ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Виникнення та еволюція Всесвіту
         

     

    Астрономія


    За астрономії

    На тему: "Виникнення та еволюція всесвіту"

    Павленко Ярослава
    МОУ СОШ № 16
    11 А клас

    План

    1.Інфляціонная теорія виникнення Всесвіту

    2.Богословная теорія виникнення Всесвіту

    3.Вознікновеніе та еволюція зірок

    4. Виникнення та еволюція планет

    Дізнавшись про теорію Великого вибуху, я поставив собі питання, звідки ж взяласяте, що вибухнуло?
    Питання про походження Всесвіту з усіма її відомими і поки невідомимивластивостями споконвіку хвилює людину. Але тільки в ХХ столітті, післявиявлення космологічного розширення, питання про еволюції Всесвіту ставпотроху проясняться. Останні наукові дані дозволили зробити висновок, щонаш Всесвіт народився 15 мільйонів років тому в результаті Великоговибуху. Але що саме вибухнуло в той момент і що, власне,існувало до Великого вибуху, як і раніше, залишалося загадкою. Створенав ХХ столітті інфляційна теорія появи нашого світ дозволила істотнопросунутися у вирішенні цих питань, загальна картина перших хвилин
    Всесвіту сьогодні вже непогано промальована, хоча багато проблем ще чекаютьсвого часу.

    До початку минулого століття було всього два погляди на походження нашої
    Всесвіту. Вчені вважали, що вона вічна і незмінна, а богословиговорили, що Світ створений і в нього буде кінець. Двадцяте століття, зруйнувавшидуже багато чого з того, що було створено в попередні тисячоліття, зумів датисвої відповіді на більшість питань, які займали розуми вчених минулого. І бутиможе, одним з найбільших досягнень минулого століття є проясненняпитання про те, як виник Всесвіт, в якій ми живемо, і якііснують гіпотези з приводу її майбутнього. Простий астрономічний факт --розширення нашого Всесвіту - привів до повного перегляду всіхкосмогонічних концепцій і розробці нової фізики - фізики виникають ізникаючих світів. Всього 70 років тому Едвін Хаббл виявив, що світло відбільш далеких галактик «червоно-» світла від більш близьких. Причому швидкістьразбегания виявилася пропорційна відстані від Землі (закон розширення
    Хаббла). Виявити це вдалося завдяки ефекту Доплера (залежностідовжини хвилі світла від швидкості джерела світла). Оскільки більш далекігалактики здаються більш «червоними», то припустили, що й вони видаляються збільшою швидкістю. До речі, розбігаються не зірки і навіть не окремігалактики, а скупчення галактик. Найближчі від нас зірки і галактикипов'язані один з одним гравітаційними силами і утворюють стійкіструктури. Причому в якому напрямку не подивися, скупчення галактикрозбігаються від Землі з однаковою швидкістю, і може здатися, що наша
    Галактика є центром Всесвіту, однак це не так. Де б незнаходився спостерігач, він буде всюди бачити все ту ж картину - всегалактики розбігаються від нього. Але такий розліт речовини зобов'язаний матипочаток. Отже, всі галактики повинні були народитися в одній точці. Розрахункипоказують, що сталося це приблизно 15 млрд. років тому. У момент такоговибуху температура була дуже великою, і повинно було з'явитися дуже багатоквантів світла. Звичайно, з часом все остигає, а кванти розлітаються повиникає простору, але відгомін Великого вибуху повинні булизберегтися до наших днів. Перше підтвердження факту вибуху прийшло в 1964році, коли американські радіоастрономи Р. Вільсон і А. Пензіас виявилиреліктове електромагнітне випромінювання з температурою біля 3 ° за шкалою
    Кельвіна (-270 ° С). Саме це відкриття, несподіване для вчених, переконало їхв тому, що Великий вибух дійсно мав місце і спочатку Всесвіт бувдуже гарячою. Теорія Великого вибуху дозволила пояснити безлічпроблем, що стояли перед космологією. Але, на жаль, а може, й на щастя,вона ж поставила і ряд нових питань. Зокрема: Що було до Великоговибуху? Чому наш простір має нульову кривизну і вірна геометрія
    Евкліда, яку вивчають у школі? Якщо теорія Великого вибуху справедлива,то чому нинішні розміри нашого Всесвіту набагато більше пророкуєтеорією 1 сантиметри? Чому Всесвіт на диво однорідна, у той часяк при будь-якому вибуху речовина розлітається в різні боки вкрайнерівномірно? Що призвело до початкового нагрівання Всесвіту до неймовірноютемператури більше 10 13 К?

    Все це вказувало на те, що теорія Великого вибуху неповна. Довгий часздавалося, що просунутися далі вже неможливо. Тільки чверть століття томузавдяки роботам російських фізиків Е. Глінера і А. Старобінского, а такожамериканця А. Гуса було описано нове явище - швидкісне інфляційнийрозширення Всесвіту. Опис цього явища грунтується на добревивчених розділах теоретичної фізики - загальної теорії відносності
    Ейнштейна і квантової теорії поля. Сьогодні вважається загальноприйнятим, щосаме такий період, що отримав назву «інфляція», передував Великомувибуху.

    При спробі дати уявлення про сутність початкового періоду життя
    Всесвіту доводиться оперувати такими надмалих і надвеликихчислами, що наша уява насилу їх сприймає. Спробуємоскористатися якоюсь аналогією, щоб зрозуміти суть процесу інфляції.

    Уявімо собі вкритий снігом гірський схил, в який вкрапленірізнорідні дрібні предмети - камінці, гілки та шматочки льоду. Кто-то,що знаходиться на вершині цього схилу, зробив невеликий сніжок і пустив йогокотитися з гори. Рухаючись вниз, сніжок збільшується в розмірах, тому що нанього налипає нові шари снігу з усіма включеннями. І чим більше розмірСнєжка, тим швидше він буде збільшуватися. Дуже скоро з маленькогоСнєжка він перетвориться на величезний кому. Якщо схил закінчується прірвою,то він полетить до неї з усе більш збільшується швидкістю. Досягнувши дна,ком вдариться об дно прірви і його складові частини розлетяться в усі сторони
    (до речі, частина кінетичної енергії кома при цьому піде на нагрівнавколишнього середовища і розлітаються снігу).

    Тепер опишемо основні положення теорії, використовуючи наведену аналогію.
    Перш за все фізикам довелося ввести гіпотетичне поле, яке булоназвано «інфлатонним» (від слова «інфляція»). Це поле заповнювала собою всепростір (у нашому випадку - сніг на схилі). Завдяки випадковимколивань воно приймало різні значення в довільних просторовихобластях та в різні моменти часу. Нічого суттєвого невідбувалося, поки випадково не утворилася однорідна конфігурація цьогополя розміром більше 10-33см. Що ж до спостережуваного нами Всесвіту,то вона в перші хвилини свого життя, мабуть, мала розмір 10 -27 см.
    Передбачається, що на таких масштабах вже справедливі основні законифізики, відомі нам сьогодні, тому можна передбачити подальшийповедінка системи. Виявляється, що відразу після цього простороваобласть, зайнята флуктуацій (від лат. fluctuatio - «коливання», випадковівідхилення спостережуваних фізичних величин від їхніх середніх значень), починаєдуже швидко збільшуватися в розмірах, а інфлатонное поле прагне зайнятистановище, в якому його енергія мінімальна (сніжний ком покотився). Такерозширення триває всього 10 -35 секунди, але цього часу виявляєтьсядостатньо для того, щоб діаметр Всесвіту зріс як мінімум у 10 27 разіві до закінчення інфляційного періоду наш Всесвіт придбала розмірприблизно 1 см. Інфляція закінчується, коли інфлатонное поле досягаємінімуму енергії - далі падати нікуди. При цьому накопичена кінетичнаенергія переходить в енергію народжуються і розлітаються часток, інакшекажучи, відбувається нагрів Всесвіту. Саме цей момент і називаєтьсясьогодні Великим вибухом.

    Гора, про яку йшлося вище, може мати дуже складний рельєф-кількарізних мінімумів, долини внизу і всякі пагорби і купина. Снігові грудки
    (майбутні всесвіти) безупинно народжуються нагорі гори за рахунок флуктуаційполя. Кожен ком може скотитися в будь-який з мінімумів, породивши при цьомусвою всесвіт зі специфічними параметрами. Причому всесвіти можутьістотно відрізнятися один від одного. Властивості нашого Всесвітудивовижним чином пристосовані до того, щоб в ній виникла розумнажиття. Іншого Всесвіту, можливо, пощастило менше.

    Ще раз хотілося б підкреслити, що описаний процес народження Всесвіту
    «Практично з нічого» спирається на строго наукові розрахунки. Тим не менш укожну людину, вперше що знайомиться з інфляційним механізмом,описаним вище, виникає чимало питань.

    Сьогодні наш Всесвіт складається з великої кількості зірок, не кажучи вже проприхованої масі. І може здатися, що повна енергія і маса Всесвітувеличезні. І зовсім незрозуміло, як таке могло поміститися впочатковому обсязі 10-99см3. Однак у Всесвітііснує не тільки матерія, але і гравітаційне поле. Відомо, щоенергія останнього негативна і, як виявилося, у нашого Всесвіту енергіягравітації в точності компенсує енергію, укладену в частках,планетах, зірках і інших масивних об'єктах. Таким чином, законзбереження енергії чудово виконується, і сумарна енергія і маса нашої
    Всесвіту практично дорівнюють нулю. Саме ця обставина почастипояснює, чому зароджується Всесвіт відразу після появи неперетворилася на величезну чорну діру. Її сумарна маса була абсолютномікроскопічна, і спочатку просто не було чому коллапсіровать. І тільки набільш пізніх стадіях розвитку з'явилися локальні згустки матерії,здатні створювати поблизу себе такі гравітаційні поля, з яких неможе вирватися навіть світло. Відповідно, і частинок, з яких «зроблені»зірки, на початковій стадії розвитку просто не існувало. Елементарнічастинки почали народжуватися в той період розвитку Всесвіту, коли інфлатонноеполе досягло мінімуму потенційної енергії і почався Великий вибух.

    Область, зайнята інфлатонним полем, розросталася зі швидкістю, що істотнобільшої швидкості світла, проте це аж ніяк не суперечить теоріївідносності Ейнштейна. Швидше світла не можуть рухатися лишематеріальні тіла, а в даному випадку рухалася уявна, нематеріальнамежа тій області, де народжувалася Всесвіт (прикладом сверхсветовогоруху є переміщення світлової плями по поверхні Місяця пришвидкому обертанні що висвітлює її лазера).

    Причому навколишнє середовище зовсім не чинила опір розширенню областіпростору, охопленого все більш швидко розростається інфлатоннимполем, оскільки її ніби не існує для виникає Світу. Загальнатеорія відносності стверджує, що фізична картина, яку бачитьспостерігач, залежить від того, де він знаходиться і як рухається. Так от,описана вище картина справедлива для «спостерігача», що знаходиться всерединіцій галузі. Причому цей спостерігач ніколи не дізнається, що відбувається позатій області простору, де він знаходиться. Інший «спостерігач», що дивитьсяна цю область зовні, ніякого розширення зовсім не виявить. У кращомувипадку він побачить лише невелику іскорку, яка на його годиннику зникнемайже миттєво. Навіть найвитонченіше уява відмовляєтьсясприймати таку картину. І все-таки вона, мабуть, правильна. По крайнеймірою, так вважають сучасні вчені, черпаючи впевненість у вже відкритихзаконах Природи, правильність яких багаторазово перевірена.

    Треба сказати, що це інфлатонное поле і зараз продовжує існувати іфлуктуіровать. Але тільки ми, внутрішні спостерігачі, не в змозі цьогопобачити - адже для нас маленька область перетворилася на колосальну
    Всесвіт, меж якої не може досягти навіть світло.

    Отже, відразу після закінчення інфляції гіпотетичний внутрішній спостерігачпобачив би Всесвіт, заповнену енергією у вигляді матеріальних часток іфотонів. Якщо всю енергію, яку міг би виміряти внутрішній спостерігач,перевести в масу часток, то ми отримаємо приблизно 10 80 кг. Відстані міжчастинками швидко збільшуються з-за загального розширення. Гравітаційнісили притягання між частинками зменшують їх швидкість, тому розширення
    Всесвіту після завершення інфляційного періоду поступово сповільнюється.

    Відразу після народження Всесвіт продовжувала зростати і охолоджуватися. При цьомуохолодження відбувалося в тому числі і завдяки розширенню банальногопростору. Електромагнітне випромінювання характеризується довжиною хвилі,яку можна пов'язати з температурою - чим більше середня довжина хвилівипромінювання, тим менше температура. Але якщо простір розширюється, тобудуть збільшуватися і відстань між двома «горбами» хвилі, і,отже, її довжина. Виходить, що розширюється в просторі і температуравипромінювання повинна зменшуватись. Що й підтверджує вкрай низька температурасучасного реліктового випромінювання.

    У міру розширення змінюється і склад матерії, яка наповнює наш світ. Кваркиоб'єднуються в протони і нейтрони, і Всесвіт виявляється заповненою вжезнайомими нам елементарними частками - протонами, нейтронами, електронами,нейтрино і фотонами. Присутні також і античастинки. Властивості частинок іантичастинок практично ідентичні. Здавалося б, і кількість їх має бутиоднаковим відразу після інфляції. Але тоді всі частинки і античастинки взаємнобудете знищені б і будівельного матеріалу для галактик і нас самих незалишилося б. І тут нам знову пощастило. Природа подбала про те, щобчасток було трохи більше, ніж античастинок. Саме завдяки цій невеликійрізниці та існує наш світ. А реліктове випромінювання - це як разнаслідок анігіляції (тобто взаємознищення) частинок і античастинок.
    Звичайно, на початковому етапі енергія випромінювання була дуже велика, алезавдяки розширенню простору і як наслідок - охолодженню випромінюванняця енергія швидко убувала. Зараз енергія реліктового випромінювання приблизно вдесять тисяч разів (104 разів) менше енергії, укладеної в масивнихелементарних частинках.

    Поступово температура Всесвіту впала до 1010 К. До цього моменту вік
    Всесвіту становив приблизно 1 хвилину. Тільки тепер протони і нейтронизмогли об'єднуватися в ядра дейтерію, тритію і гелію. Це відбувалосязавдяки ядерних реакцій, які люди вже добре вивчили, підриваючитермоядерні бомби і експлуатуючи атомні реактори на Землі. Тому можнавпевнено прогнозувати, скільки і яких елементів може з'явитися в такомуядерному котлі. Виявилося, що спостерігається зараз велика кількість легких елементівдобре узгоджується з розрахунками. Це означає, що відомі нам фізичнізакони однакові у всій спостерігається частини Всесвіту і були такими вже вперші секунди після появи нашого світу. Причому близько 98% існуючогов природі гелію утворилося саме в перші секунди після Великого вибуху.

    Відразу після народження Всесвіт проходила інфляційний період розвитку - всевідстані стрімко збільшувалися (з точки зору внутрішньогоспостерігача). Однак щільність енергії в різних точках простору неможе бути в точності однаковою - якісь неоднорідності завждиприсутні. Припустимо, що в якійсь області енергія трохи більше,ніж у сусідніх. Але раз всі розміри швидко ростуть, то і розмір цієї областітеж повинен рости. Після закінчення інфляційного періоду ця розросласяобласть буде мати трохи більше часток, що оточує її простір, таі її температура буде трохи вище.

    Зрозумівши неминучість виникнення таких областей, прихильники інфляційноїтеорії звернулися до експериментаторам: «необхідно виявити флуктуаціїтемператури ... »- констатували вони. І в 1992 році це побажання буловиконано. Практично одночасно російський супутник «Релікт-1» іамериканський «COBE» виявили необхідні флуктуації температури реліктовоговипромінювання. Як вже говорилося, сучасна Всесвіт має температуру 2,7
    К, а знайдені вченими відхилення температури від середнього складалиприблизно 0,00003 К. Не дивно, що такі відхилення важко буловиявити раніше. Так інфляційна теорія отримала ще одне підтвердження.

    З відкриттям коливань температури з'явилася ще одна захоплюючаможливість - пояснити принцип формування галактики. Адже щобгравітаційні сили стискали матерію, необхідний вихідний зародок - область зпідвищеною щільністю. Якщо матерія розподілена в просторі рівномірно,то гравітація, подібно буриданова віслюку, не знає, в якому напрямі їйдіяти. Але саме області з надлишком енергії і породжує інфляція.
    Тепер гравітаційні сили знають, н?? що впливати, а саме, на більшщільні області, створені під час інфляційного періоду. Під дієюгравітації ці спочатку трохи більш щільні області будуть скорочуватися ісаме з них у майбутньому утворюються зірки і галактики.

    Сучасний нам момент еволюції Всесвіту вкрай вдало пристосований дляжиття, і триватиме він буде ще багато мільярдів років. Зірки будуть народжуватисяі вмирати, галактики обертатися і зустрічатися, а скупчення галактик --відлітати все далі один від одного. Тому часу для самовдосконаленняу людства предостатньо. Правда, саме поняття «зараз» для такоївеличезною Всесвіту, як наша, погано визначено. Так, наприклад, що спостерігаєтьсяастрономами життя квазарів, віддалених від Землі на 10-14 млрд. світлових років,відстоїть від нашого «зараз» як раз на ті самі 10-14 млрд. років. І чимдалі в глиб Всесвіту ми заглядаємо за допомогою різних телескопів, тимбільш ранній період її розвитку ми спостерігаємо.

    Сьогодні вчені в змозі пояснити більшість властивостей нашого Всесвіту,починаючи з моменту в 10 -42 секунди і до цього часу і навіть далі.
    Вони можуть також простежити утворення галактик і досить впевненопередбачити майбутнє Всесвіту. Проте ряд «дрібних» незрозумілостей щезалишається. Це перш за все - сутність прихованої маси (темної матерії) ітемної енергії. Крім того, існує багато моделей, що пояснюють, чомунаш Всесвіт містить набагато більше часток, ніж античастинок, і хотілосяб визначитися врешті-решт з вибором однієї правильної моделі.

    Як вчить нас історія науки, зазвичай саме «дрібні недоробки» і відкриваютьподальші шляхи розвитку, так що майбутнім поколінням учених напевно будечим зайнятися. Крім того, більш глибокі питання теж вже стоять на порядкудня фізиків і математиків. Чому наш простір трехмерно? Чому всеконстанти в природі ніби «підігнані» так, аби виникло розумне життя?
    І що ж таке гравітація? Учені вже намагаються відповісти і на ці питання.

    Ну і звичайно, залишимо місце для несподіванок. Не треба забувати, що такіосновоположні відкриття, як розширення Всесвіту, наявність реліктовихфотонів і енергія вакууму, були зроблені, можна сказати, випадково і неочікувалися ученим співтовариством.

    Можливі сценарії розвитку нашого світу

    1. Пульсуючий модель Всесвіту, при якій слідом за періодом розширеннянаступає період стиснення і все закінчується Великим бавовною

    2. Всесвіт зі строго підігнаної середньою щільністю, у точності рівнийкритичною. У цьому випадку наш світ Евкліда, і його розширення весь чассповільнюється

    3. Рівномірно розширюється за інерцією Всесвіт. Саме на користь такоївідкритої моделі світу до останнього часу свідчили дані пропідрахунку середньої щільності нашого Всесвіту

    4. Світ, розширюється зі все наростаючою швидкістю. Найновішіекспериментальні дані і теоретичні дослідження говорять про те, що
    Всесвіт розлітається все швидше, і незважаючи на евклідової нашого світу,більша частина галактик в майбутньому буде нам недоступна. І винна в такомудивному влаштувало світу та сама темна енергія, яку сьогодні пов'язали зякоюсь внутрішньою енергією вакууму, що заповнює весь простір

    Що ж чекає наш Всесвіт надалі? Ще кілька років тому утеоретиків в зв'язку з цим були всього дві можливості. Якщо щільністьенергії у Всесвіті мала, то вона буде вічно розширюватися і поступовоостигати. Якщо ж щільність енергії більше деякого критичногозначення, то стадія розширення зміниться стадією стиснення. Всесвіт будестискатися в розмірах і нагріватися. Отже, одним з ключових параметрів,що визначає розвиток Всесвіту, є середня щільність енергії. Такось, астрофізичні спостереження, проведені до 1998 року, говорили про те,що щільність енергії становить приблизно 30% від критичного значення. Аінфляційні моделі передбачали, що щільність енергії повинна бути рівнакритичною. Апологетів інфляційної теорії це не дуже бентежило. Вонивідмахувалися від опонентів і говорили, що відсутні 70% «як-небудьзнайдуться ». І вони дійсно знайшлися. Це велика перемога теорії інфляції,хоча знайдена енергія виявилася такою дивною, що викликала більшезапитань, ніж відповідей. Схоже, що шукана темна енергія - це енергіясамого вакууму.

    У поданні людей, не пов'язаних з фізикою, вакуум - «це коли нічогоні »- ні речовини, ні частинок, ні полів. Однак це не зовсім так.
    Стандартне визначення вакууму - це стан, в якому відсутнічастинки. Оскільки енергія полягає саме в частках, то, як резонновважали чи не всі, включаючи і вчених, немає часток - немає і енергії.
    Отже, енергія вакууму дорівнює нулю. Вся ця благосних картина впала в
    1998 році, коли астрономічні спостереження показали, що разбеганиягалактик трошки відхиляється від закону Хаббла. Викликаний цимиспостереженнями у космологів шок тривав недовго. Дуже швидко сталипублікуватися статті з поясненням цього факту. Найпростішим іприродним з них виявилася ідея про існування позитивної енергіївакууму. Адже вакуум, зрештою, означає просто відсутність часток, алечому лише частинки можуть мати енергію? Виявлена темна енергіявиявилася розподіленої в просторі на подив однорідне. Подібнуоднорідність важко здійснити, адже якщо б ця енергія була укладена вякихось невідомих частках, гравітаційне взаємодія змушувало б їхзібратися в грандіозні конгломерати, подібні галактик. Тому енергія,захована в просторі-вакуумі, дуже витончено пояснює улаштування нашогосвіту.

    Однак можливі й інші, більш екзотичні, варіанти міроустроенія.
    Наприклад, модель Квінтесенція, елементи якої були запропоновані радянськимфізиком А.Д. Долговим в 1985 році, передбачає, що ми все ще скочуємосяз тієї самої гори, про яку йшлося на початку нашої розповіді.
    Причому котимося ми вже дуже довго, і кінця цьому процесу не видно.
    Незвичайне назва, запозичене у Арістотеля, позначає якусь «новусутність », покликану пояснити, чому світ влаштований так, а не інакше.

