Космос, галактики, звезды
Космос, галактики, звезды
В ясную погоду можно высчитать на небосклоне до 3-х тыщ звезд. Но это только очень маленькая часть тех звезд и других галлактических объектов, которые есть в нашей области мира.
В безлунные ночи отлично виден Млечный Путь, протянувшийся от одной стороны горизонта до другой. Он кажется скоплением светящихся туманных масс. Но стоит навести на Млечный Путь телескоп, и мы сходу найдем, что он состоит из огромного количества звезд. Эта звездная система, к которой принадлежит и наше Солнце, получила заглавие Галактики
Учить нашу Галактику необыкновенно трудно. Это одна из труднейших задач науки. Ведь мы находимся снутри этой Галактики и не можем ни вылететь за ее пределы, ни побывать в разных ее точках. Все же, наука преодолевает эти трудности.
И сейчас мы уже довольно уверенно можем гласить о том, как смотрится наш звездный полуостров. В центре его находится ядро, окруженное обилием звезд. От него отходит несколько могучих спиральных веток.
Наша Галактика настолько велика, что ее размеры нелегко для себя представить: от 1-го ее края до другого световой луч путешествует около 100 тыщ земных лет.
Большая часть звезд нашей Галактики сосредоточена в огромном «диске» шириной около 1500 световых лет. На расстоянии около 30 тыщ световых лет от центра Галактики размещено наше Солнце.
Основное «население» Галактики — звезды. Мир этих небесных тел необычно разнообразен. И хотя все звезды — раскаленные шары, подобные Солнцу, их физические свойства различаются очень значительно. Есть, к примеру, звезды гиганты и сверхгиганты. По собственной величине они существенно превосходят Солнце.
Еще большей плотностью владеют так именуемые нейтронные звезды. Нейтронная звезда — это огромное атомное ядро. Существование нейтронных звёзд было на теоретическом уровне предсказано еще в 30-х годах. Но найти их удалось исключительно в 1967 году по необыкновенному импульсному радиоизлучению.
Звезды владеют разными поверхностными температурами — от нескольких тыщ до 10-ов тыщ градусов. Различен и цвет звезд. Сравнимо «холодные» звезды — с температурой около 3-4 тыс. градусов — красного цвета. Наше Солнце, поверхность которого «нагрета» до 6 тыщ градусов, обладает желто-зеленым цветом. Самые жаркие звезды — с температурой, превосходящей 10 — 12 тыщ градусов, — белоснежные и голубоватые.
Температура поверхности Солнца составляет около 6000 C0.
Звезды обычно кажутся нам недвижными. Но это только видимость. Так, нам кажется, что Солнце движется по небу относительно недвижной Земли, а по сути наша планетка крутится вокруг дневного светила. Нам кажется, что Солнце и Луна имеют приблизительно однообразные размеры, а в реальности Солнце во много раз больше естественного спутника Земли, но размещено еще далее Луны.
Движутся и звезды. Но для того чтоб увидеть их перемещение, нужно ассоциировать положение звезд на небе через довольно долгие промежутки времени, к примеру через 10-ки лет.
Один из самых превосходных физических процессов во Вселенной — вспышки так именуемых новых и сверхновых звезд. В реальности звезда существует и до вспышки. Но в некий момент под действием бурных физических процессов такая звезда внезапно возрастает в объеме, «раздувается», сбрасывает свою газовую оболочку и в течение нескольких суток выделяет страшенную энергию, светя, как млрд солнц. Потом, исчерпав свои ресурсы, эта звезда равномерно тускнеет, а на месте вспышки остается газовая туманность.
Наше Солнце — «одинокая» звезда. Она лишена схожих для себя жарких спутников. Но во Вселенной есть двойные, тройные и поболее сложные звездные системы, члены которых связаны вместе силами обоюдного притяжения и обращаются вокруг общего центра тяжести. Некие скопления содержат 10-ки, сотки и тыщи звезд. А число звезд в огромных шаровых скоплениях добивается даже сотен тыщ.
Межзвездное место тоже не пусто. Оно заполнено газовыми и пылевыми частичками, которые в неких местах образуют огромные облака — туманности, светлые и черные.
Звезды, составляющие Галактику, движутся вокруг ее центра по очень сложным орбитам. С большой скоростью — около 250 км/сек. несется в мировом пространстве и наше Солнце, завлекая за собой свои планетки. Галлактика совершает один полный оборот вокруг галактического центра за 180 млн. лет.
Наиблежайшие к нашей Галактике звездные системы удалены от нас на расстояние около 150 тыс. световых лет. Они видны на небе Южного полушария как мелкие туманные пятнышки.
Наша Галактика и другие примыкающие звездные системы образуют Местную систему галактик. В ее состав заходит 16 галактик, а поперечник ее равен 2 млн. световых лет. Исследования демонстрируют, что звездные острова, галактики — обычные объекты Вселенной. Астрологам сейчас понятно величавое огромное количество галактик во всех участках небесной сферы.
Галактики имеют различную форму и строение. Есть галактики шаровые и эллиптические, галактики в форме диска, спиралевидные, подобно нашей, в конце концов, галактики неверной формы. В области, доступной современным средствам астрономических исследовательских работ, насчитываются млрд галактик. Их совокупа ученые окрестили Метагалактикой.
Вселенная — это совсем не обычная совокупа небесных тел, в ней повсевременно происходят очень сложные и разнообразные физические процессы.
И конкретно с этой точки зрения исследование Вселенной представляет больший энтузиазм для современного естествознания. Космос — нескончаемо различная лаборатория, где можно учить такие состояния материи, такие физические условия и процессы, которые недосягаемы у нас на Земле.
Быстрый прогресс науки и техники в период научно — технической революции, современниками которой мы являемся, ведет ко все новым и новым открытиям, все более глубочайшему проникновению в самые заветные потаенны природы, к предстоящему занию базовых законов мироздания. И Вселенная в наше время становится все более принципиальным источником уникальной инфы о явлениях природы.
Галактики разбегаются от нас во всех направлениях и, чем далее находится та либо другая галактика, тем с большей скоростью она движется. Происходит общее расширение Метагалактики, которое совершается таким макаром, что скорость обоюдного удаления 2-ух звездных систем тем выше, чем больше расстояние меж ними.
Картину обоюдного разбегания галактик можно на уровне мыслей повернуть назад, тогда и мы придем к выводу, что в отдаленном прошедшем, около 15-20 млрд годов назад, материя находилась в ином состоянии, ежели в нашу эру. Тогда не было еще ни звезд, ни планет, ни туманностей, ни галактик. Вся материя была сосредоточена в очень плотном малогабаритном сгустке жаркой плазмы — консистенции простых частиц вещества и излучения. Потом прогремел взрыв этого сгустка и началось его расширение, в процессе которого образовались поначалу атомы, а потом звезды, галактики и все другие галлактические объекты.
Так появилась теория расширяющейся Вселенной — одна из более впечатляющих научных теорий XX столетия. Представления о постоянной, стационарной Вселенной уступили место новым представлениям о Вселенной, меняющейся со временем. Это был новый, очень принципиальный шаг в зании параметров окружающего нас мира. Последующие исследования проявили, что разные нестационарные явления вообщем играют важную роль в современной Вселенной.
Теория предвещала, что, когда в процессе расширения температура среды свалится до нескольких тыщ градусов, она станет прозрачной для электрических волн. Тогда электрическое излучение вроде бы «оторвется» от вещества и равномерно заполнит все место Вселенной. И вправду, посреди 60-х годов реликтовое излучение удалось зарегистрировать.
Исследование его физических параметров показало, что первоначальное вещество вправду обладало очень высочайшей температурой. Тем было получено наблюдательное доказательство справедливости теории жаркой расширяющейся Вселенной. Существование реликтового излучения — очень принципиальное, решающее доказательство того фундаментального факта, что мы, по правде, живем в расширяющейся Метагалактике.
Как следует, Вселенная не всегда была таковой, как в современную эру. Она меняется со временем; ее прошедшее не тождественно истинному, а истинное — будущему. Таким макаром, когда-то нашей Вселенной вообщем не было, хотя тогда и была материя, из которой она потом образовалась. Вещественный мир вечен, а Вселенная — его часть, выделенная человеком. В процессе собственной познавательной и практической деятельности человек выделяет, вычленяет из нескончаемо различного вещественного мира определенные объекты, явления, связи, взаимодействия. Это вроде бы конечный «срез» нескончаемо различного мира — наша Вселенная, либо, как ее время от времени именуют Вселенная естествоиспытателя.
Если в первой половине XX столетия астрофизики интересовались приемущественно исследованием тех параметров галлактических объектов, которые охарактеризовывают их современное состояние, то в последние десятилетия астрофизика перевоплотился в эволюционную науку, в центре внимания которой находятся закономерности происхождения и развития галлактических объектов.
Если мы будем знать закономерности эволюционных процессов, то сможем предсказывать развитие галлактических явлений и будущие состояния галлактических объектов, исходя из их современных состояний. А это задачка, имеющая не только лишь чисто теоретическое, да и большущее практическое значение: ведь в физическом отношении мы сами являемся частью Вселенной и наше существование плотно сплетено с «космической обстановкой».
В современной астрофизике есть две главные концепции по появлению и развитию галлактических объектов. Одна из их, более всераспространенная, — ее нередко именуют «классической» — исходит из того, что галлактические объекты образуются в итоге сгущения конденсации растерянного диффузного вещества — газа и пыли. Согласно другой концепции, развиваемой известным русским ученым академиком В. А. Амбарцумяном, галлактические объекты появляются в итоге распада на части, фрагментации плотных либо сверхплотных «прототел», сгустков «дозвездного» вещества. Какая из этих гипотез более справедлива — покажут будущие исследования.
В 1963 году на очень огромных расстояниях от нашей Галактики, на границах наблюдаемой Вселенной, были обнаружены изумительные объекты, получившие потом заглавие квазаров. При сравнимо маленьких размерах, квазары выделяют колоссальную энергию, приблизительно в 100 раз превосходящую энергию излучения самых циклопических галактик, состоящих из 10-ов и сотен млрд звезд.
Оказывается, чем далее от нас находится тот либо другой галлактический объект, тем в более отдаленном прошедшем мы его смотрим. Это связано с конечной скоростью распространения света. Хотя она и составляет 300 тыщ км/сек. даже при таковой большой скорости для преодоления галлактических расстояний нужны долгие и длительные годы, 10-ки, сотки, миллионы и млрд лет. Потому, смотря на небо, мы лицезреем галлактические объекты — Солнце, планетки, звезды, галактики в прошедшем. При этом разные объекты — в разном прошедшем. К примеру, Полярную звезду — таковой, какой она была около 6 веков вспять.
Все это гласит о том, что излучение квазаров и активность ядер галактик связаны со схожими физическими процессами. Но вопрос о природе этих процессов все еще остается открытым.
Очередной очень увлекательный вопрос, связанный с исследованием Вселенной, — геометрические характеристики места, его конечность либо бесконечность. Эту делему пробовали решить еще величавые философы древности.
В прошедшем понятие Вселенной отождествлялось с понятием вещественного мира. И когда речь шла о конечности либо бесконечности Вселенной, то практически рассматривался вопрос о конечности либо бесконечности материальною мира.
В протяжении истории науки представления о геометрических свойствах места изменялись не раз. Аристотель и Птолемей ограничивали мир «сферой недвижных звезд», традиционная физика Ньютона, напротив, приходила к выводу о бесконечности мирового места. И только с появлением теории относительности А. Эйнштейна появилась возможность более глубоко разобраться в существе этой трудности. Если физика Ньютона рассматривала место как обычное вместилище небесных тел, то А. Эйнштейну удалось вскрыть тесноватую связь меж геометрией места и материей.
Таким макаром, место, в каком мы живем, искривлено. А в искривленном мире «неограниченность» и «бесконечность» — не одно и то же. Оказывается, неограниченное место, другими словами место, не имеющее «края», границы, в то же время может быть конечным, вроде бы замкнутым внутри себя.
Что касается мирового места, то его неограниченность не вызывает сомнения. Мир — это материя, а материя не может иметь границ в том смысле, что за вещественным миром может размещаться нечто нематериальное. И это, очевидно, принципный философский вопрос — вопрос о вещественном единстве мира.
Что все-таки касается его конечности либо бесконечности, то этот вопрос могут решить только определенные науки — астрономия и физика.
Современные средства астрономических наблюдений — массивные телескопы и радиотелескопы — обхватывают гигантскую область места радиусом около 12 млрд световых лет.
Развитие астрономии в XX веке выявило тесноватую связь и взаимозависимость меж существованием жизни на Земле и качествами Вселенной. В физическом отношении население земли является частью Вселенной и подчиняется действующим в ней физическим и другим закономерностям. А именно, само появление жизни на Земле обосновано всем ходом эволюции материи во Вселенной, эволюции, на определенном шаге которой сложились условия, сделавшие вероятным образование живых структур.
Таким макаром, в широком смысле слова Вселенная является средой нашего обитания. Потому немаловажное значение для практической деятельности населения земли имеет то событие, что во Вселенной властвуют необратимые физические процессы, что она меняется со временем. Человек приступил к освоению космоса, наши свершения получают все больший размах, глобальные и даже галлактические масштабы. И для того, чтоб учитывать их близкие и отдаленные последствия, те конфигурации, которые они могут внести в состояние среды нашего обитания, в том числе и галлактической, мы должны принимать во внимание не только лишь земные процессы, да и закономерности галлактического масштаба.