Возраст Вселенной
Современные учёные выяснили, что возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет (с погрешностью до 0,3 млрд в сторону увеличения и уменьшения). Понятие подразумевает период времени от первых расширений Галактики до нынешних дней. Способов определения указанного значения существует несколько.
Первые изучения
Ещё в античные времена философов интересовал возраст Вселенной. Греческие и вавилонские пророки убеждали человечество в вечности мироздания, индуисты указали относительно точную дату – 1 972 949 091 лет (150-й год до н.э). В кругу тогдашних современников они оказались недалёки от истины.
Теолог из Британии Дж. Лайтфут в 17 столетии провёл глубокий анализ библейских текстов, сделав вывод, что создание мира началось в 3929 году до н.э. Учёные того периода, включая Ньютона, Кеплера, опирались также на астрономические исследования, пришли к похожим выводам (3990 лет до н.э с погрешностью до 10 лет).
Определение срока существования Земли
Активно выяснять возраст Вселенной люди начали во второй половине XVIII века. Француз Жорж-Луи Лекрерк оценил период, требуемый для уменьшения температуры планеты со времени её образования до сегодняшнего параметра (до 168 тысяч лет). Его выводы базировались на физических конструкциях, в которых Земля позиционировалась, как раскалённая шарообразная субстанция.
Ирландский инженер Дж. Пери в 1895 г. провёл собственные расчёты, получил цифру 3 млрд лет, годом позже А. Беккерель вывел определение радиоактивности, ещё через 9 лет учёный из Британии Э. Резерфорд разработал способ оценки давности земных пород, используя систему изотопного распада. Суть идеи состояла в том, чтобы выяснить, какой сегмент изотопа успел распасться, применяя значимые периоды полураспада, в результате вычисляя возраст исследуемого образца. Базовые способы радиоизотопного датирования создал радиохимик из США Б. Боллтвуд. Метод позволил выяснить в 20-х годах прошлого столетия, что многие минеральные объекты существуют не менее 2-х млрд. лет.
Белые карлики
На финальной стадии жизни большинство звёзд остывают длительное время. Вычислив основные параметры светила, можно рассчитать его первоначальную температуру, интенсивность остывания. На базе этой информации несложно вычислить возраст белого карлика. Известный телескоп «Хаббл» способствовал совершению множества открытий, включая обнаружение самых холодных звёзд в мире.
Они существовали не менее 11-12 млрд лет. Прибавив к этим параметрам, время на образование светил, получили минимальный возраст Вселенной. Предельный показатель связан с отсутствием менее разогретых светил. Если бы мироздание было старше, учёным удалось бы обнаружить соответствующие объекты.
Старые звёздные образования
В этом направлении отмечают несколько важных моментов:
- В Млечном Пути насчитывается свыше 160 шарообразных звёздных скоплений, количество светил в которых составляет сотни тысяч штук.
- Подобные звезды сопряжены гравитацией, скорее всего, получены из одного газового облака.
- Большая часть таких образований сформировалась в одинаковый временной период.
- В зависимости от габаритов и особенностей строения, у каждой звезды сложился собственный эволюционный путь (некоторые так и остались на этапе белого карлика).
- Выяснив длительность жизни каждого элемента в скоплении, можно с максимальной точностью выяснить возраст Вселенной.
Телескопическая система «Хаббл» помогла астрономам провести анализ 41 шарообразного объекта Млечного Пути. Это позволило выяснить, что все образования Галактики старше 10 млрд лет, самые древние – более 12,7 млрд. С учётом формирования светил, нижний рубеж Вселенной находится в пределах 13 млрд лет.
Измерения по Хабблу
Вопросом мироздания активно занимался учёный из США Э. Хаббл, в честь которого и назвали космический телескоп. Астроном вывел формулу v = HxD, где:
- v – скоростное расширение;
- D – дистанция от Вселенной до исследователя;
- H – постоянная Хаббла, обратно пропорциональная временным показателям.
Об актуальности последнего параметра, определяющего зависимость между дистанцией до точки и скоростью её удаления, высказал предположение бельгийский астроном Ж. Леметр. Его идея основана на том, что мир создавался из одного условного атома, расширяясь со временем (теория Большого Взрыва).
В 1929 году Хаббл точнее рассчитал указанную величину, это даёт право утверждать, что возраст Вселенной напрямую зависит от упомянутой постоянной. Используя модель Галактики, учёные сделали вывод, что для расчётов необходимо параметр, обратно пропорциональный величине Хаббла, умноженный на 2/3. При этом искомый показатель составит порядка 1,2 млрд лет, который приближен к значению, выведенному индуистами в 150-м году до н.э. Только к концу прошлого столетия получили астрономические расчёты, свидетельствующие о возрасте не менее 13 млрд лет.
Было установлено, что причины ошибочной оценки в ложном представлении о расширении Галактики. Две команды учёных-астрономов смогли в 1999 году доказать, что последние 6 миллиардов лет космическое пространство расширяется ускорено, без замедления (как считалось ранее). Современные расчёты позволили вывести возраст Вселенной 13,8 млрд (с погрешностью до 0,037 лет).
Реликтовое излучение
Летом 2001 года NASA запустила космический аппарат WNAP, ориентированный на изучение микроволнового излучения. По результатам исследований была составлена обновлённая карта распределения реликтовых импульсов, разрешение которой в 35 раз больше, чем у предыдущего аналога. После анализа схемы, кроме насыщенной центральной полосы Млечного Пути, становится заметным распределение микроволн за его границами. Видимые неоднородные тела формируют пятнистую, неравномерную конфигурацию. Тщательное исследование указанной структуры позволяет точно определить период, необходимый для её создания. Показатель составляет 13,7 млрд лет (плюс/минус 0,2 млрд.). Выводы дают возможность точно выяснить возраст Галактики, что способствует пониманию мироздания в целом.
Большой Взрыв
Для выяснения возрастных параметров Вселенной необходимо понимать – она расширяется и остывает, с учётом факта, что в прошлом Галактика была плотнее, горячее. В древнейшие времена Вселенная имела меньший объём, а длины фотоновых частиц – были короче. До нынешнего значения последние элементы растянулись за счёт расширения пространства. Энергию и температуру фотона определяет его длина. Чем дальше возвращаться по времени, тем выше будут показатели, пока не достигнут стадии Большого Взрыва.
В соответствии с законами теории относительности, Вселенная типа нашей, обладает:
- однородной плотностью, независимо от масштабов;
- идентичными свойствами во всех местах;
- одинаковыми характеристиками в любых направлениях;
- возникновением большого Взрыва одновременно в каждой точке.
Имеется уникальное взаимодействие между возрастом Галактики и её расширением в период эволюции. Если была бы возможность измерить последний показатель, с учётом величины, на которую Вселенная расширилась до настоящего времени, человечество точно бы знало, из каких компонентов формировалось мироздание.
Источник
Возраст Вселенной
Какой возраст Вселенной — это один из самых актуальных вопросов для ученых разных поколений. Для обозначения точного отрезка времени с момента расширения космического пространства, астрономы использовали несколько методов. Ввиду задействования нескольких линий исследований было выяснено, что нашему мирозданию 13,8 млрд лет.
Первые гипотезы
В античные времена, люди воспринимали космос, как что-то вечное и незыблемое. Только в 150 году до н.э., было определено, что Вселенной почти 2 млрд лет. Уже в 17 веке, ученый Дж. Лайтфут изучил информацию, изложенную в Библии, и заявил, что начало мироздания выпадает на 3929 год до н.э.
Основоположники современной науки Исаак Ньютон и Иоганн Кеплер, изучив данные о космическом пространстве, сделали вывод что ее появление приходиться на 3993-3988 года до н.э.
Способы определения возраста
Возраст Вселенной по современным оценкам равен 13,8 млрд лет. Существует два надежных способа определения временных рамок появления мироздания. Первый метод основан на изучении свечения белых карликов. Объемные и горячие небесные тела — это конечная фаза жизни всех звезд, которые полностью сожгли свое термоядерное вещество. Белый карлик состоит из углерода и водорода, в составе его тонкой атмосферы наблюдается наличие гелия. Центральный участок звезд нагрет до нескольких миллионов Кельвинов. Его остывание происходит очень медленно, так как он светит за счет накопленной энергии. Изучив скопления белых карликов, астрономы пришли к выводу, что им 12-13 млрд лет.
Еще один способ определения возраста Вселенной — по ее расширению. Для этого, ученые собирают такие данные:
- Изменение яркости и расстояния между объектами.
- Состав космического пространства. Большую часть составляет темная энергия и материя. В том случае, если бы преобладала простая материя, то возраст мироздания составил не более 10 млрд лет.
- Тенденция расширения космического пространства.
Собрав всю информацию, ученые экстраполируют ее обратно во времени и в результате получают ту самую цифру в 13,8 млрд лет.
Точный возраст Вселенной
Несмотря на то, что использование космологической модели позволило нам узнать время, с момента Большого взрыва, ученые не перестают уточнять и корректировать полученные данные.
В мае 2009 года был запущен телескоп “Planck”. Аппарат был разработан для длительной работы в космическом пространстве. С его помощью удалось просканировать излучения всевозможных звездных объектов. Первые результаты астрономы получили в 2010 году, а поставить точку в определении точной цифры существования мироздания удалось в 2013 году.
Ученые выяснили, что скорость расширения границ космоса составляет 67,15 км/с. Это говорит о том, что со времени Большого взрыва прошло 13,798 млрд лет.
Источник
Возраст вселенной исчисляется со времени образования галактика
К главе 1 «Предмет и структура естествознания»
1. Наука сформировалась:
1) в Древней Греции;
2) в Европе в XVI–XVIII вв.;
3) в Европе в XIII–XV вв.;
4) в Древнем Риме.
2. Науку от обыденного познания отличает:
1) актуальность объекта познания;
2) достоверность полученных знаний;
3) значимость результатов познания;
4) используемый язык.
3. Определенный способ понимания какого-либо предмета, процесса или явления – это:
4. В научном исследовании выделяются уровни:
1) созерцательный и эмпирический;
2) созерцательный и концептуальный;
3) эмпирический и теоретический;
4) теоретический и концептуальный.
5. Дифференциация естественных наук начала происходить на стадии:
2) аналитического естествознания;
3) синтетического естествознания;
4) интегрального естествознания.
6. Совокупным объектом естествознания является:
4) географическая оболочка Земли.
1) предположительное знание, которое носит вероятностный характер;
2) истинное, доказанное, подтвержденное знание о сущности явлений;
3) утверждение, раскрывающее общие связи изучаемых явлений.
8. Методом эмпирического уровня познания является:
9. Классификация – это:
1) установление сходства и различия признаков исследуемых объектов;
2) объединение различных признаков исследуемых объектов;
3) отнесение объектов к определенному классу явлений.
К главе 2 «Фундаментальные понятия о материи»
1) космические тела с избыточным рентгеновским излучением;
2) элементарные частицы с дробным зарядом;
3) химические катализаторы нового поколения;
2. Физический вакуум – это:
1) особый вид материи, обеспечивающий физические взаимодействия материальных объектов;
2) основной вид материи, обладающий массой;
3) низшее энергетическое состояние квантового поля.
3. Сильное взаимодействие обеспечивает:
1) связь нуклонов в ядре;
2) химические превращения веществ;
3) распад элементарных частиц.
4. Какие элементарные частицы не относятся к андронам:
К главе 3 «Пространство, время, принципы относительности»
1. Не прибегая к вычислениям, укажите, в каких процессах энтропия возрастает:
2. Специальная теория относительности (СТО) решает задачи:
1) классической механики;
2) абсолютности пространства и времени;
3) приспособления пространственно-временной метрики к современной физике;
4) неинерциальных систем отсчета.
3. Энтропия – это:
1) внутренняя энергия системы;
2) количество теплоты, которое идет на совершение механической работы;
3) термодинамическая функция состояния, которая характеризует часть внутренней энергии системы, способной преобразовываться в механическую работу; мера хаоса, которая в состоянии теплового равновесия достигает своего максимального значения.
4. Корпускулярно-волновой дуализм – это:
1) теория квантования физических величин;
2) постулат, что всем микрочастицам одновременно присущи и корпускулярные, и волновые свойства;
3) квантово-релятивистские представления о физической реальности на основе СТО и ОТО Эйнштейна.
К главе 4 «Естественнонаучные знания о веществе»
1. Вещество, уменьшающее скорость протекания химического процесса, называется:
2. С современной точки зрения систематизирующим фактором Периодической системы Д. И. Менделеева является:
1) масса ядра атома;
2) заряд ядра атома;
3. Как называется концепция о происхождении живого из неживого:
4. Количество органогенов, то есть элементов, которые в сумме являются основой живых систем и общая весовая доля которых, например, в организме человека 97 %, составляет:
5. Отбор химических элементов во Вселенной проявляется таким образом, что большую часть вещества в ней составляют всего два элемента, а именно:
1) кремний и углерод;
2) углерод и водород;
3) кислороди гелий;
4) водород и гелий.
6. Определите последовательность, в которой исторически развивалось химическое знание с учетом 4 концептуальных этапов: А – эволюционная химия, В – структурная химия, С – учение о химических процессах, D – учение о составе вещества:
К главе 5 «Нанотехнологии»
1. Нанотехнологии являются:
1) разделом химии;
2) разделом физики;
3) разделом астробиологии;
4) междисциплинарным направлением в естествознании.
2. Нанотехнологии оперируют объектами, линейные размеры которых составляют:
2) от 10 9 до10 -9 м;
3) от 10 -7 до10 -9 м.
К главе 6 «Мегамир и его свойства»
1. Космология – это:
1) раздел астрономии;
2) раздел космонавтики;
3) ненаучная форма познания Вселенной;
4) второе название космогонии.
2. Малые планеты, входящие в Солнечную систему, называются:
3. Наиболее крупная единица измерения космических расстояний:
2) астрономическая единица;
4. Вселенная однородна, поскольку она:
2) имеет одинаковые свойства во всех точках;
3) имеет одинаковые свойства по всем направлениям;
4) находится в горячем состоянии.
5. Возраст Вселенной исчисляется:
1) со времени образования галактик;
2) со времени образования Солнечной системы;
3) с момента Большого взрыва;
4) с начала фазы инфляции.
6. Наша Галактика имеет форму:
7. Солнечная система в нашей Галактике располагается:
1) в плоскости, перпендикулярной галактической;
2) у галактической плоскости;
3) на периферии Галактики;
4) положение пока не выяснено.
2) двойные звезды;
3) мощные источники радиоизлучения во Вселенной;
4) малые галактики – спутники нашей Галактики.
9. Звезды состоят преимущественно:
1) из водорода и азота;
2) из гелия и кислорода;
3) из водорода и гелия;
4) из гелия и азота.
10. Новые звезды образуются:
1) из межзвездного вещества;
2) из двойных звезд;
3) из красных карликов;
4) из переменных звезд.
11. Внешняя часть Солнца – атмосфера – состоит:
1) из ядра, конвективной зоны и короны;
2) из фотосферы, хромосферы и короны;
3) из ядра, области лучистого переноса энергии и короны;
4) из фотосферы, конвективной зоны и области лучистого переноса энергии.
К главе 7 «Планета Земля»
1. Известняк под влиянием повышенного давления и высоких температур превращается:
2. Месторождения нефти и газа связаны с тектоническими структурами:
3. Мировой океан включает в себя:
1) все моря и океаны;
2) все океаны и находящиеся под ними подземные воды;
3) все океаны и льды Антарктиды;
4. В водах Мирового океана среднее содержание солей от общей массы воды составляет:
5. К континентальным водным бассейнам относят:
1) озера, моря, реки, болота;
2) озера, реки, болота, водохранилища;
3) реки, заливы морей, моря, болота;
4) реки, озера, водохранилища, заливы морей.
6. На глубине 1 км подземные воды могут находиться:
1) только в жидком состоянии;
2) и в твердом, и в жидком состоянии;
3) только в твердом состоянии;
4) только в парообразном состоянии.
7. Главные катионы морской воды – катионы натрия, магния, кальция, калия – поступили в воду:
1) в результате выветривания горных пород;
4) вместе с подземными водами.
8. С увеличением высоты над поверхностью Земли температура воздуха возрастает:
2) в стратосфере;
9. На высоте 10 км над поверхностью Земли воздух состоит преимущественно:
1) из углекислого газа и азота;
2) из водорода и гелия;
3) из азота и кислорода;
4) из азота и озона.
10. Состояние нижнего слоя атмосферы в данном месте в данное время называется:
К главе 8 «Живая материя»
1. Самоорганизующаяся система не характеризуется:
1) высокой упорядоченностью;
4) отсутствием управления извне.
2. После прохождения точки бифуркации система:
1) перестает взаимодействовать с другими системами;
2) возвращается в исходное состояние;
3) случайно выбирает путь нового развития;
4) не подчиняется законам детерминизма.
3. Синергетика – это наука о превращении:
1) хаоса в космос (порядок);
2) простых систем в сложные;
3) сложных систем в простые;
4) порядка в хаос.
4. Ч. Дарвин показал, что под борьбой за существование понимается:
1) ожесточенная борьба особей одного вида;
2) установление между живыми организмами форм сотрудничества и взаимопомощи;
3) конкуренция между представителями разных видов животных;
4) борьба с неблагоприятными условиями природной среды;
5) противостояние живой природы индустриальной цивилизации.
5. Элементарными факторами и явлениями эволюции необходимо считать:
1) особь как элементарную эволюционную структуру;
2) изменение генотипического состава популяции как элементарное эволюционное явление;
3) генофонд популяции как элементарный эволюционный материал;
4) мутации как элементарные эволюционные факторы;
5) естественный отбор как элементарное эволюционное противодействие.
6. И. Пригожин открыл самоорганизацию макросистем в виде:
1) концентрационных автоволн;
2) открытых каталитических систем;
3) диссипативных структур;
4) нестационарных, нелинейных систем.
7. Коэволюция – это:
1) современный этап эволюции живого на Земле;
2) разрушение биоценоза;
3) взаимное приспособление видов;
4) самая жесткая борьба за существование.
8. Ч. Дарвин дал научное объяснение эволюции живой природы в работе:
1) «Происхождение человека»;
2) «Происхождение видов путем естественного отбора»;
3) «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека»;
4) «Выражение эмоций у человека и животных».
9. Элементарная структура эволюции, по современным представлениям, – это:
10. В современной теории эволюции «волны жизни» – это:
1) периодическое изменение климата планеты;
2) волны Мирового океана;
3) количественные колебания в численности популяции;
4) увеличение числа близкородственных скрещиваний.
11. Единица строения и жизнедеятельности живого организма – это:
12. Ген представляет собой:
1) участок информационной РНК;
2) участок молекулы ДНК;
3) полипептидную цепь.
13. По наследству передаются:
1) модификационные изменения;
3) генные мутации.
14. Мутаген – это:
1) организм, в котором произошли мутации;
2) фактор, увеличивающий число мутаций;
3) наследственная передача признака.
15. Генотип – это:
1) совокупность наследственного материала популяции;
2) совокупность генов всех живых организмов;
3) совокупность генов особи.
16. Автор хромосомной теории наследственности:
К главам 9 «Учение о биосфере» и 10 «Человек как предмет современного естествознания»
1) часть биосферы;
2) минеральная оболочка Земли;
4) сфера деятельности.
2. Биогенное вещество:
1) создается в процессе жизнедеятельности организмов;
2) образовано совокупностью организмов;
3) образуется без участия живых организмов;
4) является результатом взаимодействия живого и неживого.
3. Жизненная пленка, лежащая на границе атмосферы и гидросферы, называется:
4. Превращение биосферы в ноосферу происходит под воздействием:
1) климатических факторов;
2) геологических факторов;
3) разумной деятельности человека;
4) биологической эволюции.
5. Состояние здоровья зависит в большей степени:
1) от состояния здравоохранения;
2) от индивидуального образа жизни;
3) от наследственности;
4) от факторов окружающей среды.
6. Полноценное здоровье характеризуется:
1) отсутствием болезней;
2) устойчивым эмоциональным состоянием;
3) равновесием между функциями организма и факторами внешней среды;
4) высокими физическими показателями.
7. Здоровый образ жизни – это:
1) отсутствие вредных привычек;
2) поведение, направленное на достижение успеха и благополучия;
3) отсутствие болезней;
4) поведение, направленное на сохранение и укрепление здоровья.
К главе 11 «Основы экологии»
1. Термин «экология» ввел ученый:
2. Почву как среду обитания сближает с водной средой:
1) температурный режим, пониженное содержание кислорода, наличие воды в разных формах, присутствие солей и органических веществ;
2) световой режим, перепады давления, изменение гравитационной составляющей;
3) изменение солевого состава по временам года, сочетание плотности и давления грунтов;
4) одинаковое значение pH среды, одинаковый состав микрофауны и микрофлоры.
3. Самая насыщенная (в пересчете на объем) жизнью среда:
4) моря и океаны.
4. Наиболее быстро в крупных промышленных городах из-за загрязнения среды идет рост таких заболеваний, как:
1) заболевания желудочно-кишечного тракта;
2) легочные заболевания и заболевания верхних дыхательных путей;
3) заболевания кожи;
4) заболевания суставов и костей.
5. Все проблемы экологии могут быть выражены одной фразой:
1) океан и суша связаны между собой;
2) все живое связано между собой и с окружающей средой;
3) все неживое взаимодействует между собой;
4) компоненты географической оболочки изолированы.
6. Основными экологическими факторами, способными влиять на демографическую ситуацию в мире, продолжают оставаться:
1) пищевые ресурсы и болезни;
2) особенности климата и рельефа местности;
3) особенности географического положения страны;
4) климатические условия.
7. Основной причиной выпадения кислотных дождей является:
1) попадание в воздух оксидов серы и азота – отходов сгорания любого ископаемого топлива, особенно низкосортного угля и мазута;
2) попадание в воздух оксидов фосфора и углерода – отходов сгорания любого вида топлива, особенно сланцев и торфа;
3) попадание в воздух большого количества хлора;
4) попадание в воздух пыли, содержащей частицы металла.
8. Считают, что озоновый экран разрушается в результате воздействия на него:
2) сернистого газа;
9. Наибольшее выпадение атмосферных осадков с растворимыми загрязняющими веществами происходит в районе:
2) Екатеринбурга, Омска;
10. Мониторинг среды означает в первую очередь:
1) систему защиты среды обитания;
2) систему регулярных наблюдений за состоянием окружающей среды;
3) систему правовых законодательных актов по защите природной среды;
4) систему наблюдений за отдельным видом организмов.
Источник