    Сьогодні варіантів відповіді на питання про майбутнє нашого Всесвіту сталозначно більше. І вони істотно залежать від того, яка теорія,пояснює приховану енергію, є правильною. Припустимо, що вірнонайпростіше пояснення, при якому енергія вакууму позитивна і незмінюється з часом. У цьому випадку Всесвіт вже ніколи не стиснеться і намне загрожує перегрів та Великої бавовна. Але за все хороше доводиться платити.
    У цьому випадку, як показують розрахунки, ми в майбутньому ніколи не зможемодосягти всіх зірок. Більш того, кількість галактик, видимих із Землі,буде зменшуватися, і через 10-20 млрд. років у розпорядженні людствазалишиться всього декілька сусідніх галактик, включаючи нашу - Чумацький Шлях, атакож сусідню Андромеду. Людство вже не зможе збільшуватисякількісно, і тоді доведеться зайнятися своєю якісної складової. Урозраду можна сказати, що кілька сотень мільярдів зірок, які будутьнам доступні в настільки віддаленому майбутньому, - це теж немало.

    Втім, знадобляться нам зірки? 20 мільярдів років - великий термін. Аджевсього за кілька сотень мільйонів років життя розвинулася від трилобітів досучасної людини. Так що наші далекі нащадки, можливо, будуть позовнішнім виглядом і можливостям відрізнятися від нас ще більше, ніж ми відтрилобітів. Що ж обіцяє їм ще більш віддалене майбутнє, за прогнозамисучасних вчених? Ясно, що зірки будуть тим або іншим способом «вмирати»,але будуть утворюватися і нові. Цей процес також не безкінечний - приблизночерез 10 14 років, за припущенням учених, у Всесвіті залишаться тількислабосветящіеся об'єкти - білі й темні карлики, нейтронні зірки ічорні дірки. Майже всі вони також загинуть через 10 37 років, вичерпавши всізапаси своєї енергії. До цього моменту залишаться лише чорні дірки,поглинули всю іншу матерію. Що може зруйнувати чорну дірку? Будь-якінаші спроби зробити це лише збільшують її масу. Але "ніщо не вічне під
    Місяцем ». Виявляється, чорні діри повільно, але випромінюють частинки. Отже, їхмаса поступово зменшується. Всі чорні дірки теж повинні зникнутиприблизно через 10 100 років. Після цього залишаться лише елементарні частинки,відстань між якими буде набагато перевищувати розміри сучасної
    Всесвіту (приблизно в 1090 разів) - адже весь цей час Всесвіт розширювалася!
    Ну і, звичайно, залишиться енергія вакууму, яка буде абсолютнодомінувати у Всесвіті. До речі, властивості такого простору впершевивчив В. Де сіттера ще в 1922 році. Так що нашим нащадкам має бути абозмінити фізичні закони Всесвіту, або перебратися в інші всесвіти.
    Зараз це здається неймовірним, але хочеться вірити в могутністьлюдства, як би воно, людство, не виглядало в настільки віддаленомумайбутньому. Тому що часу в нього достатньо.

    До речі, можливо, що вже і зараз ми, самі того не відаючи, створюємо новівсесвіти. Для того щоб у дуже маленькій області виникла новавсесвіт, необхідно ініціювати інфляційний процес, який можливийтільки при високих щільності енергій. Але ж експериментатори вже давностворюють такі області, зіштовхуючи частинки на прискорювачах ... І хоча ці енергіїще дуже далекі від інфляційних, ймовірність створення всесвіту наприскорювачі вже не дорівнює нулю. На жаль, ми є тим самим «віддаленимспостерігачем », для якого час життя цієї« рукотворною »всесвітузанадто мало, і потрапити до неї і подивитися, що там відбувається, ми неможемо ...

    Хоча це не єдина теорія виникнення Світу. Богослови вважали, що
    Всесвіт створена Богом, Творцем. Причому в різних народів існувалирізні теорії, наприклад біблійна теорія. Створення світу відбувалося шістьднів.

    У перший день "Спочатку Бог створив небо й землю. земля була бездонна іпорожня, і темрява була над безоднею ... ", потім сказав Бог:" Хай буде світло! "

    У другий день Бог сказав:" Хай буде твердь посеред води, і нехай відділяє вонаводу від води! "

    У третій день Бог сказав:" Так збереться вода з-під небом в однемісце, і так з'явиться суша! "

    Настав четвертий день, Бог сказав:" Нехай будуть світила на тверді небесній, длявідділення дня і ночі, і стануть знаками і часів, і днів і років; і нехай будутьвони стануть на тверді небесній, щоб світити на Землю! "Це означалопро появу Сонця, Місяця і зірок.

    У п'яти день Бог створив плазунів, тварин, риб і "всяку пташинупернату ", а в шостий день створив першу людину.

    З іншої священної книги-Корану-теж можна дізнатися про шестиденноїстворення Світу, про те, як Бог (Аллах) створив "сім небес" і "сімземель ", причому спочатку небеса і землі були з'єднані, а потімроз'єднались.

    Інфляційна і богословні теорії найбільш поширені на Землі, ізавжди будуть прихильники тієї чи іншої теорії. Я б хотів ближче роздивитисятему походження й еволюції зірок і планет. Давай обговоримо це докладніше, щоявляють собою зірки - ці крапки, що світяться на небосхилі - у світлісучасної концепції.

    Спочатку формується протозірок. Частинки гігантського що рухаєтьсягазопилового хмари в деякій області простору притягаються міжсобою за рахунок гравітаційних сил. Відбувається це дуже повільно, адже сили,пропорційні масам що входять в хмару атомів (в основному атомівводню) і пороху, надзвичайно малі. Однак поступово частинкизближуються, щільність хмари наростає, воно стає непрозорим,утворюється сферичний "ком" починає потроху обертатися, зростає і силатяжіння, адже тепер маса "кома" велика. Все більше і більше частинокзахоплюється, все більше щільність речовини. Зовнішні шари тиснуть навнутрішні, тиск у глибині зростає, а, отже, зростає і температура.
    (Саме так воно є з газами, які були детально вивчені на Землі).
    Нарешті, температура стає такий великий - кілька мільйонівградусів, - що в ядрі цього утворюється тіла створюються умови дляпротікання ядерної реакції синтезу: водень починає перетворюватися в гелій.
    Про це можна дізнатися, реєструючи потоки нейтрино - елементарних частинок,що виділяються при такої реакції. Реакція супроводжується потужним потокомелектромагнітного випромінювання, яке давить (силою світлового тиску,вперше обмірюваної в Земній лабораторії П. Лебедєв) на зовнішні шариречовини, протидіючи гравітаційного стиснення. Нарешті, стисненняприпиняється, оскільки тиску врівноважуються, і протозірок стаєзіркою. Щоб пройти цю стадію своєї еволюції протозірок потрібно кількамільйонів років, якщо її маса більше сонячної, і кілька сотень мільйонівроків, якщо її маса менше сонячної. Зірок, маси яких менше сонячноїв 10 разів, дуже мало.

    Маса є однією з важливих характеристик зірок. Цікаво відзначити, щодосить поширені подвійні зірки - утворюються поблизу один одного іобертаються навколо спільного центру. Їх налічується від 30 до 50 відсотків відзагальної кількості зірок. Виникнення подвійних, ймовірно, пов'язано зрозподілом моменту кількості руху вихідного хмари. Якщо у такийпари утворюється планетна система, то рух планет може бути доситьмудрих, а умови на їх поверхнях будуть сильно змінюватися вЗалежно від розташування планети на орбіті по відношенню до світил.
    Цілком можливо, що стаціонарних орбіт, на зразок тих, що можуть існуватив планетних системах одинарних зірок (і існують в Сонячній системі), невиявиться зовсім. Звичайні, одинарні зірки в процесі свого утворенняпочинають обертатися навколо своєї осі.

