Structura și dezvoltarea prezentării universului. subiect de astronomie. telescop în emisfera sudică

Ce știm despre univers, cum este cosmosul? Universul este o lume fără margini, greu de înțeles de mintea umană, care pare ireală și nematerială. De fapt, suntem înconjurați de materie, nemărginită în spațiu și timp, capabilă să îmbrace diverse forme. Pentru a încerca să înțelegem adevărata scară a spațiului cosmic, cum funcționează Universul, structura universului și procesele de evoluție, va trebui să trecem pragul propriei noastre viziuni asupra lumii, să privim lumea din jurul nostru dintr-o altă direcție. unghi, din interior.

O privire asupra vastelor întinderi ale spațiului de pe Pământ

Formarea universului: primii pași

Spațiul pe care îl observăm prin telescoape este doar o parte a Universului stelar, așa-numita Megagalaxie. Parametrii orizontului cosmologic Hubble sunt colosali - 15-20 de miliarde de ani lumină. Aceste date sunt aproximative, deoarece în procesul de evoluție Universul se extinde constant. Expansiunea universului are loc prin răspândire elemente chimiceși radiații relicve. Structura universului este în continuă schimbare. În spațiu, se ridică grupuri de galaxii, obiecte și corpuri ale Universului - acestea sunt miliarde de stele care formează elementele spațiului apropiat - sisteme stelare cu planete și sateliți.

Unde este începutul? Cum a apărut universul? Probabil că vârsta Universului este de 20 de miliarde de ani. Este posibil ca sursa materiei cosmice să fi fost un protomatter fierbinte și dens, a cărui acumulare în anumit moment a explodat. Cele mai mici particule s-au format ca urmare a exploziei împrăștiate în toate direcțiile și continuă să se îndepărteze de epicentru în timpul nostru. Teoria Big Bang, care domină acum comunitatea științifică, este cea mai exactă descriere a procesului de formare a Universului. Substanța care a apărut ca urmare a unui cataclism cosmic a fost o masă eterogenă formată din cele mai mici particule instabile care, ciocnindu-se și împrăștiindu-se, au început să interacționeze între ele.

Big Bang-ul este o teorie a originii universului, care explică formarea acestuia. Conform acestei teorii, inițial a existat o anumită cantitate de materie, care, ca urmare a anumitor procese, a explodat cu o forță colosală, împrăștiind o masă de mamă în spațiul înconjurător.

Un timp mai târziu, conform standardelor cosmice - o clipă, conform cronologiei pământești - milioane de ani, a venit stadiul de materializare a spațiului. Din ce este făcut universul? Materia dispersată a început să se concentreze în cheaguri, mari și mici, în locul cărora au început să apară ulterior primele elemente ale Universului, mase uriașe de gaze - pepiniera viitoarelor stele. În cele mai multe cazuri, procesul de formare a obiectelor materiale în Univers este explicat de legile fizicii și termodinamicii, cu toate acestea, există o serie de puncte care nu pot fi încă explicate. De exemplu, de ce într-o parte a spațiului substanța în expansiune este concentrată mai mult, în timp ce într-o altă parte a universului materia este foarte rarefiată. Răspunsurile la aceste întrebări pot fi obținute numai atunci când mecanismul de formare a obiectelor spațiale, mari și mici, devine clar.

Acum, procesul de formare a Universului se explică prin acțiunea legilor Universului. Instabilitatea gravitațională și energia în diferite zone au declanșat formarea protostelelor, care la rândul lor sunt sub influența forțe centrifuge iar gravitația a format galaxii. Cu alte cuvinte, în timp ce materia a continuat și continuă să se extindă, procesele de compresie au început sub influența forțelor gravitaționale. Particulele de nori de gaz au început să se concentreze în jurul centrului imaginar, formând în cele din urmă un nou sigiliu. Materialul de construcție din acest șantier gigantic este hidrogenul molecular și heliul.

Elementele chimice ale Universului sunt materialul de construcție primar din care a urmat ulterior formarea obiectelor Universului.

În plus, legea termodinamicii începe să funcționeze, procesele de dezintegrare și ionizare sunt activate. Moleculele de hidrogen și heliu se descompun în atomi, din care, sub influența forțelor gravitaționale, se formează miezul unei protostele. Aceste procese sunt legile Universului și au luat forma unei reacții în lanț, având loc în toate colțurile îndepărtate ale Universului, umplând universul cu miliarde, sute de miliarde de stele.

Evoluția Universului: Repere

Astăzi, în cercurile științifice, există o ipoteză despre ciclicitatea stărilor din care este țesută istoria Universului. Apărând ca urmare a exploziei protomatterului, acumulările de gaz au devenit o pepinieră pentru stele, care, la rândul lor, au format numeroase galaxii. Cu toate acestea, după ce a ajuns într-o anumită fază, materia din Univers începe să lupte pentru starea sa originală, concentrată, adică. Explozia și expansiunea ulterioară a materiei în spațiu sunt urmate de compresie și revenirea la o stare superdensă, la punctul de plecare. Ulterior, totul se repetă, nașterea este urmată de finală și așa mai departe multe miliarde de ani, la infinit.

Începutul și sfârșitul universului în conformitate cu natura ciclică a evoluției universului

Cu toate acestea, omisând tema formării Universului, care rămâne intrebare deschisa, ar trebui să mergi la structura universului. În anii 30 ai secolului XX, a devenit clar că spațiul cosmic este împărțit în regiuni - galaxii, care sunt formațiuni uriașe, fiecare cu propria populație stelară. Cu toate acestea, galaxiile nu sunt obiecte statice. Viteza de expansiune a galaxiilor din centrul imaginar al Universului este în continuă schimbare, fapt dovedit de convergența unora și îndepărtarea altora unele de altele.

Toate aceste procese, din punct de vedere al duratei vieții pământești, durează foarte lent. Din punctul de vedere al științei și al acestor ipoteze, toate procesele evolutive au loc rapid. În mod convențional, evoluția Universului poate fi împărțită în patru etape - ere:

• era hadronului;
• era leptonică;
• era fotonică;
• era stelară.

Scala de timp cosmică și evoluția Universului, conform căreia apariția obiectelor spațiale poate fi explicată

În prima etapă, toată materia a fost concentrată într-o picătură nucleară mare, constând din particule și antiparticule, combinate în grupuri - hadroni (protoni și neutroni). Raportul dintre particule și antiparticule este de aproximativ 1:1,1. Apoi urmează procesul de anihilare a particulelor și antiparticulelor. Protonii și neutronii rămași sunt materialul de construcție din care este format Universul. Durata erei hadronului este neglijabilă, doar 0,0001 secunde - perioada reacției explozive.

În plus, după 100 de secunde, începe procesul de sinteză a elementelor. La o temperatură de un miliard de grade, moleculele de hidrogen și heliu se formează în procesul de fuziune nucleară. În tot acest timp, substanța continuă să se extindă în spațiu.

Din acest moment începe o etapă lungă, de la 300 de mii la 700 de mii de ani, de recombinare a nucleelor ​​și electronilor, formând atomi de hidrogen și heliu. În acest caz, se observă o scădere a temperaturii substanței, iar intensitatea radiației scade. Universul devine transparent. Hidrogenul și heliul formate în cantități colosale, sub influența forțelor gravitaționale, transformă Universul primar într-un șantier uriaș. După milioane de ani, începe era stelară - care este procesul de formare a protostelelor și a primelor protogalaxii.

Această împărțire a evoluției în etape se încadrează în modelul Universului fierbinte, care explică multe procese. Adevăratele cauze ale Big Bang-ului, mecanismul expansiunii materiei rămân neexplicate.

Structura și structura universului

Odată cu formarea hidrogenului gazos, începe era stelară a evoluției Universului. Hidrogenul sub influența gravitației se acumulează în acumulări uriașe, cheaguri. Masa și densitatea unor astfel de clustere sunt colosale, de sute de mii de ori mai mari decât masa galaxiei formate în sine. Distribuția neuniformă a hidrogenului, observată în stadiul inițial al formării universului, explică diferențele de dimensiuni ale galaxiilor formate. Acolo unde ar fi trebuit să existe o acumulare maximă de hidrogen gazos, s-au format megagalaxii. Acolo unde concentrația de hidrogen a fost neglijabilă, au apărut galaxii mai mici, precum casa noastră stelară, Calea Lactee.

Versiunea conform căreia Universul este un punct de început-sfârșit în jurul căruia se învârt galaxiile în diferite stadii de dezvoltare

Din acest moment, Universul primește primele formațiuni cu limite clare și parametri fizici. Acestea nu mai sunt nebuloase, acumulări de gaz stelar și praf cosmic (produse de explozie), protoclustere de materie stelară. Acestea sunt țări-stele, zona care este uriașă în ceea ce privește mintea umană. Universul devine plin de fenomene cosmice interesante.

Din punct de vedere al justificărilor științifice și al modelului modern al Universului, galaxiile s-au format mai întâi ca urmare a acțiunii forțelor gravitaționale. Materia a fost transformată într-un vârtej universal colosal. Procesele centripete au asigurat fragmentarea ulterioară a norilor de gaz în grupuri, care au devenit locul de naștere al primelor stele. Protogalaxiile cu o perioadă de rotație rapidă s-au transformat în timp în galaxii spirale. Acolo unde rotația a fost lentă și s-a observat în principal procesul de comprimare a materiei, s-au format galaxii neregulate, de cele mai multe ori eliptice. Pe acest fundal, în Univers au avut loc procese mai grandioase - formarea de superclustere de galaxii, care se ating strâns între ele cu marginile lor.

Superclusterele sunt numeroase grupuri de galaxii și grupuri de galaxii din structura pe scară largă a Universului. În termen de 1 miliard St. ani există aproximativ 100 de superclustere

Din acel moment a devenit clar că Universul este o hartă imensă, unde continentele sunt grupuri de galaxii, iar țările sunt megagalaxii și galaxii care s-au format cu miliarde de ani în urmă. Fiecare dintre formațiuni este formată dintr-un grup de stele, nebuloase, acumulări de gaz interstelar și praf. Totuși, toată această populație reprezintă doar 1% din volumul total al formațiunilor universale. Masa și volumul principal al galaxiilor este ocupat de materie întunecată, a cărei natură nu este posibil de aflat.

Diversitatea Universului: clase de galaxii

Prin eforturile astrofizicianului american Edwin Hubble, avem acum granițele universului și o clasificare clară a galaxiilor care îl locuiesc. Clasificarea sa bazat pe caracteristicile structurale ale acestor formațiuni gigantice. De ce galaxiile au forme diferite? Răspunsul la aceasta și la multe alte întrebări este dat de clasificarea Hubble, conform căreia Universul este format din galaxii din următoarele clase:

• spirală;
• eliptic;
• galaxii neregulate.

Primele includ cele mai comune formațiuni care umplu universul. trasaturi caracteristice galaxiile spirale reprezintă prezența unei spirale clar definite care se rotește în jurul unui nucleu strălucitor sau tinde spre puntea galactică. Galaxiile spirale cu un nucleu sunt notate prin simbolurile S, în timp ce obiectele cu o bară centrală au deja denumirea SB. Această clasă include și galaxia noastră Calea Lactee, în centrul căreia nucleul este separat de o bară luminoasă.

O galaxie spirală tipică. În centru, se vede clar un miez cu un pod de la capetele căruia emană brațe spiralate.

Formațiuni similare sunt împrăștiate în tot universul. Cea mai apropiată galaxie spirală de noi, Andromeda, este un gigant care se apropie rapid de Calea Lactee. Cel mai mare reprezentant al acestei clase cunoscut de noi este galaxia gigantică NGC 6872. Diametrul discului galactic al acestui monstru este de aproximativ 522 de mii de ani lumină. Acest obiect este situat la o distanță de 212 milioane de ani lumină de galaxia noastră.

Următoarea clasă comună de formațiuni galactice sunt galaxiile eliptice. Desemnarea lor în conformitate cu clasificarea Hubble este litera E (eliptică). Ca formă, aceste formațiuni sunt elipsoide. În ciuda faptului că există o mulțime de obiecte similare în Univers, galaxiile eliptice nu sunt foarte expresive. Ele constau în principal din elipse netede care sunt umplute cu grupuri de stele. Spre deosebire de spiralele galactice, elipsele nu conțin acumulări de gaz interstelar și praf cosmic, care sunt principalele efecte optice ale vizualizării unor astfel de obiecte.

Un reprezentant tipic al acestei clase, cunoscut astăzi, este o nebuloasă inelară eliptică din constelația Lyra. Acest obiect este situat la o distanță de 2100 de ani lumină de Pământ.

Vedere a galaxiei eliptice Centaurus A prin telescopul CFHT

Ultima clasă de obiecte galactice care populează universul sunt galaxiile neregulate sau neregulate. Clasificarea Hubble este caracterul latin I. Caracteristica principală este o formă neregulată. Cu alte cuvinte, astfel de obiecte nu au forme simetrice clare și un model caracteristic. În forma sa, o astfel de galaxie seamănă cu o imagine a haosului universal, unde grupurile de stele alternează cu nori de gaz și praf cosmic. La scara universului, galaxiile neregulate sunt un fenomen frecvent.

La rândul lor, galaxiile neregulate sunt împărțite în două subtipuri:

• Galaxiile neregulate de subtipul I au o structură neregulată complexă, o suprafață mare densă, care se distinge prin luminozitate. Adesea, o astfel de formă haotică a galaxiilor neregulate este rezultatul spiralelor prăbușite. Exemplu tipic o galaxie similară - Norii Magellanic Mari și Mici;
• Galaxiile neregulate de subtip II au o suprafață joasă, o formă haotică și nu sunt foarte luminoase. Din cauza scăderii luminozității, astfel de formațiuni sunt greu de detectat în vastitatea Universului.

Marele Nor Magellanic este cea mai apropiată galaxie neregulată de noi. Ambele formațiuni, la rândul lor, sunt sateliți ai Căii Lactee și pot fi absorbite în curând (în 1-2 miliarde de ani) de un obiect mai mare.

Galaxia neregulată Marele Nor Magellanic este un satelit al galaxiei noastre. calea Lactee

În ciuda faptului că Edwin Hubble a plasat destul de precis galaxiile în clase, această clasificare nu este ideală. Am putea obține mai multe rezultate dacă am include teoria relativității a lui Einstein în procesul de cunoaștere a Universului. Universul este reprezentat de o multitudine de forme și structuri diferite, fiecare dintre ele având proprietățile și trăsăturile sale caracteristice. Recent, astronomii au reușit să detecteze noi formațiuni galactice care sunt descrise ca obiecte intermediare între galaxiile spirale și eliptice.

Calea Lactee este cea mai cunoscută parte a universului pentru noi.

Două brațe spiralate, situate simetric în jurul centrului, alcătuiesc corpul principal al galaxiei. Spiralele, la rândul lor, constau din mâneci care curg lin una în alta. La joncțiunea brațelor Săgetător și Cygnus se află Soarele nostru, situat din centrul galaxiei Calea Lactee la o distanță de 2,62 10¹⁷ km. Spiralele și brațele galaxiilor spirale sunt grupuri de stele care cresc în densitate pe măsură ce se apropie de centrul galactic. Restul masei și volumului spiralelor galactice este materie întunecată și doar o mică parte este reprezentată de gazul interstelar și praful cosmic.

Poziția Soarelui în brațele Căii Lactee, locul galaxiei noastre în Univers

Grosimea spiralelor este de aproximativ 2 mii de ani lumină. Toată această prăjitură stratificată este în mișcare constantă, rotindu-se cu o viteză extraordinară de 200-300 km/s. Cu cât este mai aproape de centrul galaxiei, cu atât viteza de rotație este mai mare. Soarele și sistemul nostru solar vor avea nevoie de 250 de milioane de ani pentru a face o revoluție completă în jurul centrului Căii Lactee.

Galaxia noastră este formată din un trilion de stele, mari și mici, supergrele și mărime medie. Cel mai dens grup de stele din Calea Lactee este brațul Săgetător. În această regiune se observă luminozitatea maximă a galaxiei noastre. Partea opusă a cercului galactic, dimpotrivă, este mai puțin strălucitoare și puțin distinsă prin observarea vizuală.

Partea centrală a Căii Lactee este reprezentată de un nucleu, ale cărui dimensiuni sunt probabil 1000-2000 parsecs. În această regiune cea mai strălucitoare a galaxiei este concentrat numărul maxim de stele, care au clase diferite, căi proprii de dezvoltare și evoluție. Practic, acestea sunt vechi stele supergrele care se află în stadiul final al secvenței principale. Confirmarea prezenței centrului de îmbătrânire al galaxiei Calea Lactee este prezența în această regiune un numar mare stele neutronice și găuri negre. Într-adevăr, centrul discului spiral al oricărei galaxii spirale este o gaură neagră supermasivă, care, asemenea unui aspirator gigant, aspiră obiecte cerești și materie reală.

Gaura neagră supermasivă din partea centrală a Căii Lactee este locul în care toate obiectele galactice mor.

În ceea ce privește clusterele stelare, oamenii de știință au reușit astăzi să clasifice două tipuri de clustere: sferice și deschise. Pe lângă grupurile de stele, spiralele și brațele Căii Lactee, ca orice altă galaxie spirală, sunt compuse din materie împrăștiată și energie întunecată. Fiind o consecință a Big Bang-ului, materia se află într-o stare foarte rarefiată, care este reprezentată de particule de praf și gaz interstelar rarefiate. Partea vizibilă a materiei este reprezentată de nebuloase, care la rândul lor sunt împărțite în două tipuri: nebuloase planetare și nebuloase difuze. Partea vizibilă a spectrului nebuloaselor se explică prin refracția luminii stelelor, care radiază lumină în interiorul spiralei în toate direcțiile.

În această supă cosmică există sistemul nostru solar. Nu, nu suntem singurii din această lume vastă. La fel ca Soarele, multe stele au propriile lor sisteme planetare. Întreaga întrebare este cum să detectăm planete îndepărtate, dacă distanțele chiar și în interiorul galaxiei noastre depășesc durata existenței oricărei civilizații inteligente. Timpul din Univers este măsurat prin alte criterii. Planetele cu sateliții lor sunt cele mai mici obiecte din univers. Numărul de astfel de obiecte este incalculabil. Fiecare dintre acele stele care se află în intervalul vizibil poate avea propriile sisteme stelare. Este în puterea noastră să vedem doar cele mai apropiate planete existente de noi. Ce se întâmplă în vecinătate, ce lumi există în alte brațe ale Căii Lactee și ce planete există în alte galaxii, rămâne un mister.

Kepler-16 b este o exoplanetă în jurul stelei duble Kepler-16 din constelația Cygnus

Concluzie

Având doar o idee superficială despre cum a apărut Universul și cum evoluează, o persoană a făcut doar un mic pas spre înțelegerea și înțelegerea dimensiunii universului. Dimensiunile și scarile grandioase cu care se confruntă oamenii de știință astăzi indică faptul că civilizația umană este doar un moment în acest pachet de materie, spațiu și timp.

Modelarea Universului în conformitate cu conceptul de prezență a materiei în spațiu, ținând cont de timp

Studiul universului merge de la Copernic până în zilele noastre. La început, oamenii de știință au pornit de la modelul heliocentric. De fapt, s-a dovedit că cosmosul nu are un centru real și toată rotația, mișcarea și mișcarea au loc conform legilor Universului. Chiar dacă există explicatie stiintifica procesele în desfășurare, obiectele universale sunt împărțite în clase, tipuri și tipuri, niciun corp din spațiu nu este asemănător cu altul. Dimensiunile corpurilor cerești sunt aproximative, precum și masa lor. Locația galaxiilor, stelelor și planetelor este condiționată. Ideea este că nu există un sistem de coordonate în Univers. Observând spațiul, facem o proiecție pe întregul orizont vizibil, considerând Pământul nostru ca punct de referință zero. De fapt, suntem doar o particulă microscopică, pierdută în întinderile nesfârșite ale Universului.

Universul este o substanță în care toate obiectele există în strânsă relație cu spațiul și timpul

La fel ca legarea la dimensiuni, timpul din Univers ar trebui să fie considerat componenta principală. Originea și vârsta obiectelor spațiale vă permite să faceți o imagine a nașterii lumii, să evidențiați etapele evoluției universului. Sistemul cu care avem de-a face este strâns legat de intervale de timp. Toate procesele care au loc în spațiu au cicluri - început, formare, transformare și final, însoțite de moartea unui obiect material și de trecerea materiei într-o altă stare.

Astronomia este știința corpurilor cerești (de la cuvintele grecești antice aston - stea și nomos - lege) Studiază mișcările vizibile și reale și legile care determină aceste mișcări, forma, dimensiunea, masa și topografia Suprafețelor, natura și starea fizică a corpurile cerești, interacțiunea și evoluția lor.

Explorarea Universului Numărul de stele din galaxie este de trilioane. Cele mai numeroase stele sunt pitici cu mase de aproximativ 10 ori mai mici decât Soarele. Pe lângă stelele singulare și sateliții lor (planete), Galaxia include stele duble și multiple, precum și grupuri de stele conectate prin gravitație și care se mișcă în spațiu ca un întreg, numite grupuri de stele. Unele dintre ele pot fi găsite pe cer cu un telescop, iar uneori cu ochiul liber. Astfel de grupuri nu au o formă regulată; mai mult de o mie dintre ele sunt acum cunoscute. Grupurile de stele sunt împărțite în deschise și globulare. Spre deosebire de clusterele de stele care se împrăștie, care sunt în mare parte stele din secvența principală, clusterele globulare conțin giganți și supergiganți roșii și galbeni. Studiile cerului efectuate de telescoape cu raze X montate pe sateliți speciali de pământ artificial au dus la descoperirea radiațiilor de raze X din multe clustere globulare.

Structura galaxiei Marea majoritate a stelelor și a materiei difuze din galaxie ocupă un volum lenticular. Soarele se află la o distanță de aproximativ 10.000 pc de centrul Galaxiei, ascuns de noi de nori de praf interstelar. În centrul galaxiei se află nucleul, care În ultima vreme studiate cu atenție în lungimile de undă în infraroșu, radio și raze X. Nori opaci de praf acoperă miezul de la noi, împiedicând observațiile vizuale și fotografice convenționale ale acestui cel mai interesant obiect din Galaxie. Dacă am putea privi discul galactic „de sus”, am găsi brațe spiralate uriașe, care conțin în principal cele mai fierbinți și mai strălucitoare stele, precum și nori masivi de gaz. Discul cu brațe spiralate formează baza subsistemului plat al Galaxiei. Iar obiectele care se concentrează în miezul galaxiei și care pătrund doar parțial în disc aparțin subsistemului sferic. Aceasta este forma simplificată a structurii Galaxy.

Tipuri de galaxii 1 Spiral. Aceasta este 30% din galaxii. Sunt de două feluri. Normal și încrucișat. 2 Eliptică. Se crede că majoritatea galaxiilor au forma unei sfere aplatizate. Printre acestea sunt sferice și aproape plate. Cea mai mare galaxie eliptică cunoscută este M 87 din constelația Fecioarei. 3 Nu este corect. Multe galaxii au o formă zdrențuită, fără un contur pronunțat. Acestea includ Norul Magellanic al Grupului Nostru Local.

Soarele Soarele este centrul sistemului nostru planetar, elementul său principal, fără de care nu ar exista nici Pământ, nici viață pe el. Oamenii au observat steaua din cele mai vechi timpuri. De atunci, cunoștințele noastre despre lumina s-au extins semnificativ, îmbogățite cu numeroase informații despre mișcare, structura internași natura acestui obiect spațial. Mai mult, studiul Soarelui aduce o contribuție uriașă la înțelegerea structurii Universului în ansamblu, în special a celor ale elementelor sale care sunt similare în esență și principii de „muncă”.

Soarele Soarele este un obiect care există, după standardele umane, de foarte mult timp. Formarea sa a început acum aproximativ 5 miliarde de ani. Apoi a existat un nor molecular vast în locul sistemului solar. Sub influența forțelor gravitaționale, în el au început să apară vârtejuri, asemănătoare tornadelor terestre. În centrul uneia dintre ele, materia (în cea mai mare parte hidrogen) a început să se condenseze, iar în urmă cu 4,5 miliarde de ani a apărut aici o stea tânără, care după o lungă perioadă de timp a primit numele de Soare. Planetele au început să se formeze treptat în jurul lui - colțul nostru de Univers a început să-și dobândească obișnuitul omul modern vedere. -

Soarele pitic galben nu este un obiect unic. Aparține clasei de pitice galbene, stele din secvența principală relativ mici. Termenul de „serviciu” acordat unor astfel de organisme este de aproximativ 10 miliarde de ani. După standardele de spațiu, acest lucru este destul de puțin. Acum luminatorul nostru, s-ar putea spune, este în floarea vieții sale: nu încă bătrân, nu mai tânăr - mai este o jumătate de viață înainte.

Un an lumină este distanța pe care lumina o parcurge într-un an. Uniunea Astronomică Internațională și-a dat explicația pentru anul lumină - aceasta este distanța pe care lumina o parcurge în vid, fără participarea gravitației, într-un an iulian. Anul iulian este egal cu 365 de zile. Această interpretare este folosită în literatura științifică. Dacă luăm literatura profesională, atunci aici distanța este calculată în parsecs sau kilo- și megaparsecs. Până în 1984, un an lumină era distanța parcursă de lumină într-un an tropical. Noua definiție diferă de cea veche cu doar 0,002%. Nu există nicio diferență specială între definiții. Există cifre specifice care au determinat distanța orelor de lumină, minutelor, zilelor etc. Un an lumină este 9.460.800.000 km, o lună este de 788.333 milioane km. , saptamana - 197.083 milioane km. , zi - 26.277 milioane km, ora - 1.094 milioane km. , minut - aproximativ 18 milioane km. , o secundă înseamnă aproximativ 300 de mii de km.

Constelația Fecioarei Galaxy Fecioara poate fi văzută cel mai bine la începutul primăverii, și anume în martie - aprilie, când trece în partea de sud a orizontului. Datorită faptului că constelația are o dimensiune impresionantă, Soarele se află în ea de mai bine de o lună - începând cu 16 septembrie și până pe 30 octombrie. Pe vechile atlasuri de stele, Fecioara era reprezentată ca o fată cu un spiț de grâu în mâna dreaptă. Cu toate acestea, nu toată lumea este capabilă să discearnă o astfel de imagine într-o împrăștiere haotică de stele. Cu toate acestea, găsirea constelației Fecioare pe cer nu este atât de dificilă. Conține o stea de prima magnitudine, datorită luminii strălucitoare a cărei Fecioara poate fi găsită cu ușurință printre alte constelații.

Nebuloasa Andromeda Cea mai apropiată galaxie mare de Calea Lactee. Conține aproximativ 1 trilion de stele, care este de 2,5 -5 ori dimensiunea Căii Lactee. Este situat în constelația Andromeda și este îndepărtată de Pământ la o distanță de 2,52 milioane de ani lumină. ani. Planul galaxiei este înclinat față de linia de vedere la un unghi de 15°, dimensiunea sa aparentă este de 3,2 × 1,0°, magnitudinea aparentă este de +3,4 m.

Calea Lactee Calea Lactee aparține galaxiilor spirale. În același timp, are un jumper sub forma unui sistem stelar uriaș, interconectat prin forțe gravitaționale. Se crede că Calea Lactee există de peste treisprezece miliarde de ani. Aceasta este perioada în care s-au format aproximativ 400 de miliarde de constelații și stele, peste o mie de nebuloase uriașe de gaze, grupuri și nori în această galaxie. Forma Căii Lactee este clar vizibilă pe harta Universului. După examinare, devine clar că acest grup de stele este un disc cu un diametru de 100 de mii de ani lumină (un astfel de an lumină este de zece trilioane de kilometri). Grosimea clusterului este de 15 mii, iar adâncimea este de aproximativ 8 mii de ani lumină. Cât cântărește Calea Lactee? Aceasta (determinarea masei sale este o sarcină foarte dificilă) nu poate fi calculată. Este dificil de determinat masa materiei întunecate care nu interacționează cu radiația electromagnetică. Acesta este motivul pentru care astronomii nu pot răspunde definitiv această întrebare. Dar există estimări aproximative, conform cărora, greutatea galaxiei este în intervalul de la 500 la 3000 de miliarde de mase solare.

Această parte a Căii Lactee este situată în constelația Săgetător. În miez există o sursă de radiații non-termice, care are o temperatură de aproximativ zece milioane de grade. În centrul acestei părți a Căii Lactee se află o focă numită „bulge”. Acesta este un întreg șir de stele vechi care se mișcă pe o orbită alungită. Cele mai multe dintre aceste corpuri cerești ciclu de viață se apropie deja de sfârșit. Există o gaură neagră supermasivă în centrul nucleului Căii Lactee. Această bucată de spațiu exterior, a cărei greutate este egală cu masa a trei milioane de sori, are o gravitație puternică. În jurul ei se învârte o altă gaură neagră, doar mai mică. Un astfel de sistem creează un câmp gravitațional atât de puternic încât constelațiile și stelele din apropiere se deplasează pe traiectorii foarte neobișnuite. Centrul Căii Lactee are și alte caracteristici. Deci, este caracterizată de un grup mare de stele. Mai mult, distanța dintre ele este de sute de ori mai mică decât cea observată la periferia formațiunii. Miezul Calei Lactee

Introducere

Parte principală

1.Cosmologie

2. Structura universului:

2.1 Metagalaxie

2.2 Galaxii

2.3.Stele

2.4 Planeta și sistemul solar

3. Mijloace de observare a obiectelor Universului

4. Problema căutării civilizațiilor extraterestre

Concluzie

Introducere

Universul este cel mai global obiect al megalumii, nemărginit în timp și spațiu. Potrivit ideilor moderne, este o sferă imensă, fără limite. Există ipoteze științifice despre un Univers „deschis”, adică un Univers „în expansiune continuă”, precum și un Univers „închis”, adică un Univers „pulsător”. Ambele ipoteze există în mai multe variante. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări foarte amănunțite până când una sau alta dintre ele se transformă într-o teorie științifică mai mult sau mai puțin întemeiată.

universul la maxim diferite niveluri, de la particulele elementare convenționale la superclustere gigantice de galaxii, caracterul structural este inerent. Structura Universului este subiectul de studiu al cosmologiei, una dintre ramurile importante ale științelor naturii, situată la joncțiunea multor științe ale naturii: astronomie, fizică, chimie etc. Structura modernă a Universului este rezultatul studiilor cosmice. evoluție, în timpul căreia galaxiile s-au format din protogalaxii, stele din protostele, nor protoplanetar - planete.

Cosmologie

Cosmologia este o teorie astrofizică a structurii și dinamicii Metagalaxiei, care include o anumită înțelegere a proprietăților întregului Univers.

Termenul „cosmologie” în sine derivă din două cuvinte grecești: cosmos – universul și logos – lege, doctrină. În esență, cosmologia este o ramură a științelor naturale care utilizează realizările și metodele astronomiei, fizicii, matematicii și filosofiei. Baza științifică naturală a cosmologiei o reprezintă observațiile astronomice ale galaxiei și ale altor sisteme stelare, teoria generală a relativității, fizica microproceselor și a densităților mari de energie, termodinamica relativistă și o serie de alte teorii fizice recente.

Multe prevederi ale cosmologiei moderne par fantastice. Conceptele de Univers, infinit, Big Bang nu sunt susceptibile de percepția fizică vizuală; astfel de obiecte și procese nu pot fi captate direct. Din cauza acestei împrejurări, se face impresia că vorbim despre ceva supranatural. Dar o astfel de impresie este înșelătoare, deoarece funcționarea cosmologiei este de o natură foarte constructivă, deși multe dintre prevederile sale se dovedesc a fi ipotetice.

Cosmologia modernă este o ramură a astronomiei care combină datele fizicii și matematicii, precum și principiile filozofice universale, prin urmare este o sinteză a cunoștințelor științifice și filozofice. O astfel de sinteză este necesară în cosmologie, deoarece reflecțiile asupra originii și structurii Universului sunt dificil de verificat empiric și există cel mai adesea sub formă de ipoteze teoretice sau modele matematice. Studiile cosmologice se dezvoltă de obicei de la teorie la practică, de la model la experiment, iar aici dobândesc atitudinile filozofice și științifice generale inițiale. mare importanță. Din acest motiv, modelele cosmologice diferă semnificativ unele de altele - ele se bazează adesea pe principii filozofice inițiale opuse. La rândul său, orice concluzie cosmologică afectează și ideile filozofice generale despre structura Universului, adică. schimba ideile fundamentale ale omului despre lume și despre sine.

Cel mai important postulat al cosmologiei moderne este că legile naturii, stabilite pe baza studiului unei părți foarte limitate a Universului, pot fi extrapolate la regiuni mult mai largi și, în cele din urmă, la întregul Univers. Teoriile cosmologice diferă în funcție de principiile fizice și de legile pe care se bazează. Modelele construite pe baza lor ar trebui să permită verificarea pentru regiunea observată a Universului, iar concluziile teoriei să fie confirmate prin observații sau, în orice caz, să nu le contrazică.

Structura Universului

Metagalaxie

O metagalaxie este o parte a universului care poate fi studiată prin mijloace astronomice. Este format din sute de miliarde de galaxii, fiecare dintre ele se rotește în jurul axei sale și se împrăștie simultan una de cealaltă la viteze de la 200 la 150.000 km. sec(2).

Una dintre cele mai importante proprietăți ale Metagalaxiei este expansiunea sa constantă, așa cum o demonstrează „expansiunea” clusterelor de galaxii. Dovada că grupurile de galaxii se îndepărtează unele de altele este „deplasarea spre roșu” în spectrele galaxiilor și descoperirea radiației cosmice de fond cu microunde (radiația extragalactică de fundal corespunzătoare unei temperaturi de aproximativ 2,7 K) (1).

Din expansiunea Metagalaxiei rezultă o consecință importantă: în trecut, distanțele dintre galaxii erau mai mici. Și dacă ținem cont de faptul că galaxiile înseși în trecut erau nori de gaz extinși și rari, atunci este evident că în urmă cu miliarde de ani granițele acestor nori s-au închis și au format un singur nor omogen de gaz care se extindea constant.

O altă proprietate importantă a Metagalaxiei este distribuția uniformă a materiei în ea (a cărei mare parte este concentrată în stele). ÎN de ultimă oră Metagalaxia este omogenă pe o scară de aproximativ 200 Mpc. Este puțin probabil să fi fost așa în trecut. Chiar la începutul expansiunii Metagalaxiei, eterogenitatea materiei ar putea exista. Căutarea de urme ale eterogenității stărilor trecute ale Metagalaxiei este una dintre cele mai importante probleme ale astronomiei extragalactice (2).

Omogenitatea Metagalaxiei (și a Universului) trebuie înțeleasă și în sensul că elemente structurale stelele și galaxiile îndepărtate, legile fizice cărora le respectă și constantele fizice, aparent, sunt aceleași peste tot cu un grad ridicat de precizie, de exemplu. la fel ca în regiunea noastră a Metagalaxiei, inclusiv Pământul. O galaxie tipică aflată la o sută de milioane de ani lumină depărtare arată practic la fel ca a noastră. Spectrele atomilor, prin urmare, legile chimiei și ale fizicii atomice de acolo sunt identice cu cele adoptate pe Pământ. Această împrejurare face posibilă extinderea cu încredere a legile fizicii descoperite în laboratorul terestru la regiuni mai largi ale Universului.

Ideea omogenității Metagalaxiei dovedește încă o dată că Pământul nu ocupă nicio poziție privilegiată în Univers. Desigur, Pământul, Soarele și Galaxia ni se par importante și excepționale pentru noi, oamenii, dar nu sunt așa pentru Universul în ansamblu.

Potrivit ideilor moderne, Metagalaxia este caracterizată de o structură celulară (de rețea, poroasă). Aceste reprezentări se bazează pe datele observațiilor astronomice, care au arătat că galaxiile nu sunt distribuite uniform, ci sunt concentrate în apropierea limitelor celulelor, în interiorul cărora aproape că nu există galaxii. În plus, au fost găsite volume uriașe de spațiu în care încă nu au fost găsite galaxii.

Dacă luăm nu secțiuni separate ale Metagalaxiei, ci structura sa pe scară largă în ansamblu, atunci este evident că în această structură nu există locuri sau direcții speciale care să iasă în evidență într-un fel, iar substanța este distribuită relativ uniform.

Vârsta Metagalaxiei este aproape de vârsta Universului, deoarece formarea structurii sale cade în perioada următoare separării materiei și radiațiilor. Conform datelor moderne, vârsta Metagalaxiei este estimată la 15 miliarde de ani. Oamenii de știință cred că, aparent, vârsta galaxiilor care s-au format într-una dintre etapele inițiale ale expansiunii Metagalaxiei este, de asemenea, aproape de aceasta.

galaxii

O galaxie este o colecție de stele într-un volum în formă de lentilă. Majoritatea stelelor sunt concentrate în planul de simetrie al acestui volum (plan galactic), o parte mai mică este concentrată într-un volum sferic (nucleu galactic).

Pe lângă stele, galaxiile includ materie interstelară (gaze, praf, asteroizi, comete), câmpuri electromagnetice, gravitaționale și radiații cosmice. Sistemul solar este situat în apropierea planului galactic al galaxiei noastre. Pentru un observator terestru, stelele care se concentrează în planul galactic se contopesc în imaginea vizibilă a Căii Lactee.

Studiul sistematic al galaxiilor a început la începutul secolului trecut, când pe telescoape au fost instalate instrumente pentru analiza spectrală a emisiilor de lumină ale stelelor.

Astronomul american E. Hubble a dezvoltat o metodă de clasificare a galaxiilor cunoscute de el la acea vreme, ținând cont de forma lor observată. În clasificarea sa, se disting mai multe tipuri (clase) de galaxii, fiecare dintre ele având subtipuri sau subclase. El a determinat, de asemenea, distribuția procentuală aproximativă a galaxiilor observate: galaxii de formă eliptică (aproximativ 25%), spirală (aproximativ 50%), lenticulare (aproximativ 20%) și galaxii particulare (cu formă neregulată) (aproximativ 5%) (2).

Galaxiile eliptice au o formă spațială de elipsoid cu grade diferite comprimare. Sunt cele mai simple ca structură: distribuția stelelor scade uniform din centru.

Galaxiile neregulate nu au o formă pronunțată; le lipsește un nucleu central.

Galaxiile spirale sunt prezentate sub forma unei spirale, inclusiv brațe spiralate. Acesta este cel mai numeros tip de galaxii, căruia îi aparține galaxia noastră - Calea Lactee.

Calea Lactee este clar vizibilă într-o noapte fără lună. Pare a fi o colecție de mase nebuloase luminoase care se întind de la o parte la alta a orizontului și este compusă din aproximativ 150 de miliarde de stele. Ca formă, seamănă cu o minge turtită. În centrul său se află miezul, din care se extind mai multe ramuri stelare spiralate. Galaxia noastră este extrem de mare: de la o margine la alta, un fascicul de lumină parcurge aproximativ 100.000 de ani pământeni. Majoritatea stelelor sale sunt concentrate într-un disc gigant cu grosimea de aproximativ 1500 de ani lumină. La o distanță de aproximativ 2 milioane de ani lumină de noi se află cea mai apropiată galaxie de noi - Nebuloasa Andromeda, care în structura sa seamănă cu Calea Lactee, dar o depășește semnificativ ca dimensiune.  Galaxia noastră, Nebuloasa Andromeda, împreună cu alte sisteme stelare vecine, formează Grupul Local de galaxii. Soarele este situat la o distanță de aproximativ 30 de mii de ani lumină de centrul galaxiei.

Astăzi se știe că galaxiile se combină în structuri stabile (clustere și superclustere de galaxii). Astronomii cunosc un nor de galaxii cu o densitate de 220.032 galaxii pe grad pătrat. Galaxia noastră face parte dintr-un grup de galaxii numit Sistemul Local.

Sistemul Local include Galaxia noastră, Galaxia Andromeda, galaxia spirală din constelația Triangulum și alte 31 de sisteme stelare. Diametrul acestui sistem este de 7 milioane de ani lumină. Această asociere de galaxii include Nebuloasa Andromeda, care este mult mai mare decât galaxia noastră: diametrul său este de peste 300 de mii de ani lumină. ani. Se afla la o distanta de 2,3 milioane sv. ani de la galaxia noastră și este format din câteva miliarde de stele. Alături de o galaxie atât de imensă precum Nebuloasa Andromeda, astronomii cunosc galaxii pitice (3).

În constelațiile Leului și Sculptorului, au fost descoperite galaxii aproape sferice cu dimensiunea de 3000 de ani lumină. ani peste. Există date despre dimensiunile liniare ale următoarelor structuri la scară mare din Univers: sisteme stelare - 108 km, galaxii care conțin aproximativ 1013 stele - 3 104 sv. ani, un grup de galaxii (din 50 de galaxii strălucitoare) - 107sv. ani, superclustere de galaxii - 109 sv. ani. Distanța dintre grupurile de galaxii este de aproximativ 20 107 sv. ani.(1).

Denumirea galaxiilor este de obicei dată în raport cu catalogul corespunzător: desemnarea catalogului plus numărul galaxiei (NGC2658, unde NGC este noul catalog general Dreyer, 2658 este numărul galaxiei din acest catalog).În primele cataloage stelare, galaxiile au fost înregistrate în mod eronat. ca nebuloase de o anumită luminozitate. În a doua jumătate a secolului al XX-lea. s-a constatat că clasificarea galaxiilor Hubble nu este exactă: există un număr mare de varietăți de galaxii care au o formă deosebită. Sistemul Local (cluster of galaxies) face parte dintr-un supercluster gigant de galaxii, al cărui diametru este de 100 de milioane de ani, Sistemul nostru Local este situat la o distanță de peste 30 de milioane de ani lumină de centrul acestui supercluster. ani(1). Astronomia modernă folosește o gamă largă de metode pentru studierea obiectelor situate la distanțe mari de observator. Un loc mare în cercetarea astronomică îl ocupă metoda măsurătorilor radiologice, dezvoltată la începutul secolului trecut.

Stele

Lumea stelelor este neobișnuit de diversă. Și deși toate stelele sunt bile fierbinți, similare cu Soarele, caracteristicile lor fizice diferă destul de semnificativ.(1) Există, de exemplu, stele - giganți și supergiganți. Au dimensiuni mai mari decât Soarele.

Pe lângă stelele gigantice, există și stele pitice, mult mai mici ca dimensiune decât Soarele. Unii pitici sunt mai mici decât Pământul și chiar Luna. La piticele albe, reacțiile termonucleare practic nu au loc; ele sunt posibile numai în atmosfera acestor stele, unde intră hidrogenul din mediul interstelar. Practic, aceste stele strălucesc datorită rezervelor uriașe de energie termică. Timpul lor de răcire este de sute de milioane de ani. Treptat, pitica albă se răcește, culoarea ei se schimbă de la alb la galben și apoi la roșu. În cele din urmă, se transformă într-o pitică neagră - o stea mică și rece moartă de dimensiunea Pământ, care nu poate fi văzută dintr-un alt sistem planetar(3).

Se disting și stelele neutronice - acestea sunt uriașe nuclee atomice.

Stelele au temperaturi de suprafață diferite - de la câteva mii la zeci de mii de grade. În consecință, se distinge și culoarea stelelor. Stelele relativ „reci” cu o temperatură de 3-4 mii de grade sunt roșii. Soarele nostru cu o suprafață „încălzită” până la 6 mii de grade, are o culoare gălbuie. Cele mai fierbinți stele - cele cu temperaturi peste 12.000 de grade - sunt albe și albăstrui.

Stelele nu există izolat, ci formează sisteme. Cele mai simple sisteme stelare - constau din 2 sau mai multe stele. Stelele sunt, de asemenea, combinate în grupuri și mai mari - grupuri de stele.

Vârsta stelelor variază pe o gamă destul de largă de valori: de la 15 miliarde de ani, corespunzătoare vârstei Universului, până la sute de mii dintre cei mai tineri. Sunt stele care se formează în prezent și sunt în stadiul protostelar, adică nu au devenit încă stele adevărate.

Nașterea stelelor are loc în nebuloasele gaz-praf sub acțiunea forțelor gravitaționale, magnetice și de altă natură, datorită cărora se formează uniformități instabile și materia difuză se descompune într-un număr de condensări. Dacă astfel de aglomerări persistă suficient de mult, se transformă în stele în timp. Este important de menționat că procesul de naștere nu este o stea separată izolată, ci asociații stelare.

Steaua este o minge de plasmă. Masa principală (98-99%) de materie vizibilă din partea de Univers cunoscută de noi este concentrată în stele. Stelele sunt surse puternice de energie. În special, viața de pe Pământ își datorează existența energiei de radiație a Soarelui.

O stea este un sistem de plasmă dinamic, care se schimbă direcțional. În timpul vieții unei stele, compoziția sa chimică și distribuția elementelor chimice se modifică semnificativ. În etapele ulterioare de dezvoltare, materia stelară trece într-o stare de gaz degenerat (în care influența mecanică cuantică a particulelor una asupra celeilalte îi afectează în mod semnificativ. proprietăți fizice- presiune, capacitate termică etc.), și uneori materie neutroanică (pulsari - stele neutronice, explozivi - surse) radiații cu raze X si etc.).

Stelele se nasc din materia cosmică ca urmare a condensării sale sub influența forțelor gravitaționale, magnetice și a altor forțe. Sub influența forțelor gravitatie dintr-un nor de gaz se formează o minge densă - o protostea, a cărei evoluție trece prin trei etape.

Prima etapă a evoluției este asociată cu separarea și compactarea materiei cosmice. Al doilea este contracția rapidă a protostelei. La un moment dat, presiunea gazului din interiorul protostelei crește, ceea ce încetinește procesul de comprimare a acestuia, dar temperatura din regiunile interioare este încă insuficientă pentru a începe o reacție termonucleară. În a treia etapă, protostea continuă să se micșoreze, iar temperatura sa crește, ceea ce duce la declanșarea unei reacții termonucleare. Presiunea gazului care curge din stele este echilibrată de forța de atracție, iar bila de gaz încetează să se mai micșoreze. Se formează un obiect de echilibru - o stea. O astfel de stea este un sistem de autoreglare. Dacă temperatura din interior nu crește, atunci steaua se umflă. La rândul său, răcirea stelei duce la comprimarea și încălzirea ei ulterioară, iar reacțiile nucleare din ea sunt accelerate. Astfel, echilibrul temperaturii este restabilit. Procesul de transformare a unei protostele într-o stea durează milioane de ani, ceea ce este relativ scurt la scară cosmică.

Nașterea stelelor în galaxii are loc continuu. Acest proces compensează, de asemenea, moartea continuă a stelelor. Prin urmare, galaxiile sunt formate din stele vechi și tinere. Cele mai vechi stele sunt concentrate în clustere globulare, vârsta lor este comparabilă cu vârsta galaxiei. Aceste stele s-au format pe măsură ce norul protogalactic s-a rupt în aglomerări din ce în ce mai mici. Stele tinere (de aproximativ 100 de mii de ani) există datorită energiei de contracție gravitațională, care încălzește regiunea centrală a stelei la o temperatură de 10-15 milioane K și „declanșează” reacția termonucleară de transformare a hidrogenului în heliu. Reacția termonucleară este sursa propriei străluciri a stelelor.

Din momentul în care începe reacția termonucleară, transformând hidrogenul în heliu, o stea precum Soarele nostru intră în așa-numita secvență principală, conform căreia caracteristicile stelei se vor schimba în timp: luminozitatea, temperatura, raza, compoziția chimică și masa acesteia. . După arderea hidrogenului în zona centrală, în apropierea stelei se formează un miez de heliu. Reacțiile termonucleare cu hidrogen continuă să aibă loc, dar numai într-un strat subțire lângă suprafața acestui nucleu. Reacțiile nucleare se deplasează la periferia stelei. Miezul ars începe să se micșoreze, iar carcasa exterioară se extinde. Cochilia se umflă până la o dimensiune colosală, temperatura exterioară devine scăzută, iar steaua trece în stadiul de gigant roșu. Din acel moment, vedeta intră în etapa finală a vieții sale. Soarele nostru așteaptă acest lucru în aproximativ 8 miliarde de ani. În același timp, dimensiunile sale vor crește până la orbita lui Mercur, și poate chiar până la orbita Pământului, astfel încât să nu rămână nimic din planetele terestre (sau pietrele topite vor rămâne).

O gigantă roșie se caracterizează printr-o temperatură externă scăzută, dar internă foarte ridicată. În același timp, în procesele termonucleare sunt incluse nuclee din ce în ce mai grele, ceea ce duce la sinteza elementelor chimice și la pierderea continuă de materie de către gigantul roșu, care este ejectată în spațiul interstelar. Așadar, în doar un an, Soarele, aflându-se în stadiul de gigant roșu, poate pierde o milioneme din greutatea sa. În doar zece până la o sută de mii de ani, din gigantul roșu rămâne doar miezul central de heliu, iar steaua devine o pitică albă. Astfel, pitica albă, așa cum spune, se maturizează în interiorul gigantului roșu, iar apoi elimină rămășițele cochiliei, straturile de suprafață, care formează o nebuloasă planetară care înconjoară steaua.

Piticile albe au dimensiuni mici - diametrul lor este chiar mai mic decât diametrul Pământului, deși masa lor este comparabilă cu cea a Soarelui. Densitatea unei astfel de stele este de miliarde de ori mai mare decât densitatea apei. Un centimetru cub din substanța sa cântărește mai mult de o tonă. Cu toate acestea, această substanță este un gaz, deși de o densitate monstruoasă. Substanța care alcătuiește o pitică albă este un gaz ionizat foarte dens, format din nuclee atomice și electroni individuali.

La piticele albe, reacțiile termonucleare practic nu au loc; ele sunt posibile numai în atmosfera acestor stele, unde intră hidrogenul din mediul interstelar. Practic, aceste stele strălucesc datorită rezervelor uriașe de energie termică. Timpul lor de răcire este de sute de milioane de ani. Treptat, pitica albă se răcește, culoarea ei se schimbă de la alb la galben și apoi la roșu. În cele din urmă, se transformă într-o pitică neagră - o stea moartă, rece, mică, de mărimea unui glob, care nu poate fi văzută dintr-un alt sistem planetar.

Stele mai masive se dezvoltă oarecum diferit. Ei trăiesc doar câteva zeci de milioane de ani. Hidrogenul se arde în ele foarte repede și se transformă în giganți roșii în doar 2,5 milioane de ani. În același timp, în miezul lor de heliu, temperatura crește la câteva sute de milioane de grade. Această temperatură face posibilă continuarea reacțiilor ciclului carbonului (fuziunea nucleelor ​​de heliu, ducând la formarea carbonului). Nucleul de carbon, la rândul său, poate atașa un alt nucleu de heliu și poate forma nucleul de oxigen, neon etc. până la siliciu. Miezul ardent al stelei este comprimat, iar temperatura din acesta crește la 3-10 miliarde de grade. În astfel de condiții, reacțiile combinate continuă până la formarea nucleelor ​​de fier - cel mai stabil element chimic din întreaga secvență. Elementele chimice mai grele – de la fier la bismut se formează și în adâncurile giganților roșii, în procesul de captare lentă a neutronilor. În acest caz, energia nu este eliberată, ca în reacțiile termonucleare, ci, dimpotrivă, este absorbită. Ca urmare, compresia stelei se accelerează (4).

Formarea celor mai grele nuclee, închizând tabelul periodic, are loc probabil în învelișurile stelelor care explodează, în timpul transformării lor în stele noi sau supernove, care devin niște giganți roșii. Într-o stea cu zgură, echilibrul este perturbat, gazul de electroni nu mai este capabil să reziste presiunii gazului nuclear. Are loc un colaps - o compresie catastrofală a stelei, aceasta „explodează în interior”. Dar dacă respingerea particulelor sau orice alte motive încă opresc acest colaps, are loc o explozie puternică - o explozie de supernovă. În același timp, nu numai coaja stelei, ci și până la 90% din masa sa este aruncată în spațiul înconjurător, ceea ce duce la formarea de nebuloase gazoase. În acest caz, luminozitatea stelei crește de miliarde de ori. Astfel, a fost înregistrată o explozie de supernovă în 1054. În cronicile chineze, s-a consemnat că a fost vizibilă în timpul zilei, ca și Venus, timp de 23 de zile. În timpul nostru, astronomii au descoperit că această supernova a lăsat în urmă Nebuloasa Crabului, care este o sursă puternică de emisie radio (5).

Explozia unei supernove este însoțită de eliberarea unei cantități monstruoase de energie. În acest caz, se nasc razele cosmice, care cresc foarte mult fondul de radiație naturală și dozele normale de radiații cosmice. Așadar, astrofizicienii au calculat că aproximativ o dată la 10 milioane de ani, supernovele izbucnesc în imediata apropiere a Soarelui, mărind fundalul natural de 7.000 de ori. Aceasta este plină de cele mai grave mutații ale organismelor vii de pe Pământ. În plus, în timpul exploziei unei supernove, întreaga înveliș exterioară a stelei este aruncată, împreună cu „zgura” acumulată în ea - elemente chimice, rezultate ale nucleosintezei. Prin urmare, mediul interstelar dobândește relativ rapid toate elementele chimice cunoscute în prezent, mai grele decât heliul. Stelele generațiilor următoare, inclusiv Soarele, conțin încă de la început în compoziția lor și în compoziția norului de gaz și praf care le înconjoară un amestec de elemente grele (5).

Planetele și sistemul solar

Sistemul solar este un sistem stea-planete. În Galaxia noastră există aproximativ 200 de miliarde de stele, printre care, potrivit experților, unele stele au planete. Sistemul solar include corpul central, Soarele și nouă planete cu sateliții lor (sunt cunoscuți mai mult de 60 de sateliți). Diametrul sistemului solar este de peste 11,7 miliarde km. (2).

La începutul secolului XXI a fost descoperit un obiect în sistemul solar, pe care astronomii l-au numit Sedna (numele zeiței eschimose a oceanului). Sedna are un diametru de 2000 km. O revoluție în jurul Soarelui este de 10.500 de ani pământeni (7).

Unii astronomi numesc acest obiect o planetă din sistemul solar. Alți astronomi numesc planetele doar obiecte spațiale care au un nucleu central cu o temperatură relativ ridicată. De exemplu, temperatura din centrul lui Jupiter, conform calculelor, ajunge la 20.000 K. Deoarece Sedna se află în prezent la o distanță de aproximativ 13 miliarde de km de centrul sistemului solar, informațiile despre acest obiect sunt destul de limitate. În cel mai îndepărtat punct al orbitei, distanța de la Sedna la Soare atinge o valoare uriașă - 130 de miliarde de km.

Sistemul nostru stelar include două centuri de planete minore (asteroizi). Primul este situat între Marte și Jupiter (conține mai mult de 1 milion de asteroizi), al doilea este dincolo de orbita planetei Neptun. Unii asteroizi au un diametru de peste 1000 km. Granițele exterioare ale sistemului solar sunt înconjurate de așa-numitul nor Oort, numit după astronomul olandez care a emis ipoteza existenței acestui nor în ultimul secol. După cum cred astronomii, marginea acestui nor cel mai apropiat de sistemul solar este alcătuită din bancuri de gheață de apă și metan (nuclee de cometă), care, ca și cele mai mici planete, se învârt în jurul Soarelui sub influența forței sale gravitaționale la o distanță de peste peste. 12 miliarde km. Numărul acestor planete miniaturale este de miliarde (2).

Sistemul solar este un grup de corpuri cerești, foarte diferite ca mărime și structură fizică. Acest grup include: Sun, nouă planete majore, zeci de sateliți de planete, mii de planete mici (asteroizi), sute de comete, nenumărate corpuri de meteoriți. Toate aceste corpuri sunt unite într-un singur sistem datorită forței de atracție a corpului central - Soarele. Sistemul solar este un sistem ordonat care are propriile modele de structură. Caracterul unificat al sistemului solar se manifestă prin faptul că toate planetele se învârt în jurul soarelui în aceeași direcție și aproape în același plan. Soarele, planetele, sateliții planetelor se rotesc în jurul axelor lor în aceeași direcție în care se mișcă de-a lungul traiectoriilor lor. Structura sistemului solar este, de asemenea, naturală: fiecare planetă următoare este de aproximativ două ori mai departe de Soare decât cea anterioară (2).

Sistemul solar s-a format acum aproximativ 5 miliarde de ani, iar Soarele este o stea de a doua generație. Concepte moderne Originile planetelor sistemului solar se bazează pe faptul că este necesar să se ia în considerare nu numai forțele mecanice, ci și altele, în special cele electromagnetice. Se crede că forțele electromagnetice au jucat un rol decisiv în originea sistemului solar (2).

În conformitate cu conceptele moderne, norul de gaz original din care s-au format atât Soarele, cât și planetele a constat din gaz ionizat, supus influenței forțelor electromagnetice. După ce Soarele s-a format dintr-un nor imens de gaz prin concentrare, părți mici din acest nor au rămas la o distanță foarte mare de el. Forța gravitațională a început să atragă gazul rămas către steaua formată - Soare, dar câmpul său magnetic a oprit gazul care cade la distanță - exact acolo unde se află planetele. Constantele gravitaționale și forțele magnetice au influențat concentrația și îngroșarea gazului care căde și, ca urmare, s-au format planetele. Când au apărut cele mai mari planete, același proces s-a repetat la o scară mai mică, creând astfel sisteme de sateliți.

Există mai multe mistere în studiul sistemului solar.

1. Armonia în mișcarea planetelor. Toate planetele din sistemul solar se învârt în jurul Soarelui pe orbite eliptice. Mișcarea tuturor planetelor sistemului solar are loc în același plan, al cărui centru este situat în partea centrală a planului ecuatorial al Soarelui. Planul format de orbitele planetelor se numește planul eclipticii.

2. Toate planetele și Soarele se învârt în jurul axa proprie. Axele de rotație ale Soarelui și ale planetelor, cu excepția planetei Uranus, sunt direcționate, aproximativ, perpendicular pe planul eclipticii. Axa lui Uranus este îndreptată către planul eclipticii aproape paralel, adică se rotește întins pe o parte. O altă caracteristică a acestuia este că se rotește în jurul axei sale într-o direcție diferită, ca Venus, spre deosebire de Soare și de alte planete. Toate celelalte planete și Soarele se rotesc împotriva direcției ceasului. Uranus are 15 luni.

3. Între orbitele lui Marte și Jupiter există o centură de planete minore. Aceasta este așa-numita centură de asteroizi. Planetele mici au un diametru de la 1 la 1000 km. Masa lor totală este mai mică de 1/700 din masa Pământului.

4. Toate planetele sunt împărțite în două grupe (terestre și extraterestre). Primele sunt planetele cu o densitate mare; elementele chimice grele ocupă locul principal în compoziția lor chimică. Au dimensiuni mici și se rotesc încet în jurul axei lor. Acest grup include Mercur, Venus, Pământ și Marte. În prezent, există sugestii că Venus este trecutul Pământului, iar Marte este viitorul său.

Al doilea grup include: Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun și Pluto. Ele constau din elemente chimice ușoare, se rotesc rapid în jurul axei lor, se învârt încet în jurul Soarelui și primesc mai puțină energie radiantă de la Soare. Mai jos (în tabel) sunt date date despre temperatura medie de suprafață a planetelor pe scara Celsius, lungimea zilei și a nopții, lungimea anului, diametrul planetelor sistemului solar și masa planeta în raport cu masa Pământului (luată ca 1).

Distanța dintre orbitele planetelor se dublează aproximativ la trecerea de la fiecare dintre ele la alta - „Regula lui Titius – Bode”, observată în aranjarea planetelor.

Luând în considerare distanțele adevărate ale planetelor față de Soare, se dovedește că Pluto în unele perioade este mai aproape de Soare decât Neptun și, prin urmare, își schimbă numărul de serie conform regulii Titius-Bode.

Misterul planetei Venus. În sursele astronomice antice ale Chinei, Babilonului, Indiei, vechi de 3,5 mii de ani, nu există nicio mențiune despre Venus. Omul de știință american I. Velikovsky în cartea „Lumi de ciocnire”, care a apărut în anii 50. Secolul XX., El a emis ipoteza că planeta Venus și-a luat locul abia recent, în timpul formării civilizațiilor antice. Aproximativ o dată la 52 de ani, Venus se apropie de Pământ, la o distanță de 39 de milioane de km. În perioada de mare confruntare, la fiecare 175 de ani, când toate planetele se aliniază una după alta în aceeași direcție, Marte se apropie de Pământ la o distanță de 55 de milioane de km.

Mijloace de observare a obiectelor Universului

Instrumentele astronomice moderne sunt folosite pentru a măsura pozițiile exacte ale stelelor pe sfera cerească (observațiile sistematice de acest fel fac posibilă studierea mișcărilor corpurilor cerești); pentru a determina viteza de deplasare a corpurilor cerești de-a lungul liniei de vedere (viteze radiale): pentru a calcula caracteristicile geometrice și fizice ale corpurilor cerești; să studieze procesele fizice care au loc în diferite corpuri cerești; pentru a le defini compoziție chimicăși pentru multe alte studii ale obiectelor cerești în care se referă astronomia. Toate informațiile despre corpurile cerești și altele obiecte spațiale sunt obținute prin studierea diferitelor radiații care provin din spațiul cosmic, ale căror proprietăți depind direct de proprietățile corpurilor cerești și de procesele fizice care au loc în spațiul mondial. Din acest motiv, principalul observatii astronomice servesc ca receptori de radiații cosmice și, în primul rând, telescoape care colectează lumina corpurilor cerești.

În prezent sunt utilizate trei tipuri principale de telescoape optice: telescoape cu lentile sau refractoare, telescoape cu oglindă sau reflectoare și sisteme mixte cu lentile oglindă. Puterea unui telescop depinde direct de dimensiunile geometrice ale lentilei sau oglinzii sale care colectează lumina. Prin urmare, în ultimii ani, telescoapele reflectorizante au fost din ce în ce mai utilizate, întrucât, conform condițiilor tehnice, este posibilă fabricarea de oglinzi cu diametre semnificativ mai mari decât lentilele optice.

Telescoapele moderne sunt unități foarte complexe și sofisticate, a căror creare folosește cele mai recente realizări ale electronicii și automatizării. Tehnologia modernă a făcut posibilă crearea unui număr de dispozitive și dispozitive care au extins foarte mult posibilitățile de observații astronomice: telescoapele de televiziune fac posibilă obținerea de imagini clare ale planetelor de pe ecran, convertoarele electron-optice permit efectuarea observațiilor în razele infraroșii invizibile și telescoapele de corecție automată compensează influența interferențelor atmosferice. ÎN anul trecut noi receptori de radiații cosmice - radiotelescoapele - devin din ce în ce mai răspândite, permițându-vă să priviți în intestinele Universului mult mai departe decât cele mai puternice sisteme optice.

Radioastronomia, care a apărut la începutul anilor 1930, a îmbogățit semnificativ înțelegerea noastră despre Univers. secolul nostru. În 1943, oamenii de știință sovietici L.I., Mandelstam și N.D. Papaleksi a fundamentat teoretic posibilitatea radarului Lunii (10).

Undele radio trimise de om au ajuns pe Lună și, reflectate de ea, s-au întors pe Pământ. - o perioadă de dezvoltare neobișnuit de rapidă a radioastronomiei. În fiecare an, undele radio aduceau din spațiu noi informații uimitoare despre natura corpurilor cerești. Astăzi, radioastronomia folosește cele mai sensibile receptoare și cele mai mari antene. Radiotelescoapele au pătruns în astfel de adâncimi ale spațiului care până acum rămân inaccesibile telescoapelor optice convenționale. Spațiul radio sa deschis înaintea omului - o imagine a Universului în unde radio (10).

Există, de asemenea, o serie de instrumente astronomice care au un scop specific și sunt folosite pentru anumite studii. Astfel de instrumente includ, de exemplu, telescopul turn solar construit de oamenii de știință sovietici și instalat la Observatorul astrofizic din Crimeea.

Diverse dispozitive sensibile sunt folosite din ce în ce mai pe scară largă în observațiile astronomice, care fac posibilă captarea radiațiilor termice și ultraviolete ale corpurilor cerești, pentru a fixa obiecte invizibile pentru ochi pe o placă fotografică.

Următorul pas în observațiile transatmosferice a fost crearea de observatoare astronomice orbitale (OAO) pe sateliții artificiali de pe pământ. Astfel de observatoare, în special, sunt stațiile orbitale sovietice Salyut. Observatoarele astronomice orbitale de diferite tipuri și scopuri au devenit ferm stabilite în practică (9).

În cursul observațiilor astronomice se obțin serii de numere, astrofotografii, spectrograme și alte materiale, care trebuie supuse prelucrărilor de laborator pentru rezultatele finale. Această prelucrare se realizează cu ajutorul instrumentelor de măsurare de laborator. La procesarea rezultatelor observațiilor astronomice se folosesc calculatoare electronice.

Mașinile de măsurare a coordonatelor sunt folosite pentru a măsura pozițiile imaginilor stelelor pe astrofotografii și imaginilor sateliților artificiali în raport cu stelele pe satelitgrame. Microfotometrele sunt folosite pentru a măsura înnegrirea în fotografiile corpurilor cerești și spectrogramele. Un instrument important necesar pentru observații este ceasul astronomic(9).

Problema găsirii civilizațiilor extraterestre

Dezvoltarea științelor naturii în a doua jumătate a secolului XX, descoperiri remarcabile în domeniul astronomiei, ciberneticii, biologiei, radiofizicii au făcut posibilă transferarea problemei civilizațiilor extraterestre dintr-un plan pur speculativ și abstract-teoretic într-un plan practic. Pentru prima dată în istoria omenirii, a devenit posibil să se efectueze cercetări experimentale profunde și detaliate asupra acestei probleme fundamentale importante. Necesitatea acestui gen de cercetare este determinată de faptul că descoperirea civilizațiilor extraterestre și stabilirea contactului cu acestea pot avea un impact uriaș asupra potențialului științific și tehnologic al societății, au un impact pozitiv asupra viitorului omenirii.

Din pozitii stiinta moderna asumarea posibilității existenței unor civilizații extraterestre are temeiuri obiective: ideea unității materiale a lumii; despre dezvoltarea, evoluția materiei ca proprietate generală; date din științele naturii despre natura normală, naturală a originii și evoluției vieții, precum și despre originea și evoluția omului pe Pământ; date astronomice că Soarele este o stea tipică, obișnuită în Galaxia noastră și nu există motive pentru a o distinge de multe alte stele similare; În același timp, astronomia pornește de la faptul că în Cosmos există o mare varietate de condiții fizice, care pot duce în principiu la apariția celor mai diverse forme de materie înalt organizată.

Evaluarea posibilei prevalențe a civilizațiilor extraterestre (cosmice) în galaxia noastră este efectuată conform formulei Drake:

Documentul actual nu conține surse. N=R x f x n x k x d x q x L

unde N este numărul de civilizații extraterestre din Galaxie; R este rata de formare a stelelor în Galaxie, mediată pe toată durata existenței sale (număr de stele pe an); f este proporția de stele cu sisteme planetare; n este numărul mediu de planete incluse în sistemele planetare și adecvate din punct de vedere ecologic pentru viață; k este proporția de planete pe care a apărut efectiv viața; d este proporția de planete pe care, după apariția vieții, s-au dezvoltat formele sale inteligente, q este proporția de planete pe care viata inteligenta ajuns într-o fază care oferă posibilitatea comunicării cu alte lumi, civilizații: L este durata medie a existenței unor astfel de civilizații extraterestre (cosmice, tehnice) (3).

Cu excepția primei valori (R), care se referă la astrofizică și poate fi calculată mai mult sau mai puțin precis (aproximativ 10 stele pe an), toate celelalte cantități sunt foarte, foarte incerte, deci sunt determinate de oamenii de știință competenți pe baza a judecății expertului, care, desigur, sunt subiective.

Tema contactului cu civilizațiile extraterestre este poate una dintre cele mai populare în literatura și cinematografia științifico-fantastică. Ea provoacă, de regulă, cel mai aprins interes în rândul fanilor acestui gen, tuturor celor interesați de problemele Universului. Dar imaginația artistică de aici trebuie să fie supusă logicii rigide a analizei raționale. O astfel de analiză arată că sunt posibile următoarele tipuri de contacte: contacte directe, i.e. vizite reciproce (sau unilaterale); contacte prin canale de comunicare; contacte de tip mixt - trimiterea de sonde automate către o civilizație extraterestră care transmit informațiile primite prin canale de comunicare.

În prezent, contactele prin canale de comunicare sunt într-adevăr posibile contacte cu civilizații extraterestre. Dacă timpul de propagare a semnalului în ambele direcții t este mai mare decât durata de viață a unei civilizații (t > L), atunci putem vorbi de contact unidirecțional. Dacă t<< L, то возможен двусторонний обмен информацией. Современный уровень естественнонаучных знаний позволяет серьезно говорить лишь о канале связи с помощью undele electromagnetice, iar tehnologia radio de astăzi poate asigura de fapt stabilirea unei astfel de conexiuni

Studiul civilizațiilor extraterestre ar trebui precedat de stabilirea unei forme sau alteia de comunicare cu acestea. În prezent, există mai multe direcții pentru a căuta urme ale activității civilizațiilor extraterestre (6).

În primul rând, căutarea urmelor activităților de inginerie astrologică ale civilizațiilor extraterestre. Această direcție se bazează pe presupunerea că, mai devreme sau mai târziu, civilizațiile avansate din punct de vedere tehnologic trebuie să treacă la transformarea spațiului exterior înconjurător (crearea de sateliți artificiali, biosfere artificiale etc.), în special pentru a intercepta o parte semnificativă a stelei. energie. După cum arată calculele, radiația părții principale a unor astfel de structuri de inginerie astrologică ar trebui să fie concentrată în regiunea infraroșu a spectrului. Prin urmare, sarcina de a detecta astfel de civilizații extraterestre ar trebui să înceapă cu o căutare a surselor locale de radiație infraroșie sau stele cu un exces anormal de radiație infraroșie. O astfel de cercetare este în curs de desfășurare. Drept urmare, au fost descoperite câteva zeci de surse în infraroșu, dar până acum nu există niciun motiv să asociem vreuna dintre ele cu o civilizație extraterestră.

În al doilea rând, căutarea urmelor vizitei civilizațiilor extraterestre de pe Pământ. Această direcție se bazează pe presupunerea că activitatea civilizațiilor extraterestre s-ar putea manifesta în trecutul istoric sub forma vizitei Pământului, iar o astfel de vizită nu putea decât să lase urme în monumentele culturii materiale sau spirituale ale diferitelor popoare. Pe această cale, există multe oportunități pentru diverse tipuri de senzații - „descoperiri” uluitoare, mituri cvasiștiințifice despre originile cosmice ale culturilor individuale (sau ale elementelor acestora); astfel, legendele despre înălțarea sfinților la cer sunt numite povestea astronauților. Construcția unor structuri mari de piatră, care sunt încă inexplicabile, nu dovedește nici originea lor cosmică. De exemplu, speculațiile de acest fel în jurul idolilor gigantici de piatră de pe Insula Paștelui au fost spulberate de T. Heyerdahl: descendenții vechii populații a acestei insule i-au arătat cum se face acest lucru nu numai fără intervenția astronauților, ci și fără nicio tehnologie. În același rând se află ipoteza că meteoritul Tunguska nu a fost un meteorit sau o cometă, ci o navă spațială extraterestră. Astfel de ipoteze și ipoteze trebuie investigate în cel mai amănunțit mod (6)

În al treilea rând, căutarea semnalelor de la civilizațiile extraterestre. Această problemă este formulată în prezent, în primul rând, ca problema căutării semnalelor artificiale în domeniile radio și optice (de exemplu, printr-un fascicul laser înalt direcționat). Cel mai probabil este comunicarea radio. Prin urmare, cea mai importantă sarcină este alegerea gamei optime de unde pentru o astfel de conexiune. Analiza arată că semnalele artificiale sunt cel mai probabil la unde = 21 cm (linie radio cu hidrogen), = 18 cm (linie radio OH), = 1,35 cm (linie radio cu vapori de apă) sau pe unde combinate de la frecvența fundamentală cu o constantă matematică. , etc.).

O abordare serioasă a căutării semnalelor de la civilizațiile extraterestre necesită crearea unui serviciu permanent care să acopere întreaga sferă cerească. Mai mult, un astfel de serviciu ar trebui să fie destul de universal - conceput pentru a primi semnale de diferite tipuri (puls, bandă îngustă și bandă largă). Prima lucrare de căutare a semnalelor civilizațiilor extraterestre a fost efectuată în SUA în 1950. A fost studiată emisia radio a celor mai apropiate stele (Cetus și Eridanus) la o lungime de undă de 21 cm. Ulterior (anii 70–80), astfel de studii au fost efectuate și în URSS. Pe parcursul cercetării s-au obținut rezultate încurajatoare. De exemplu, în 1977 în Statele Unite (Observatorul Universității din Ohio), în timp ce supraveghea cerul la o lungime de undă de 21 cm, a fost înregistrat un semnal în bandă îngustă, ale cărui caracteristici indicau originea sa extraterestră și, probabil, artificială (8 Cu toate acestea, acest semnal nu a putut fi înregistrat din nou, iar problema naturii sale a rămas deschisă. Din 1972, căutările în domeniul optic au fost efectuate la stațiile orbitale. Au fost discutate proiecte de construcție a telescoapelor multioglindă pe Pământ și pe Lună, radiotelescoape spațiale gigantice etc.

Căutarea semnalelor de la civilizațiile extraterestre este o parte a contactului cu acestea. Dar există o altă latură - un mesaj către astfel de civilizații despre civilizația noastră pământească. Prin urmare, odată cu căutarea semnalelor de la civilizațiile spațiale, s-au făcut încercări de a transmite un mesaj civilizațiilor extraterestre. În 1974, de la observatorul de radioastronomie din Arecibo (Puerto Rico) a fost trimis un mesaj radio către clusterul globular M-31, situat la o distanță de 24 de mii de ani lumină de Pământ, care conținea un text codificat despre viața și civilizația de pe Pământ. (8) . Pe nave spațiale au fost plasate în mod repetat și mesaje de informații, ale căror traiectorii le-au asigurat o ieșire dincolo de sistemul solar. Desigur, există foarte puține șanse ca aceste mesaje să-și atingă vreodată scopul, dar trebuie să începi de undeva. Este important ca omenirea nu numai să se gândească serios la contactele cu ființe inteligente din alte lumi, dar este deja capabilă să stabilească astfel de contacte, chiar dacă în cea mai simplă formă.

Sursele naturale cosmice de radiație conduc o „transmisie radio” intensă constantă pe undele din domeniul contorului. Pentru a nu crea interferențe deranjante, comunicarea radio între lumile locuite trebuie să fie efectuată la lungimi de undă care să nu depășească 50 cm (11).

Undele radio mai scurte (câțiva centimetri) nu sunt potrivite, deoarece emisia radio termică a planetelor are loc exact la astfel de unde și va „bloca” comunicațiile radio artificiale. În Statele Unite, se discută un proiect de creare a unui complex de recepție a semnalelor radio extraterestre, format dintr-o mie de radiotelescoape sincrone instalate la o distanță de 15 km unele de altele. În esență, un astfel de complex este similar cu un radiotelescop parabolic gigantic cu o zonă oglindă de 20 km. Proiectul este de așteptat să fie implementat în următorii 10-20 de ani. Costul construcției planificate este cu adevărat astronomic - cel puțin 10 miliarde de dolari. Complexul proiectat de radiotelescoape va face posibilă recepția de semnale radio artificiale pe o rază de 1000 de ani lumină (12).

În ultimul deceniu, printre oamenii de știință și filozofi, opinia că Omenirea este singură, dacă nu în întregul Univers, atunci cel puțin în Galaxia noastră, a predominat din ce în ce mai mult. O astfel de opinie presupune cele mai importante concluzii ideologice despre semnificația și valoarea civilizației pământești, realizările ei.

Concluzie

Universul este întreaga lume materială existentă, nelimitată în timp și spațiu și infinit de diversă în formele pe care le ia materia în procesul dezvoltării sale.

Universul în sensul cel mai larg este mediul nostru. Faptul că procesele fizice ireversibile domină în Univers, că acesta se modifică în timp, este în continuă dezvoltare este de mare importanță pentru activitatea practică a omului. Omul a început să exploreze spațiul cosmic, a intrat în spațiul deschis. Realizările noastre capătă o amploare din ce în ce mai mare, la scară globală și chiar cosmică. Și pentru a ține cont de consecințele lor imediate și pe termen lung, de schimbările pe care acestea le pot aduce în starea habitatului nostru, inclusiv în spațiu, trebuie să studiem nu numai fenomenele și procesele terestre, ci și modelele la scară cosmică.

Progresul impresionant al științei Universului, inițiat de marea revoluție copernicană, a dus în mod repetat la schimbări foarte profunde, uneori radicale, în activitățile de cercetare ale astronomilor și, ca urmare, în sistemul de cunoștințe despre structura și evoluția obiecte spațiale. În timpul nostru, astronomia se dezvoltă într-un ritm deosebit de rapid, crescând la fiecare deceniu. Fluxul de descoperiri și realizări remarcabile îl umple irezistibil cu conținut nou.

La începutul secolului al XXI-lea, oamenii de știință se confruntă cu noi întrebări despre structura Universului, răspunsurile la care speră să le obțină cu ajutorul unui accelerator - Large Hadron Collider.

Tabloul științific modern al lumii este dinamic și contradictoriu. Conține mai multe întrebări decât răspunsuri. Uimește, sperie, încurcă, șochează. Căutarea minții care cunoaște nu are limite, iar în următorii ani s-ar putea să fim copleșiți de noi descoperiri și idei noi.

Bibliografie

1. Naidysh V.M. Concepte de științe naturale moderne: manual \ ed. al 2-lea, revizuit. și suplimentar - M .: Alfa-M; INFRA-M, 2004. - 622 p.

2. Lavrinenko V.N. Concepte de ştiinţă naturală modernă: manual\V.N. Lavrinenko, V.P. Ratnikova - M.: 2006. - 317 p.

3. Știri de astronomie, Univers, astronomie, filozofie: ed. Universitatea de Stat din Moscova 1988. - 192 p.

4. Danilova V.S., Kozhevnikov N.I. Concepte de bază ale științelor naturale moderne: manual \ M .: Aspect-press, 2000 - 256 p.

5. Karpenkov S.Kh. Științe ale naturii moderne: manual \ M. Proiect academic 2003. - 560 p.

6. Știri de astronomie, astronautică, Univers. - URL: universe-news.ru

7. Likhin A. F. Concepte ale științelor naturale moderne: manual \ TK Welby, Editura Prospekt, 2006. - 264 p.

8. Tursunov A. Filosofie şi cosmologie modernă M. \ INFRA-M, 2001, - 458 p.

Scara universului

(lecție-prelecție)

Scopul lecției: Pentru a forma o idee în rândul studenților despre mega-, macro- și microlume, caracteristicile și scara lor.

Obiectivele lecției:

1. Să formeze la elevi o înțelegere a termenilor „megalume”, „macrolume”, „microlume”, să introducă o unitate de măsură a anului lumină, să explice motivele existenței limitelor cunoașterii lumii.

În timpul orelor:

1. Moment organizatoric - 2 minute.

2. pregătirea pentru perceperea materialului nou - 10 min

3. A învăța lucruri noi - 17 min

4. Fixare - 10 min

5. Rezumatul lecției - 3min

4. Tema pentru acasă - 3 min

Secțiunea pe care începem să o studiem„Structura naturii: unitatea diversității”(înscriere în caiet)

Să ne gândim la ce înseamnă cuvântul structură? (structura) Așa că natura poate fi împărțită în obiecte separate, pentru a identifica unele obiecte ale lumii și a determina tema lecției, vom rezolva cu dvs. un puzzle de cuvinte încrucișate: (lucrați în perechi, elevilor li se dau fișe cu întrebări și o grilă de cuvinte încrucișate)

1. Bile de plasmă incandescentă (stea)

2 Cea mai mică parte (particulă)

3. O ființă vie capabilă să gândească, să gândească (uman)

4. Particulă elementară cu cea mai mică sarcină negativă (electron)

5. Cea mai mică parte a unei substanțe care are toate proprietățile sale chimice (moleculă)

6. Corpul ceresc se mișcă în jurul Soarelui (planetă)

7. Satelitul natural al Pământului (Luna)

8. Sistem stelar gigant (galaxie)

9. Fructe de măr (măr)

Ce cuvânt este evidențiat - universul. Ce înseamnă?

Tema lecției noastre: structura universului

univers - totalitatea tuturor obiectelor pe care le observăm.(înscriere în caiet)

Care sunt limitele acestei observații?

Să construim o scară pentru dimensiunea universului pe care îl observăm:

Dimensiuni liniare găsite în lume. (această scară este pe ecran, un retroproiector este folosit în lucrare)

	L, m
m e G dar m Și	10 27	limitele cunoașterii
	10 26	raza părții vizibile a Universului (13 miliarde de ani lumină)
	10 25
	10 24
	10 23
	10 22
	10 21	distanța până la cea mai apropiată galaxie (Norii Magellanic 150 de mii de ani lumină)
	10 20
	10 19
	10 18
	10 17
	10 16	an lumină (distanța până la cea mai apropiată stea 4 ani lumină)
	10 15
	10 13	dimensiunile sistemului solar
	10 12
	10 11	distanța medie de la soare la pământ
	10 10
m dar la R despre m Și	10 9	lungimea totală a sistemului circulator uman
	10 8
	10 7	diametrul pământului
	10 6
	10 5
	10 4	cea mai mare adâncime a oceanului (Marian Trench 11022m)
	10 3	cea mai mare înălțime de munte (Everest 8848m)
	10 2
	10 1
	10 0 =1	inaltimea barbatului
m Și la R despre m Și R	10 -1
	10 -2
	10 -3	grosimea parului
	10 -4
	10 -5
	10 -6	diametrul eritrocitelor
	10 -7	lungimea de undă a luminii vizibile
	10 -8
	10 -9
	10 -10	diametrul atomului
	10 -11
	10 -12
	10 -13
	10 -14	diametrul nucleului atomic
	10 -15	diametrul protonilor
	10 -16
	10 -17
	10 -18	diametrul electronilor
	10 -19	limitele cunoașterii

Tabelul este discutat cu băieții: 1. zona macrocosmosului: de la 1m la 10 9 m

2. zona mega-lumei: de la 10 10 m până la 10 27 m, este introdus conceptul

1 Sf. un an este distanța parcursă de lumină într-un an

1 St. g = 3000.000 km/s × 3600 s × 24 h × 365, 25 zile = 9.467.280.000.000 km = 10 13 km = 10 16 m (înscriere în caiet)

Granițele cunoașterii sunt explicate: universul nostru s-a născut acum 13 miliarde de ani, așa că lumina de la obiecte mai îndepărtate nu a ajuns încă la noi.

1. zona microlumii: de la 10-1 m până la 10 -19 m, limita cunoașterii se explică prin faptul că metodele moderne de studiere a structurii particulelor se bazează pe observații ale coliziunii dintre particule, acestor particule trebuie să li se acorde energii foarte mari, deoarece la distanțe mici particulele se resping. Particulelor din acceleratoare sunt transmise energii mari, care ar trebui să fie de dimensiunea globului (în prezent, ciocnitorul de hadron are o dimensiune de aproximativ 27 km)

întărire: elevii sunt rugați să împartă o pagină dintr-un caiet în 3 părți

Macroworld