Физика и вселенная реферат

Обновлено: 05.07.2024

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

Многие религии, такие как иврит, христианин и ислам, верили, что Вселенная создана Богом, и только недавно. Например, епископ Ашер рассчитал для сотворения Вселенной дату в четыре тысячи четыреста лет и прибавил возраст людей в Ветхом Завете. Фактически, дата библейского сотворения не так далека от конца последнего ледникового периода, когда появился первый современный человек.

Исследование Вселенной

Великий немецкий ученый и философ Иммануил Кант (1724-1804) создал первую универсальную концепцию развивающейся Вселенной, обогатил образ ее плоской структуры и представил Вселенную бесконечно в особом смысле. Он установил возможности и значительную вероятность возникновения такой вселенной исключительно под воздействием механических сил притяжения и отталкивания. Кант пытался выяснить будущую судьбу этой вселенной на всех ее масштабных уровнях, от планетарной системы до мира туманностей.

Этим Фридман доказал, что материя во вселенной не может быть в покое. В своих выводах Фридман теоретически способствовал открытию необходимости глобальной эволюции Вселенной.

Происхождение Вселенной

Современные астрономические наблюдения позволяют предположить, что начало Вселенной около десяти миллиардов лет назад было огромным огненным шаром, раскаленным и плотным. Его состав довольно прост. Этот огненный шар был настолько горячим, что состоял только из свободных элементарных частиц, которые быстро двигались, когда они сталкивались друг с другом.

Существует несколько теорий эволюции. Теория пульсирующей вселенной утверждает, что наш мир был создан гигантским взрывом. Но расширение Вселенной не будет длиться вечно, потому что гравитация остановит его.

Согласно этой теории, наша Вселенная расширялась в течение 18 миллиардов лет после взрыва. В будущем расширение полностью замедлится и будет остановлено. И тогда вселенная начнет сжиматься, пока материя снова не сжимается и не произойдет еще один взрыв.

Теория стационарного взрыва: Согласно этой теории, у Вселенной нет ни начала, ни конца. Он постоянно в одном и том же состоянии. Новый вихрь постоянно формируется, чтобы сбалансировать материю в далеких галактиках. По этой причине вселенная всегда одна и та же, но если вселенная, начавшаяся со взрыва, расширится до бесконечности, то она постепенно остынет и полностью исчезнет.

Но пока ни одна из этих теорий не может быть доказана, потому что нет точных доказательств хотя бы для одной из теорий.

Однако следует отметить, что существует и другая теория (принцип).

Антропогенный (человеческий) принцип был впервые сформулирован в 1960 году Г.И. Иглисом. Но он вроде как неофициальный автор книги. А официальным автором был ученый по имени Картер.

Антропийский принцип гласит, что Вселенная — это то, что она есть, потому что есть наблюдатель или она должна появиться на определенной стадии развития. Создатели этой теории принесли очень интересные факты, чтобы доказать это. Такова критичность фундаментальных констант и совпадение большого числа. Получается, что они полностью взаимосвязаны, и их малейшее изменение приведет к полному хаосу. Тот факт, что такое явное совпадение, даже закономерность можно увидеть, дает этой довольно интересной теории шанс на жизнь.

Эволюция Вселенной

Эволюция вселенной очень медленная. Ведь Вселенная во много раз старше астрономии и человеческой культуры в целом. Зарождение и развитие жизни на Земле — лишь крошечное звено в эволюции Вселенной. И все же исследования, проведенные в нашем веке, открыли занавес, скрывающий от нас далекое прошлое.

Вселенная разделена на четыре эпохи: Адрон, Лептон, фотон и звезда.

Галактики и структура вселенной…

Дезинтеграция протоскопических слоев на отдельные утолщения, по-видимому, также произошла из-за гравитационной неустойчивости, что привело к протогалактическим изменениям. Многие из них, казалось бы, быстро вращались из-за вихревого состояния вещества, из которого они образовались. Фрагментация протогалактических облаков в результате их гравитационной неустойчивости привела к образованию первых звезд, и облака превратились в звездные системы — галактики. Протогалактические галактики с быстрым вращением превращаются в спиральные галактики с более медленным вращением или вообще без вращения в эллиптические или нерегулярные галактики. Параллельно с этим процессом развивалась масштабная структура Вселенной — создавались суперскульптуры галактик, которые, соединяясь своими краями, принимали облик сотов.

Классификация галактик

Эдвин Пауэлла Хаббл (1889-1953), известный американский наблюдатель и астроном, выбрал самый простой метод классификации галактик по их внешнему виду. И надо сказать, что хотя другие исследователи делали разумные предположения о классификации в ретроспективе, исходная система, выведенная Хабблом, до сих пор является основой для классификации галактик.

Через 20-30 лет. XX век Хаббл разработал основу для структурной классификации галактик — огромных звездных систем, согласно которой выделяются три класса галактик.

Спиральные Галактики

Спиральные галактики характеризуются двумя относительно яркими спиральными ветвями. Ветви происходят либо от яркого сердечника (обозначенного — S), либо от концов световой перемычки, пересекающей сердечник (обозначенного — SB).

Спиральные галактики — пожалуй, самые живописные объекты во Вселенной. Обычно галактика имеет две спиральные ветви, которые возникают в противоположных точках ядра, развиваются аналогично симметрично и теряются в противоположных частях периферии. Однако известны примеры более чем двух спиральных ветвей в галактике. В других случаях есть две спирали, но они неравномерны — одна гораздо более развита, чем другая. В спиральных галактиках больше светопоглощающей пыли. Она колеблется от нескольких тысяч до сотой части своей полной массы. Из-за концентрации пылевой материи в экваториальной плоскости она образует в галактиках темную полосу, которая обращена к нам от ребер и похожа на веретена.

Представитель — Галактика M82 в созвездии В. Медведей, не имеет четких очертаний и состоит в основном из горячих синих звезд и нагретых ими газовых облаков. М82 находится на расстоянии 6,5 миллионов световых лет. Примерно миллион лет назад в его центральной части произошел огромный взрыв, который принял тот облик, который имеет сегодня.

Эллиптические галактики

Эллиптические галактики (обозначены E) — это эллипсоидные галактики. Эллиптические галактики не выражены снаружи. Они имеют форму гладких эллипсов или кругов с постепенным круговым уменьшением яркости от центра к периферии. Космическая пыль в них, как правило, ничем не отличается от спиральных галактик, где светопоглощающая пыль присутствует в больших количествах. Внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга главным образом одной особенностью — более или менее сжатием.

Представительная Кольцевая туманность в созвездии Лира находится на расстоянии 2100 световых лет и состоит из светящегося газа, окружающего центральную звезду. Этот корпус сформировался, когда старая звезда сбросила свою газовую крышку и погрузилась в космос. Звезда уменьшилась и пришла в состояние, сопоставимое по массе с Солнцем и размерам с Землей.

Галактика может быть не в правильной форме из-за низкой плотности материи или ее молодого возраста. Существует и другая возможность: галактика может стать нерегулярной из-за искажений формы, вызванных взаимодействием с другой галактикой. Видимо, эти два случая происходят среди неправильных галактик, и это может быть связано с делением неправильных галактик на 2 подтипа.

Ложные галактики подтипа II характеризуются относительно большой площадью поверхности, яркостью и сложностью ложной структуры. Французский астроном Вакулер обнаружил признаки спирального разрушения в некоторых галактиках этого подтипа, таких как Магеллановы Облака.

Ложные галактики подтипа III имеют очень низкую площадь поверхности и яркость. Эта особенность отличает их от всех других типов галактик. В то же время это препятствует открытию этих галактик, так что можно выделить лишь несколько относительно близких галактик подтипа III.

Представители нерегулярных галактик — Большое Магеллановое Облако. Он находится на расстоянии 165000 световых лет и, таким образом, ближайшая к нам галактика, относительно небольшая галактика, рядом с ней находится меньшая галактика — Маленькое Магеллановое Облако. Они оба спутники нашей галактики.

Последующие наблюдения показали, что описываемая классификация недостаточна для систематизации всего разнообразия форм и свойств галактик. Обнаружено, что галактики являются в некотором роде промежуточными между спиральными галактиками и эллиптическими галактиками (обозначены как So). Эти галактики имеют огромное центральное утолщение и окружающий плоский диск, но спиральные ветви отсутствуют.

Структура вселенной

С образованием атомов водорода начинается эра звезд, точнее эра протонов и электронов.

Вселенная вступает в звездный век в виде газа водорода с огромным количеством света и ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ распространялся в разных частях Вселенной с разной скоростью. Плотность также была различной. Она образовала огромные куски, много миллионов световых лет. Масса таких космических комочков водорода была в сотни тысяч, а то и миллионы раз больше, чем в нашей Галактике сегодня. Расширение газа внутри сгустка происходило медленнее, чем расширение разбавленного водорода между самим сгустком. Позже супергалактики и кластеры галактик из отдельных областей, образованных собственной гравитацией. Таким образом, крупнейшие структурные единицы Вселенной — супергалактики — являются результатом неравномерного распределения водорода, которое происходило на ранних этапах истории Вселенной.

Звезды во Вселенной сгруппированы в гигантские звездные системы, называемые галактиками. Звездная система, содержащая наше Солнце, как обычная звезда, называется галактикой.

Количество звезд в галактике составляет около 1012 (триллионы). Млечный Путь, яркая серебряная полоса звезд, окружает все небо и составляет большую часть нашей Галактики. Млечный Путь — самый яркий в созвездии Стрельца, где находятся самые мощные звездные облака. Противоположная часть неба — наименее яркая. Нетрудно сделать вывод, что Солнечная система не находится в центре галактики, которая видна от нас в направлении созвездия Стрельца. Чем дальше от плоскости Млечного Пути, тем меньше слабых звезд и тем дальше в этих направлениях распространяется звездная система.

В центре галактики находится ядро диаметром 1000-2000 пк — огромное конденсированное звездное скопление. Он находится почти в 10 000 пк (30 000 световых лет) от нас в направлении созвездия Стрельца, но почти полностью скрыт плотным занавесом облаков, что препятствует визуальным и рутинным фотографическим наблюдениям этого самого интересного объекта в Галактике.

Масса нашей Галактики в настоящее время оценивается по-разному, она соответствует 2*1011 массам Солнца (масса Солнца 2*1030 кг.) и 1/1000 из них содержится в межзвездном газе и пыли. В 1944 году В.В. Кукарин обнаружил свидетельства спиральной структуры галактики, и оказалось, что мы живем между двумя спиральными рукавами.

В некоторых местах на небе в телескопе, а в некоторых даже невооруженным глазом, можно выделить близкие группы звезд, связанные со взаимной гравитацией, или звездные скопления.

Существует два типа звездных скоплений: рассеянные и сферические.

Помимо звезд, галактика содержит также рассеянное вещество — чрезвычайно рассеянное вещество, состоящее из межзвездного газа и пыли. Она образует туманности. Туманности могут быть диффузными и планетарными. Они светлые, потому что их освещают близлежащие звезды.

Во Вселенной нет ничего уникального и своеобразного в том смысле, что нет такого тела, такого явления, основные и общие свойства которого не повторялись бы в другом теле, в других явлениях.

Заключение

Открытие различных эволюционных процессов в различных системах и телах, составляющих Вселенную, позволило изучить законы эволюции Космоса на основе данных наблюдений и теоретических расчетов.

Очевидно, что вторая характеристика может быть определена только на основе теоретических расчетов. Обычно первое из приведенных значений называется возрастом, а второе — ожидаемой продолжительностью жизни.

Тот факт, что галактики, составляющие метаглактику, взаимно далеки друг от друга, говорит о том, что некоторое время назад она находилась в качественно ином состоянии и была более плотной.

Сегодня астрофизики с полным основанием называют золотой век астрофизики — удивительные и по большей части неожиданные открытия в мире звезд следуют друг за другом. В последнее время Солнечная система является объектом прямых экспериментальных, а не только наблюдательных исследований. Полеты межпланетных космических станций, орбитальных лабораторий, экспедиции на Луну принесли много новых специфических открытий о Земле, околоземном пространстве, планетах и Солнце.

Исследование Вселенной, даже той ее части, которая нам известна, является огромной задачей. Потребовалось много поколений, чтобы получить информацию, которой обладают современные ученые.

Список литературы

Образовательный сайт для студентов и школьников

Читайте также: