Еволюція світу

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст

Поняття еволюції

Елементарні частинки матерії

Еволюція світу

Стріли часу

Стріли випромінювання і речовини

Біологічна стріла

Екологічна стріла

Антропологічна стріла

Гносеологічна стріла

Соціологічна стріла

Культурологічна стріла

Техносферная стріла

Всесвіт

Галактики

Зірки

Сонце і Сонячна система

Земля

Структура Землі

Освіта Землі

Список літератури

Поняття еволюції

Еволюція - розвиток системи, її поступове перетворення. Іноді під еволюцією розуміють повільний розвиток, свого роду накопичення кількісних змін. Ці спокійні етапи чергуються зі швидкими, на яких відбувається якісне перетворення системи або ж її заміна іншою, новою системою. В останньому випадку етап виглядає як стрибок, майже миттєвий перехід з одного стану в інший, але з обов'язковою «пам'яттю» про колишній. Залежно від виду системи якісні стрибки називають або революцією, або «катастрофою». У математиці стрибкоподібні процеси описуються спеціальної «теорією катастроф». У нашому курсі термін «еволюція» трактується в узагальненому сенсі. Революції, катастрофи та інші якісні трансформації ми розглядаємо як етапи єдиного процесу еволюції.

Таким чином, термін «еволюція світу» фактично включає в себе все, що відбулося і відбувається у Всесвіті від її народження до нинішнього стану.

Всесвіт - це весь спостережуваний матеріальний світ. Близький до нього термін «Метагалактика» - це те, що ми в змозі спостерігати, свого роду реальний компонент Всесвіту. У Всесвіті мають місце також віртуальні об'єкти, явища і процеси; в природознавстві «віртуальний» означає мислимий, але неспостережний. За сучасними уявленнями розміри Метагалактики оцінюються приблизно в 1010 світлових років, при цьому один світловий рік дорівнює приблизно 1016 метрів - то відстань, яку світло, маючи швидкість з = 3.108 м / с, проходить за один земний рік.

Елементарні частинки матерії

«Елементарні» означає найпростіші, не зводяться до інших. Таких часток у фізиці відомо багато, але для якісного опису досить п'яти «корпускул». Це фотон, нейтрино, електрон, протон і нейтрон. Фотон, або квант світла, або квант електромагнітного випромінювання - частинка з масою спокою, що дорівнює нулю, що існує тільки в стані руху зі швидкістю світла. Нейтрино - легка частинка, її маса спокою дуже мала і поки що невимірна. Нейтрино бере участь в гравітаційній і в так званому слабкому взаємодіях. Нейтрино і фотон електрично не заряджені. Електрон - заряджена частинка з елементарним зарядом е = - 1.6 · 10-19 Кл і масою спокою m0 = 9.1 · 10-31 кг. Протон і нейтрон (нуклони) приблизно в 1840 разів масивніше електрона. Протон має позитивний елементарний заряд, нейтрон електрично нейтральний, за що він і отримав своє ім'я. З протонів і нейтронів складаються атомні ядра; системи «ядро + електрони» - це атоми. У кожного виду частинок є античастинки. Колись вони народжувалися парами: нейтрино і антинейтрино, електрон і позитрон, нуклон і антінуклон. Антіфотон - виняток, він повністю ідентичний фотону. При зустрічі частка і античастинка обов'язково анігілюють, тобто зникають, породжуючи замість себе два або три фотона («маса перетворюється в енергію»). Є й зворотна реакція - при зіткненні фотонів великої енергії можливе народження речових пар «частка - античастинка».

Еволюція світу

Великі уми людства придумали безліч умоглядних теорій про будову, походження, розвиток Всесвіту та її підсистем - галактик, Сонця, планети Земля, людини та її мислення. В основі релігійних теорій - ідея разових творчих діянь Бога. Характерно, що у всіх релігіях світу явно або неявно присутня думка про створення часу разом з Всесвіту і законами її буття. Тому основною ознакою кінця світу буде зникнення часу. («... Що часу вже не буде». Одкровення св. Іоанна Богослова, гл.10, вірш 6.) Ті ж, хто не приймав ідеї божественного втручання, вважали, як правило, що навколишній світ існував завжди і буде існувати вічно. Тому ніяких «початку» і «кінця» бути не може. Аристотель, вважав, що не тільки середовище проживання, але й самі люди існували вічно, а їх цивілізації періодично зникали за потопів і потім стартували знов, чергуючи тим самим швидкі і повільні етапи свого розвитку. У теорії Канта передбачалося, що Сонячна система виникла з «первісної туманності», але звідки взялася ця сама туманність - ні слова. Зміст і витонченість багатьох теорій і картин нічим не були обгрунтовані, тому що всі вони базувалися лише на вільному польоті розуму і не спиралися на будь-які реалії. У них немає достовірних відомостей про першооснову і першопричину. В даний час найбільш адекватною є теорія «Великого вибуху», або теорія «гарячого Всесвіту». У 1916 році Альберт Ейнштейн в рамках створеної ним загальної теорії відносності дав наукову картину будови Всесвіту. Основу картини становила уявлення про те, що простір і час, по-перше, активно впливають на все, що відбувається у Всесвіті, а по-друге, що вони самі змінюються під впливом подій, що відбуваються у Всесвіті. Сам Всесвіт в теорії Ейнштейна передбачалася стаціонарної, тобто існуючої вічно. Він вважав: у всьому просторі існує деяка середня щільність матерії, яка відмінна від нуля і в великому масштабі всюди одна і та ж.

Однак спільна математична модель цих двох припущень зажадала введення в рівняння деякого параметра у вигляді «космологічної постійної», що не має ніякого природного обгрунтування. Цю постійну Ейнштейн ввів, спираючись тільки на свою віру в стаціонарність Всесвіту і довіряючи математики як мови науки. Але в 1923 році ленінградський геофізик і математик Олександр Олександрович Фрідман показав, що більш природно і красиво виглядають вирішення тих же рівнянь, звільнених від «космологічної віртуальності». У рішеннях Фрідмана «радіус світу» залежить від часу. Іншими словами, теорія вимагала розширення або стиснення Всесвіту. Цей висновок теорії в перші роки представлявся дуже дивним, для багатьох - просто абсурдом.

У 1928 році Едвін Габбл, досліджуючи світіння позагалактичних туманностей за допомогою спектральної апаратури, виявив «червоний зсув спектральних ліній», яке було тим більше, чим далі від нас туманність. Такий зсув виникає, якщо джерело світла віддаляється від спостерігача з помітною швидкістю (ефект Допплера). Фізично такий спостережуваний факт означав всебічне розширення системи зірок, або розбігання галактик. Тим самим було експериментально підтверджено, що рішення Фрідмана - не примха розуму вченого, а реальність. Радіус Всесвіту безперервно збільшується. Але якщо це так, то логічно припустити, що коли-то Всесвіт була дуже маленькою, і тоді у неї має бути «дата народження». Вона ж - дата народження простору і часу, бо, як писав Ейнштейн, «ніякої просторово-часової континуум не може існувати без породжує його матерії». За вимірами Хаббла початок розширення було всього лише 109 років тому. У подальшому більш точні експерименти дали для віку Всесвіту величину близько 13.109 років. 13 мільярдів земних років, але це не означає, що наша планета народилася тоді ж. У першій половині 20-го століття фізики, астрономи, астрофізики шляхом узагальнення експериментальних даних щодо спектрів світлового випромінювання небесних об'єктів встановили, що хімічний склад дійсної частини матерії у всій Метагалактиці (спостережуваного Всесвіту) ідентичний. Скрізь одні й ті ж хімічні елементи, відомі землянам за таблицею Менделєєва. «Вселенське» єдність речовини означало, що воно або має один і той же джерело, або виникає всюди по одним і тим же законам.

У 1948 році Георгій Анатолійович Гамов (він же Дж. Гамов, громадянин США з 1934 р.) разом з Гансом Бете і Ральфом Альфером опублікував роботу, в якій була побудована несуперечлива картина «гарячого Всесвіту», яка виникла внаслідок «Великого Вибуху». Аналізуючи створену фізико-математичну модель, Гамов прийшов до висновку, що фотони, випроменені в простір на одній з ранніх стадій розвитку Всесвіту, повинні «бути живі» до цих пір, хоча це реліктове випромінювання порядком охолонула («постаріла»). У 1965 році це випромінювання було виявлено експериментально. Його експериментально виміряна температура виявилася близько 2,7 К, а вік близьким до 1010 років, тобто до тих самим значенням, що були отримані з аналізу червоного зсуву в лініях випромінювання розбігаються на всі боки галактик. Це означало, що модель Гамова цілком правдоподібна.

Спостерігаються факти: однорідність хімічного складу Всесвіту, наявність безперервного розширення та наявність реліктового випромінювання разом склали природне обгрунтування гарячої моделі великого вибуху, моделі народження нашого світу. У цій моделі прийнято, що від народження до наших днів еволюція Всесвіту описується теорій Фрідмана.

У теорії великого вибуху та його наслідків розширення Всесвіту супроводжується охолодженням речовини і випромінювання. Температура падає обернено пропорційно розмірам Всесвіту. Як відомо з шкільної фізики, температура є міра середньої енергії руху частинок (їх швидкості). Якщо корпускули рухаються дуже швидко, то вони мають можливість «не звертати уваги» на сили тяжіння між ними. При охолодженні системи частинок сили тяжіння викликали злиття частинок та їх перетворення на нові системи. Це означає, що не тільки енергії частинок, але і сам тип часток будуть залежати від температури і, тим самим, від віку Всесвіту. Іншими словами, зі збільшенням віку повинен змінюватися рівень організації матерії. Чим нижче температура, тим імовірніше поява все більш складних утворень і, відповідно, все більш складних «життєвих» процесів у таких системах. Аж до появи життя без лапок. На старті розміри Всесвіту були близькими до нуля, а щільність матерії, кривизна простору і температура - величезними, бути може, навіть нескінченними, як в математичних моделях. Такі системи називаються сингулярностями, для їх опису створений спеціальний математичний апарат, що базується на понятті «дельта-функції».

Майже одночасно з Сонцем виникла і Сонячна система. Викиди важких елементів найімовірніше повинні відбуватися в екваторіальних областях обертових зірок, саме тому всі планети сонячної системи обертаються приблизно в одній площині. Вибухи і викиди - явища високотемпературні, тому Земля спочатку була гарячою, і атмосфери на ній не було. Гірські породи, остигаючи, виділяли багато газів, перш за все, сірководню. Так що при своєму народженні наша атмосфера була отруйною. Потім виникли океани, в яких з'явилися макромолекули, здатні до самовідтворення. Тут інтенсивно йшли і процеси самоорганізації, і процеси деградації, але виживали форми, більш адаптовані до тодішніх умов. В еволюції наступала ера живої речовини. Первинні організми споживали все, що було навколо, але виділяли переважно кисень. Склад атмосфери змінювався, що й сприяло появі більш складних форм життя, в тому числі і появи людини.

Стріли часу

Поняття часу з часом змінюється. Абсолютного часу немає. Реальне, відносний час однонаправлені, воно йде тільки вперед. Як стріла. У науці аналізують три базові «стріли часу». Загальновідома стріла термодинамічна. Вона вказує напрямок часу, в якому зростає ентропія, або міра безладу. Друга стріла - психологічна. Ми, як спостерігачі, сприймаємо хід часу в напрямі, в якому ми пам'ятаємо минуле і не в змозі пам'ятати майбутнє, хоча і можемо якось його спрогнозувати. Третя стріла - космологічна. Це - той час, в якому Всесвіт розширюється, а не стискується. Три стріли - це не більше ніж прийом наукового аналізу, коли потрібно розглянути одну з граней сутності. Стівен Хокінг довів, що напрямки цих стріл збігаються, інакше не могли б реалізуватися умови для зародження і розвитку розумних істот.

Стріли випромінювання і речовини

Ясно, що ці стріли мають йти паралельно основній стрілі. Фактично випромінювання і речовина - це два види матерії, тієї самої «плоті Всесвіту». Іноді до випромінювання відносять і інші фізичні поля, але ми обмежимося електромагнітної сутністю випромінювання. Речовина в основі своїй побудовано з електронів, протонів і нейтронів. Маса речових частинок завжди відмінна від нуля. Можна сказати, що будь-яка матеріальна сутність складається з «ВЕПОЛЬ» - взаємодіючих доз речовини і поля.

Біологічна стріла

Наша біосфера вже стала фактором планетарного масштабу - стан Землі як планети все сильніше залежить від процесів у біосфері. В основі наукових уявлень про походження живої матерії лежить думка про те, що живе на планеті виникло як результат тривалої еволюції вуглецевих сполук. Період суто хімічної еволюції складався з послідовності трьох основних процесів:

-Синтез низькомолекулярної органіки з газів протоатмосфери. У ній практично не було вільного кисню. Були метан, аміак, пари води. Експериментально доведено, що при електричних іскрових розрядах в газових сумішах відновлювального характеру синтезуються низькомолекулярні органічні сполуки.

-Полімеризація мономерів з утворенням ланцюгів нуклеїнових кислот і білків. Першими тут були, швидше за все, молекули рибонуклеїнової кислоти - РНК. Стародавні РНК були і каталізаторами в синтезі білків, та інформаційно-генетичними носіями. Потім з'явилися ДНК як більш «спеціалізовані» молекули.

Екологічна стріла

Як породження і супутник біологічної стріли на певному етапі виникла стріла екологічна. У сучасному природознавстві екологія трактується як наука про взаємини всередині живої спільноти і живого зі своїм середовищем проживання. Сам термін ввів в обіг Е. Геккель у 1866, але екологічні процеси протікають з епохи появи живого. Це ті процеси, які становлять суть і відносної стійкості («гомеостаз») видового складу живих організмів, і еволюційних процесів у біосфері Землі. Екологічні явища стали переходити в ранг «екологічних проблем» тільки з появою людини.

Антропологічна стріла

Виникнення людини - дуже важливий для нас мить в еволюції планети і, будемо сподіватися, в еволюції Всесвіту. Людина є не тільки об'єкт еволюції, (тобто він сам розвивається), але і суб'єкт еволюції, її рушійна сила. Він створив товариство, культуру, техносферу. Поки що наш вплив відчувається в масштабах планети Земля, але ми ж не обмежимося тільки навколоземними штучними супутниками, оскільки потреба і здатність людини до пізнання та творчості межі не мають. Бути може, подібний надоптимістичний антропоцентризм і невиправданий, але вже дуже хочеться вірити в те, що ми з часом самі будемо керувати власним вдосконаленням.

Датування і хід процесу в загальних рисах простежуються досить виразно. Приблизно 20млн. років тому з'явилися предки гомінідів - самого високоорганізованого сімейства людиноподібних істот. Це сімейство включає нині і людини, і багатьох його попередників. Власне гомініди сформувалися 6-10 млн. років тому. Еволюція йшла нерівномірно, як це і належить за законами розвитку природних систем. Для еволюції людини характерно, що кожен новий етап у ній був «відповіддю» на загальнопланетне зміни; жорсткість умов існування незмінно викликали ускладнення людської сутності. Аналогічне явище властиве еволюції багатьох систем. На деяких етапах зміна форми відставало від біохімічної еволюції і т.п. Процес йшов шляхом переходу до прямоходіння, збільшення об'єму мозку, його структурування зі спеціалізацією окремих ділянок, розвитку рук і адаптації до праці. Першою людиною був «людина уміла», якого близько 1.5 млн. років тому змінив «людина прямоходяча» Саме прямоходящие виявилися найбільш адаптованими до змін середовища проживання. Анатомічно і фізіологічно сучасна людина - «людина мисляча», «Homo sapiens» з'явився всього близько 40 тисяч років тому. Перші сапієнси ще не поділялися на раси, це прийшло пізніше. На перших стадіях інтенсивно розвивалася анатомо-фізіологічна структура, тут «працювали» як внутрішні фактори, так і вплив середовища проживання. Десь близько 10 тисяч років тому «людина мисляча» перейшов від збирання до творчої діяльності, це стимулювало прискорення розвитку соціальної організації. Зберігалася сильний вплив біологічних змін людини, але становлення людства як природної системи все більш обмежувало дію природного відбору. Фізіологічно людина стала відносно стабільний близько 20 тисяч років тому, лише періодично відчуваючи «напади акселерації». Але культурне середовище формувалася і розвивалася дуже енергійно; можна вважати, що культура - це друга природа сучасної людини. Біологічно ж всі сучасні люди належать до одного виду; расові відмінності відносяться до внутрішньовидових.

Гносеологічна стріла

Свою назву ця стріла отримала від «гносеології» - науки про пізнання. Людина почала пізнавати світ майже одночасно зі своєю появою і пізнає його досить інтенсивно. Складність методик та отриманих результатів ростуть дуже швидко.

Соціологічна стріла

Становлення і розвиток людського суспільства - це предмет наук соціологічного спрямування. Соціологія - наука про закономірності розвитку і функціонування соціальних систем. Наука ця поки що не природна, і в навчальних планах вона представлена ​​окремо. Людське суспільство створено людьми і аналогів в решті природі не має. Але становлення і розвиток соціальних структур йдуть відповідно з природничо закономірностями, на основі все тих же процесів самоорганізації та гомеостазу (забезпечення стійкості). У розвитку самого соціуму і його форм чітко видно чергування спокійних і швидких етапів.

Культурологічна стріла

В еволюції культури чітко проглядаються два напрямки - це розвиток мистецтва і науки. Системоутворюючий фактор в еволюції культури - природознавство, пізнання людиною навколишнього світу і самого себе, як природних феноменів. Мистецтво і наука - дві доповнюють один одного грані в усвідомленні людиною свого місця у світі і своїй ролі у розвитку людства.

Техносферная стріла

Техносфера - це сукупність технічних пристроїв і технологій. Люди вже досить інтенсивно використовують технології виробництва матеріальних благ, на черзі - технології інтелектуальної та творчої діяльності. Це цілком логічно, тому що вся техносфера є породженням природознавства.

Всесвіт

У природознавстві під цим терміном розуміється частина матеріального світу, доступна спостереженню. На відміну від всіх інших систем Всесвіт одинична, свого роду унікальна і неповторна надсістема. За час життя Всесвіту світло в стані пролетіти певну відстань, яке і визначає радіус космологічного горизонту. За сучасними даними, вік Всесвіту, точніше, вік реліктового випромінювання, становить 13,7 млрд. років. Відповідно, радіус горизонту дорівнює близько 12500 Мпк. Речовина у Всесвіті розподілено надзвичайно нерівномірно. Наприклад, в атомних ядрах щільність становить близько 1017 кг/м3, а в міжзоряному просторі нашої Галактики вона дорівнює 10-21 кг/м3. З урахуванням «порожнього простору» між галактиками середня щільність речовини у Всесвіті близька до значення 4.5 · 10-27 кг/м3. У це значення входить не тільки те речовина, яка світиться, але й темна (прихована) маса. Те, що прихована маса є, але фізична сутність її поки що не дуже зрозуміла. Поряд з нерівномірно розподіленим речовиною весь Всесвіт рівномірно заповнена ізотропним реліктовим електромагнітним випромінюванням. Його енергетична щільність складає долі відсотка від енергетичної щільності маси.

У середньому Всесвіт однорідний і изотропна, тобто, однакова в усіх напрямках. Але це в середньому. Насправді Всесвіт має більш-менш впорядковану структуру ячеисто-сітчастого типу. Структура ця утворюється групами і скупченнями галактик, зібраних в лінійні «джгути» (фізики називають їх філаментаміно), які утворюють просторову сітку. Вузлами цієї сітки служать скупчення галактик; між филаментами - своєрідні «дірки», де немає нормальних галактик. Середній розмір дір приклад у п'ять разів перевищує товщину філаментів, яка становить приблизно 10 Мпк.

Галактики

У сучасному трактуванні - це гравітаційно-зв'язані зоряні системи, що мають досить чіткі просторові межі. Галактики формувалися і формуються з речовини під дією гравітаційної нестійкості. За масштабами Всесвіту це масивні об'єкти, вони народжувалися і народжуються, живуть і старіють. Саме вони і їх скупчення утворюють великомасштабну структуру Всесвіту. Кожна містить величезну кількість зірок; науковці Землі до цього часу можуть надійно спостерігати лише кілька тисяч найяскравіших галактик. Встановлено, що всі галактики обертаються. За формою вони поділяються на еліптичні, спіральні й неправильні. Тип галактики фіксується по її світіння, мабуть на тлі більш темного неба. Еліптичні галактики, цілком ймовірно, є найбільш впорядкованими, в них, як правило, не спостерігаються яскраві молоді зірки й міжзоряний газ. Структура спіральних галактик характеризується наявністю чітко виражених спіральних рукавів. Складаються вони в основному з молодих яскравих зірок і газово-пилових туманностей. Неправильні галактики виглядають як плями клочковатой форми, вони не містять зірок-надгігантів і яскравих туманностей. Досліджуються галактики за їх електромагнітного випромінювання, а маса оцінюється за даними про їх обертанні. Чумацький Шлях містить близько ста мільйонів зірок, в тому числі і Сонце. За формою Галактика належить до спіральних галактик дисковим. Діаметр диска - близько 30 тисяч парсеків, найбільша товщина («балдж») - близько 8 тисяч ПК. Сонце розташоване поблизу площини симетрії Галактики, приблизно в 8500 пк від центра Галактики на внутрішній частині спірального рукава; астрофізики іменують його рукавом Оріона. У галактиці дуже багато подвійних зірок і кульових зоряних скупчень. Швидкість руху Сонця при його обертанні відносно центру Галактики складає близько 220 км / сек. Галактичний рік триває приблизно 250 мільйонів земних років. Не виключено, що в центрі Галактики знаходиться чорна діра з масою приблизно в мільйон мас Сонця. Галактика, як типова підсистем Всесвіту, утворилася при стисканні протогалактіческого газової хмари як система протозвезд. Вік найстаріших зоряних скупчень оцінюється в 7 млрд. років. Галактика живе, в ній безперервно триває процес зореутворення.

Зірки

За утворення зірок відповідальна в основному гравітація, за їх розігрів і вигорання - ядерні реакції синтезу. Зірками називають величезні плазмові кулі, рівноважний стан яких підтримується балансом між гравітаційним стисненням і розпирає тиском випромінювання та гарячої плазми. У зірках укладена значна частка світиться речовини Всесвіту. До 90% зірок належать до так званої «головної послідовності»; живуть вони і випромінюють вони за рахунок внутрізвездного термоядерного синтезу. До цього ж типу належить і Сонце. Ще одну помітну групу утворюють темні карлики з масою порядку однієї десятої маси Сонця. Температура всередині карликів недостатня для протікання термоядерних реакцій. Поряд з нормальними зірками та карликами астрофізики спостерігають ще ряд типів, що відрізняються розмірами і світністю - червоні гіганти і надгіганти, блакитні надгіганти, цефеїди, нейтронні зірки (пульсари), білі карлики. Той факт, що зірки живуть своїм життям, підтверджується спалахами нових і наднових зірок. Перші за кілька наших днів збільшують світність в десятки тисяч разів і залишаються яскравими кілька тижнів. Потім їх блиск повільно спадає до вихідного. Астрофізики вважають, що такий вибух нової зірки означає скидання газової оболонки з виділенням великої енергії. У нашій Галактиці буває в середньому 50 таких явищ на рік. Процес періодичний. Наднові - ці потужніший, вони збільшують свій блиск в мільярди разів і світять яскраво кілька місяців, після чого перетворюються або на нейтронну зірку без оболонки, або повністю руйнуються. Так як «запас пального» в зірках завжди кінцевий, то і термін їх життя також обмежений. У що вони перетворяться - у карлика, або на нейтронну зірку, або в чорну діру - це залежить від їх початкової маси. Зоряна стріла йде синхронно з галактичної, бо стріла відображає не долю окремої зірки, а життя всього зоряного спільноти. У чомусь ситуація нагадує взаємозв'язок людини і людського суспільства.

Сонце і Сонячна система

За еволюційним мірками Сонце і Сонячна система утворилися майже одночасно. Приблизно 4.5 млрд. років тому за порівняно короткий проміжок часу в один або два мільйони років в результаті гравітаційного стиснення масивного хмари виникла протозірка разом з обертовим газопиловим диском. Центральна область протозірки приблизно за мільйон років перетворилася на гарячу зірку - Сонце. Пиловий субдіск у свою чергу перетворився на систему згущень, з яких виникли ще більш компактні тіла. У космології їх називають планетезімали, або протопланети. Перетворення планетезималей в щільні кулясті планети відбувалося порівняно повільно, протягом десятків і сотень мільйонів років. Всього утворилося дев'ять великих планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс («земна група»), а також Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. У сонячній системі є ще величезна кількість астероїдів. Центральне тіло - Сонце зосередило в собі 99,866% маси Сонячної системи. Діаметр Сонця в 109 разів більше діаметру Землі. Температура на поверхні Сонця (температура фотосфери) дорівнює 5830 К, температура в центрі Сонця, оцінена методами нейтринної астрономії, становить 16 мільйонів кельвінів; щільність матерії там сягає 160000 кг/м3. Основне джерело енергії, як і в інших схожих зірках, термояд. Як звичайна зірка головної послідовності, Сонце практично не змінять своєї світності протягом мільярдів років. Усередині Сонця енергія йде до поверхні у вигляді потоку рентгенівських квантів, але через поглинання і наступного перевипромінювання квантів речовиною енергія передається повільно, проходячи шлях від центру до поверхні за мільйони років. Ближче до поверхні температура трохи менше, там вже можуть існувати нейтральні атоми водню, сильне поглинання якими утрудняє перенесення енергії випромінюванням. Через це в поверхневому шарі виникають потужні конвективні потоки речовини. Як і всі зірки, Сонце має атмосферу, в якій астрофізики виділяють три шари: фотосферу, хромосферу і сонячну корону. Те сонячне випромінювання (сонячне світло), яке ми спостерігаємо, генерується в основному в фотосфері, яка має товщину близько 300 км. Вище, в хромосфері, щільність іонізованого газу падає, а його температура злегка зростає. Ще вище розташована сонячна корона, де газ ще більш розріджене і нагріте. Через малих кількостей газу в хромосфері та короні їх сумарне випромінювання енергії мало в порівнянні з фотосферної. У Сонці і на Сонці багато цікавого, але саме дивне - це його магнітні поля. І наше око, і інші оптичні прилади бачать в основному фотосферу Сонця. На фотозображення сонячного диска добре помітно, що вся фотосфера складається з світлих плям, або гранул, розділених більш темними проміжками. Гранули рухаються, змінюють розміри, зникають і знову виникають. Живе кожна гранула кілька хвилин. Є і більш великі деталі - смолоскипи і плями. Якщо гранули - це наслідок конвекційних потоків, то плями і факели своїм походженням і зникненням зобов'язані змінним магнітним полями. Ці поля дуже незвично структуровані, мінливі і сильно впливають на рух і випромінювання іонізованого речовини у фотосфері і хромосфері. Сонце інтенсивно діє, виявляючи періодичність активності з періодом в 11 років. Ця зміна активності безпосередньо пов'язана з магнітною переполюсовка. На Сонці кожні 11 років магнітні полюси міняються місцями. Сонце досить інтенсивно вигоряє і, мабуть, через кілька мільярдів років згасне. Воно не зникне, просто стане холодним. Шансів на перехід в стан чорної діри у нього, згідно сучасним теоріям, у нього немає.

Земля

У масштабах Всесвіту наша планета - мікроскопічна частка, що обертається навколо пересічної зірки в одній з незліченних галактик. З точки зору космології Земля - досить стабільна планета. Її складність і розміри як космічного об'єкта з часом не наростають. При обертанні Землі навколо Сонця вона поволі втрачає свою енергію, можливо, як генератор гравітаційних хвиль. Втрати ці малі, тому падіння нашого будинку на Сонце не буде в усі час його життя. Так що в майбутнє ми можемо дивитися з оптимізмом - запас часу ще є. Але при аналізі еволюції нашої планети доцільно враховувати, що складність об'єктів, породжуваних «геострелой», безперервно і досить інтенсивно зростає.

З точки зору астрономії Земля - третя за віддаленості від Сонця планета. Радіус її орбіти становить 149.6 млн. км, це значення узаконене як астрономічна одиниця довжини. За орбіті Земля летить зі швидкістю 30 км / с, період її обертання 365.24 середніх сонячних діб. Поряд з рухом навколо Сонця Земля обертається навколо своєї осі з періодом 86164.1 с, що лише на чотири хвилини менше 24 годин; це обертання викликає зміну дня і ночі. Вісь обертання Землі нахилена до площини орбіти («площини екліптики») під кутом 66.556 °. Як і у будь-якого гіроскопа, положення осі обертання залишається в просторі незмінним. Сталість цього напрямку зумовлює зміну пір року. У Землі є природна супутниця - Місяць, і ще кілька тисяч штучних супутників. Часи їхнього життя дуже невеликі, особливо в порівнянні з вічністю.

Структура Землі

Форма Землі - геоїд, він близький до еліпсоїда обертання. Планета злегка сплюснута біля полюсів і витягнута у екватора. Різниця екваторіального і полюсного діаметрів складає близько 43 км при значенні середнього радіуса в 6371 км. Середня щільність Землі приблизно в 5,5 рази більше щільності води. За структурою земну кулю неоднорідний. У тілі Землі виділяють три області: кору, мантію і ядро. Це розділення базується на результатах дослідження за допомогою сейсмічних хвиль. Кора під океаном має товщину до 10 км, в материковій зоні 30-40 км. Найбільшу товщину в 70-80 км кора має в районі найвищих гір, Гімалаїв і Гіндукушу. На глибинах від 35 км до 2800 км розташована силікатна оболонка - мантія. Дуже часто в моделях виділяють літосферу - зовнішню зону, що складається з кори та верхніх шарів мантії. Літосфера розколота на гігантські плити, їх налічують до десяти. Саме по межах плит розташовані основні осередки землетрусів. Літосферні плити ніби плавають в більш глибокому в'язкому шарі, який геологи називають «астеносферою» Процеси в астеносфері визначають геологічну будову земної кори, там же знаходяться і первинні магматичні вогнища вулканів. У теорії літосферних плит, званої нової глобальної тектонікою, розглядаються окремо кора океанічна кора і континентальна. У цій теорії аналізуються і описуються складні явища руху літосферних плит відносно один одного, як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямку, в тому числі «подлезаніе» океанічних плит під континентальні, а також відмінності у складі океанічної і континентальної кори.

На глибинах понад 2800 км знаходиться ядро Землі. Кордон «мантія - ядро» не пропускає поперечних сейсмічних хвиль; з цього експериментального факту випливає, що ядро знаходиться в рідкому стані. Зовнішня зона ядра - це суміш заліза і сірки, внутрішня частина - сплав заліза (80%) і нікелю (20%). У самому центрі Землі тиск досягає величин в 3.6 · 11 жовтень Па, а температура трохи більше 5000 К. Рідке металеве ядро обертається не так, як тверда сфера. Кутова швидкість сферичних шарів різна, вона залежить від відстані від осі. У створеній для опису таких тіл теорії «гідродинамічного динамо" показується, що в цьому випадку в обертовому провідному тілі мимоволі і в самопідтримуваної режимі виникають стаціонарні магнітні поля. Саме такого явища зобов'язане своїм походженням магнітне поле Землі. Магнітні полюси Землі не співпадають з її географічними полюсами, хоча в даний час і знаходяться не дуже далеко від них. Періодично магнітні полюси міняються своїми місцями, але період це дуже великий (близько мільйона років) і, мабуть, не дуже постійний.

Освіта Землі

Земля утворилася 4.6 млрд. років тому в протопланетному хмарі. Але своє стаціонарне пристрій земну кулю знайшов тільки 3.7 млрд. років тому - саме цей вік мають найдавніші гірські породи, від виникнення яких починається геологічна історія Землі. У ній виділяють два етапи: докембрій, що тривав трохи більше 3 млрд. років, і фанерозою, що займає останні 570 млн. років. Приблизно 2.5 млрд. років тому виник перший (і єдиний на той час) сверхконтінент, нині його називають Пангея. Через 300 млн. років він розпався на континенти, розділені океаном. З'явилася океанічна кора. Потім континенти знову об'єдналися в Пангею-2, яка, у свою чергу, теж розпалася, і приблизно 600млн. років тому виникла структура континентів і океанів, віддалено схожа на сучасну. Потім була Пангея-3, і новий розпад, вже на нинішні континенти. Як стверджує історична геологія, цикли «сходження - розбіжність» триває 500-600 млн. років. Нинішній геологічний вигляд Земля придбала приблизно 65 млн. років тому. Але жива матерія на Землі виникла приблизно 3,5 млрд. років назад і благополучно перенесла і перетворення Пангеї, і різні космічні атаки, в результаті яких кожні 30 млн. років відбувалися масові вимирання деяких погано адаптованих видів тварин і рослин. Найскладніша система живої матерії - людство - за дуже короткий за геомасштабам відрізок часу зуміла змінити хід еволюції біосфери.

Список літератури

  1. О.М. Бекетов. Природознавство. Енциклопедичний словник. Ф. Брокгауз', І. Ефрон'. пт.22, СПб, 1894, с. 687-689.

  2. М. Блок. Апологія історії. М. Наука. 1986р., 256с.

  3. Сучасна психологія. Довідкове керівництво. Ред. В.Н. Дружинін. М., ИНФРА-М. 1999р. 688с.

  4. Ю.В. Горін, Б.Л. Свистунов, М.Б. Семенов. Природознавство від І. Ньютона до І. Пригожина. Вип.1. Природознавство по Ньютону. Пенза. 64с. ПГУ. 2001р.

  5. А.Д. Суханов, О.Н. Голубєва. Концепції сучасного природознавства. Під ред. А. Хохлова. М., Агар, 2000 р., 452с.

  6. С. Вайнберг. Перші три хвилини. М. Енергоіздат, 1981 р.

  7. І. Новіков. Еволюція Всесвіту. М. Наука, 1979 або 1991.

  8. С. Хокінг. Коротка історія часу від великого вибуху до чорних дір. СПб, АМФОРА, 2000, 268с.

  9. А.Д. Суханов, Ю.Г. Рудою. Місце і роль еволюційних уявлень в фундаментальному освіті. М., РУДН фено, 1996р.

  10. Р.Д. Тейпер. Галактики. Будова та еволюція. М. Наука. 1981р.

21


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Контрольна робота
90.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Еволюція тваринного світу
Еволюція і створення світу
Походження та еволюція органічного світу
Еволюція органічного світу по ерах
Єсенін с. а. - Еволюція поетичного світу с. а. Єсеніна
Еволюція філософських уявлень про субстанції світу
Еволюція життєвого світу росіян в умовах трансформується соціуму
Еволюція наукового методу і природничо-наукової картини світу
Сучасна політична карта світу і географія населення світу
© Усі права захищені
написати до нас