяснение.

Эйнштейн раскрыл более глубочайший 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 сейчас уже не связывали с идеей абсолютного в пространстве, абсолютной системы отсчета. Таковой переворот снимал основное противоречие, создававшее кризисную ситуацию, в теоретическом осмыслении деяния. Более того, открылся путь для дальнейшего проникания в характеристики и законы окружающего мира, так глубоко, что сам Эйнштейн не сходу осознал степень революционности собственной идеи.

В статье от 30.06.1905 г., Заложившей базы специальной теории относительности, Эйнштейн, обобщая принципы относительности Галилея, назначил равноправие всех инерциальных систем отсчета не лишь в механических явлениях, но также электромагнитных явлений.

особая либо частная теория относительности Эйнштейна явилась результатом обобщения механики Галилея и электродинамики Максвелла Лоренца. Она обрисовывает законы всех физических действий при скоростях движения близких к скорости света.

в первый раз принципиально новейшие космологические следствия общей теории относительности раскрыл выдающийся 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 догадки о стационарности Вселенной, но Фридман показал необоснованность его исходного постулата.

Фридман привел две модели Вселенной. Скоро эти модели нашли удивительно чёткое доказательство в непосредственных наблюдениях движений далёких галактик в эффекте «красного смещения» в их диапазонах.

Этим Фридман доказал, что вещество во Вселенной не может находиться 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 итоге огромного взрыва. Но расширение Вселенной не будет длиться вечно, т.К. Его приостановит гравитация.

По данной теории наша Вселенная расширяется на протяжении 18 млрд. Лет со времени взрыва. В будущем расширение полностью замедлится, и произойдет остановка. А потом Вселенная начнёт сжиматься до тех пор, пока вещество опять не сожмется и произойдет новый взрыв.

Теория стационарного взрыва: согласно ей Вселенная не имеет ни начала, ни конца. Она все время пребывает в одном и том же состоянии. Постоянно идет образование нового водоворота, чтоб возместить вещество удаляющимися галактиками. Вот по данной причине Вселенная постоянно одинакова, но если Вселенная, начало которой положил взрыв, будет расширяться до бесконечности, то она равномерно охладится и совершенно потухнет.

Но пока ни одна из этих теорий не подтверждена, т.К. На данный момент не существует ни каких чётких доказательств хотя бы одной из них.

3. Эволюция Вселенной.

Процесс эволюции Вселенной происходит совсем медлительно. Ведь Вселенная во много раз старше астрономии и вообще человеческой культуры. Зарождение и эволюция жизни на земле является только ничтожным звеном в эволюции Вселенной. И всё же исследования, проведенные в нашем веке, приоткрыли занавес, закрывающий от нас далекое прошедшее.

Современные астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что началом Вселенной, приблизительно десять миллиардов лет назад, был огромный огненный шар, раскаленный и плотный. Его состав очень прост. Этот огненный шар был так раскален, что состоял только из свободных элементарных частиц, которые стремительно двигались, сталкиваясь друг с другом.

На начальном этапе расширения Вселенной из фотонов рождались частицы и античастицы. Этот процесс постоянно ослабевал, что привело к вымиранию частиц и античастиц. Поскольку аннигиляция может происходить при хоть какой температуре, постоянно осуществляется процесс частица + античастица Þ 2 палитра-фотона при условии соприкосновения вещества с антивеществом. Процесс материализации палитра-фотон Þ частица + античастица мог протекать только при довольно высокой температуре. Согласно тому, как материализация в итоге понижающейся температуры раскаленного вещества приостановилась, эволюцию Вселенной принято разделять на четыре эпохи: адронную, лептонную, фотонную и звездную.

3.1. Адронная эпоха.

При совсем больших температурах и плотности в самом начале существования Вселенной материя состояла из элементарных частиц. Вещество на самом ранешном этапе состояло, до этого всего, из адронов, и поэтому ранешняя эпоха эволюции Вселенной именуется адронной, несмотря на то, что в то время существовали и лептоны.

Через миллионную долю секунды с момента рождения Вселенной, температура T упала на 10 биллионов Кельвинов(1013K). Средняя кинетическая энергия частиц kT и фотонов h составляла около миллиарда эв (103 Мэв), что соответствует энергии покоя барионов. В первую миллионную долю секунды эволюции Вселенной происходила материализация всех барионов неограниченно, так же, как и аннигиляция. Но по прошествии этого времени материализация барионов прекратилась, так как при температуре ниже 1013K фотоны не владели уже достаточной энергией для её воплощения. Процесс аннигиляции барионов и антибарионов длился до тех пор, пока давление излучения не отделило вещество от антивещества. Нестабильные гипероны (самые тяжелые из барионов) в процессе самопроизвольного распада превратились в самые легкие из барионов (протоны и нейтроны). Так во Вселенной исчезла самая крупная группа барионов - гипероны. Нейтроны могли дальше распадаться в протоны, которые далее не распадались, по другому бы нарушился закон сохранения барионного заряда. Распад гиперонов происходил на этапе с 10-6 до 10-4 секунды.

К моменту, когда возраст Вселенной достиг одной десятитысячной секунды (10-4с.), Температура её понизилась до 1012K, а энергия частиц и фотонов представляла только 100 Мэв. Её не хватало уже для возникновения самых легких адронов - пионов. Пионы, существовавшие ранее, распадались, а новейшие не могли появиться. Это значит, что к тому моменту, когда возраст Вселенной достиг 10-4 с., В ней пропали все мезоны. На этом и кончается адронная эпоха, потому что пионы являются не лишь самыми легкими мезонами, но и легчайшими адронами. Никогда после этого мощное взаимодействие (ядерная сила) не проявлялась во Вселенной в таковой мере, как в адронную эру, длившуюся всего только одну десятитысячную долю секунды.

3.2. Лептонная эпоха.

Когда энергия частиц и фотонов понизилась в пределах от 100 Мэв до 1 Мэв, в веществе было много лептонов. Температура была довольно высокой, чтоб обеспечить интенсивное возникновение электронов, позитронов и нейтрино. Барионы (протоны и нейтроны), пережившие адронную эру, стали по сравнению с лептонами и фотонами встречаться еще реже.

Лептонная эпоха начинается с распада последних адронов - пионов - в мюоны и мюонное нейтрино, а кончается через несколько секунд при температуре 1010K, когда энергия фотонов уменьшилась до 1 Мэв и материализация электронов и позитронов прекратилась. Во время этого этапа начинается независящее существование электронного и мюонного нейтрино, которые мы называем “реликтовыми”. Всё пространство Вселенной наполнилось большущим количеством реликтовых электронных и мюонных нейтрино. Возникает нейтринное море.

3.3. Фотонная эпоха либо эпоха излучения.

На смену лептонной эпохи пришла эпоха излучения, как лишь температура Вселенной понизилась до 1010K , а энергия палитра фотонов достигла 1 Мэв, произошла лишь аннигиляция электронов и позитронов. Новейшие электронно-позитронные пары не могли возникать вследствие материализации, потому, что фотоны не владели достаточной энергией. Но аннигиляция электронов и позитронов длилась дальше, пока давление излучения полностью не отделило вещество от антивещества. Со времени адронной и лептонной эпохи Вселенная была заполнена фотонами. К концу лептонной эпохи фотонов было в два миллиарда раз больше, чем протонов и электронов. Важнейшей составной Вселенной после лептонной эпохи стают фотоны, причем не лишь по количеству, но и по энергии.

Для того чтоб можно было сравнивать роль частиц и фотонов во Вселенной, была введена величина плотности энергии. Это количество энергии в 1 см3, точнее, среднее количество (исходя из предпосылки, что вещество во Вселенной распределено умеренно). Если сложить совместно энергию h всех фотонов, присутствующих в 1 см3, то мы получим плотность энергии излучения Er. Сумма энергии покоя всех частиц в 1 см3 является средней энергией вещества Em во Вселенной.

Вследствие расширения Вселенной понижалась плотность энергии фотонов и частиц. С увеличением расстояния во Вселенной в два раза, объём возрос в восемь раз. Другими словами, плотность частиц и фотонов понизилась в восемь раз. Но фотоны в процессе расширения ведут себя по другому, чем частицы. В то время как энергия покоя во время расширения Вселенной не изменяется, энергия фотонов при расширении миниатюризируется. Фотоны снижают свою частоту колебания, как будто «устают» со временем. Вследствие этого плотность энергии фотонов (Er) падает быстрее, чем плотность энергии частиц (Em). Преобладание во Вселенной фотонной составной над составной частиц (имеется в виду плотность энергии) на протяжении эпохи излучения уменьшалось до тех пор, пока не исчезло полностью. К этому моменту обе составные пришли в равновесие, то есть (Er=Em). Кончается эпоха излучения и совместно с этим период «Большого взрыва». Так смотрелась Вселенная в возрасте приблизительно 300 000 лет. Расстояния в тот период были в тыщу раз короче, чем в настоящее время.

3.4. Звездная эпоха.

После «Большого взрыва» наступила продолжительная эпоха вещества, эра преобладания частиц. Мы называем ее звездной эпохой. Она длится со времени завершения «Большого взрыва» (приблизительно 300 000 лет) до наших дней. По сравнению с периодом «Большого взрыва» ее развитие представляется как будто замедленным. Это происходит по причине низкой плотности и температуры. Таковым образом, эволюцию Вселенной можно сопоставить с фейерверком, который окончился. Остались горящие искры, пепел и дым. Мы стоим на остывшем пепле, вглядываемся в стареющие звезды и вспоминаем красоту и блеск Вселенной. Взрыв суперновой либо огромный взрыв галактики - ничтожные явления в сравнении с огромным взрывом.

4. Образование Вселенной.

4.1. Теория «Большого взрыва».

«Большой взрыв» длился сравнимо недолго, всего только одну тридцатитысячную сегодняшнего возраста Вселенной. Несмотря на краткость срока, это всё же была самая славная эпоха Вселенной. Никогда после этого эволюция Вселенной не была столь стремительна, как в самом ее начале, во время «Большого взрыва». Все действия во Вселенной в тот период касались свободных элементарных частиц, их перевоплощений, рождения, распада, аннигиляции. Не следует забывать, что в столь короткое время (всего только несколько секунд) из обеспеченного контраста видов элементарных частиц пропали практически все: одни методом аннигиляции (перевоплощение в палитра-фотоны), другие методом распада на самые легкие барионы (протоны) и на самые легкие заряженные лептоны (электроны).

В момент, который был назван «Большим взрывом», плотность Вселенной была равна 1000 000 г/м3, а температура равнялась 1032 степени градусов К. Этот момент был назван точкой сингулярности, то есть была точка, было начало, появилась масса, абсолютное пространство и все законы, которым сейчас подчиняется Вселенная.

Если исходить из фактов, то теория «Большого взрыва» кажется совсем убедительной, но так как мы до сих пор не знаем, что же было до него, это напускает незначительно тумана на эту делему. Но все-таки наука продвинулась еще дальше, чем это было ранее и как неважно какая революционная теория, теория «Большого взрыва» дает хороший толчок развитию научной мысли.

4.2. Антропный принцип.

Антропный (человеческий) принцип первым определил в 1960 году Иглис Г.И. , Но он является как бы неофициальным его автором. А официальным автором был ученый по фамилии Картер.

Антропный принцип говорит о том, что в начале Вселенной был план мироздания, венцом этого плана является возникновение жизни, а венцом жизни - человек. Антропный принцип совсем отлично укладывается в религиозную концепцию программирования жизни.

Антропный принцип утверждает, что Вселенная таковая, какая она есть потому, что есть наблюдающий либо же он обязан показаться на определенном этапе развития. В подтверждение создатели данной теории приводят совсем достойные внимания факты. Это критичность базовых констант и совпадение огромных чисел.

Рассмотрим первый факт.

базовыми константами именуются:

скорость света - С; неизменная Планка - h;

заряд электрона - e; масса электрона - me;

масса протона - mp; масса нейтрона - mn;

средняя плотность во Вселенной; гравитационная неизменная;

электромагнитная неизменная.

Исходя из этих констант, нашли их взаимосвязь:

меж массой протона, электрона и нейтрона:

mp - mn > me; me = 5,5x10 г/моль; mp-mn = 13,4x10 г/моль.

а также критичность значений плотности во Вселенной:

q = 10 г/см

если q > 10,то Вселенная пульсирующая

если q < 10,то во Вселенной будет отсутствовать тяготение

сейчас рассмотрим совпадение огромных чисел (базовых констант):

rвселенной/re = 10; /re = 10; qe/qвселенной = 10;

- возраст образования Вселенной

Возраст образования Вселенной был запрограммирован в момент «Большого взрыва» и определяется как 15-20 млрд. Лет.

Как мы видим из всего выше изложенного, сам факт связи базовых констант неоспорим. Они полностью взаимосвязаны и их мельчайшее изменение приведет к полному хаосу. То, что такое явное совпадение и даже можно сказать закономерность существует, дает данной, непременно увлекательной теории шансы на жизнь. Хотя наука и не признает её, но в связи с той неопределенностью и противоречием, которое существует в самой науке, эту теорию нельзя списывать со счетов.

На протяжении десяти миллиардов лет после «Большого взрыва» простейшее непонятное вещество равномерно преобразовывалось в атомы, молекулы, кристаллы, породы, планеты. Рождались звезды, системы, состоящие из большого количества элементарных частиц с очень обычный организацией. На неких планетах могли появиться формы жизни.

5. Галактики и структура Вселенной.

Галактики стали предметом космогонических исследований с 20-х годов нашего века, когда была надежно установлена их действительная природа. И оказалось, что это не туманности, т.Е. Не облака газа и пыли, находящиеся неподалеку от нас, а большие звездные миры, лежащие на совсем огромных расстояниях от нас. Открытия и исследования в области космологии прояснили в последние десятилетия многое из того, что касается предыстории галактик и звезд, физического состояния разряженного вещества, из которого они формировались в совсем далекие времена. В базе всей современной космологии лежит одна базовая мысль - восходящая к Ньютону мысль гравитационной неустойчивости. Вещество не может оставаться однородно рассеянным в пространстве, ибо взаимное притяжение всех частиц вещества стремится сделать в нем сгущения тех либо других масштабов и масс. В ранешней Вселенной гравитационная неустойчивость усиливала сначало совсем слабые нерегулярности в распределении и движении вещества и в определенную эру привела к возникновению мощных неоднородностей: «блинов» - протоскоплений. Границами этих слоев уплотнения служили ударные волны, на фронтах которых сначало не вращательное, безвихревое движение вещества приобретало завихренность. Распад слоев на отдельные сгущения тоже происходил, по-видимому, из-за гравитационной неустойчивости, и это дало начало протогалактикам. Многие из них оказывались скоро вращающимися благодаря завихренному состоянию вещества, из которого они формировались. Фрагментация протогалактических туч в итоге их гравитационной неустойчивости вела к возникновению первых звезд, и облака преобразовывались в звездные системы - галактики. Те из них, которые владели быстрым вращением, получали из-за этого двухкомпонентную структуру - в них формировались гало более либо менее сферической формы и диск, в котором появлялись спиральные рукава, где и до сих пор длится рождение звезд. Протогалактики, у которых вращение было медленнее либо совсем отсутствовало, преобразовывались в эллиптические либо неправильные галактики. Параллельно с этим действием происходило формирование крупномасштабной структуры Вселенной - появлялись сверхскопления галактик, которые, соединяясь своими краями, образовывали подобие ячеек либо пчелиных сот; их удалось распознать в последние годы.

5.1. Классификация галактик.

Внешний вид галактик очень разнообразен, и некие из них совсем живописны. Эдвин Пауэлла Хаббл (1889-1953), выдающийся американский астроном – наблюдающий, избрал самый обычный способ классификации галактик по внешнему виду. И необходимо сказать, что хотя в последствии другими выдающимися исследователями были внесены разумные догадки по классификации, начальная система, выведенная Хабблом, по-прежнему остаётся основой классификации галактик.

В 20-30 гг. XX века Хаббл разработал базы структурной классификации галактик - гигантских звездных систем, согласно которой различают три класса галактик:

1) Спиральные галактики «spiral» - характерны двумя сравнимо колоритными ветвями, расположенными по спирали. Ветки выходят или из броского ядра (обозначаются - S), или из концов светлой перемычки, пересекающей ядро (обозначаются - SB).

Спиральные галактики являются, может быть, даже самыми красочными объектами во Вселенной. У эллиптических галактик внешний вид говорит о статичности, стационарности. Спиральные галактики напротив являют собой пример динамики формы. Их красивые ветки, выходящие из центрального ядра и как бы теряющие очертания за пределами галактики, показывает на массивное быстрое движение. Поражает также обилие форм и рисунков веток. Как правило, у галактики имеются две спиральные ветки, берущие начало в противоположных точках ядра, развивающиеся сходным симметричным образом и теряющиеся в противоположных областях периферии, галактики. Но известны примеры большего, чем двух числа спиральных веток в галактике. В остальных вариантах спирали две, но они неравны - одна существенно более развита, чем вторая. В спиральных галактиках поглощающее свет пылевое вещество имеется в большем количестве. Оно составляет от нескольких тысячных до сотой доли полной их массы. Вследствие концентрации пылевого вещества к экваториальной плоскости, оно образует черную полосу у галактик, повернутых к нам ребром и имеющих вид веретена.

По степени клочковатости веток спиральные галактики разделяются на подтипы A, B, C. У первых из них - ветки аморфны, у вторых - несколько клочковаты, у третьих - совсем клочковаты, а ядро постоянно неярко и не достаточно.

Представитель - галактика М82 в созвездии Б. Медведицы, не имеет четких очертаний, и состоит в основном из горячих голубых звезд и разогретых ими газовых туч. М82 находится от нас на расстоянии 6.5 миллионов световых лет. Может быть, около миллиона лет тому назад в центральной её части произошел массивный взрыв, в итоге которого она заполучила сегодняшнюю форму.

Спиральная галактика М51 в созвездии Гончих Псов - одна из самых умопомрачительных спиральных звездных систем. Расстояние до них составляет около 8 миллионов световых лет. Утолщение на конце спиральной ветки - это самостоятельная неправильная галактика. Отдельные калоритные звезды находятся в нашей галактике.

2) Эллиптические галактики «elliptical» (обозначаются - Е) - имеющие форму эллипсоидов.

Эллиптические галактики снаружи невыразительные. Они имеют вид гладких эллипсов либо кругов с постепенным круговым уменьшением яркости от центра к периферии. Ни каких дополнительных частей у них нет, потому что Эллиптические галактики состоят из звезд второго типа населения. Они построены из звезд бардовых и желтых гигантов, бардовых и желтых карликов и некого количества белых звезд не совсем высокой светлости. Отсутствуют бело-голубые сверхгиганты и гиганты, группировки которых можно следить в виде ярких сгустков, придающих структурность системе, нет пылевой материи, которая, в тех галактиках, где она имеется, создаёт черные полосы, оттеняющие форму звездной системы. Вращение найдено только у более сжатых из них. Космической пыли в них, как правило, нет, чем они различаются от неправильных и в особенности спиральных галактик, в которых поглощающее свет пылевое вещество имеется в большом количестве. Снаружи эллиптические галактики различаются друг от друга в основном одной чертой – огромным либо меньшим сжатием.

Представитель - кольцевая туманность в созвездии Лиры находится на расстоянии 2100 световых лет от нас и состоит из светящегося газа, окружающего центральную звезду. Эта оболочка образовалась, когда состарившаяся звезда сбросила газовые покровы, и они устремились в пространство. Звезда сжалась и перешла в состояние белого карлика, по массе сопоставимого с нашим солнцем, а по размеру с Землей.

3) Иррегулярные (неправильные) «irregular» (обозначаются - I) - владеющие неверными формами.

Перечисленные до сих пор типы галактик характеризовались симметричностью форм определенным характером рисунка. Но встречаются огромное число галактик неверной формы. Без какой-или закономерности структурного строения.

Неправильная форма у галактики может быть, вследствие того, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в ней материи либо из-за юного возраста. Есть и другая возможность: галактика может стать неверной вследствие преломления формы в итоге взаимодействия с другой галактикой. По-видимому, эти оба варианта встречаются посреди неправильных галактик, и может быть с этим связанно разделение неправильных галактик на 2 подтипа.

Подтип II характеризуется сравнимо высокой поверхностью, яркостью и сложностью неверной структуры. Французский астроном Вакулер в неких галактиках этого подтипа, к примеру, Магеллановых облаках, нашел признаки спиральной разрушенной структуры.

Неправильные галактики другого подтипа обозначаемого III, различаются совсем низкой поверхностью и яркостью. Эта черта выделяет их из среды галактик всех остальных типов. В то же время она препятствует обнаружению этих галактик, вследствие чего удалось выявить лишь несколько галактик подтипа III расположенных сравнимо близко (галактика в созвездии Льва).

Представители - огромное Магелланово скопление находится на расстоянии 165000 световых лет и, таковым образом, является наиблежайшей к нам галактикой сравнимо маленького размера, рядом с ней расположена галактика поменьше - маленькое Магелланово скопление. Обе они - спутники нашей галактики.

следующие наблюдения проявили, что описанная классификация недостаточна, чтоб систематизировать все обилие форм и параметров галактик. Так, были обнаружены галактики, занимающие в неком смысле промежуточное положение меж спиральными и эллиптическими галактиками (обозначаются - So). Эти галактики имеют большущее центральное сгущение и окружающий его тонкий диск, но спиральные ветки отсутствуют. В 60-х годах ХХ века были открыты бессчетные пальцеобразные и дисковидные галактики со всеми градациями богатства горячих звезд и пыли.

Еще в 30-х годах ХХ века были открыты эллиптические карликовые галактики в созвездиях Печи и Скульптора с очень низкой поверхностной яркостью, так малой, что эти, одни из ближайших к нам, галактик даже в центральной собственной части с трудом видны на фоне неба.

С другой стороны, в начале 60-х годов ХХ века было открыто множество далеких компактных галактик, из которых более далекие по своему виду неотличимы от звезд даже в сильнейшие телескопы. От звезд они различаются диапазоном, в котором видны калоритные полосы излучения с большими красными смещениями, соответствующими таковым огромным расстояниям, на которых даже самые калоритные одиночные звезды не могут быть видны. В различие от обыденных далеких галактик, которые, из-за сочетания истинного распределения энергии в их диапазоне и красного смещения смотрятся красноватыми, более компактные галактики (называющиеся также квазозвездными галактиками) имеют голубоватый цвет. Как правило, эти объекты в сотни раз ярче обыденных сверхгигантских галактик, но есть и более слабые.

У многих галактик найдено радиоизлучение нетепловой природы, возникающее, согласно теории российского астронома И.С. Шкловского, при торможении в магнитном поле электронов и более тяжелых заряженных частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света (так называемое синхотронное излучение). Такие скорости частицы получают в итоге превосходных взрывов внутри галактик.

Большой энтузиазм представляют так называемые галактики Сейферта. В диапазонах их маленьких ядер имеется много совсем широких ярких полос, свидетельствующих о массивных выбросах газа из их центра со скоростями, достигающими несколько тыщ км/сек. В неких галактиках Сейферта найдено совсем слабое нетепловое радиоизлучение. Не исключено, что и оптическое излучение таковых ядер, как и в квазарах, обусловлено не звездами, а также имеет нетепловую природу. Может быть, что массивное нетепловое радиоизлучение - временный этап в развитии квазозвездных галактик.

Не объяснены еще также предпосылки образования так называемых взаимодействующих галактик, найденных в 1957-58 годах русским астрономом Б.А. Воронцовым-Вильяминовым. Это пары либо тесные группы галактик, в которых один либо несколько членов имеют явные преломления формы, придатки; время от времени они погружены в общий светящийся туман. Наблюдаются такие тонкие перемычки, соединяющие пару галактик, и "хвосты", направленные прочь от соседней галактики, как бы отталкиваемые ею. Перемычки время от времени бывают двойными, что свидетельствуют о том, что преломления форм взаимодействующих галактик не могут быть объяснены приливными явлениями. Частенько крупная галактика одной из собственных веток, время от времени деформированной, соединяется со спутником. Все эти детали, подобно самим галактикам, состоят из звезд и время от времени диффузной материи.

Компактные далекие галактики, владеющие массивным нетепловым радиоизлучением, именуются N-галактиками.

Звездообразные источники с таковым радиоизлучением, именуются квазарами (квазозвездными радиоисточниками), а галактики, владеющие массивным радиоизлучением и имеющие заметные угловые размеры, - радиогалактиками. Все эти объекты очень далеки от нас, что затрудняет их исследование. Радиогалактики, имеющие в особенности массивное нетепловое радиоизлучение, владеют в большей степени эллиптической формой, встречаются и спиральные.

Близкие к нам радиогалактики исследованы полнее, в частности способами оптической астрономии. В неких из них обнаружены пока еще не объясненные до конца особенности. Так, в эллиптической галактике Цента A найдена необычайно массивная черная полоса вдоль её диаметра. Еще одна радиогалактика состоит из двух эллиптических галактик, близких друг к другу и соединенных перемычкой, состоящей из звезд.

При исследовании неверной галактики М82 в созвездии Большой Медведицы американские астрономы А. Сандж и Ц. Линдс в 1963 году пришли к заключению, что в её центре около 1,5 миллионов лет назад произошел превосходный взрыв, в итоге которого во все стороны со скоростью около 1000 км/с были выброшены струи горячего водорода.

Сопротивление межзвездной среды воспрепядствовало распространению струй газа в экваториальной плоскости, и они потекли в большей степени в двух противоположенных направлениях вдоль оси вращения галактики. Этот взрыв, по-видимому, породил и множество электронов со скоростями, близкими к скорости света, которые явились предпосылкой нетеплового радиоизлучения.

Задолго до обнаружения взрыва в М82 для объяснения остальных бессчетных фактов русский астроном В.А. Амбарцумян выдвинул гипотезу о способности взрывов в ядрах галактик. По его мнению, такое вещество и сейчас находится в центре неких галактик, и оно может делиться на части при взрывах, которые сопровождаются мощным радиоизлучением.

таковым образом, радиогалактики - это галактики, у которых ядра находятся в процессе распада. Выброшенные плотные части, продолжают дробиться, может быть, образуют новейшие галактики - сестры, либо спутники галактик меньшей массы. При этом скорости разлета осколков могут достигать больших значений. Исследования проявили, что многие группы и даже скопления галактик распадаются: их члены неограниченно удаляются, друг от друга, как если бы они все были порождены взрывом.

5.2. Структура Вселенной.

С возникновением атомов водорода начинается звездная эпоха - эпоха частиц, точнее говоря, эпоха протонов и электронов.

Вселенная вступает в звездную эру в форме водородного газа с большущим количеством световых и ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ расширялся в разных частях Вселенной с разной скоростью. Неодинаковой была также и его плотность. Он образовывал большие сгустки, во много миллионов световых лет. Масса таковых космических водородных сгустков была в сотни тыщ, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики. Расширение газа внутри сгустков шло медленнее, чем расширение разреженного водорода меж самими сгущениями. Позже из отдельных участков с помощью собственного притяжения образовались сверхгалактики и скопления галактик. Итак, наикрупнейшие структурные единицы Вселенной - сверхгалактики - являются результатом неравномерного распределения водорода, которое происходило на ранешних этапах истории Вселенной.

Колоссальные водородные сгущения - зародыши сверхгалактик и скоплений галактик - медлительно вращались. Внутри их образовывались вихри, похожие на водовороты. Их диаметр достигал приблизительно ста тыщ световых лет. Мы называем эти системы протогалактиками, т.Е. Зародышами галактик. Несмотря на свои неописуемые размеры, вихри протогалактик были всего только ничтожной частью сверхгалактик и по размеру не превосходили одну тысячную сверхгалактики. Сила гравитации образовывала из этих вихрей системы звезд, которые мы называем галактиками. Некие из галактик до сих пор напоминают нам гигантское завихрение.

Астрономические исследования показывают, что скорость вращения завихрения предопределила форму галактики, родившейся из этого вихря. Выражаясь научным языком, скорость осевого вращения описывает тип будущей галактики. Из медлительно крутящихся вихрей появились эллиптические галактики, в то время как из скоро крутящихся родились сплющенные спиральные галактики.

Плотность распределения звезд в пространстве растет с приближением к экваториальной плоскости спиральных галактик. Эта плоскость является плоскостью симметрии системы, и большая часть звезд при собственном вращении вокруг центра галактики остается вблизи нее; периоды обращения составляют 107 - 109 лет. При этом внутренние части вращаются как жесткое тело, а на периферии угловая и линейная скорости обращения убывают с удалением от центра. Но в неких вариантах находящееся внутри ядра еще меньшее ядрышко («керн») вращается быстрее всего. Аналогично вращаются и неправильные галактики, являющиеся также плоскими звездными системами.

Звезды во Вселенной объединены в огромные Звездные системы, называемые галактиками. Звездная система, в составе которой, как рядовая звезда находится наше Солнце, именуется Галактикой.

Число звезд в галактике порядка 1012 (триллиона). Млечный путь, светлая серебристая полоса звезд опоясывает всё небо, составляя основную часть нашей Галактики. Млечный путь более ярок в созвездии Стрельца, где находятся самые массивные облака звезд. Наименее ярок он в противоположной части неба. Из этого несложно вывести заключение, что солнечная система не находится в центре Галактики, который от нас виден в направлении созвездия Стрельца. Чем дальше от плоскости Млечного Пути, тем меньше там слабых звезд и тем менее далеко в этих направлениях тянется звездная система. В общем, наша Галактика занимает пространство, напоминающее линзу либо чечевицу, если глядеть на нее сбоку. Размеры Галактики были намечены по расположению звезд, которые видны на огромных расстояниях. Это цефиды и горячие гиганты. Диаметр Галактики приблизительно равен 3000 пк (Парсек (пк) – расстояние, с которым крупная полуось земной орбиты, перпендикулярная лучу зрения, видна под углом в 1”.1 Парсек = 3,26 светового года = 206265 а.Е. = 3*1013 км.) Либо 100000 световых лет (световой год – расстояние пройденное светом в течение года), но четкой границы у нее нет, потому что звездная плотность равномерно сходит на нет.

В центре галактики расположено ядро диаметром 1000-2000 пк – гигантское уплотненное скопление звезд. Оно находится от нас на расстоянии практически 10000 пк (30000 световых лет) в направлении созвездия Стрельца, но практически целиком укрыто плотной завесой туч, что препятствует визуальным и обыденным фотографическим наблюдениям этого интереснейшего объекта Галактики. В состав ядра входит много бардовых гигантов и короткопериодических цефид.

Звезды верхней части главной последовательности, а в особенности сверхгиганты и классические цефиды, составляют юные популяция. Оно размещается дальше от центра и образует сравнимо узкий слой либо диск. Посреди звезд этого диска находится пылевая материя и облака газа. Субкарлики и гиганты образуют вокруг ядра и диска Галактики сферическую систему.

Масса нашей галактики оценивается сейчас различными методами, равна 2*1011 масс Солнца (масса Солнца равна 2*1030 кг.) Причем 1/1000 её заключена в межзвездном газе и пыли. Масса Галактики в Андромеде практически такая же, а масса Галактики в Треугольнике оценивается в 20 раз меньше. Поперечник нашей галактики составляет 100000 световых лет. Методом кропотливой работы астроном В.В. Кукарин в 1944 г. Нашел указания на спиральную структуру галактики, причем оказалось, что мы живем меж двумя спиральными ветвями, бедном звездами.

В неких местах на небе в телескоп, а кое-где даже невооруженным глазом можно различить тесные группы звезд, связанные взаимным тяготением, либо звездные скопления.

Существует два вида звездных скоплений: рассеянные и шаровые.

Рассеянные скопления состоят традиционно из десятков либо сотен звезд главной последовательности и сверхгигантов со слабой концентрацией к центру.

Шаровые же скопления состоят традиционно из десятков либо сотен звезд главной последовательности и бардовых гигантов. Время от времени они содержат короткопериодические цефеиды. Размер рассеянных скоплений – несколько парсек. Пример их скопления Глады и Плеяды в созвездии Тельца. Размер шаровых скоплений с сильной концентрацией звезд к центру – десяток парсек. Понятно более 100 шаровых и сотни рассеянных скоплений, но в Галактике последних обязано быть десятки тыщ.

не считая звезд в состав Галактики входит еще рассеянная материя, очень рассеянное вещество, состоящее из межзвездного газа и пыли. Оно образует туманности. Туманности бывают диффузными (клочковатой формы) и планетарными. Светлые они оттого, что их освещают близлежащие звезды. Пример: газопылевая туманность в созвездии Ориона и черная пылевая туманность Конская голова.

Расстояние до туманности в созвездии Ориона равно 500 пк, диаметр центральной части туманности – 6 пк, масса приблизительно в 100 раз больше массы Солнца.

Во Вселенной нет ничего единственного и неповторимого в том смысле, что в ней нет такового тела, такового явления, главные и общие характеристики которого не были бы повторены в другом теле, другими явлениями.

6. Заключение.

Открытие многообразных действий эволюции в разных системах и телах, составляющих Вселенную, позволило изучить закономерности космической эволюции на базе наблюдательных данных и теоретических расчетов.

В качестве одной из важнейших задач рассматривается определение возраста космических объектов и их систем. Поскольку в большинстве случаев тяжело решить, что необходимо считать и понимать под «моментом рождения» тела либо системы, то, для установления возраста используют два параметра:

- время, в течение которого система уже находится в наблюдаемом состоянии;

- полное время жизни данной системы от момента ее появления. Разумеется, что вторая черта может быть получена лишь на базе теоретических расчетов.

традиционно первую из высказанных величин называют возрастом, а вторую – временем жизни.

Факт взаимного удаления галактик, составляющих метагалактики свидетельствует о том, что некое время тому назад она находилась в отменно ином состоянии и была более плотной.

более вероятное значение неизменной 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 доказательств можно с уверенностью сделать вывод: Вселенная эволюционирует, бурные процессы происходили в прошедшем, происходят сейчас и будут происходить в будущем.

Наши дни с полным основанием называют золотым веком астрофизики - примечательные и почаще всего нежданные открытия в мире звезд следуют сейчас одно за иным. Солнечная система стала последнее время предметом прямых экспериментальных, а не лишь наблюдательных исследований. Полеты межпланетных космических станций, орбитальных лабораторий, экспедиции на Луну принесли множество новейших конкретных знаний о Земле, околоземном пространстве, планетах, Солнце. Мы живем в эру необыкновенных научных открытий и великих свершений. Самые неописуемые фантазии нежданно скоро реализуются. С давних пор люди желали разгадать тайны Галактик, разбросанных в беспредельных просторах Вселенной. Приходится лишь поражаться, как скоро наука выдвигает разные гипотезы и тут же их опровергает. Но астрономия не стоит на месте: возникают новейшие методы наблюдения, модернизируются старые. С изобретением радиотелескопов, к примеру, астрономы могут «заглянуть» на расстояния, которые еще в 40-x. Годах ХХ столетия казались недоступными. Но нужно себе ясно представить огромную величину этого пути и те колоссальные трудности, с которыми еще предстоит встретиться на пути к звездам.

исследование Вселенной, даже лишь известной нам ее части является превосходной задачей. Чтоб получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды множества поколений.

Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Любая частичка Вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся Вселенная бесконечна и вечна так, как она является вечно самодвижущейся материей.

Вселенная - это всё имеющееся. От мелких пылинок и атомов до больших скоплений вещества звездных миров и звездных систем. Поэтому не будет ошибкой сказать, что неважно какая наука, так либо по другому, изучает Вселенную, точнее, те либо другие ее стороны. Химия изучает мир молекул, физика – мир атомов и элементарных частиц, биология – явления живой природы. Но существует научная дисциплина, объектом исследования которой служит сама Вселенная либо «Вселенная как целое». Это особая ветвь астрономии так называемая космология. Космология – учение о Вселенной в целом, включающее в себя теорию всей охваченной астрономическими наблюдениями области.

7. перечень литературы.

1. Казютинский В.В. «Вселенная, Астрономия, Философия» – Москва: «Знание», 1972.

2. Левитан С.П. «Астрономия» – Москва: «Просвещение», 1994.

3. Комаров В.Н. «Увлекательная астрономия» – Москва: «Наука», 1968.

4. Воронцов-Вельяминов Б.А. «Очерки о Вселенной» - Москва: «Наука», 1976.

5. Воронцов-Вельяминов Б.А. «Вселенная» - Москва: «Государственное издательство технико-теоретической литературы», 1974.

6. Новиков И.Д. «Эволюция Вселенной» – Москва: «Наука», 1983.



 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Неувязка тунгусского метеорита
Оглавление: Введение 3 1. происшествия катастрофы .4 2. Начало исследований 6 3. Показания очевидцев 8 3.1. Что молвят свидетели .8 3.2. Экипаж корабля 10 ...

Земля – наш общий дом. Экологическая обстановка, трудности сохранения жизни на Земле
1.Земля - наш общий дом Я верю,что жизнь едина и мир един.Все трудности среды обитания тесновато переплетены. Демографический взрыв, бедность, невежество, боезни, загрязнение...

История исследования НЛО
В настоящее время существует несколько гипотез об происхождении не нормальных явлений.1. Инопланетная. НЛО - суть космические челноки, их жители есть инопланетяне, по тем либо...

Вселенная
Содержание. I. Введение 2 II. Картина мира ...

Николай Ильич Камов
Министерство Образования русской Федерации ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ институт Кафедра Систем автоматизированного проектирования РЕФЕРАТ по истории развития...