Тайна рождения Вселенной
В земной природе существуют своего рода «ступени», на каждой из которых живые организмы становятся все более сложными и совершенными, но при этом остаются зависимыми от организмов низшей ступени.
Во Вселенной тоже существует своя иерархия. Иерархия — это такая форма организации, в которой объекты, находящиеся на нижнем уровне, прочно связаны с объектами верхнего уровня. Так, планета со своими спутниками, кольцами, атмосферой — одна из низших ступеней вселенской иерархии. Следующая ступень — планетная система, которую «держит в подчинении» тяготение звезды. Многие звезды входят в состав звездных скоплений, а галактика — относится уже к высшим ступеням космической иерархии.
«Слабо светящиеся пятнышки. »
Первым, кто предсказал существование звездных систем за пределами Млечного Пути, был гениальный философ и выдающийся естествоиспытатель 18 в. Иммануил Кант. Вот что он писал в своем труде «Всеобщая естественная история и теория неба»: «Если взглянуть на систему звезд, расположенную в одной плоскости, как в Млечном Пути, с необозримо далекого расстояния и под малым углом, то она представится наблюдателю в виде слабо светящегося пятнышка. ».
Лишь в 20-х годах 20 в. выдающийся американский астроном Э. Хаббл получил на телескопе обсерватории Маунт-Вилсон четкие изображения далеких галактик и заметил, что многие из них имеют общие черты строения. Ученый предложил систему их классификации на основе их формы и размеров.
Галактики отличаются одна от другой гораздо больше, чем звезды. Самые крупные из них в миллион раз больше самых мелких, тогда как массы звезд различаются не более чем в тысячу раз. По своей форме галактики делятся на три основные группы: неправильные, то есть не имеющие четко выраженной формы, эллиптические — в форме шара или яйца, и спиральные, к которым относится и наша галактика Млечный Путь.
«Биг Бэнг»
Так звучит по-английски словосочетание «Большой Взрыв». Впервые это понятие использовал в одной из лекций выдающийся астроном и писатель Фред Хойл, обозначив им момент возникновения Вселенной. По самым точным оценкам, Большой Взрыв произошел примерно 13,73 млрд лет назад. А до того вся материя находилась в чрезвычайно малом объеме — буквально в одной точке, и в таком состоянии, о котором современные физики могут догадываться. Ученые называют его сингулярностью — особым состоянием, для которого характерны бесконечно большая плотность и температура вещества.
У астрономов нет никаких данных о том, что произошло в первые секунды после Большого Взрыва. Известно только то, что в результате возникло не только вещество, но и само пространство и даже. время! Таким образом, Большой Взрыв — это самозарождение всего физического мира фактически «из ничего».
Образовавшаяся первичная материя начала разлетаться в пространстве, постепенно остывая и образовывая сгустки газа, звезды и галактики. Этот процесс, как доказали исследователи, продолжается и сегодня — Вселенная расширяется.
Антропный принцип
Размышляя над самыми общими принципами развития Вселенной, трудно не прийти к выводу: она устроена так, что в ней стало возможным появление человека и его познающего разума. Это положение принято называть антропным принципом — от греческого слова «антропос» — «человек». На первый взгляд такой вывод кажется естественным: раз человек возник, значит, существовали и соответствующие условия. Но если задуматься, можно прийти к поразительным выводам.
Для того чтобы на Земле возникла первая живая клетка, условия для ее появления должны были существовать не только на нашей планете. В Солнечной системе должны были сложиться предпосылки для формирования такой планеты, как Земля, а в галактике Млечный Путь должна была вспыхнуть звезда солнечного типа, в окрестностях которой возможно образование такой планеты. И для возникновения галактик в расширяющейся Вселенной должны были сложиться определенные физические условия. Уже в момент Большого Взрыва (а возможно, и раньше) действовали те физические законы, которые определили ход всей дальнейшей эволюции мироздания. А вот откуда они взялись уже тогда — наука пока объяснить не берется.
Источник
Презентация на тему: Происхождение Вселенной
Происхождение ВселеннойВыполнила: Ширяева София ХБ-3
Вселенная Вселенная – это весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Часть Вселенной, охваченная астрономическими наблюдениями, называется Метагалактикой, или нашей Вселенной. Размеры метагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 15-20 млрд. световых лет.
С эволюцией структуры Вселенной связано возникновение скоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников. Сама Вселенная возникла примерно 20 млрд. лет назад из некоего плотного и горячего протовещества. Существует точка зрения, что с самого начала протовещество с гигантской скоростью начало расширятся. На начальной стадии это плотное вещество разлеталось во всех направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь неустойчивых, постоянно распадающихся при столкновении частиц. Остывая и взаимодействуя на протяжении миллионов лет, вся эта масса рассеянного в пространстве вещества концентрировалась в большие и малые газовые образования, которые в течение сотен миллионов лет, сближаясь и сливаясь, превращались в громадные комплексы. В этих комплексах, в свою очередь возникали более плотные участки – там впоследствии и образовались звезды и даже целые галактики.С эволюцией структуры Вселенной связано возникновение скоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников. Сама Вселенная возникла примерно 20 млрд. лет назад из некоего плотного и горячего протовещества. Существует точка зрения, что с самого начала протовещество с гигантской скоростью начало расширятся. На начальной стадии это плотное вещество разлеталось во всех направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь неустойчивых, постоянно распадающихся при столкновении частиц. Остывая и взаимодействуя на протяжении миллионов лет, вся эта масса рассеянного в пространстве вещества концентрировалась в большие и малые газовые образования, которые в течение сотен миллионов лет, сближаясь и сливаясь, превращались в громадные комплексы. В этих комплексах, в свою очередь возникали более плотные участки – там впоследствии и образовались звезды и даже целые галактики.
Происхождение ВселеннойКонечна или бесконечна Вселенная, какая у нее геометрия – эти и многие другие вопросы связаны с эволюцией Вселенной, в частности с наблюдаемым расширением. Если скорость «разлета» галактик увеличится на 75 км/с на каждый миллион парсек, то экстраполяция к прошлому приводит к удивительному результату: примерно 10-20 млрд. лет назад вся Вселенная была сосредоточена в очень маленькой области. Многие ученые считают, что в то время плотность Вселенной была такая же, как у атомного ядра: Вселенная представляла собой одну гигантскую «ядерную каплю». По каким-то причинам эта «капля» пришла в неустойчивое состояние и взорвалась. Последствия этого взрыва мы наблюдаем сейчас как системы галактик.
Теории Происхождения ВселеннойТеория Большого взрываТеория: «Бесконечно пульсирующая Вселенная»КреационизмТеория «Разбиение сосудов»
Теория большого взрыва По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,7 ± 0,13 млрд лет назад из некоторого начального сингулярного состояния с гигантскими температурой и плотностью и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. В последнее время ученым удалось определить, что скорость расширения Вселенной, начиная с определённого момента в прошлом, постоянно увеличивается, что уточняет некоторые концепции теории Большого взрыва.
После взрыва образовалось два вида материи: вещество и поле. Первые химические элементы H, He, H2. H и He стали образовывать сгущения и из них образовались звезды.После взрыва образовалось два вида материи: вещество и поле. Первые химические элементы H, He, H2. H и He стали образовывать сгущения и из них образовались звезды.Более тяжелые металлы образовались в недрах звезд в результате звездного нуклеосинтеза. Элементы более тяжелые чем Fe образуются при взрыве новых и сверх новых звезд.На месте остатка взрыва сверхновых формируются новые звезды и их планетные системы. Более плотные вещества всегда образуют внутренние планеты карлики, менее плотные – планеты гиганты на периферии системы.Когда Земля выросла до современной массы, она нагрелась за счет распада изотопов и путем улавливания кинетической энергии от столкновения крупных обломков.В результате нагрева Fe и Ni расплавившись погрузились в центр планеты и образовали ядро. Остальной материал образовал мантию (менее раскаленный). Остывший – земную кору.
“Бесконечно пульсирующая Вселенная”Согласно одной из альтернативных теорий (так называемой «бесконечно пульсирующей Вселенной»), мир никогда не возникал и никогда не исчезнет (или по другому рождается и умирает бесконечное количество раз), но обладает периодичностью, при этом под сотворением мира понимается точка отсчета после которой мир строится заново
КреационизмМногие креационисты считают, что нет такого фундаментального противоречия между научными и религиозными концепциями, как кажется на первый взгляд. Считается, что многие термины, используемые в древних религиозных текстах, не следует понимать буквально и необходимо делать скидку на время и язык, использовавшийся в древности, и рассматривать их комплексно. К примеру, известный библейский сюжет о 6 днях творения следует понимать метафорично, хотя бы только потому, что, согласно тому же тексту, Солнце и Луна появились только на четвертый день, что ясно говорит о том, что как минимум все предыдущие «дни»(а, возможно, и последующие) не являются днями в общепринятом понимании этого слова и не тождественны суткам
Теория “разбиения сосудов”Теорию «разбиения сосудов», в чём-то подобную теории Большого Взрыва в современной физике, сформулировал средневековый кабаллист Ицхак Луриа. Создание началось не с того, что всемогущий Бог создал бытие из ничего, а процесс создания — это результат коллапса и кризиса в самом всемогущем Боге. И цель создания — это способ исправить его. По Лурианскому сценарию, когда Бог работал над созданием бытия, произошла катастрофа. Божественные лучи, которые были основными компонентами создания, были разбиты. В результате этой катастрофы все лучи рассеялись и ушли в хаос. Этим Лурианская Каббала отличается от библейской версии создания мира и напоминает теорию «Большого Взрыва».
В 1922-1924 гг. советским математиком А.А. Фридманом были предложены общие уравнения для описания всей Вселенной, меняющейся с течением времени. Звездные системы не могут находиться в среднем на неизменных расстояниях друг от друга. Они должны либо удаляться, либо сближаться. Такой результат – неизбежное следствие наличия сил тяготения, которые главенствуют в космических масштабах. Вывод Фридмана означал, что Вселенная должна либо расширятся, либо сжиматься. Отсюда следовал пересмотр общих представлений о Вселенной. В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл (1889-1953) с помощью астрофизических наблюдений открыл расширение Вселенной, подтверждающее правильность выводов Фридмана.
Согласно теории Большого взрыва, дальнейшая эволюция зависит от экспериментально измеримого параметра — средней плотности вещества в современной Вселенной. Если плотность не превосходит некоторого (известного из теории) критического значения, Вселенная будет расширяться вечно, если же плотность больше критической, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию. Современные экспериментальные данные относительно величины средней плотности ещё недостаточно надёжны, чтобы сделать однозначный выбор между двумя вариантами будущего Вселенной.Есть ряд вопросов, на которые теория Большого взрыва ответить пока не может, однако основные её положения обоснованы надёжными экспериментальными данными, а современный уровень теоретической физики позволяет вполне достоверно описать эволюцию такой системы во времени, за исключением самого начального этапа — порядка сотой доли секунды от «начала мира». Для теории важно, что эта неопределённость на начальном этапе фактически оказывается несущественной, поскольку образующееся после прохождения данного этапа состояние Вселенной и его последующую эволюцию можно описать вполне достоверно.
Источник
Тайны Вселенной
Огромные просторы нашей Вселенной хранят в себе немало секретов. Все, что человечество знает об иных мирах — это то, что позволяет нам понимать наш опыт и наше сознание. Это ничтожно малая доля того, что скрывается в недрах космического пространства почти 14 млрд лет.
Загадки Вселенной
Существует множество сенсационных открытий о космосе. Благодаря кропотливому труду астрофизиков, человечеству стало известно, что космические просторы не имеют границ. Мы точно знаем, что Земля — это не центр мироздания и существуют еще триллионы других миров. Но, парадоксальная ситуация: чем больше информации подают нам ученые, тем больше возникает тайн Вселенной. Наиболее распространенными необъяснимыми фактами являются:
Черная материя
Это загадочная субстанция, которая невидима для взора наблюдателей. Вещество обладает внушительной массой и составляет четверть всей материи космического пространства. Элементы этой субстанции очень слабо взаимодействуют между собой. Это усложняет процесс их исследования и до сих пор, еще не было зафиксировано принципов их взаимодействия.
Ученые полагают, что новые данные о загадочной субстанции можно получить на специальных ускорителях.
Появление мироздания
Наиболее проблемным вопросом для изучения является загадка образования космического пространства. Наиболее распространенной версией является Теория Большого взрыва, в которой оговаривается, что Вселенная начала свою эволюцию после своеобразного “бума”. Другие же ученые считают, что взрыва могло и не быть, а расширение мироздания происходит за счет образования черной материи.
Черные дыры
Темное вещество, которое способно поглотить абсолютно все на своем пути, нельзя наблюдать. Даже их существование было подтверждено косвенными экспериментами. Но, известно, что темное вещество обладает просто сумасшедшей гравитационной силой и способно “проглотить” и свет, и время. Открытыми остаются вопросы, которые касаются состава черных дыр, а также принципов их перемещения по космическому пространству. В нашей Солнечной системе обнаружено наличие огромной черной дыры, которая по размерам в миллионы раз превышает Солнце.
Планеты, похожие на Землю
В бесконечном пространстве находится много уникальных небесных тел. Но, неужели, среди всех планет, только Земля обладает пригодными для жизни условиями? Ученые полагают, что умеренный климат, кислородная атмосфера и вода в жидком состоянии — это описание не только нашей планеты. Высока вероятность того, что в космическом пространстве есть идентичный “земной близнец”. Но, на данный момент, это всего лишь предположения.
Наша Вселенная: тайны зарождения жизни
По мнению американского астрофизика А. Леба, человечество — это последняя форма жизни. Наша планета была обитаемой задолго до того, как появился человек. Ученый предполагает, что спустя 15 млн лет после Большого взрыва, на всех небесных телах, которые обращались вокруг Солнца, была жизнь. На земном шаре, живые существа появились 3,8 млрд лет назад, это спустя семьсот лет после ее образования.
Для подтверждения данной теории, астрофизик предлагает детальнее изучить все планеты, которые находятся вблизи звезд с низким содержанием металлов.
Неразгаданные тайны
В процессе эволюции Вселенной, на космических просторах образовались триллионы галактик, каждая из которых имеет определенную форму и наполнение. Все объекты структурированы и имеют схожий состав. Ученые предлагают несколько гипотез формирования галактик, но нет достоверной информации об их подтверждении. Что произошло после Большого взрыва? Звезды сформировались с мелких частиц, которые соединились и только потом образовались галактики? Или сразу после “бума” уже были структурированные сгустки черной материи, которые разделились со временем образовали звездные дома?
Также, неразгаданными остаются следующие тайны:
1. Галактика, в форме изумруда. Квадратный “звездный дом” расположен на расстоянии в 70 млн световых лет от нашего Млечного пути. Это необычный объект для космических просторов, на вид он похож на ограненный изумруд. Объект противоречит всем законам Вселенной. Ученые предполагают, что квадратная галактика — это результат столкновения двух спиральных объектов. Если верить этой гипотезе, то Млечный путь, после столкновения с Андромедой может также обрести квадратную форму.
2. Что было до образования точки Вселенной? Ответ на этот вопрос уже не удастся найти. Известно, что все началось с “Большого взрыва”, но что же было до него?
3. Мощные выбросы энергии. Ученые часто фиксируют необъяснимые гамма-всплески. Но объяснение этому явлению пока не найдено.
4. Темная энергия. 68% Вселенной состоит из темной энергии. Ученым известно, что это вещество действуют на противовес гравитации и обеспечивает расширение границ космоса. Но, во всем остальном, это “вещество” остается загадкой.
5. Наличие других типов жизни. Где-то во Вселенной может находиться обитаемая планета. Писатели-фантасты часто описывают прилет инопланетян на Землю. А, что, если за нашей жизнью наблюдают иные цивилизации? Опровергнуть это предположение еще не удалось, но и подтвердить тоже не вышло.
6. Тайны зарождения жизни. Существуют гипотезы, что появление человеческого организма связано со сложными химическими реакциями. Но точного объяснения не удалось предоставить.
Будут ли ответы?
Все сегодняшние открытия всего несколько лет назад также для нас были необъяснимыми и загадочными. Тщательное наблюдение за иными мирами, а также планируемые исследования космических просторов помогут ученым приблизиться к истинным ответам на таинственные и загадочные явления.
Источник