КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ СОВРЕМЕННЫЕ КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ

Скачать презентацию КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ СОВРЕМЕННЫЕ КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ

2012 КСЕ Космология.ppt

Количество слайдов: 117

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ СОВРЕМЕННЫЕ КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ

КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАДОКСЫ Противоречия, возникающие при распространении законов физики на Вселенную в целом.

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (парадокс Шезо-Ольберса) Возник в XVIII в, когда в 1744 г. швейцарский астроном Р. ШЕЗО подверг сомнению пространственную бесконечность Вселенной.

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (парадокс Шезо-Ольберса) «В бесконечной Вселенной, все пространство которой заполнено звёздами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде, аналогично тому, как в густом лесу мы обнаруживаем себя окружёнными «стеной» из удалённых деревьев» . Р. Шезо

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (парадокс Шезо-Ольберса) Вывод: всё небо ночью и днём должно быть таким же ярким (и даже ярче), как и поверхность Солнца. К тем же выводам независимо от Шезо в 1823 г. пришел немецкий астроном Ф. Ольберс.

ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПАРАДОКС (парадокс Неймана — Зелигера) В конце XIX в. немецкий астроном К. ЗЕЛИГЕР обратил внимание и на другой парадокс, неизбежно вытекающий из представлений о бесконечности Вселенной и получивший название гравитационного парадокса.

ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПАРАДОКС (парадокс Неймана — Зелигера) «Ньютоновская теория тяготения приводит к бесконечным значениям гравитационного потенциала (сила тяготения со стороны всех тел Вселенной на данное тело оказывается бесконечно большой или неопределенной)» . К. Зелигер Принцип дальнодействия в теории Ньютона - каждый объект взаимодействует с любым другим объектом мгновенно, как бы далеко он не находился

ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПАРАДОКС (парадокс Неймана — Зелигера) Так как это не подтверждалось наблюдениями, К. Зелигер сделал вывод, что количество небесных тел ограничено, а следовательно, Вселенная не является бесконечной.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (тепловая смерть Вселенной) й Сформулирован немецким физиком Р. КЛАУЗИУСОМ в 1865 году на основе второго начала термодинамики. Невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу более нагретому без какихлибо других изменений в системе или окружающей среде.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (тепловая смерть Вселенной) й Энергия мира постоянна (закон сохранения энергии). Энтропия (хаос) мира стремится к максимуму.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (тепловая смерть Вселенной) й ВЫВОД: Вселенная должна прийти в состояние полного ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ: никакого направленного обмена энергией наблюдаться не будет.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (тепловая смерть Вселенной) й ТЕПЛОВАЯ СМЕРТЬ ВСЕЛЕННОЙ: - все виды энергии в конечном счёте перейдут в тепло, которое постепенно будет рассеивается в пространстве. Рано или поздно все звёзды погаснут, все активные процессы прекратятся, ВСЕЛЕННАЯ УМРЁТ «ТЕПЛОВОЙ СМЕРТЬЮ» .

ОСНОВНЫЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Теория стационарного состояния Вселенной Теория нестационарного состояния Вселенной

ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ ВСЕЛЕННОЙ в классической физике n n n ВСЕЛЕННАЯ не претерпевает эволюции; изменяться могут отдельные космические объекты, но не мир в целом; ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ: абсолютны (т. е. не зависят от материальных объектов и процессов), бесконечны, однородны (свойства Вселенной одинаковы во всех ее точках), изотропны (свойства Вселенной одинаковы во всех ее направлениях).

КОНЦЕПЦИЯ СТАТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВСЕЛЕННОЙ в теории относительности А. Энштейна n n ВСЕЛЕННАЯ: 1) стационарна, она не расширяется и не сжимается; 2) существует космическая сила отталкивания, уравновешивающая притяжение звезд; 3)Вселенная конечна, всюду одинакова, но не имеет границ (такая модель возможна, если пространство считать искривлённым).

КОНЦЕПЦИЯ СТАТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВСЕЛЕННОЙ в теории относительности А. Энштейна n n ВСЕЛЕННАЯ: 4) пространство Вселеннойа) трехмерно; б) является сферой; в) оно замкнуто само на себя; г) однородно, поскольку не имеет ни центра, ни краёв; д) равномерно заполнено.

Теории нестационарного состояния Вселенной 1. Вселенная и ее пространство расширяются с течением времени 2. Вселенная сжимается 3. Во Вселенной чередуются циклы сжатия и расширения

МОДЕЛЬ ПОСТОЯННОГО СОСТОЯНИЯ ВСЕЛЕННОЙ (ХХ век) n Выдвинута в 1948 г. Германном Бонда, Томасом Гоулдом, Фредом Хойлом

МОДЕЛЬ ПОСТОЯННОГО СОСТОЯНИЯ ВСЕЛЕННОЙ (ХХ век) n n Описывает постоянно расширяющуюся Вселенную, не имеющую ни начала, ни конца Плотность вещества в ней имеет постоянную величину.

МОДЕЛЬ ПОСТОЯННОГО СОСТОЯНИЯ ВСЕЛЕННОЙ (ХХ век) n n Расширение системы при одновременном сохранении плотности вещества обеспечивается за счет непрерывного поступления нового вещества. Смоделировать процесс образования вещества, не нарушая законы сохранения массы и энергии, можно математически.

Модель «горячей Вселенной» n n Выдвинута в 1948 г. Георгием Гамовым. Описывает расширяющуюся Вселенную с начального состояния (сингулярной точки); Сингулярность: бесконечная плотность массы, бесконечная кривизна пространства; Взрывное, замедляющееся со временем расширение при высокой температуре.

Модель «горячей Вселенной» n n n Подтверждением данной теории считалось открытое в 1965 г. РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (микроволновое фоновое излучение). Оно рассматривалось как остаточное явление ранней горячей стадии в развитии Вселенной. В процессе расширения Вселенной реликтовое излучение охлаждалось.

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ НАЧАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время Эпоха 0 Эра хаоса Темпера- Характерные процессы Время тура(К) от сегодняшнего момента Сингулярное ( сверхплотное) состояние вещества Вселенной составляло 1093 г/см 3, а ее первоначальный размер — 10 -33 см. более 20 млрд лет

Большой взрыв От первоначального сингулярного состояния Вселенная перешла к расширению в результате Большого взрыва. В результате Большого взрыва образовалась не только материя, но и само пространство - время. «Снаружи» не было ничего, даже пустого пространства, куда мог бы расширяться Большой взрыв.

Большой взрыв Вначале стремительно, затем все более плавно и замедленно Вселенная расширялась, ее плотность понижалась, а температура падала. При расширении Вселенной расширяется всё её пространство, а не только центральная часть.

РЕШЕНИЕ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ПАРАДОКСА Релятивистская космология опирается на идеи теории относительности Энштейна. При движении источника волн и наблюдателя относительно друга возникает изменение колебаний или длины волн , воспринимаемых наблюдателем - эффект Доплера.

РЕШЕНИЕ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ПАРАДОКСА Понижение частот электромагнитного излучения, наблюдаемое для всех далёких источников космического излучения: звезд, галактик, квазаров, называется КРАСНЫМ СМЕЩЕНИЕМ. В видимой части спектра в результате этого явления линии оказываются смещенными к его красному концу.

РЕШЕНИЕ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ПАРАДОКСА Из-за красного смещения яркость далёких объектов понижается, т. к. для всех далёких источников наблюдается понижение частот излучения, свидетельствующее об удалении этих источников друг от друга и, в частности, от нашей Галактики.

Наблюдение фотометрического парадокса

РЕШЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ПАРАДОКСА Для космологических масштабов разрешением этого парадокса является теория А. Эйнштейна, в которой закон всемирного тяготения уточняется для случая очень сильных гравитационных полей.

РЕШЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ПАРАДОКСА й 1. ФЛУКТУАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА Л. БОЛЬЦМАНА (1872 год): Вселенная извечно пребывает в равновесном изотермическом состоянии, но, по закону случая, то в одном, то в другом её месте иногда происходят отклонения от этого состояния - флуктуации. Нынешнее состояние Вселенной — это гигантская флуктуация. Большую часть времени Вселенная все равно пребывает в состоянии термодинамического равновесия ( «тепловой смерти» ).

РЕШЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ПАРАДОКСА й Л. Д. ЛАНДАУ: ключ к разрешению этого противоречия лежит в области общей теории относительности: поскольку Вселенная является системой, находящейся в переменном гравитационном поле, закон возрастания энтропии к ней неприменим.

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космичес -кое время Эпоха Темпера- Характерные 10 -33 с Бари- 1028 онов тура(К) процессы Возникновение барионов (протоны, нейтроны, гипероны), возникновение асимметрии между материей и антиматерией.

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время Эпоха 10 -8 с Адро- 1014 нов Температура(К) Характерные процессы Аннигиляция (взаимоуничтожение) протон – антипротонных пар.

Эра адронов Вселенная представляла собой плазму, состоящую из сильно взаимодействующих друг с другом адронов. К ним относятся барионы и кратко живущие мезоны. На этом этапе количество вещества и антивещества отличалось на одну миллиардную часть.

Эра адронов Такое совершенно ничтожное преобладание частиц над античастицами сыграло «судьбоносную» роль: на последующих этапах развития нашей Вселенной. НАШЕЙ ВСЕЛЕННОЙ БЫЛО СУЖДЕНО СОСТОЯТЬ ИЗ ВЕЩЕСТВА.

ВСЕЛЕННАЯ ИЗ АНТИВЕЩЕСТВА n Если бы на эволюционном "старте" на столь же малую величину преобладали античастицы, возникла бы вселенная из антивещества.

ВОЗНИКЛА БЫ ПРИ ПОЛНОМ СОВПАДЕНИИ ЧИСЛА ЧАСТИЦ И АНТИЧАСТИЦ, ОНИ ВСТУПИЛИ БЫ ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ И ВЗАИМНО УНИЧТОЖИЛИ ДРУГА ПУСТАЯ ВСЕЛЕННАЯ

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время Эпоха Темпера- 10 -3 с Лептонов тура(К) 1012 Характерные процессы Аннигиляция электроннопозитронных пар.

Эра лептонов n К лептонам относят электроны и позитроны; мюоны; нейтрино и антинейтрино (не имеют массы покоя и движутся со скоростью света).

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время 100 с Эпоха Температура (К) Фото- 109 нов и синтеза ядер Характерные процессы Становление первоначального химического состава Вселенной.

Эпоха фотонов и синтеза ядер n n Вещество и электромагнитное излучение обретали всё большую взаимную независимость, перестав непрерывно взаимодействовать друг с другом. Появились водород и гелий (Н 70%, Не-30%). Стало достаточно «прохладно» для образования из протонов и нейтронов сложных ядер, начиная с ядра тяжелого водорода – дейтерия. Дальнейшее понижение температуры и плотности привело к образованию не только ядер, но и простейших атомов.

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время Эпоха 10 000 Вещелет ства 108 лет Темпе- Характерные процессы Время ратура от сегодняшнего (К) момента Во Вселенной начинает доминировать вещество Отделение 3500 излучения от вещества 19, 7 млрд лет

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время 1 -2 млрд лет Эпоха Вещества Темпера- Характерные тура(К) процессы Время от сегодняшнего момента Начало 19 -18 образования млрд галактик лет

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время Эпоха 3 млрд лет Вещества Темпера- Характерные тура(К) процессы Галактики начинают образовывать скопления Время от сегодняшнего момента 17 млрд лет

ГАЛАКТИКИ n n КРУПНЫЕ СИСТЕМЫ, СОСТОЯЩИЕ ИЗ ЗВЕЗД, ГАЗА И ПЫЛИ. ВСЕЛЕННАЯ — это сотни миллионов галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд. Галактики разделены друг от друга миллионами световых лет космического пространства. Можно наблюдать галактики, излучение от которых идет более 12 млрд. лет.

Сверхскопления галактик (число галактик до 10 000 и более) ЦЕНТР МЕСТНОГО СВЕРХСКОПЛЕНИЯ: В НАПРАВЛЕНИИ СОЗВЕЗДИЯ ДЕВЫ

Сверхскопления галактик (число галактик до 10 000 и более) Ближайшие сверхскопления: в созвездии Льва и в созвездии Геркулеса

Скопление галактик (число галактик: 100 -500 и более Ближайшие скопления: в созвездии Пегаса и в созвездии Рыбы

Группы галактик (число галактик: 5 -30 и более Галактика и туманность Андромеды, окруженные 27 карликовыми галактиками

ГАЛАКТИКИ спиральные Наша Галактика (Млечный Путь) типичный представитель спиральных галактик.

НАША ГАЛАКТИКА Компьютерная модель Ее центральная часть имеет вид выпуклости в центре спирали. Два спиральных рукава отходят от центра, образуя плоский звездный диск.

НАША ГАЛАКТИКА Включает около 150 млрд. звезд различных типов. На каждого ныне живущего человека приходится примерно 25 звезд. Включает менее ста миллионов планетных систем МЕСТО СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

ГАЛАКТИКИ спиральные n n ТУМАННОСТЬ АНДРОМЕДЫ — одна из самых массивных спиральных галактик. Ее масса равна 400 млрд. масс Солнца. Минимальная масса спиральной галактики — 1 млрд солнечных масс

ГАЛАКТИКИ n неправильные n Галактики, имеющие массу менее 1 млрд солнечных масс, не в состоянии сохранить правильный диск и устойчивые спиральные рукава, поэтому из называют неправильными. Самые малые из неправильных галактик не намного больше, чем скопления звезд и газа, встречающиеся в рукавах спиральных галактик.

ГАЛАКТИКИ эллиптические n n Эллиптические галактики — шаровые скопления звезд, сферические или эллиптические по форме. В них содержится незначительное количество газа и пыли, поэтому в таких галактиках отсутствуют области, где могли бы зарождаться звезды и нет молодых звезд.

ГАЛАКТИКИ эллиптические n n Эллиптическая галактика Центавр А в телескоп CFHT Рождение звезд в таких галактиках происходит одновременно с образованием самих галактик. Размеры их различны — от самых больших и массивных, состоящих из миллиона миллионов (1012) звезд, до самых слабых скоплений, содержащих менее миллиона звезд.

ГАЛАКТИКИ активные n n • Взрывающаяся галактика NGC 1313 Первый тип — «ВЗРЫВАЮЩИЕСЯ» ГАЛАКТИКИ — спиральные или неправильные галактики, в которых большая часть межзвездного вещества сразу перешла в звезды. С 1983 г. были открыты тысячи взрывающихся галактик, причем тепловое излучение от некоторых из них в сотню раз превосходит световое.

ГАЛАКТИКИ активные n n • Взрывающаяся галактика NGC 1313 «ВЗРЫВАЮЩИЕС» ГАЛАКТИКИ — спиральные или неправильные галактики, в которых большая часть межзвездного вещества сразу перешла в звезды. С 1983 г. были открыты тысячи взрывающихся галактик, причем тепловое излучение от некоторых из них в сотню раз превосходит световое.

ГАЛАКТИКИ активные n n • Сейфертовская галактика NGC 7742 Сейфертовские галактики (К. Сейферт) — спиральные галактики с крошечной яркой точкой свечения в центре. В центре таких галактик содержатся газы, движущиеся с высокими скоростями.

ГАЛАКТИКИ активные n n КВАЗАРЫ — тип галактик. Размер ядра квазара в поперечнике равен размеру Солнечной системы, а излучение его более чем в тысячу раз превосходит излучение обычных галактик. Единственным источником такой концентрации энергии является мощное гравитационное поле вокруг черной дыры.

ГАЛАКТИКИ активные КВАЗАРЫ n n При падении газа на черную дыру до 40% его массы может перейти в энергию. У спиральной галактики вполне хватает газа для того, чтобы «прокормить» черную дыру в центре квазара.

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время Эпоха 4, 1 млрд лет Вещества Темпера- Характерные тура(К) процессы Образование звезд Время от сегодняшнего момента 15, 9 млрд лет

ЗВЕЗДЫ «Звездная субстанция» составляет 97% массы нашей Галактики ЗВЕЗДЫ -космические тела, состоящие из сильно ионизированного газа, в которых вся энергия, высвобождаемая при термоядерных реакциях, излучается через звездную атмосферу в космос (в недрах звезд температура равна 10 млн градусов), а давление газа внутри звезды уравновешивает вес ее внешних слоев.

ЗВЕЗДЫ Цвета звезд разнообразны и связаны с их поверхностной температурой. Наименее горячие звезды темно-красного цвета, более горячие – желтого, еще более горячие – голубого. Цвет звезды обусловлен тем, в каком спектральном участке сосредоточена наибольшая энергия излучения.

ЗВЕЗДЫ n n n Существуют звезды, поверхности которых накалены до 100 000 о. В глубинах звезд температуры: от 10 миллионов градусов (для звезд более легких, чем Солнце) до 30 миллионов градусов (для звезд-гигантов). В звездных недрах противоборствуют, компенсируя друга, силы: а) гравитационная сила, сжимающая звезду; б) противящиеся сжатию упругость горячего газа и давление "запертого" света.

ЗВЕЗДЫ n Различаясь по массе в несколько сот раз, звезды гораздо сильнее различаются по светимости (более миллиарда раз) и по размерам (в сотни тысяч раз).

ЗВЕЗДЫ переменные Звезды, энергия излучения которых колеблется, меняется блеск и спектр. Причина изменения блеска состоит в периодической пульсации, т. е. в расширениях и сжатиях звезды, сопровождаемых изменениями температуры. Переменные звезды разделяют на периодические и неправильные • Переменная звезда V 838 Единорога

ЗВЕЗДЫ кратные Система, состоящая из трех и более звезд. кратная звезда Трапеция

ЗВЕЗДЫ новые Звезды, которые внезапно становятся более яркими и затем постепенно возвращаются к прежнему блеску.

ЗВЕЗДЫ сверхновые Звезды, внезапно вспыхивающие, мощность излучения которых во время вспышки во много тысяч раз превышает мощность вспышки новой звезды. К взрыву сверхновой звезды приводит гравитационный коллапс. При взрыве центральная часть становится нейтронной звездой (пульсаром), а вещество внешних слоев выбрасывается со скоростью в несколько тысяч км/с и образует туманность.

ГАЗОПЫЛЕВАЯ ТУМАННОСТЬостаток от вспышек сверхновых звезд

ЗВЕЗДЫ нестационарные, двойные звезды НЕСТАЦИОНАРНЫЕМолодые звезды. ДВОЙНЫЕ ЗВЕЗДЫсистема из двух звезд, обращающихся вокруг общего центра масс.

ЗВЕЗДЫ красные карлики Звезды, диаметр которых в 2 -3 раза меньше диаметра Солнца, их средняя плотность в 4 -5 раз больше плотности воды и втрое больше плотности Солнца.

ЗВЕЗДЫ красные гиганты Звезды большой светимости: диаметр их в сотни раз больше диаметра Солнца; плотность в тысячи раз меньше плотности воздуха.

ЗВЕЗДЫ белые карлики n Электронные постзвезды: масса такого типа звезды — порядка массы Солнца, а радиус — 0, 01 радиуса Солнца; плотность — 10 т/см 3. Светимость 10 -4 светимости Солнца.

ЗВЕЗДЫ нейтронные Звезды, состоящие из огромного сгустка нейтронов, силы гравитации разрушили в них сложные ядра и вещество снова стало состоять из отдельных элементарных частиц. Масса их близка к массе Солнца; радиус — 1/50 000 от солнечного (10 -30 км); плотность — до 100 млн т/см 3.

ЗВЕЗДЫ n пульсары n n В Крабовидной туманности находится пульсар NP 0531 n Нейтронная звезда напоминает огромное атомное ядро диаметром несколько километров. Она наблюдается в виде пульсара. Эффект "пульсации" ее радиоизлучения связан с вращением вокруг своей оси. Пульсары находятся внутри нашей Галактики.

ЗВЕЗДЫ пульсары n В Крабовидной туманности находится пульсар NP 0531 Пульсары являются источниками радиоптического, рентгеновского и гамма излучений.

ЗВЕЗДЫ n черные дыры n n Звезды, сжатые до величины гравитационного радиуса (для Земли величина гравитационного радиуса равна 1 см, для Солнца — 3 км). В них вещество находится в состоянии сингулярности (плотность выше 1074 г/см 3). Черная дыра имеет и другие названия: «коллапсар» , «флуктуар» , «отон» , «застывшая звезда» , «гравитационная могила» .

ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ Возникают при гравитационном сжатии чрезвычайно массивных космических тел. Они запирают излучения внутри себя и могут быть обнаружены только по тяготению или по тормозному излучению газа, который затягивается ими извне, по скорости движения звезд.

Эволюция звезд n Большинство звезд возникает из галактических газопылевых облаков. Подобные протозвезды зарождаются благодаря конденсации межзвездной пыли и газа, содержащего достаточно большое количество водорода (этот процесс продолжается и в наше время).

Эволюция звезд n n n Сжимаясь в результате тяготения, центральные области протозвезды постепенно разогреваются до нескольких миллионов градусов, когда "включаются" термоядерные реакции. Начинается самый длительный этап "звездной жизни", который характеризуется термоядерной реакцией Н → Не в ее глубинах. В этом процессе 4 протона (ядра водорода) объединяются в одно ядро гелия. Одновременно часть их совокупной массы тратится на энергию связи, а часть излучается.

Сжимающееся ядро раскаляется еще больше, в то время как оболочка сильно расширяется. Звезда превращается в красный гигант. В ядре происходит термоядерное загорание гелия и других элементов. Иногда водородная оболочка сбрасывается, образуя планетарную туманность. Процессы «выгорания» ускоряются: так, гелий служит топливом всего несколько миллионов лет. Остаток звезды становится белым карликом. n Эволюция звезд

Эволюция звезд n n n МАССА ЗВЕЗДЫ МЕНЕЕ 1, 4 СОЛНЕЧНОЙ МАССЫ. Такая звезда переходит в устойчивое состояние с очень большой плотностью. Очень медленно остывает, что порою приводит к выбросам его оболочки. Постепенно меняется его цвет - он желтеет, затем краснеет и, наконец, превращается в практически невидимый черный карлик. По своим размера он меньше Земли, хотя по массе не намного уступает Солнцу.

n n n МАССА ЗВЕЗДЫ БОЛЕЕ 1, 4 СОЛНЕЧНОЙ МАССЫ. Такой белый карлик весьма неустойчив: давление не уравновешивает силу гравитационного сжатия. В результате происходит невероятно мощный взрыв (с Земли он наблюдается как вспышка так называемой Сверхновой звезды). Вместо звезды образуется газовая туманность. Если что-то от нее остается, то превращается в сверхплотную нейтронную звезду – пульсар.

n n МАССА ЗВЕЗДЫ БОЛЕЕ 2 -3 СОЛНЕЧНЫХ МАСС. САМЫЕ МАССИВНЫЕ БЕЛЫЕ КАРЛИКИ ПЕРЕХОДЯТ В «ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ» ЧЕМ БОЛЬШЕ МАССА ЗВЕЗДЫ В НАЧАЛЕ ЕЕ ЭВОЛЮЦИИ, ТЕМ МЕНЬШЕ ЕЕ ОБЪЕМ В ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЙ СТАДИИ

СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ Космическое время Эпоха 15, 2 млрд лет Вещества Темпера Характерные -тура(К) процессы Образование звездного облака, давшего начало Солнечной системе Время от сегодняшнего момента 4, 8 млрд лет

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА В Солнечную систему входят: единственная звезда – Солнце (желтый карлик), планеты и их спутники, астероиды, большое число комет, межпланетные газы и космическая пыль. n За Плутоном лежит пояс Койпера (множество ледяных глыб примерно такой же величины как астероиды), а далее расположено царство комет - сферическое "облако Оорта". n

ГИПОТЕЗЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Солнце столкнулось со звездой, после столкновения звезда распалась, и остались Солнце и длинный газовый хвост, из которого образовались планеты (1913 г. ) С. А. Аррениус

ГИПОТЕЗЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Солнце встретилось с газовым облаком и захватило его, в результате, соударений частиц образовались планеты (1943 г. ) О. Ю. Шмидт

ГИПОТЕЗЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Из вихрей во внешних слоях сжимающегося протосолнца образовались планеты и их спутники (1944 г. ) К. Вейцзеккер

ГИПОТЕЗЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Солнце было двойной звездой, второй компонент которой вспыхнул сверхновой звездой, выбросил газовое облако и покинул систему (1944 г. ) Ф. Хойл

ГИПОТЕЗЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Протосолнце захватило газовое облако, у которого был достаточно большой момент количества движения (1947 г. ) Ф. Л. Уиппл

ГИПОТЕЗЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Планеты образовались в турбулентных верхних слоях протосолнца (1948 г. ) Д. Тер Хар

ГИПОТЕЗЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Планеты образовались в газовом облаке, окружавшем протосолнце, в результате гравитационных возмущений (1949 г. ) Дж. П. Койпер

СОЛНЦЕ Солнце очень горячее, самосветящееся космическое тело: температура на поверхности – 6 тыс. градусов, в глубине – более 15 млн. градусов. Каждую секунду Солнце «худеет» на 5 мегатонн – его масса-энергия излучается в окружающее пространство.

СОЛНЦЕ По химическому составу Солнце на 70% состоит из водорода и на 27% - из гелия.

Что называть планетами? Планеты. Все планеты обладают довольно низкой температурой и светятся в видимом диапазоне волн лишь отраженным солнечным светом.

Что называть планетами? Большие планеты подразделяют на планеты земной группы и планеты-гиганты. Пять из больших планет наблюдаются невооруженным глазом. Это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. К планетам земной группы относят Меркурий, Венеру, Землю, Марс.

Что называть планетами? В 2006 году на заседании ответственного за исследования планет III Отдела Международного астрономического союза, отказано в статусе планены Плутону, его спутнику Харону, астероиду Церере и объекту пояса Койпера Зене.

Что называть планетами? Prof. Gibor Basri: Определение, сочетающее физический и культурный аспекты: планета - не горящий объект, рождённый на орбите вокруг горящего.

Что называть планетами? Dr Jack Lissauer: звёзды - это тела в которых идет термоядерное горение водорода. Это выше 8% массы Солнца. Ниже - бурые карлики, в которых водород гореть не может, но дейтерий - может. Наконец, ниже 13 масс Юпитера не может гореть и дейтерий. Эти тела и следует называть планетами

Что называть планетами? ИТОГОВЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: «планета – это объект, в котором не идут термоядерные реакции, который расположен на устойчивой орбите вокруг звезды и других объектов на той же орбите нет»

«Странности» Плутона n n n Имеет неправильную вытянутую орбиту, «залезает» внутрь на орбиту Нептуна, плоскость орбиты сильно наклонена к плоскости эклиптики, очень маленький(меньше Луны), спутник Харон по размерам практически равен Плутону, в поясе Койпера достаточно много объектов, похожих на Плутон.

ГИПОТЕЗЫ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ПЛАНЕТНЫХ СИСТЕМ Концепция Канта—Лапласа исходит из того, что планеты Солнечной системы возникли в результате закономерного развития туманности.

ГИПОТЕЗЫ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ПЛАНЕТНЫХ СИСТЕМ В 1919 году английский астрофизик Джинс выдвинул предположение, что планеты Солнечной системы — игра редкого случая сближения Солнца с какой-либо звездой. Пришлая звезда возбудила на Солнце мощную приливную волну. Притягиваемое ею вещество вырвалось из Солнца и, будучи плотным, не рассеялось, а охладилось и, застыв, образовало планеты. Гипотеза Джинса, как и гипотеза Канта—Лапласа, не в состоянии объяснить, почему подавляющая часть момента количества движения от звезды к планетам сосредоточена в орбитальном движении планет.

ГИПОТЕЗЫ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ПЛАНЕТНЫХ СИСТЕМ Механизм передачи момента количества движения от звезды к планетам был предложен шведским ученым Альвеном, который обратил внимание на то, что роль «передаточного ремня» может выполнять магнитное поле. Эти идеи были развиты в 1958 году в космической концепции английского астрофизика Хойла, предполагающей в своей основе образование планет из некоторой газово-пылевой туманности.

ГИПОТЕЗЫ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ПЛАНЕТНЫХ СИСТЕМ Концепция О. Ю. Шмидта исходит из того, что некогда Солнце захватило газово-пылевое облако, из которого в дальнейшем образовались планеты. Существуют и другие концепции.

КОМЕТЫ Диаметр головы кометы зависит от того, как далеко комета находится от Солнца: расстояние (в астрономических единицах) 0, 3 0, 5 1 2, 0 3, 0 диаметр головы (тыс. км ) 20; 100; 200; 100; 300 Средний размер ядра — около 10 км. .

КОМЕТЫ Средний размер ядра — около 10 км. Длина хвоста, видимого невооруженным глазом, — около 10 000 км. Общее предполагаемое число комет в Солнечной системе — около 2, 5 млн.

Космическая пыль и метеоры Плотность космической пыли около орбиты Земли составляет 3 -10 -23 Мг/ м 3. На Землю оседает в сутки 400 т пыли. Метеорное тело, являющееся метеором, движется со средней скоростью 40 км/с, свечение начинается на высоте 98 км, угасание — на высоте 86— 62 км. а сутки в атмосфере Земли появляется примерно 90 млн метеоров, За сутки на Землю оседает около 10 т метеоритного

АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП n n Его сформулировал, как космообразующий принцип Г. И. Идлис (1960), но обрел этот принцип известность благодаря ученому Картеру.

Человек-цель развития Вселенной n n Согласно антропному принципу, Вселенная планировалась и развивалась с изначальным учетом того, что в ней появится жизнь и ее венец - человек. Создатели подобной картины нашей Вселенной явно или косвенно подразумевают действия Высшего Творца нашего мира.

Считается, что Вселенная именно такая, а не другая, в силу того, что существует именно такой ее обитатель и наблюдатель, появившийся на определенном этапе ее развития. Для доказательства используются некоторые совпадения так называемых «Больших чисел» и наличие строго определенных критичных фундаментальных констант.