    Іншою важливою характеристикою є радіус зірки. Існують зірки --білі карлики, радіус яких не перевищує радіусу Землі, існують ітакі - червоні гіганти, радіус яких сягає радіусу орбіти Марса.
    Хімічний склад зірок за спектроскопічні даними в середньому такий: на
    10000 атомів водню припадає 1000 атомів гелію, 5 атомів кисню, 2атома азоту, 1 атом вуглецю, інших елементів ще менше. Через високітемператур атоми іонізуються, так що речовина зірки є в основномуводнево-гелієвої плазмою - в цілому електрично нейтральної сумішшю іоніві електронів. В залежності від маси та хімічного складу вихідної хмариутворилася зірка потрапляє на ту чи іншу ділянку, так званоїголовної послідовності на діаграмі Герцшпрунга-Рессела. Останняявляє собою координатну площину, на вертикальній осі якоївідкладається світність зірки (тобто кількість енергії, що випромінюють їй уодиницю часу), а на горизонтальній - її спектральний клас
    (що характеризує колір зірки, який у свою чергу залежить від температуриїї поверхні). При цьому "сині" зірки більш гарячі, ніж "червоні", анаше "жовте" Сонце має проміжну температуру поверхні порядку
    6000 градусів) (рис.2). Традиційно спектральні класи від гарячих дохолодним позначаються літерами O, B, A, F, G, K, M, при цьому кожен клас ділитьсяна десять підкласів. Так, наше Сонце має спектральний клас G2. Надіаграмі видно, що більшість зірок розташовується вздовж плавної кривої,що йде з лівого верхнього кута в правий нижній. Це і є головнапослідовність. Наше Сонце також знаходиться на ній. У міру "вигорання"водню в центрі зірки її маса трохи змінюється і зірка трохизміщується вправо уздовж головної послідовності. Зірки з масами порядкусонячної знаходяться на головній послідовності 10-15 млрд. років (наше
    Сонце знаходиться на ній вже близько 4,5 млрд. років). Поступово енергії вцентрі зірки виділяється все менше, тиск падає, ядро стискається, ітемпература в ньому зростає. Ядерні реакції протікають тепер тільки втонкому шарі на кордоні ядра всередині зірки. В результаті зірка в ціломупочинає "розбухати", а її світність збільшуватися. Зірка сходить зголовної послідовності і перебирається в правий верхній кут діаграми
    Герцшпрунга-Рессела, перетворюючись на так званий "червоний гігант". Післятого, як температура стискуваної (тепер уже гелієвого) ядра червоногогіганта досягне 100-150 млн. градусів, починається нова ядерна реакціясинтезу - перетворення гелію в вуглець. Коли і ця реакція вичерпає себе,відбувається скидання оболонки - істотна частина маси зірки перетворюється напланетарну туманність. Гарячі внутрішні шари зірки виявляються
    "зовні", і їх випромінювання "роздуває" відокремилися оболонку. Черезкілька десятків тисяч років оболонки?? розсіюється, і залишається невеликадуже гаряча щільна зірка. Повільно остигаючи, вона переходить в лівийнижній кут діаграми і перетворюється на "білий карлик". Білі карлики, по -Мабуть, являють собою заключний етап нормальної еволюціїбільшості зірок.

    Але зустрічаються й аномалії. Деякі зірки час від часу спалахують,перетворюючись на нові зірки. При цьому вони щоразу втрачають порядку сотихчастки відсотка своєї маси. З добре відомих зірок можна згадати новуу сузір'ї Лебедя, що спалахнула в серпні 1975 року і пробула нанебосхилі кілька років. Але іноді трапляються і спалахи наднових --катастрофічні події, що ведуть до повного руйнування зірки, за якихза короткий час випромінюється енергії більше, ніж від мільярдів зірок тієїгалактики, до якої належить наднова. Така подія зафіксовано вкитайських хроніках 1054: на небосхилі з'явилася така яскрава зірка,що її можна було бачити навіть удень. Результат цієї події відомий намтепер як Крабоподібна туманність (мал. 3), "повільне" поширенняякої по небу ми спостерігаємо в останні 300 років. Швидкість розльоту її газівв результаті вибуху складає близько 1500 м/с, але вона знаходиться дужедалеко. Зіставляючи швидкість розльоту з видимим розміром Крабоподібноїтуманності, ми можемо розрахувати час, коли вона була точковим об'єктом, ізнайти його місце на небосхилі - ці час і місце відповідають часу імісця появи зірки, згаданої в хроніках.

    Якщо маса зірки, що залишилася після скидання оболонки "червоним гігантом"перевершує сонячну в 1,2-2,5 рази, то, як показують розрахунки,стійкий "білий карлик" утворитися не може. Зірка починає стискатися,і її радіус досягає незначних розмірів у 10 км, а щільність речовинитакої зірки перевищує щільність атомного ядра. Передбачається, що таказірка складається з щільно упакованих нейтронів, тому вона так іназивається - нейтронна зірка. Відповідно до цієї теоретичної моделі унейтронної зірки є сильне магнітне поле, а сама вона обертається звеличезною швидкістю - кілька десятків або сотень обертів на секунду. Ітільки виявлені (саме в Крабоподібної туманності) в 1967 році пульсари
    - Точкові джерела імпульсного радіовипромінювання високої стабільності --володіють саме такими властивостями, яких слід було чекати від нейтроннихзірок. Спостерігається явище підтвердило концепцію.

    Якщо ж залишилася маса ще більше, то гравітаційне стиснення нестримностискає речовина й далі. Вступає в дію одне з прогнозів загальноїтеорії відносності, згідно з яким речовину стиснеться в точку. Цеявище називається гравітаційним колапсом, а його результат - "чорноїдірою ". Ця назва пов'язана з тим, що гравітаційна маса такого об'єктанастільки велика, сили тяжіння настільки значні, що не тількибудь-яке дійсне тіло не може покинути околиці чорної діри, аленавіть світло - електромагнітний сигнал - не може ні вплинути, ні вийти
    "назовні". Таким чином, безпосередньо спостерігати че

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !