Conceptul de origine și dezvoltare a universului

Cântare astronomice și unități astronomice

Conform ideilor moderne, universul a apărut acum 12-15 miliarde de ani dintr-un punct infinitezimal. În tot acest timp, universul se extinde. Deoarece nimic din natură nu se poate mișca mai repede decât viteza luminii, putem spune că dimensiunile universului nu pot fi mai mari decât. unde c este viteza luminii, iar T este vârsta universului. În consecință, putem estima limita superioară a dimensiunilor universului ca

Această cifră este atât de mare încât este greu de înțeles. Pentru măsurătorile astronomice, contorul nu este o măsură foarte potrivită pentru lungime. În astronomie, este mai convenabil să se măsoare distanțele în anii de lumină. Anul luminos este distanța pe care lumina trece prin anul ceresc. Putem calcula această distanță în metri

O altă unitate convenabilă pentru distanța de astronomie este o cantitate numită parsec (un parsec, două parseci). Care este această valoare?

Datorită mișcării Pământului în jurul Soarelui, o stea observată de pe Pământ poate fi văzută în diferite unghiuri în diferite momente ale anului (Figura 1). Schimbarea vizibilă a poziției corpului ceresc datorită mișcării observatorului este numită paralaxă. Există paralaxă datorită rotației Pământului (parallax zilnic), rotației Pământului în jurul Soarelui (paralaxă anuală) și mișcării sistemului solar în Galaxia (vechea parallaxă).

Parallaxul anual al unei stele este numit unghiul # 966 ;. pe care se va schimba direcția spre stea, dacă observatorul imaginar se va deplasa de la centrul sistemului solar la orbita pământului (mai exact, distanța medie de la Pământ la Soare).

Traiectoria Pământului nu este foarte diferită de cerc și raza medie este aproximativ egală. (150 de miliarde de metri sau 150 de milioane de km). Apropo, această distanță este numită unitate astronomică și este utilizată ca unitate de măsură a distanțelor în interiorul sistemului solar :.

Deoarece, o secundă este un unghi foarte mic, putem aproxima aproximativ distanța de la un parsec cu formula:

Prin urmare, un parsec este aproximativ egal cu

Limita razei universului, măsurată în parsecs

Inițial, cuvântul "parsec" a fost abreviat ca ps. După trecerea la sistemul SI, nu trebuie confundat cu picosecunde, tăiat ca "PC".

1 buc = 3.26 sv. ani = 206,265 au = 3,086 10 16 m.

1 ae = 150 10 6 m.

Masa universului, deși foarte mare, dar finită, și conform estimărilor moderne este aproximativ egală cu tone (estimată de densitatea medie a materiei).

Cel mai obișnuit element din univers este hidrogenul cu o densitate molară de 2 g. sau kg. În consecință, în întregul Univers există aproximativ moli de materie și, în consecință, atomi. Poate că acesta este cel mai mare număr care ne poate întâlni vreodată.

Cel mai îndepărtat obiect, descoperit până în prezent, este un quasar la o distanță de 8 miliarde de ani lumină de la noi. Dacă considerăm că raza universului nu este mai mare de 15 miliarde de ani lumină, atunci nu mai este prea mult pentru a vedea frontiera în sine. Cel mai probabil, acest lucru este imposibil, dar poate fi posibil să discernem un val de lumină reflectat din graniță într-o zi.

Obiecte astronomice

1. Steaua. Până la 90% din materia totală a universului este concentrată în stele.

Cea mai apropiată stea față de noi, cu excepția, desigur, a Soarelui, este Proxima Centauri.

Proxima Centauri este un pitic roșu legat de sistemul stele al lui Alpha Centauri, cea mai apropiată stea de pe Pământ după Soare. Cuvântul "proxima" în greacă înseamnă Cel mai apropiat.

Proxima Centauri este situat la aproximativ 4,22 ani lumină de la Pământ, care este de 270.000 de ori distanța de la Pământ la Soare (unitatea astronomică). Parallaxul rafinat (telescopul spațial Hubble) este de 768,7 ± 0,3 milisecunde.

Paralaxul stelei a fost măsurat pentru prima oară în 1917, înainte ca această stea cea mai apropiată de Soare să fie luată în considerare # 945; Centauri.

Cea mai mare viteză realizată până acum de vehicule terestre este cea de-a doua viteză spațială egală cu 11 km / sec. Dacă zburați la cea mai apropiată stea Proxima Centauri cu o asemenea viteză, atunci trebuie să zburați 115 mii de ani!

O stea este o masă masivă de gaz încălzită la temperaturi uriașe și comprimată de forțele gravitaționale la astfel de presiuni încât reacțiile termonucleare ale "arderii" de hidrogen și heliu au loc în intestin. Din această cauză, steaua emite energie în spațiul interstelar.

Steaua este un cuptor termonuclear interstelar.

Masele de stele sunt măsurate de obicei în funcție de masa Soarelui. De obicei, masele de stele sunt de la 0.1 la 50 de ori masa Soarelui.

Există mai multe tipuri de stele.

Cele mai multe stele, inclusiv Soarele nostru, sunt vedete normale. Densitatea medie a materiei stelelor normale este de aproximativ 1,4 g / cm3.

Tonuri foarte mari încălzite de dimensiuni mici. Densitatea medie a substanței este de 50 kg / cm3.

Substanța stelei este atât de puternic comprimată încât existența nucleelor ​​atomice este imposibilă. Electronii sunt conectați la protoni și rămân numai neutronii. Contracția gravitatională monstruoasă se opune forțelor nucleare. Putem spune că o astfel de stea este un nucleu monstruos nuclear. În consecință, densitatea materiei într-o astfel de stea coincide cu densitatea materiei în nucleul atomic: 10 11 kg / cm3.

Când hidrogenul arde în adâncurile stelei, steaua se micșorează. Radiațiile puternice de lumină și termică care apar în timpul unei reacții termonucleare pot fi considerate drept gaze fotonice. Gazul de foton a împiedicat comprimarea stelei. După arderea hidrogenului, fluxul de fotoni încetează, iar steaua începe să se contracte, încălzind totodată în același timp. Temperatura de bază crește la 100 de milioane de grade. Coaja stelei se extinde și temperatura acesteia scade, astfel că steaua arată ca o minge mare de culoare roșie.

Când steaua scade coaja și devine vizibilă miezul său încălzit, se transformă într-un pitic alb. Aceasta este soarta Soarelui nostru.

Dacă masa stelei este de 1,4 ori masa Soarelui, ea se transformă într-o stea neutronică. Dacă masa stelei este de 3 până la 5 ori masa Soarelui, ea se transformă într-o gaură neagră.

Gaura neagră este cel mai uimitor obiect al universului, prezis teoretic. Aceasta este o stea atât de puternic comprimată încât câmpul gravitațional de pe suprafața sa devine capabil să nu elibereze chiar și radiațiile electromagnetice. În afara găurii negre, ceva nu poate scăpa, chiar și lumină. Acesta poate fi detectat numai pe fundalul altor obiecte stelare prin absorbția de lumină de la acestea.

2. Quasarii sunt obiecte cosmice de la distanță care sunt o sursă de emisii radio puternice.

3. Pulsarii sunt surse de radiații electromagnetice care variază strict periodic. Se crede că pulsarii sunt stele rotative dublu de neutroni.

4. Galaxiile - un număr mare de stele (până la 100 miliarde) De la o distanță lungă, galaxiile arată ca niște stele separate.

Cea mai apropiată galaxie pentru noi este nebuloasa Andromeda - la 2 milioane de ani-lumină distanță.

Fig. 2 Nebuloasa Andromeda

Galaxia noastră se numește Calea Lactee.

Cataloagele moderne conțin până la 30.000 de galaxii.

Galaxiile sunt spirală, eliptice și neregulate.

4. Planetă - corpuri cosmice mici relativ la Soare (mai puțin de 0,002 mase solare). Problema din planete este comprimată mai puțin decât în ​​stele, iar reacțiile termonucleare sunt imposibile. Planeta strălucește cu lumină reflectată și este mult mai dificil de detectat prin intermediul telescoapelor. În esență, putem ghici doar despre existența altor planete, cu excepția planetelor sistemului solar, deși nu există nici o îndoială că ele există.

5. Comete - corpuri de spațiu mici constând din gaz înghețat și o cochilă de gaz. Cometurile se învârt în jurul Soarelui pe orbite foarte alungite și trec periodic pe o scară mică a spațiului de pe Pământ. În acest moment, ele pot fi observate în telescoape.

Conceptul de origine și dezvoltare a universului

Posibilitățile omului în studiul universului sunt foarte limitate de atașamentul său față de Pământ, de dimensiunea enormă a distanțelor în timpurile proceselor care au loc în univers. În esență, singura metodă experimentală este metoda de observare. Multe generații de astronomi lucrează pentru viitor. Ei sunt forțați să efectueze măsurători atente și să înregistreze rezultatele lor, astfel încât oamenii de știință din viitorul îndepărtat să observe procesul de dezvoltare a sistemelor stelare. Astăzi nu putem ști ce precizie va fi necesară în viitor pentru a face niște concluzii teoretice în viitor. Prin urmare, astronomii au încercat întotdeauna să obțină o acuratețe maximă a acurateței extreme a măsurătorilor. Dimensiunile astronomilor au uimit întotdeauna contemporanii cu atenția lor. Rezultatele observațiilor astronomice au permis lui Kepler să-și deschidă legile, Newton pentru a crea o teorie a gravitației. Datele precise despre mișcarea planetei Mercur au fost cele mai importante dovezi în favoarea teoriei gravitației Einstein.

Astronomia modernă are cele mai puternice telescoape optice și radio. A existat o oportunitate de studiu direct al planetelor sistemului solar cu ajutorul navelor spațiale.

Apariția cosmologiei moderne este asociată cu crearea teoriei relativiste a gravitației de către Einstein și cu nașterea astronomiei extragalactice (1920).

Soluția ecuațiilor gravitaționale ale lui Einstein a fost întâlnită inițial de către matematicianul sovietic A.A. Friedman în anii 1922-1924. Din soluția din A.A. Friedman a urmat că universul trebuie fie să se micsoreze, fie să se extindă.

Astronomul E. Hubble, în 1929, a găsit o schimbare roșie - o schimbare în liniile din spectrul stelelor îndepărtate, ceea ce indică faptul că stelele universului nostru se ridică. Acest lucru s-ar putea întâmpla dacă, la un moment dat, toate trupurile cerești au primit un impuls. Dacă împingerea este puternică, atunci stelele se vor mișca mereu una de alta și lumea noastră vizibilă va deveni mai mare și mai mare. Dar dacă stelele din universul de astăzi fug de unul de celălalt, atunci odată s-au apropiat una de cealaltă. În consecință, în trecutul îndepărtat a existat un moment în care întreaga substanță a universului se afla într-o grămadă mare și, datorită forțelor gravitaționale uriașe care apar într-o mare masă de materie, această grămadă ar trebui comprimată la o dimensiune relativ mică. Pentru a crea un univers modern din această problemă, trebuie să existe o explozie de putere enormă. Teoria originii universului ca rezultat al exploziei a fost propusă pentru prima oară în 1940 de G. Gamov. Această teorie este numită - The Big Bang Theory.

Sub influența forțelor gravitaționale gigantice, substanța a fost comprimată până la starea unui punct. În această stare, nimic nu poate fi, deci fizicienii spun că universul a venit din nimic. În pragul original, nu numai atomii ar putea exista, ci și particule elementare și fotoni. În 10-12 cu. Temperatura a scăzut, astfel încât au apărut cuarcile. În prezent, cuarcile nu pot apărea într-o stare liberă: temperatura este prea mică. După aproximativ 10 -3 s. Protoni, neutroni și alte particule elementare cristalizate din bulionul de quark. După câteva secunde, începe sinteza hidrogenului și a heliului. Deci, din nimic în doar câteva secunde, au fost 10 50 de tone ale universului.

a fost creat teoria într-un stadiu incipient de expansiune rapidă a universului de Alan Guth (1980). Conform acestei teorii, dimensiunea universului dublat la fiecare 10 -34 secunde. O astfel de expansiune super-rapidă a universului a fost numită inflație. Inflația nu a durat mult - până la 10-32 s. Pe parcursul perioadei de inflație, universul a crescut de la o dimensiune de miliardime de un proton la câțiva centimetri. La momentul inflația anterioară nu a fost într-adevăr ceva care fizicienii numesc un „fals“ sau vid excitat. Nu exista substanță, nici radiație. În timpul perioadei de inflație, vidul sa extins și, în consecință, s-a răcit. Universul era gol și rece - aproape ca Biblia. De unde a apărut temperatura imensă? Se pare că vidul fals, să se extindă și să se răcească, a pierdut stabilitatea și el a fost și a explodat, creând enorma cantitate de energie pe care le-am văzut și prin care trăim astăzi.

Schema nașterii universului.

Ventil excitat, comprimat la starea unui punct.

Expansiunea rapidă - inflația.

↓ În 10 -32 s.

Un univers rece și gol, cu o dimensiune de câțiva centimetri.

Explozia unui vid excitat. Nașterea energiei, o creștere bruscă a temperaturii.

Articole similare

• Cauzele sărăciei, conceptul Indexului Dezvoltării Umane (HR), indicele de dezvoltare

• Istoria apariției și dezvoltării brandului de aparate electrocasnice bosch

• Dezvoltarea conceptului de potențial economic al întreprinderii în contextul abordării orientate

Trimiteți-le prietenilor: