Сообщение о Вселенной, 4 класс
Рассказ на тему «Вселенная» для младших школьников
Вселенная — это весь окружающий нас мир. Все безбрежные просторы космического пространства со звёздами, планетами, галактиками — всё это Вселенная. Она включает в себя и Землю, и всё, что на ней существует, и бесконечно далёкие от нас звёздные миры.
Астрономы XX в. пришли к выводу, что Вселенная возникла после Большого взрыва, а не существовала всегда, как полагали ранее. Учёные высчитали, что этот взрыв произошёл 20 млрд лет назад. Что было до него — неизвестно, но не было ни пространства, ни времени, отсчёт времени начался только с возникновением Галактики. В результате этого взрыва образовались газы — водород и гелий, из которых в основном и состоит Вселенная. Выброшенное в момент взрыва вещество постепенно остывало, и через несколько миллионов лет из него стали возникать галактики. С самого момента Большого взрыва Вселенная расширяется. Галактики постепенно отдаляются друг от друга. Вселенная напоминает разорвавшуюся бомбу, осколки которой разлетаются во все стороны.
Но надо сказать, что не все учёные признают теорию Большого взрыва. Может быть, когда-нибудь астрономы выяснят, как всё было на самом деле. Изучением строения и истории развития Вселенной занимается наука космология.
Поскольку взглянуть на Вселенную со стороны невозможно, точно определить её форму тоже невозможно. Мнения учёных и тут разделились. Одни считают, что она шарообразная, подобно звёздам, планетам. Другие придерживаются мнения, что Вселенная плоская.
Ещё некоторое время назад астрономы думали, что Галактика — это и есть Вселенная. Но с появлением мощнейших телескопов стало ясно, что это не так. Были обнаружены и другие галактики. Это дало повод некоторым учёным предположить, что существуют и иные вселенные. Но заглянуть за границы Вселенной человечеству вряд ли скоро удастся.
Вселенная глазами предков
Даже в наши дни астрономы не в силах ответить на все вопросы о строении Вселенной. Что уж говорить о людях, которые жили за тысячи лет до нас. В те стародавние времена складывалось первое представление об окружающем нас мире, и то, что было непонятно, неизведанно, получало сказочное, мифическое объяснение. Солнце, Луна, планеты — это могущественные силы, о которых рассказывается в мифах всех народов мира.
Где бы ни жили древние люди, все они полагали, что Земля округлая и плоская, лежит на спине огромного животного, которое плавает в океане. В древних русских преданиях говорится о том, что Земля покоится на трёх китах. В Индии считали, что Землю держат слоны, которые, в свою очередь, стоят на огромной черепахе. Если где-то происходило стихийное бедствие, это объясняли неосторожным движением животного.
Считалось, что люди живут в самом центре земного диска. Когда кто-то отправлялся в далёкое путешествие, говорили, что он идёт на «край Земли», то есть туда, где земля смыкается с небом. Наши предки считали, что небесный свод накрывает Землю сверху, как перевёрнутая чашка. В этом небесном куполе есть ворота: в одни Солнце входит, в другие — выходит.
Древние египтяне считали, что Земля вытянута с севера на юг, а небо — это крыша, в которой много светильников — звёзд. В Вавилоне полагали, что Земля — это гора, которая поднимается из океана. Греки были убеждены, что небесный свод держит титан Атлант, чтобы тот не падал на Землю. Несмотря на небольшие различия в представлениях об устройстве Вселенной, все народы сходились в едином мнении, что наш мир — это земная твердь, покрытая сверху твердью небесной. Впрочем, это заблуждение не мешало астрономам древности открывать планеты, наблюдать звёзды, выделять созвездия, предсказывать затмения — делать первые шаги к становлению науки астрономии.
Загадки Вселённой
Учёные много знают о строении Вселенной, законах движения небесных тел, рождении и гибели звёзд. Но есть тайны, перед которыми наука пока бессильна.
Одна из таких загадок — как образовалась Вселенная? Большинство учёных считают, что когда-то в пространстве произошёл взрыв. Они так и назвали свою теорию — теория Большого взрыва. После этого взрыва стали формироваться звёзды, планеты, другие космические тела. Но что именно взорвалось и почему это «что-то» взорвалось, никто не знает. Как, собственно, и нет ответа на вопрос о том, что было до Большого взрыва. Астрономы лишь строят догадки.
Немало споров идёт и вокруг чёрных дыр. Некоторые звёзды вдруг начинают очень быстро сжиматься, притягивая к себе всё вокруг. Сила притяжения у них неимоверно большая. Из этой области ничто не может вырваться, даже лучик света. Чёрные дыры поэтому совершенно ничего не излучают. Для нас эти участки космоса невидимы. Различать их научились недавно — это огромные пустоты, окружённые пылевыми облаками и сгустками космической материи, которые закручиваются вихрем. Известно, что дыры бывают разные по величине: те, что поменьше, — звёздные чёрные дыры, а те, что покрупнее, — галактические чёрные дыры. И хотя информации об этих загадочных явлениях учёные собрали немало, чёрные дыры остаются загадкой для астрономов.
Поведение некоторых небесных тел тоже ставит учёных в тупик. Например, знаменитые кольца Сатурна. Они движутся вопреки законам механики. Но тогда по каким законам? Пока неизвестно.
Есть загадки и поближе к нам. Много лет учёные ломают голову над тайной серебристых облаков. Эти яркие и в то же время прозрачные облака появляются по ночам на высоте примерно 100 км над Землёй. Они передвигаются с огромной скоростью и постоянно меняют свою яркость. Наблюдают это явление с 1885 г., но объяснить его происхождение до сих пор никто не может.
Источник
Образование вселенной для школьников
Вселенная
- Вселенная включает в себя все, что мы видим вокруг, — это и Земля, и планеты, и Солнце, и звезды, и галактики, и живые организмы, населяющие Землю, и неодушевленные скалы.
- Расстояния во Вселенной астрономические. От Земли до Луны примерно 384 400 км, а до Солнца — 149 600 000 км.
- Вселенная постоянно расширяется. Она как воздушный шар, на который нанесены точки. Шар надувают, и чем больше становится объем шара, тем дальше удаляются друг от друга точки на его поверхности.
Как возникла Вселенная.
Сегодня ученые считают, что возраст Вселенной 13,7 млрд лет.
Тогда, миллиарды лет назад, все, что мы видим вокруг, и воздух, которым мы дышим, и звезды, и живые организмы, и неодушевленные скалы, было сосредоточено в невообразимо малом сгустке.
Этот сгусток можно представить себе в виде яйца, наполненного теплом и энергией.
Внезапно он начал стремительно расширяться, и произошел невероятной силы взрыв, который называют Большим взрывом.
Он сопровождался выделением огромного количества энергии.
Через несколько секунд отдельные сгустки энергии превратились в мельчайшие частицы, из которых образовались атомы.
Почему процесс образования Вселенной называют Большим взрывом?
Среди астрономов, как и среди прочих людей, много шутников.
Когда Жорж Леметр опубликовал свою теорию возникновения Вселенной, коллеги бельгийского ученого сочли идею о сверхплотном сгустке вещества, который начал расширяться в результате колоссального взрыва, удачным поводом для насмешек, обозвав ее «Big Bang», что можно перевести и как «большой ба-бах!».
Каких размеров Вселенная?
Масштабы наблюдаемой Вселенной огромны.
Земля — это маленькая частичка Солнечной системы.
Солнечная система — небольшая часть другой большой системы — галактики.
Наша Галактика Млечный Путь в свою очередь — малая часть более крупной системы.
Обычные единицы измерения расстояний — метры и километры — для Вселенной непригодны.
При изучении Солнечной системы используется астрономическая единица: 1 а. е. = 149 млн км, а за пределами Солнечной системы — световой год.
Он равен расстоянию, которое свет проходит за год, т. е. около 10 трлн км.
В XX в. благодаря применению гигантских телескопов астрономы пришли к выводу: расстояния между галактиками постоянно увеличиваются.
И дело здесь не в природе галактик — сама Вселенная непрерывно расширяется!
Как выглядела Вселенная до Большого взрыва?
Согласно теории Большого взрыва до него ничего вообще не существовало, даже время.
Это кажется невероятным, но вопрос о том, что происходило до возникновения Вселенной, не имеет смысла: поскольку не существовало время, то само слово «до» оказывается лишенным смысла.
Вот так ловко устроились ученые, вообще отказавшись рассматривать этот вопрос.
Невероятно!
- Ближайшая к Земле звезда после Солнца находится на расстоянии более четырех световых лет, т.е. около 40 трлн километров.
- Наша галактика — Млечный путь — насчитывает 100 миллиардов звезд, а это лишь одна из миллионов галактик!
Почему некоторые звезды светят ярче?
Все зависит от размера и удаленности звезд от Земли.
Как правило, чем ближе к нашей планете расположены звезды, тем ярче они светят.
Как называется наша Галактика?
Галактика, в которой мы живем, называется Млечный Путь из-за белого как молоко звездного шлейфа, мерцающего на небе.
Почему в космоса темно?
Во Вселенной нет ничего, что отражало бы световые лучи.
Над Землей голубое небо благодаря атмосфере, которая рассеивает главным образом синюю часть спектра солнечных лучей.
Почему черные дыры заглатывают все, что оказывается вблизи них?
Черная дыра — это след стремительно сжимающейся гигантской звезды.
Своим сходством с гигантскими пылесосами черные дыры обязаны полю тяготения, настолько мощному, что даже свет не в силах преодолеть его.
Почему на небе есть созвездия?
Мы называем созвездиями группы ярких звезд, образующие определенную композицию.
В прежние времена путешественники и мореплаватели использовали их как ориентиры для определения своего положения на Земле и на море.
Почему у галактик такие разные формы?
Галактики бывают спиральные, вроде Млечного Пути, которые при наблюдении «с ребра» напоминают две яичницы-глазуньи, соединенные нижними сторонами.
Бывают галактики эллиптические, по форме напоминающие футбольный мяч или мяч для регби.
Неправильные галактики — это бесформенные массы звезд всех возрастов, газа и пыли.
Форма галактики зависит от характера движения звезд, из которых она состоит.
Если галактика круглая как футбольный мяч, то звезды в ней движутся вокруг ядра как пчелиный рой вокруг улья.
Чем дальше от ядра, тем меньше звезд.
В этом случае форма галактики почти идеально сферическая.
Галактики — это системы, состоящие из огромного количества звезд.
Что ждет Вселенную в будущем?
Существует несколько сценариев будущего Вселенной. Некоторые ученые считают, что Вселенная продолжит расширяться. Через многие миллиарды лет прогорит все вещество в звездах, и галактики погрузятся во тьму. Останутся только планеты, белые и коричневые карлики, а столкновения между ними будут крайне редки.
Известно, что разбегающиеся галактики притягиваются друг к другу, а это замедляет расширение Вселенной, и галактики замрут на месте.
Есть еще одна гипотеза — Большое сжатие. Однажды Вселенная перестанет расширяться и сдуется как воздушный шар.
Есть еще и третий возможный сценарий — промежуточный, при котором расширение Вселенной прекратится через бесконечно долгое время.
Но при любом сценарии все эти события произойдут через много миллиардов лет.
Как образуются звезды?
Согласно общепринятой гипотезе, звезда зарождается в результате сжатия межзвездного газопылевого облака.
По мере уплотнения такого облака сначала образуется протозвезда.
Давление и температура внутри протозвезды неуклонно растут, и в недрах звезды «запускается» своеобразный ядерный реактор.
Тогда центр небесного тела начинает светиться: родилась звезда!
Источник
Как образовалась Вселенная
Что же такое Вселенная? Если емко, то это сумма всего существующего. Это все время, пространство, материя и энергия, образовавшиеся и расширяющиеся вот уже 13.8 миллиардов лет. Никто не может точно сказать, насколько обширны просторы нашего мира и пока нет точных предсказаний финала.
Определение Вселенной
Само слово «Вселенная» происходит от латинского «universum». Впервые его использовал Цицерон, а уже после него оно стало общепринятым у римских авторов. Понятие обозначало мир и космос. На тот момент люди в этих словах видели Землю, все известные живые существа, Луну, Солнце, планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) и звезды.
Иногда вместо «Вселенная» используют «космос», которое с греческого переводится как «мир». Кроме того, среди терминов фигурировали «природа» и «все».
В современном понятии вмещают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.
Одним из основных вопросов, которые не выходят из сознания человека, всегда был и является вопрос: «как появилась Вселенная?». Конечно же, однозначного ответа на данный вопрос нет, и вряд ли будет получен в скором времени, однако наука работает в этом направлении и формирует некую теоретическую модель зарождения нашей Вселенной.
Теории происхождения Вселенной
Креационизм: все создал Господь Бог
Среди всех теорий о происхождении Вселенной эта появилась самой первой. Очень хорошая и удобная версия, которая, пожалуй, будет иметь актуальность всегда. Кстати, многие ученые физики, несмотря на то что наука и религия часто представляются понятиями противоположными, верили в Бога.
Например, Альберт Эйнштейн говорил:
«Каждый серьезный естествоиспытатель должен быть каким-то образом человеком религиозным. Иначе он не способен себе представить, что те невероятно тонкие взаимозависимости, которые он наблюдает, выдуманы не им.»
Теория Большого Взрыва (модель горячей Вселенной)
Пожалуй, самая распространенная и наиболее признанная модель происхождения нашей Вселенной. Отвечает на вопрос — каким образом образовались химические элементы и почему распространённость их именно такая, какая сейчас наблюдается.
Согласно этой теории, около 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью – в сингулярности. Однажды из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает.
Теория Большого взрыв
Первые 10 -43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон.
Теория Большого Взрыва тверже встала на ноги после открытия космологического красного смещения и реликтового излучения. Два этих явления — самые весомые доводы в пользу правильности теории.
Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
Модель расширяющейся Вселенной
Сейчас доподлинно известно, что Галактики и иные космические объекты удаляются друг от друга, а значит, Вселенная расширяется.
Модель расширяющейся Вселенной описывает сам факт расширения. В общем случае не рассматривается, когда и почему Вселенная начала расширяться. В основе большинства моделей лежит общая теория относительности и её геометрический взгляд на природу гравитации.
Красное смещение – это наблюдаемое для далеких источников понижение частот излучения, которое объясняется отдалением источников (галактик, квазаров) друг от друга. Данный факт свидетельствует о том, что Вселенная расширяется.
Реликтовое излучение – это как бы отголоски большого взрыва. Ранее Вселенная представляла собой горячую плазму, которая постепенно остывала. Еще с тех далеких времен во Вселенной остались так называемые блуждающие фотоны, которые образуют фоновое космическое излучение. Ранее при более высоких температурах Вселенной данное излучение было гораздо мощнее. Сейчас же его спектр соответствует спектру излучения абсолютно твердого тела с температурой всего 2,7 Кельвин.
Теория эволюции крупномасштабных структур
Как показывают данные по реликтовому фону, в момент отделения излучения от вещества Вселенная была фактически однородна, флуктуации вещества были крайне малыми, и это представляет собой значительную проблему.
Вторая проблема — ячеистая структура сверхскоплений галактик и одновременно сфероподобная — у скоплений меньших размеров. Любая теория, пытающаяся объяснить происхождение крупномасштабной структуры Вселенной, в обязательном порядке должна решить эти две проблемы.
Современная теория формирования крупномасштабной структуры, как впрочем и отдельных галактик, носит названия «иерархическая теория».
Суть — вначале галактики были небольшие по размеру (примерно как Магеллановы облака ), но со временем они сливаются, образуя всё большие галактики.
В последнее время верность теории поставлена под вопрос.
Теория струн
Эта гипотеза в некоторой степени опровергает Большой взрыв в качестве начального момента возникновения элементов открытого космоса.
Согласно теории струн, Вселенная существовала всегда. Гипотеза описывает взаимодействие и структуру материи, где существует определенный набор частиц, которые делятся на кварки, бозоны и лептоны. Говоря простым языком, эти элементы являются основой мироздания, поскольку их размер настолько мал, что деление на другие составляющие стало невозможным.
Отличительной чертой теории о том, как образовалась Вселенная, становится утверждение о вышеупомянутых частицах, которые представляют собой ультрамикроскопические струны, которые постоянно колеблются. Поодиночке они не имеют материальной формы, являясь энергией, которая в совокупности создает все физические элементы космоса.
Примером в данной ситуации послужит огонь: глядя на него, он кажется материей, однако он неосязаем.
Хаотическая теория инфляции — теория Андрея Линде
Согласно данной теории существует некоторое скалярное поле, которое неоднородно во всем своем объеме. То есть в различных областях вселенной скалярное поле имеет разное значение. Тогда в областях, где поле слабое – ничего не происходит, в то время как области с сильных полем начинают расширяться (инфляция) за счет его энергии, образуя при этом новые вселенные.
Такой сценарий подразумевает существование множества миров, возникших неодновременно и имеющих свой набор элементарных частиц, а, следовательно, и законов природы.
Теория Ли Смолина
Эта теория достаточно известна и предполагает, что Большой Взрыв не является началом существования Вселенной, а – лишь фазовым переходом между двумя ее состояниями. Так как до Большого Взрыва Вселенная существовала в форме космологической сингулярности, близкой по своей природе к сингулярности черной дыры, Смолин предполагает, что Вселенная могла возникнуть из черной дыры.
Эволюция Вселенной
Как происходил процесс развития и эволюции Вселенной? В течение следующих миллиардов лет гравитация заставила более плотные области притягиваться. В этом процессе формировались газовые облака, звезды, галактические структуры и прочие небесные объекты.
Этот период именуют Структурной Эпохой, так как именно в этот временной отрезок зарождалась современная Вселенная. Видимое вещество распределялось на различные формирования (звезды в галактики, а те в скопления и сверхскопления).
Что было до появления Вселенной
Сложно представить время за 13,7 миллиардов лет до сегодняшнего дня, когда вся Вселенная представляла собой сингулярность. Согласно теории Большого взрыва, один из главных претендентов на роль объяснения того, откуда появилась Вселенная и вся материя в космосе — все было сжато в точку, меньшую, чем субатомная частица. Но если это еще можно принять, задумайтесь вот о чем: что же было до того, как случился Большой взрыв?
Этот вопрос современной космологии уходит корнями еще в четвертое столетие нашей эры. 1600 лет назад теолог Августин Блаженный как и один из лучших физиков 20 века Альберт Эйнштейн пытались понять природу до сотворения Вселенной. Они пришли к выводу , что просто не было никакого «до».
В настоящее время человеком выдвигаются различные теории.
Теория Мультивселенной
Что если наша Вселенная является потомком другой, старшей Вселенной? Некоторые астрофизики полагают, что пролить свет на эту историю поможет реликтовое излучение, оставшееся от большого взрыва.
Согласно этой теории, в первые мгновения своего существования Вселенная начала чрезвычайно быстро расширяться. Также теория объясняет температуру и плотность флуктуаций реликтового излучения и подсказывает, что эти флуктуации должны быть одинаковыми.
Но, как выяснилось, нет. Последние исследования дали понять, что Вселенная на самом деле однобока, и в некоторых областях флуктуаций больше, чем в других. Некоторые космологи считают, что это наблюдение подтверждает, что у нашей Вселенной была «мать»(!)
В теории хаотической инфляции эта идея приобретает размах: бесконечный прогресс инфляционных пузырьков порождает обилие вселенных, и каждая из них порождает еще больше инфляционных пузырьков в огромном количестве Мультивселенных.
Теория белых и черных дыр
Тем не менее, существуют модели, которыми пытаются объяснить образование сингулярности до большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о гигантских мусоросборниках, они являются главными кандидатами первоначального сжатия, поэтому наша расширяющаяся Вселенная вполне может быть белой дырой — выходным отверстием черной дыры, и каждая черная дыра в нашей Вселенной может вмещать в себя отдельную вселенную.
Большой скачок
Другие ученые считают, что в основе формирования сингулярности лежит цикл под названием «большой скачок», в результате которого расширяющаяся вселенная в итоге коллапсирует сама в себя, порождая другую сингулярность, которая, опять же, порождает другой большой взрыв.
Этот процесс будет вечным, и все сингулярности и все схлопывания не будут представлять собой ничего другого, кроме как переход в другую фазу существования Вселенной.
Теория циклической Вселенной
Последнее объяснение, которое мы рассмотрим, использует идею циклической Вселенной, порожденной теорией струн. Она предполагает, что новая материя и потоки энергии появляются каждые триллионы лет, когда две мембраны или браны, лежащие за пределами наших измерений, сталкиваются между собой.
Что было до Большого взрыва? Вопрос остается открытым. Может быть, ничего. Может, другая Вселенная или другая версия нашей. Может, океан Вселенных, в каждой из которых — свой набор законов и констант, диктующих природу физической реальности.
Проблемы современных моделей рождения и эволюции Вселенной
Многие теории, касающиеся Вселенной в последнее время сталкиваются с проблемами, как теоретического, так и, что более важно, наблюдательного характера:
- Вопрос о форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, перед нами стоит проблема поиска трёхмерного пространственного сечения Вселенной, то есть такой фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной.
- Неизвестно, является ли Вселенная глобально пространственно плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах.
- Также неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна.
- Существуют предположения, что Вселенная изначально родилась вращающейся. Классическим представлением о зарождении является идея об изотропности Большого взрыва, то есть о распространении энергии одинаково во все стороны. Однако появилась и получила некоторое подтверждение конкурирующая гипотеза о наличии изначального момента вращения Вселенной.
Видео
Источник