Реферат
з дисципліни Концепції сучасного природознавства
«Походження Всесвіту. Концепція Великого вибуху. Властивості мегасвіту »
Зміст
1. Введення
2. Походження Всесвіту - теорія «Великого вибуху»
3. Загальна характеристика мегасвіту
4. Властивості мегасвіту
Висновок
Список літератури
Введення
Людство завжди цікавилося всім, що оповите таємницями, а найбільшим вмістилищем незвіданого є Всесвіт. Всесвіту є весь існуючий матеріальний світ, безмежний у часі і просторі і нескінченно різноманітний за формами, які приймає матерія в процесі свого розвитку. І, природно, завжди було цікаво дізнатися, з чого ж усе почалося? Пошук відповіді на дане питання залишається актуальним і в наш час, а проблема еволюції Всесвіту займає центральне місце в природознавстві. Відповідно склалося безліч різних концепцій, що намагаються пояснити дане явище.
Використовуючи досягнення різних наук, таких, як фізика, математика, філософія, виникла нова наука - космологія. Це сукупність накопичених теоретичних положень про будову речовини та структуру Всесвіту, як цілісного об'єкта, так і окремі наукові знання охопленого астрономічними спостереженнями світу як частини Всесвіту. Предметом космології є весь навколишній мегасвіт, а завдання полягає в описі найбільш загальних властивостей, будови і еволюції Всесвіту. У Новий час, до речі, зароджується космогонія - наука про походження і розвиток космічних тіл і їх систем.
Сучасна астрономія не тільки відкрила грандіозний світ галактик, але і виявила унікальні явища: розширення Метагалактики, космічну поширеність хімічних елементів, реліктове випромінювання, що свідчать про те, що Всесвіт безперервно розвивається.
З еволюцією структури Всесвіту пов'язане виникнення скупчень галактик, відособлення і формування зірок і галактик, утворення планет і їх супутників. Сама Всесвіт виник приблизно 20 млрд. років тому з якогось щільного та гарячого проторечовини. Існує точка зору, що з самого початку протовещества з гігантською швидкістю початок розширяться. На початковій стадії це щільне речовина розліталося у всіх напрямках і являло собою однорідну вируючу суміш нестійких, постійно розпадаються при зіткненні частинок. Остигаючи і взаємодіючи протягом мільйонів років, вся ця маса розсіяного в просторі речовини концентрувалася у великі і малі газові освіти, які протягом сотень мільйонів років, зближуючись і зливаючись, перетворювалися на величезні комплекси. У цих комплексах, у свою чергу виникали більш щільні ділянки - там згодом і утворилися зірки і навіть цілі галактики.
У результаті гравітаційної нестабільності в різних зонах утворилися галактик можуть сформуватися щільні «протозвездние освіти» з масами, близькими до маси Сонця. Розпочатий процес стиснення буде прискорюватися під впливом власного поля тяжіння. Процес цей супроводжує вільне падіння частинок хмари до його центру - відбувається гравітаційне стиснення. У центрі хмари утворюється ущільнення, що складається з молекулярного водню і гелію. Зростання густини і температури в центрі призводить до розпаду молекул на атоми, іонізації атомів і утворення щільного ядра протозірки.
Існує гіпотеза про циклічність стану Всесвіту. Колись виникнувши з надщільного згустку матерії, Всесвіт, можливо, вже в першому циклі породила всередині себе мільярди зоряних систем і планет. Н потім Всесвіт починає прагнути до того стану, з якого починалася історія циклу. Зрештою, речовина Всесвіту повертається в початкове надщільного стан, знищивши все життя, що попалася на шляху. І так повторюється кожного разу, в кожному циклі протягом вічності.
Походження Всесвіту - теорія «Великого вибуху»
Сама Всесвіт виник приблизно 20 млрд. років тому з якогось щільного та гарячого проторечовини. Сьогодні можна тільки припускати, яким було це речовина, що породило Всесвіт, як воно утворилося, якими законами підпорядковувалося і що за процеси привели його до розширення. Існує точка зору, що з самого початку протовещества з гігантською швидкістю почало розширюватися.
На початковій стадії це щільне речовина розліталося у всіх напрямках і являло собою однорідну вируючу суміш нестійких, постійно розпадаються при зіткненнях частинок. Остигаючи і взаємодіючи протягом мільйонів років, вся ця маса розсіяного в просторі речовини концентрувалася у великі і малі газові освіти, які протягом сотень мільйонів років, зближуючись і зливаючись, перетворювалися на величезні комплекси. У них у свою чергу виникали більш щільні ділянки - там згодом і утворилися зірки і навіть цілі галактики.
Конечна або нескінченна Всесвіт, яка в неї геометрія - ці та багато інших питань пов'язані з еволюцією Всесвіту, зокрема з піднаглядним розширенням. Якщо, як це вважають в даний час, швидкість "розльоту" галактик збільшиться на 75 км / с на кожен мільйон парсеків, то екстраполяція до минулого призводить до дивного результату: приблизно 10 - 20 млрд. років тому весь Всесвіт була зосереджена в дуже маленькій області . Багато вчених вважають, що в той час щільність Всесвіту була така ж, як у атомного ядра: Всесвіт представляв собою одну гігантську «ядерну краплю». З якихось причин ця «крапля» прийшла в нестійкий стан і вибухнула. Наслідки цього вибуху ми спостерігаємо зараз як системи галактик. Модель гарячої вибухає Всесвіту була розроблена учнем Фрідмана Дж. Гамовим в кінці 40-х років, поклавши початок так званої теорії «Великого вибуху», але широке поширення ця теорія отримала лише в середині 1960-х років.
Питати про те, що було до «Великого вибуху», і що знаходиться за межами цього розширюється світу, безглуздо. Всесвіт, згідно теорії "Великого вибуху» обмежена в просторі і часі, принаймні, з боку минулого. Така, складна для розуміння, картина слідувала з формул Фрідмана. Незабаром, однак, американський астроном Е. Хаббл підтвердив факт розширюється навколо нас простору, вимірюючи швидкість цього явища. Завдяки цьому стало можливим виміряти час існування Всесвіту - приблизно, 15-20 млрд. років.
До самого вибуху не існувало ні речовини, ні часу, ні простору. Події в першу секунду протікали стрімко. Спочатку утворилися випромінювання (фотони), потім частинки і речовини (кварки і антикварки). Протягом тієї ж секунди з них утворилися протони, антипротони і нейтрони. При зіткненні протона і антипротона, які, як відомо, відрізняються один від одного протилежними зарядами, відбувається реакція анігіляції, в ході чого обидві частинки зникають, залишаючи випромінювання (фотони). Ці реакції стали досить частими, оскільки речовина «новонародженої» Всесвіту було досить щільним - частки постійно між собою стикалися. У Всесвіті переважало випромінювання.
До кінця першої секунди, коли температура впала до 10 млрд. градусів, утворилися і нові частинки, у тому числі електрон і його античастинка - позитрон. До цього ж часу велика частина частинок вже анігілювали. Так вийшло, що число частинок було на мізерну частку відсотка більше числа античастинок (цей факт досі не пояснений), внаслідок чого наша всесвіт складається з речовини, а не з антиматерії.
До третьої хвилини з чверті всіх протонів і нейтронів утворилися ядра гелію. Через кілька сотень років постійно розширюється Всесвіт охолола настільки, що протони і ядра гелію змогли утримувати біля себе електрони. Так утворилися атоми гелію і водню. Випромінювання, не стримувана більш вільними електронами, змогло тепер розповсюдитися на величезні відстані. У значно «постигла» (за 15 млрд. років) Всесвіту, в наш час ми можемо чути «відгомони» того випромінювання - воно є мікрохвильовим, і, рівномірно спадає з усіх сторін, відповідає випромінюванню тіла, нагрітого всього до 3 К. Його прийнято називати реліктовим випромінюванням. Його виявлення і існування підтверджують теорію «Великого вибуху».
При розширенні у Всесвіті стали утворюватися області скупчення речовини, а також і області, де його майже не було. під впливом гравітації ці ущільнення росли і на їх місці стали утворюватися галактики, скупчення і сверхскопленія галактик.
Доповнена теорією ядерних реакцій в остигає в міру свого розширення речовині, теорія «Великого вибуху» дозволила розрахувати відносні концентрації водню, дейтерію більш важких хімічних елементів у природі.
в. В кінці XX ст. дана теорія стала практично загальноприйнятою в космології.
Загальна характеристика мегасвіту
Сучасна наука розглядає мегасвіт як взаємодіє і розвивається систему небесних тіл.
Між мегасвіті і макросвітом немає чіткої межі. Зазвичай вважають, що він починається з відстаней близько м і мас кг.
Оскільки мегасвіт має справу з великими відстанями, для їх вимірювання введені спеціальні одиниці: астрономічна одиниця, світловий рік і парсек.
Астрономічна одиниця - середня відстань від Землі до Сонця, рівне 1,5 м.
Світловий рік - це відстань, яку проходить світло протягом одного року, а саме 9,46 м.
Парсек (паралакс-секунда) - відстань, на якому щороку паралакс земної орбіти (тобто кут, під яким видно велику піввісь земної орбіти, розташована перпендикулярно променю зору) дорівнює одній секунді. Це відстань дорівнює 206265 а.о. = 3,08 = 3,26 св.г.
Небесні тіла у всьому Всесвіті утворюють системи, різної складності. Всі існуючі галактики входять в систему самого високого порядку - Метагалактика. Розміри Метагалактики дуже великі: радіус космологічного горизонту становить 15 - 20 млрд. св. р. Поняття «Всесвіт» і «Метагалактика» - дуже близькі поняття: вони характеризують один і той самий об'єкт, але в різних аспектах. Поняття «Всесвіт» означає весь існуючий матеріальний світ; поняття «Метагалактика» - той самий світ, але з точки зору його структури - як упорядковану систему галактик. Метагалактика - представляє собою сукупність зоряних систем - галактик, а її структура визначається їх розподіл у просторі, заповненому надзвичайно розрідженим міжгалактичним газом і пронизує міжгалактичними променями. Згідно сучасним уявленням, для метагалактики характерно чарункова (сітчаста, пориста) структура. Вік Метагалактики близький до віку Всесвіту, оскільки освіта структури припадати на період, наступний за роз'єднанням речовини і випромінювання. За сучасними даними, вік Метагалактики оцінюється в 15 млрд. років.
Галактика - гігантська система, що складається з скупчень зірок і туманностей, що утворять у просторі досить складну конфігурацію.
За формою галактики умовно розподіляються на три типи: еліптичні, спіральні, неправильні.
вещества в нашей Галактике сосредоточено в звездах, представляющих собой гигантские плазменные образования различной величины, температуры, с разной характеристикой движения.