по астрономии. Тема: Строение и эволюция вселенной

Урок-презентация

по астрономии. Тема: Строение и эволюция вселенной

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Цель: Формирование представления о строении Вселенной и месте планеты Земля во Вселенной.

Задачи:Образовательные: познакомить обучающихся с космологией, ввести внесистемные единицы измерения, используемые в космологии, познакомить с возрастом и размерами Вселенной, ввести понятие галактики, познакомить с видами галактик, сформировать представление о скоплениях галактик, о видах звёздных скоплений, об образовании туманностей во Вселенной, познакомить с применением спектрального анализа в космологии, сформировать знания о явлении красного смещения спектральных линий в спектрах галактик, о эффекте Доплера, о законе Хаббла, познакомить с Теорией Большого взрыва, ввести понятие критической плотности вещества.

  • Воспитательные: способствовать воспитанию нравственных качеств, толерантного отношения ко всем жителям нашей планеты и ответственности за сохранность жизни на планете Земля.
  • Развивающие: способствовать повышению интереса к изучению дисциплины “Физика”, способствовать развитию логического мышления (анализу, обобщению полученных знаний).
  • Ход урока

    I. Организационный момент.

    Слайды 1-2

    Перед обучающимися определяются цели урока, освещается ход урока и конечные результаты его проведения.

    II. Мотивация учебной деятельности.

    Знания строения и эволюции Вселенной помогают осознать место каждого из нас в этом мире и ту ответственность, которая лежит на нас за сохранность жизни и нашей уникальной планеты для будущих поколений людей.

    III. Актуализация знаний.

    Фронтальный опрос

    1. Какая называется ближайшая к планете Земля звезда? (Солнце)
    2. Сколько планет в Солнечной системе? (Восемь)
    3. Как называются планеты Солнечной системы? (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун)
    4. Какое место по удалённости от Солнца занимает планета Земля в Солнечной системе? (Планета Земля – третья планета от Солнца)

    IV. Изложение нового материала.

    Слайды 3-5. Космология. Внесистемные единицы измерения. Возраст и размер Вселенной.

    “Вселенная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии. Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем.

    Следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной, или Метагалактикой”. [2] Сегодня мы познакомимся со строением астрономической Вселенной. И определим место нашей планеты Земля во Вселенной.

    “Вселенная является предметом исследования космологии”. [2]

    Расстояния и массы объектов во Вселенной очень велики. Космология использует внесистемные единицы измерения. 1 световой год (1 св. г.) – расстояние, которое проходит свет за 1 год в вакууме – 9,5 * 1015 м; 1 астрономическая единица (1 а.е.

    ) – среднее расстояние от Земли до Солнца (средний радиус земной орбиты) – 1,5 * 1011 м; 1 парсек (1 пк) — расстояние, с которого средний радиус земной орбиты (равный 1 а. е.

    ), перпендикулярный лучу зрения, виден под углом в одну угловую секунду (1') – 3 * 1016 м; 1 масса Солнца (1 Мo) – 2 * 1030 кг.

    Учёные определили возраст и размер Вселенной. Возраст Вселенной t=1,3 * 1010 лет. Радиус Вселенной R=1,3 * 1010 св.л.

    Слайды 6-19. Галактики. Виды галактик. Скопления галактик.

    В начале ХХ века стало очевидным, что почти всё видимое вещество во Вселенной сосредоточено в гигантских звёздно-газовых островах с характерным размером от нескольких кпк. Эти “острова” стали называть галактиками.

    Галактики – это большие звёздные системы, в которых звёзды связаны друг с другом силами гравитации. Существуют галактики, включающие триллионы звёзд. “Эта группа галактик называется Квинтет Стефана.

    Однако только четыре галактики из этой группы, расположенные в трехстах миллионах световых лет от нас, участвуют в космическом танце, то сближаясь, то удаляясь друг от друга. Лишнего найти довольно просто.

    Четыре взаимодействующие галактики имеют желтоватую окраску и искривленные петли и хвосты, форма которых обусловлена влиянием разрушительных приливных гравитационных сил. Голубоватая галактика, расположенная на картинке вверху слева, находится гораздо ближе остальных, всего в 40 миллионах световых лет от нас”. [3] 

    Существуют разные типы галактик: эллиптические, спиральные и неправильные.

    Эллиптические галактики составляют примерно 25 % от общего числа галактик высокой светимости.

    Эллиптические галактики имеют вид кругов или эллипсов, яркость плавно уменьшается от центра к периферии, не вращаются, в них мало газа и пыли, М 1013 Мo . Перед вами эллиптическая галактика М87 в созвездии Девы.

    Спиральные галактики по внешнему виду напоминают две сложенные вместе тарелки или двояковыпуклую линзу. В них имеется как гало, так и массивный звездный диск. Центральная часть диска, которая видна как вздутие, называется балджем.

    Темная полоса, идущая вдоль диска – непрозрачный слой межзвездной среды, межзвездная пыль. Плоская дискообразная форма объясняется вращением. Существует гипотеза, что во время образования галактики центробежные силы препятствуют сжатию протогалактического облака в направлении, перпендикулярном оси вращения.

    Газ концентрируется в некоторой плоскости – так образовались диски галактик.

    Спиральные галактики состоят из ядра и нескольких спиральных рукавов или ветвей, ветви отходят непосредственно от ядра. Спиральные галактики вращаются, в них много газа и пыли, М 1012 М?

    “Американское аэрокосмическое агентство НАСА завело собственный аккаунт в сети Instagram, где выкладываются фотографии с видами Земли и других уголков Вселенной. Потрясающие фотографии с телескопа Хаббл, самой известной Большой обсерватории НАСА, позволяют увидеть то, что никогда не было доступно человеческому глазу.

    Невиданные ранее далекие галактики и туманности, умирающие и рождающиеся звезды поражают воображение своим разнообразием, подталкивают к мечте о далеких путешествиях. Сказочные пейзажи из звездной пыли и газовых облаков открывают перед нами потрясающие по своей красоте загадочные явления”.

    [3] Перед вами одна из красивейших спиральных галактик в созвездии Волосы Вероники.

    В 20-е гг. ХХ века стало ясно: спиральные туманности — это огромные звездные системы, похожие на нашу Галактику и удаленные от нее на миллионы световых лет. В 1924 году Хаббл и Ричи разложили на звёзды спиральные рукава туманностей в Андромеде и Треугольнике.

    Было установлено, что эти ”внегалактические туманности” в несколько раз дальше от нас, чем поперечник системы Млечного Пути. Эти системы стали по аналогии с нашей называть галактиками. “Средняя по размерам галактика M33 называется также галактикой в Треугольнике по имени созвездия, в котором она находится.

    Она примерно в 4 раза меньше по радиусу, чем наша галактика Млечный Путь и галактика Андромеды. M33 находится недалеко от Млечного Пути и её прекрасно видно в хороший бинокль”.[3]

    “Галактика Андромеды — самая близкая к нашему Млечному Пути из гигантских галактик. Скорее всего, наша галактика выглядит примерно так же как и эта. Сотни миллиардов звезд, составляющих галактику Андромеды, вместе дают видимое диффузное свечение. Отдельные звезды на изображении являются в действительности звездами нашей Галактики, расположенными гораздо ближе удаленного объекта.”[3] 

    “При наблюдении звёздного неба вдали от крупных городов на нём в безлунную ночь хорошо видна широкая светящаяся полоса – Млечный путь. Млечный путь тянется серебристой полосой по обоим полушариям, замыкаясь в звёздное кольцо.

    Наблюдения установили, что все звёзды образуют огромную звёздную систему (галактику)”. [1] Галактика содержит две основных подсистемы, вложенные одна в другую: гало (её звёзды концентрируются к центру галактики) и звёздный диск (“две сложенные краями тарелки”).

    “Солнечная система входит в состав галактики Млечный путь. Мы находимся внутри галактики, поэтому нам трудно представить её внешний вид, но во Вселенной есть много других похожих галактик и по ним мы можем судить о нашем Млечном пути”.

    [1] Галактика Млечный путь состоит из ядра, находящегося в центре галактики, и трёх спиральных рукавов.

    “Исследования распределения звёзд, газа и пыли показали, что наш Млечный путь – галактика представляет собой плоскую систему, имеющую спиральную структуру”. [1] Размеры нашей галактики огромны. Диаметр диска галактики около 30 пк (100 000 св.л.); толщина – около 1 000 св. л.

    В нашей галактике около 100 млрд. звёзд. Среднее расстояние между звёздами в галактике около 5 св. лет. Центр галактики расположен в созвездии Стрельца. “В настоящее время астрономы тщательно изучают центр нашей галактики.

    Наблюдения за движением отдельных звёзд около центра галактики показали, что там, в небольшой области с размерами, сравнимыми с размерами Солнечной системы, сосредоточена невидимая материя, масса которой превышает массу Солнца в 2 млн. раз. Это указывает на существование в центре галактики массивной чёрной дыры”.

    [1] Галактика Млечный путь вращается вокруг центра галактики. Один оборот вокруг центра галактики Солнце делает за 200 млн. лет.

    Примерами неправильных галактик служат Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако – самые близкие к нам галактики, видимые невооружённым глазом в южном полушарии неба, вблизи Млечного пути. Эти две галактики являются спутниками нашей галактики.

    У неправильных галактик отсутствует чётко выраженное ядро, нет вращательной симметрии, около половины вещества в них – межзвездный газ. При исследовании неба с помощью телескопов обнаружено множество галактик неправильной, клочковатой формы, похожих на Магеллановы Облака.

    “В ядрах некоторых галактик происходят бурные процессы, такие галактики получили название активных галактик. В галактике М87 в созвездии Девы наблюдается выброс вещества со скоростью 3000 км/с, масса этого выброса составляет Эта галактика оказалась мощным источником радиоизлучения. Ещё более мощным источником радиоизлучения являются квазары.

    Квазары также являются мощными источниками инфракрасного, рентгеновского и гамма-излучения. А вот размеры квазаров оказались небольшими, около 1 а.е. Квазары не являются звездами; это яркие и очень активные ядра галактик, расположенные на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли”.

    [1] “В центре квазара находится сверхмассивная чёрная дыра, всасывающая в себя вещество — звезды, газ и пыль. Падая на чёрную дыру, материя формирует огромный диск, в котором разогревается от трения и действия приливных сил до гигантских температур”.

     [2] “На сайте “Хаббла” была опубликована, вероятно, одна из самых детальных фотографий квазара на сегодняшний день. Это один из самых известных квазаров 3C 273, который находится в созвездии Девы”. [3] Он стал первым открытым объектом такого рода; в начале 1960-х годов его обнаружил астроном Алан Сэндидж.

    “Квазар 3C 273 — самый яркий и один из самых близких квазаров: расстояние до него составляет примерно 2 миллиарда световых лет, а блеск позволяет увидеть его в любительский телескоп”. [3]

    Галактики редко бывают одиночными. 90 % галактик концентрируются в скопления, в которые входят от десятков до нескольких тысяч членов. Средний диаметр скопления галактик 5 Мпк, среднее число галактик в скоплении – 130.

    “В Местную группу галактик, размеры которой 1,5 Мпк, входит наша Галактика, Галактика Андромеды M31, Галактика Треугольника M33, Большое Магелланово Облако (БМО), Малое Магелланово Облако (ММО) – всего 35 галактик, связанных взаимной гравитацией.

    Галактики Местной группы связаны общим тяготением и движутся вокруг общего центра масс в созвездии Дева”. [1]

    Слайды 21-23. Звёздные скопления.

    В галактике каждая третья звезда – двойная, имеются системы из трех и более звезд. Известны и более сложные объекты – звездные скопления.

    Рассеянные звездные скопления встречаются вблизи галактической плоскости. Перед вами звёздное скопление “Плеяды”. Голубая дымка, сопутствующая “Плеядам”, – рассеянная пыль, отражающая свет звезд.

    Шаровые скопления – старейшие образования в нашей Галактике, их возраст от 10 до 15 миллиардов лет и сравним с возрастом Вселенной.

    Бедный химический состав и вытянутые орбиты, по которым они движутся в Галактике, говорят о том, что шаровые скопления образовались в эпоху формирования самой Галактики.

    Шаровые скопления сильно выделяются на звездном фоне благодаря значительному числу звезд и четкой сферической форме. Диаметр шаровых скоплений составляет от 20 до 100 пк. М= 104 106 М?

    Слайды 24-29. Межзвёздное вещество. Туманности.

    Кроме звёзд, космических лучей (протонов, электронов, и ядер атомов химических элементов), которые движутся со скоростями, близкими к скорости света, в галактиках присутствует газ и пыль.

    Газ и пыль в галактике распределены очень не однородно. Помимо разреженных пылевых облаков, наблюдаются плотные тёмные облака пыли.

    Когда эти плотные облака освещены ярким звёздами, они отражают их свет, и тогда мы видим туманности.

    “Команда Хаббла ежегодно выпускает сногсшибательную фотографию, чтобы отпраздновать годовщину запуска космического телескопа 24 апреля 1990 года. В 2013 году они представили миру фотографию известной туманности “Конская Голова”, которая находится в созвездии Ориона в 1500 световых годах от Земли”. [3]

    “В яркой туманности Лагуна находится множество различных астрономических объектов. К особенно интересным объектам относятся яркое рассеянное звездное скопление и несколько активных областей звездообразования”.[3] 

    “Разноцветная Трёхраздельная туманность позволяет исследовать космические контрасты. Известная также как M20, она находится на расстоянии около 5 тысяч световых лет в богатом туманностями созвездии Стрельца. Размер туманности — около 40 св. л.”. [3]

    “Пока неизвестно, что освещает эту туманность. Особенно загадочным представляется яркая дуга в форме перевернутой буквы V, которая очерчивает верхний край похожих на горы облаков межзвездной пыли, находящихся около центра картинки.

    Эта напоминающая призрак туманность включает небольшую область звездообразования, заполненную темной пылью. Она была впервые замечена на снимках, полученных спутником IRAS в инфракрасном свете в 1983 году. Здесь показано замечательное изображение, полученное космическим телескопом Хаббл.

    Хотя на нем и видно много новых деталей, причину возникновения яркой, четкой дуги установить не удалось”. [3]

    Суммарная масса пыли всего 0,03 % полной массы галактики. Её полная светимость составляет 30 % от светимости звёзд и полностью определяет излучение галактики в инфракрасном диапазоне. Температура пыли 15 25 К.

    Слайды 30-33. Применение спектрального анализа. Красное смещение. Эффект Доплера. Закон Хаббла.

    Свет галактик представляет собой суммарный свет миллиардов звёзд и газа. Для изучения физических свойств галактик астрономы используют методы спектрального анализа.

    Спектральный анализ – физический метод качественного и количественного определения атомного и молекулярного состава вещества, основанный на исследовании его спектра.

    Астрономы используют метод спектрального анализа для определения химического состава объектов и их скорости движения.

    В 1912 году Слайфер – американский астроном – обнаружил в спектрах далёких галактик смещение линий к красному концу. “Это явление было названо красным смещением.

    При этом отношение смещения спектральной линии к длине волны оказалось для всех линий одинаковым в спектре данной галактики.

    Отношение , где — длина волны спектральной линии, наблюдаемой в лаборатории, характеризует красное смещение”.[1]

    “Общепринятая в настоящее время интерпретация этого явления связана с эффектом Доплера. Смещение спектральных линий к красному концу спектра вызвано движением (удалением) излучающего объекта (галактики) со скоростью v по направлению от наблюдателя. При малых красных смещениях (z) скорость галактики может быть найдена по формуле Доплера: , где c – скорость света в вакууме”.[1]

    В 1929 году Хаббл установил, что вся система галактик расширяется. “По спектрам галактик установлено, что они “разбегаются” от нас со скоростью v, пропорциональной расстоянию до галактики:

    v = H·r, где H = 2,4 * 10-18 с-1 – постоянная Хаббла, r – расстояние до галактики (м)”. [1]

    Слайды 34-38. Теория Большого взрыва. Критическая плотность вещества.

    Появилась теория расширяющейся Вселенной, согласно которой наша Вселенная возникла из сверхплотного состояния в ходе грандиозного взрыва и её расширение продолжается и в наше время. Около 13 млрд.

    лет назад всё вещество Метагалактики было сосредоточено в небольшом объёме. Плотность вещества была очень высокой. Такое состояние вещества назвали “сингулярным”.

    Расширение в результате “взрыва” (“хлопка”) привело к уменьшению плотности вещества. Стали формироваться галактики и звёзды.

    Существует критическое значение плотности вещества, от которого зависит характер его движения. Критическое значение плотности вещества кр рассчитывается по формуле:

    где H = 2,4 * 10-18 с-1 – постоянная Хаббла, G = 6,67 * 10-11 (Н * м2)/кг2 – гравитационная постоянная. Подставив числовые значения, получим кр =10-26 кг/м3. При < кр - расширение Вселенной. При > кр — сжатие Вселенной. Усреднённая плотность вещества во Вселенной = 3 * 10-28 кг/м3.

    Человек всегда стремится познать окружающий его мир. Изучение Вселенной только началось. Многое ещё предстоит узнать. Человечество лишь в самом начале пути изучения Вселенной и её загадок. “Представляя Вселенную как весь окружающий мир, мы сразу делаем её уникальной и единственной.

    И вместе с этим лишаем себя возможности описать её в терминах классической механики: из-за своей уникальности Вселенная ни с чем не может взаимодействовать, она — система систем, и поэтому в её отношении теряют свой смысл такие понятия, как масса, форма, размер.

    Вместо этого приходится прибегать к языку термодинамики, употребляя такие понятия как плотность, давление, температура, химический состав”. [2]

    Для более подробного знакомства с этой информацией вы можете воспользоваться следующими источниками:

    1). Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. Учреждений: базовый и профил. уровни / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чагурин; под ред. В.И. Николаева, Н.А. Парфентьевой. — 19-е изд. – М. : Просвещение, 2010. – 399 с., [4] л. ил. – (Классический курс). – ISBN 978-5-09-022777-3.;

    2). http://ru.wikipedia.org;

    3). http://diddlybop.ru;

    4). http://www.adme.ru

    Адрес нашего дома во Вселенной: Вселенная, Местная группа галактик, Галактика Млечный путь, Солнечная система, Планета Земля – третья планета от Солнца.

    Мы любим нашу планету и будем беречь её всегда!

    V. Первичное закрепление знаний.

    Фронтальный опрос

    • Как называется наука, изучающая строение и эволюцию Вселенной? (Космология)
    • Какие внесистемные единицы измерения используются в космологии? (Световой год, астрономическая единица, парсек, масса Солнца)
    • Какое расстояние называют световым годом? (Расстояние, которое проходит свет за один год)

    VI. Самостоятельная работа.

    Обучающимся предлагается самостоятельно решить задачу: Усреднённая плотность вещества во Вселенной = 3 * 10-28 кг/м3 . Рассчитайте критическое значение плотности вещества и сравните его с усреднённой плотностью вещества во Вселенной. Проанализируйте полученный результат и сделайте вывод о том, расширяется или сжимается Вселенная.

    VII. Рефлексия.

    Обучающимся предлагается оценить работу преподавателя и свою собственную работу на уроке путём рисования позитивных или негативных смайликов на выданных преподавателем листочках.

    VIII. Домашнее задание.

    Параграфы 124, 125, 126. Устно ответить на вопросы на стр. 369, 373.

    Литература

    :

    1. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. Учреждений: базовый и профил. уровни / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чагурин; под ред. В.И. Николаева, Н.А. Парфентьевой. — 19-е изд. – М.: Просвещение, 2010. – 399 с., [4] л. ил. – (Классический курс). – ISBN 978-5-09-022777-3.
    2. http://ru.wikipedia.org
    3. http://www.adme.ru

    2.11.2014

    Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/651503/

    Конспект урока по астрономии

    по астрономии. Тема: Строение и эволюция вселенной

    Конспект урока по астрономии № 30

    (Глава 8 «Строение и эволюция Вселенной»)

    Тема урока: «Конечность и бесконечность Вселенной»

    Цель урока: получить представлений об уникальном объекте — Вселенной в целом, узнать как решается вопрос о конечности или бесконечности Вселенной, о парадоксах, связанных с этим, о теоретических положениях общей теории относительности, лежащих в основе построения космологических моделей Вселенной; узнать какие наблюдения привели к созданию расширяющейся модели Вселенной, о радиусе и возрасте Вселенной, о высокой температуре в начальные периоды жизни Вселенной

    Задачи урока:

    Образовательные

    • познакомить обучающихся с космологией, понятием фотометрического парадокса, расширяющейся Вселенной, космологической моделью Вселенной, законом Хаббла, возрастом Вселенной;
    • активизировать раннее полученные знания по физике и математике (спектральный анализ, Закон Всемирного тяготения, теория относительности А. Эйнштейна, отработка вычислительных навыков)

    Воспитательные:

    • формирование научного мировоззрения и естественнонаучной картины мира в сознании учащихся на основе приведения в единую систему знаний о материи, основных направлениях ее развития, движении, пространстве, времени и их взаимной связи, фундаментальных законах материального мира, и раскрытия философских положений о материальном единстве и познаваемости мира при изложении астрономического материала;
    • развитие коммуникационных компетенций, умения говорить, слушать, доказывать свою точку зрения;
    • патриотическое воспитание при сообщении сведений о роли советских ученых в изучении природы галактик, внегалактических объектов и создания основных космологических теорий.
    • политехническое образование и трудовое воспитание при повторении и углублении знаний о методах и инструментах, применяемых для изучения Галактики и внегалактических объектов (спектральный анализ, радиоастрономия т.д.).

     Развивающие

    • способствовать повышению интереса к изучению астрономии, физики , математики
    • способствовать развитию логического мышления (анализу, обобщению полученных знаний);
    • формирование умений объяснять наблюдаемую структуру и свойства Вселенной, космических объектов и их систем на основе важнейших физических теорий;
    • формирование умений анализировать и систематизировать информацию, использовать обобщенные планы изучения космических объектов, процессов и явлений, строить классификационные таблицы и схемы и решать задачи на расчет межгалактических расстояний и характеристик космических объектов

    План (этапы урока)

    1. Постановка цели (стр.126,128 учебника «Вы узнаете, вы вспомните)

    2. Мотивационный этап (стр.126,128 )

    3. Изучение нового материала (стр.126 – 131)

    — Космология

    — Фотометрический парадокс

    — Общая теория относительности

    — Космологическая модель Вселенной

    -Радиус Мегагалактики

    — Возраст Вселенной

    1. Закрепление изученного материала (задача 32 стр.130), ответы на вопросы стр.127, 131)

    2. Домашнее задание (стр.126- 131, задача № 33)

    Краткое содержание урока.

    Постановка цели

    2

    Мотивационный этап

    3

    Изучение нового материала

    Космология

    Раздел астрономии, который изучает строение и развитие (эволюцию Вселенной). Объясняет наблюдаемое распределение галактик в пространстве и их движение (разбегание)

    Фотометрический парадокс

    Ответ на вопрос «Почему ночью небо темное?»

    Общая теория относительности

    ОТО как обобщение теории тяготения Ньютона для массивных тел и скоростей движения вещества, сравнимых со скоростью света.

    Ограничения накладываемые ОТО на геометрические свойства пространства, которое нельзя уже считать евклидовым.

    Величины, характеризующие геометрию (пространства-времени: кривизна, сумма углов в треугольнике). Величины, характеризующие материю: масса, плотность, давление, скорость)

    Космологическая модель Вселенной

    В зависимости от плотности вещества Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься . Красное смещение в спектрах (Хаббл)

    Рассмотрение расширения Вселенной на прмере одной галактики (стр.128-129)

    Заполнение таблицы по тексту на стр.129

    Расширение не прекратиться.

    Меньше к критической –геометрия Лобачевского (сумма углов в треугольнике меньше 180 градусов), геометрия поверхности типа седла.

    Равна критической – законы знакомой геометрии Евклида (сумма углов в треугольнике равна 180 градусов)

    Радиус Мегагалактики, возраст Вселенной:

    Работа по учебнику стр.130 — 131

    4

    Закрепление изученного материала

    задача 32 стр.130, ответы на вопросы стр.127, 131)

    5

    Домашнее задание

    стр.126- 131, задача № 33

    Литература:

    1. Учебник В.М.Чаругин «Астрономия 10-11», Москва Просвещение 2018 год

    2. Методическое пособие к учебнику В.М.Чаругин «Астрономия 10-11», Москва Просвещение 2018 год

    1. http://ru.wikipedia.org, http://www.adme.ru

    Источник: https://infourok.ru/konspekt-uroka-po-astronomii-stroenie-i-evolyuciya-vselennoy-2615437.html

    Вселенная: ее эволюция и строение

    по астрономии. Тема: Строение и эволюция вселенной

    Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

    1

    Размещено на http://www.allbest.ru/

    Реферат на тему: «Вселенная»

    Выполнила: ученица 11А класса Козицына Яна

    Проверила:Дудина Галина Николаевна

    Набережные Челны

    2015

    f

    Введение

    Изучение вселенной

    Образование вселенной

    Эволюция вселенной

    Галактики и структура вселенной

    Классификация галактик

    Структура вселенной

    Заключение

    fВведение

    Многие религии, такие как, Еврейская, Христианская и Исламская, считали, что Вселенная создалась Богом и довольно недавно.

    Например, епископ Ушер вычислил дату в четыре тысячи четыреста лет для создания Вселенной, прибавляя возраст людей в Ветхом Завете.

    Фактически, дата библейского создания не так далека от даты конца последнего Ледникового периода, когда появился первый современный человек.

    С другой стороны, некоторые люди, например, греческий философ Аристотель, Декарт, Ньютон, Галилей предпочли верить в то, что Вселенная, существовала, и должна была существовать всегда, то есть вечно и бесконечно. А в 1781 философ Иммануил Кант написал необычную и очень неясную работу «Критика Чистого Разума».

    В ней он привел одинаково правильные доводы, что Вселенная имела начало, и что его не было. Никто в семнадцатых, восемнадцатых, девятнадцатых или ранних двадцатых столетиях, не считал, что Вселенная могла развиваться со временем.

    Ньютон и Эйнштейн оба пропустили шанс предсказания, что Вселенная могла бы или сокращаться, или расширяться.

    fИзучение вселенной

    Великий немецкий ученый, философ Иммануил Кант (1724-1804) создал первую универсальную концепцию эволюционирующей Вселенной, обогатив картину ее ровной структуры, и представлял Вселенную бесконечной в особом смысле.

    Он обосновал возможности и значительную вероятность возникновения такой Вселенной исключительно под действием механических сил притяжения и отталкивания.

    Кант попытался выяснить дальнейшую судьбу этой Вселенной на всех ее масштабных уровнях, начиная с планетной системы и кончая миром туманности.

    Впервые принципиально новые космологические следствия общей теории относительности раскрыл выдающийся математик и физик — теоретик Александр Фридман (1888-1925 гг.). Выступив в 1922-24 гг.

    он раскритиковал выводы Эйнштейна о том, что Вселенная конечна и имеет форму четырехмерного цилиндра.

    Эйнштейн сделал свой вывод, исходя из предположения о стационарности Вселенной, но Фридман показал необоснованность его исходного постулата.

    Фридман привел две модели Вселенной. Вскоре эти модели нашли удивительно точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движений далёких галактик в эффекте «красного смещения» в их спектрах.

    Этим Фридман доказал, что вещество во Вселенной не может находиться в покое. Своими выводами Фридман теоретически способствовал открытию необходимости глобальной эволюции Вселенной.

    Образование вселенной

    Современные астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что началом Вселенной, приблизительно десять миллиардов лет назад, был гигантский огненный шар, раскаленный и плотный. Его состав весьма прост. Этот огненный шар был настолько раскален, что состоял лишь из свободных элементарных частиц, которые стремительно двигались, сталкиваясь друг с другом.

    Существует несколько теории эволюции. Теория пульсирующей Вселенной утверждает, что наш мир произошел в результате гигантского взрыва. Но расширение Вселенной не будет продолжаться вечно, т.к. его остановит гравитация.

    По этой теории наша Вселенная расширяется на протяжении 18 млрд. лет со времени взрыва. В будущем расширение полностью замедлится, и произойдет остановка. А затем Вселенная начнёт сжиматься до тех пор, пока вещество опять не сожмется и произойдет новый взрыв.

    Теория стационарного взрыва: согласно ей Вселенная не имеет ни начала, ни конца. Она все время пребывает в одном и том же состоянии.

    Постоянно идет образование нового водоворота, чтобы возместить вещество удаляющимися галактиками.

    Вот по этой причине Вселенная всегда одинакова, но если Вселенная, начало которой положил взрыв, будет расширяться до бесконечности, то она постепенно охладится и совсем угаснет.

    Но пока ни одна из этих теорий не доказана, т.к. на данный момент не существует ни каких точных доказательств хотя бы одной из них.

    Однако стоит отметить и еще одну теорию (принцип).

    Антропный (человеческий) принцип первым сформулировал в 1960 году Иглис Г.И. , но он является как бы неофициальным его автором. А официальным автором был ученый по фамилии Картер.

    Антропный принцип утверждает, что Вселенная такая, какая она есть потому, что есть наблюдатель или же он должен появиться на определенном этапе развития. В доказательство создатели этой теории приводят очень интересные факты.

    Это критичность фундаментальных констант и совпадение больших чисел. Получается, что они полностью взаимосвязаны и их малейшее изменение приведет к полному хаосу.

    То, что такое явное совпадение и даже можно сказать закономерность существует, дает этой, безусловно интересной теории шансы на жизнь.

    Эволюция вселенной

    Процесс эволюции Вселенной происходит очень медленно. Ведь Вселенная во много раз старше астрономии и вообще человеческой культуры. Зарождение и эволюция жизни на земле является лишь ничтожным звеном в эволюции Вселенной. И всё же исследования, проведенные в нашем веке, приоткрыли занавес, закрывающий от нас далекое прошлое.

    Вселенной принято разделять на четыре эры: адронную, лептонную, фотонную и звездную.

    Галактики и структура вселенной

    Галактики стали предметом космогонических исследований с 20-х годов нашего века, когда была надежно установлена их действительная природа. И оказалось, что это не туманности, т.е. не облака газа и пыли, находящиеся неподалеку от нас, а огромные звездные миры, лежащие на очень больших расстояниях от нас.

    Открытия и исследования в области космологии прояснили в последние десятилетия многое из того, что касается предыстории галактик и звезд, физического состояния разряженного вещества, из которого они формировались в очень далекие времена. В основе всей современной космологии лежит одна фундаментальная идея — идея гравитационной неустойчивости.

    Вещество не может оставаться однородно рассеянным в пространстве, ибо взаимное притяжение всех частиц вещества стремится создать в нем сгущения тех или иных масштабов и масс.

    В ранней Вселенной гравитационная неустойчивость усиливала первоначально очень слабые нерегулярности в распределении и движении вещества и в определенную эпоху привела к возникновению сильных неоднородностей: «блинов» — протоскоплений.

    Распад слоев протоскоплений на отдельные сгущения тоже происходил, по-видимому, из-за гравитационной неустойчивости, и это дало начало протогалактикам. Многие из них оказывались быстро вращающимися благодаря завихренному состоянию вещества, из которого они формировались.

    Фрагментация протогалактических облаков в результате их гравитационной неустойчивости вела к возникновению первых звезд, и облака превращались в звездные системы — галактики.

    Протогалактики, у которые обладали быстрым вращением превращались, в Спиральные галактики, у которых же вращение было медленное или вовсе отсутствовало, превращались в эллиптические или неправильные галактики.

    Параллельно с этим процессом происходило формирование крупномасштабной структуры Вселенной — возникали сверхскопления галактик, которые, соединяясь своими краями, образовывали подобие пчелиных сот.

    Классификация галактик

    Эдвин Пауэлла Хаббл (1889-1953), выдающийся американский астроном — наблюдатель, избрал самый простой метод классификации галактик по внешнему виду. И нужно сказать, что хотя в последствии другими исследователями были внесены разумные предположения по классификации, первоначальная система, выведенная Хабблом, по-прежнему остаётся основой классификации галактик.

    В 20-30 гг. XX века Хаббл разработал основы структурной классификации галактик — гигантских звездных систем, согласно которой различают три класса галактик.

    Спиральные галактики

    Спиральные галактики «spiral» — характерны двумя сравнительно яркими ветвями, расположенными по спирали. Ветви выходят либо из яркого ядра (обозначаются — S), либо из концов светлой перемычки, пересекающей ядро (обозначаются — SB).

    Спиральные галактики являются, может быть, даже самыми живописными объектами во Вселенной. Как правило, у галактики имеются две спиральные ветви, берущие начало в противоположных точках ядра, развивающиеся сходным симметричным образом и теряющиеся в противоположных областях периферии. Однако известны примеры большего, чем двух числа спиральных ветвей в галактике.

    В других случаях спирали две, но они неравны — одна значительно более развита, чем вторая. В спиральных галактиках поглощающее свет пылевое вещество имеется в большем количестве. Оно составляет от нескольких тысячных до сотой доли полной их массы.

    Вследствие концентрации пылевого вещества к экваториальной плоскости, оно образует темную полосу у галактик, повернутых к нам ребром и имеющих вид веретена.

    Представитель — галактика М82 в созвездии Б. Медведицы, не имеет четких очертаний, и состоит в основном из горячих голубых звезд и разогретых ими газовых облаков. М82 находится от нас на расстоянии 6.5 миллионов световых лет. Возможно, около миллиона лет тому назад в центральной ее части произошел мощный взрыв, в результате которого она приобрела сегодняшнюю форму.

    Эллиптические галактики

    Эллиптические галактики «elliptical»(обозначаются — Е) — имеющие форму эллипсоидов. Эллиптические галактики внешне невыразительные. Они имеют вид гладких эллипсов или кругов с постепенным круговым уменьшением яркости от центра к периферии.

    Космической пыли в них, как правило, нет, чем они отличаются от спиральных галактик, в которых поглощающее свет пылевое вещество имеется в большом количестве.

    Внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой — большим или меньшим сжатием.

    Представитель — кольцевая туманность в созвездии Лиры находится на расстоянии 2100 световых лет от нас и состоит из светящегося газа, окружающего центральную звезду. Эта оболочка образовалась, когда состарившаяся звезда сбросила газовые покровы, и они устремились в пространство. Звезда сжалась и перешла в состояние, по массе сравнимого с Солнцем, а по размеру с Землей.

    вселенная структура звёздный галактика

    Иррегулярные галактики

    Иррегулярные (неправильные) «irregular» (обозначаются — I) — обладающие неправильными формами. Перечисленные до сих пор типы галактик характеризовались симметричностью форм определенным характером рисунка. Но встречаются большое число галактик неправильной формы. Без какой-либо закономерности структурного строения.

    Неправильная форма у галактики может быть, вследствие того, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в ней материи или из-за молодого возраста.

    Есть и другая возможность: галактика может стать неправильной вследствие искажения формы в результате взаимодействия с другой галактикой.

    По-видимому, эти оба случая встречаются среди неправильных галактик, и может быть с этим связанно разделение неправильных галактик на 2 подтипа.

    Неправильные галактики подтипа II, характеризуется сравнительно высокой поверхностью, яркостью и сложностью неправильной структуры. Французский астроном Вакулер в некоторых галактиках этого подтипа, например, Магеллановых облаках, обнаружил признаки спиральной разрушенной структуры.

    Неправильные галактики подтипа обозначаемого III, отличаются очень низкой поверхностью и яркостью. Эта черта выделяет их из среды галактик всех других типов. В то же время она препятствует обнаружению этих галактик, вследствие чего удалось выявить только несколько галактик подтипа III расположенных сравнительно близко.

    Представители иррегулярных галактик — Большое Магелланово Облако. Находится на расстоянии 165000 световых лет и, таким образом, является ближайшей к нам галактикой сравнительно небольшого размера, рядом с ней расположена галактика поменьше — Малое Магелланово Облако. Обе они — спутники нашей галактики.

    Последующие наблюдения показали, что описанная классификация недостаточна, чтобы систематизировать все многообразие форм и свойств галактик.

    Так, были обнаружены галактики, занимающие в некотором смысле промежуточное положение между спиральными и эллиптическими галактиками (обозначаются — So).

    Эти галактики имеют огромное центральное сгущение и окружающий его плоский диск, но спиральные ветви отсутствуют.

    Структура Вселенной

    С возникновением атомов водорода начинается звездная эра, а точнее говоря, эра протонов и электронов.

    Вселенная вступает в звездную эру в форме водородного газа с огромным количеством световых и ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ расширялся в различных частях Вселенной с разной скоростью. Неодинаковой была также и его плотность.

    Он образовывал огромные сгустки, во много миллионов световых лет. Масса таких космических водородных сгустков была в сотни тысяч, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики.

    Расширение газа внутри сгустков шло медленнее, чем расширение разреженного водорода между самими сгущениями. Позднее из отдельных участков с помощью собственного притяжения образовались сверхгалактики и скопления галактик.

    Итак, крупнейшие структурные единицы Вселенной — сверхгалактики — являются результатом неравномерного распределения водорода, которое происходило на ранних этапах истории Вселенной.

    Звезды во Вселенной объединены в гигантские Звездные системы, называемые галактиками. Звездная система, в составе которой, как рядовая звезда находится наше Солнце, называется Галактикой.

    Число звезд в галактике порядка 1012 (триллиона). Млечный путь, светлая серебристая полоса звезд опоясывает всё небо, составляя основную часть нашей Галактики. Млечный путь наиболее ярок в созвездии Стрельца, где находятся самые мощные облака звезд.

    Наименее ярок он в противоположной части неба. Из этого нетрудно вывести заключение, что солнечная система не находится в центре Галактики, который от нас виден в направлении созвездия Стрельца.

    Чем дальше от плоскости Млечного Пути, тем меньше там слабых звезд и тем менее далеко в этих направлениях тянется звездная система.

    Размеры Галактики были намечены по расположению звезд, которые видны на больших расстояниях. Диаметр Галактики примерно равен 3000 пк (Парсек (пк) — расстояние, с которым большая полуось земной орбиты, перпендикулярная лучу зрения, видна под углом в 1''; 1 Парсек = 3,26 светового года = 206265 а.е. = 3*1013 км.) или 100000 световых лет, но четкой границы у нее нет.

    В центре галактики расположено ядро диаметром 1000-2000 пк — гигантское уплотненное скопление звезд. Оно находится от нас на расстоянии почти 10000 пк (30000 световых лет) в направлении созвездия Стрельца, но почти целиком скрыто плотной завесой облаков, что препятствует визуальным и обычным фотографическим наблюдениям этого интереснейшего объекта Галактики.

    Масса нашей галактики оценивается сейчас разными способами, равна 2*1011 масс Солнца (масса Солнца равна 2*1030 кг.) причем 1/1000 ее заключена в межзвездном газе и пыли. В 1944 г. В.В. Кукарин нашел указания на спиральную структуру галактики, причем оказалось, что мы живем между двумя спиральными ветвями.

    В некоторых местах на небе в телескоп, а кое-где даже невооруженным глазом можно различить тесные группы звезд, связанные взаимным тяготением, или звездные скопления.

    Существует два вида звездных скоплений: рассеянные и шаровые.

    Кроме звезд в состав Галактики входит еще рассеянная материя, чрезвычайно рассеянное вещество, состоящее из межзвездного газа и пыли. Оно образует туманности. Туманности бывают диффузными и планетарными. Светлые они оттого, что их освещают близлежащие звезды.

    Во Вселенной нет ничего единственного и неповторимого в том смысле, что в ней нет такого тела, такого явления, основные и общие свойства которого не были бы повторены в другом теле, другими явлениями.

    fЗаключение

    Открытие многообразных процессов эволюции в различных системах и телах, составляющих Вселенную, позволило изучить закономерности космической эволюции на основе наблюдательных данных и теоретических расчетов.

    В качестве одной из важнейших задач рассматривается определение возраста космических объектов и их систем.

    Поскольку в большинстве случаев трудно решить, что нужно считать и понимать под «моментом рождения» тела или системы, то, для установления возраста применяют два параметра: 1.

    время, в течение которого система уже находится в наблюдаемом состоянии, 2. полное время жизни данной системы от момента её появления

    Очевидно, что вторая характеристика может быть получена только на основе теоретических расчетов. Обычно первую из высказанных величин называют возрастом, а вторую — временем жизни.

    Факт взаимного удаления галактик, составляющих метагалактики свидетельствует о том, что некоторое время тому назад она находилась в качественно ином состоянии и была более плотной.

    Наши дни с полным основанием называют золотым веком астрофизики — замечательные и чаще всего неожиданные открытия в мире звезд следуют сейчас одно за другим.

    Солнечная система стала последнее время предметом прямых экспериментальных, а не только наблюдательных исследований.

    Полеты межпланетных космических станций, орбитальных лабораторий, экспедиции на Луну принесли множество новых конкретных знаний о Земле, околоземном пространстве, планетах, Солнце.

    Изучение Вселенной, даже только известной нам её части является грандиозной задачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды множества поколений.

    Размещено на Allbest.ru

    Источник: https://otherreferats.allbest.ru/air/00621010_0.html

    Строение и эволюция Вселенной

    по астрономии. Тема: Строение и эволюция вселенной

    Пришло время поговорить о более масштабных образованиях —галактиках. На осеннем ночном небе в ясную безлунную ночь с запада на востокчерез зенит тянется хорошо заметная светящаяся полоса. Древние греки назвали еёГалактикой, что в переводе означает — «млечный» или «молочный». Сейчас же этуполосу мы называем Млечным путём.

    Ещё Галилео Галилей в 1609 году обнаружил, что Млечный Путьсостоит из огромного числа слабых звёзд. Он проходит через оба полушария побольшому кругу небесной сферы.

    Таким образом, Галактика — это гравитационно-связаннаясистема, состоящая из сотен миллиардов звёзд и межзвёздной среды.

    По некоторым оценкам число звёзд в Галактике составляетпорядка 1012. Светлая полоса, тянущаяся через всё небо и называемаянами Млечным Путём, — это основная часть Галактики, в которой сосредоточеноосновное число звёзд. Диаметр Галактики составляет около 30, а толщина около 4килопарсек (или соответственно около 100 000 и 12 000 световых лет).

    Уточним, что в астрономии под световым годом понимаетсярасстояние, которое проходит свет в течение года.

    А парсеком называется расстояние, с которого радиус земнойорбиты был бы виден под углом в одну угловую секунду. Иными словами, одинпарсек — это расстояние, примерно равное 206265 средним расстояниям от Земли доСолнца или 3,26 светового года.

    Звёздный диск Галактики имеет структуру в виде спиральныхветвей (рукавов). Шарообразное утолщение в середине диска получило название балдж(от английского слова «вздутие»).

    Наиболее плотная и компактная центральная часть Галактики,расположенная в созвездии Стрельца, называется ядром. По некоторымоценкам, его масса составляет несколько десятков миллионов масс Солнца. Такжеисследования процессов, происходящих в центральной области Галактики, даютоснования предполагать, что в ядре располагается сверхмассивная чёрная дыра.

    Часть звёзд нашей Галактики не входит в состав диска, а образует сферическуюсоставляющую — звёздное гало, радиус которого не менее 20 килопарсек. Галоокружает очень разряженная и большая по размерам (порядка 50—60 килопарсек)внешняя часть Галактики — корона. Масса всей Галактики в пределах объёмарадиусом 15 килопарсек, оценивается примерно 200 миллиардов масс Солнца.

    А сучётом остальной части — в триллион масс.

    В 1924 году с помощью крупнейшего телескопа того времениизвестный американский астроном Эдвин Хаббл заметил, что туманность Андромеды —это не сплошное туманное пятно, как считали ранее, а огромное количество звёзд.

    Дальнейшее изучение известных туманностей показало, что все они также являютсягигантскими удалёнными системами, в которых находится миллионы и миллиардызвёзд.

    Такие гигантские гравитационно-связанные системы звёзд и межзвёздноговещества, расположенные вне нашей Галактики, стали называть галактиками.

    Также Хабблом было замечено, что галактики могут отличатьсядруг от друга по своему внешнему виду и структуре. В связи с этим им былопредложено классифицировать галактики по их форме. В современной классификациипринято различать четыре основных типа галактик: эллиптические (Е), спиральные(S), неправильные (Ir) илинзовидные (SO).

    Эллиптические галактики в проекции на небесную сферувыглядят как круги или эллипсы. Они вращаются очень медленно, а количествозвёзд в них плавно убывает от центра к краю. Основную часть таких галактиксоставляют жёлтые и красные звёзды. В них практически отсутствуют газ, пыль имолодые звёзды большой светимости.

    Около половины изученных галактик, относится к галактикам спиральноготипа — это сильно сплюснутые системы с центральным уплотнением и заметнойспиральной структурой.

    Почти у половины известных спиральных галактиках имеетсяпочти прямая звёздная перемычка — бар, от которой происходит закручиваниеспиральных рукавов. Такие галактики ещё называют спиральными с перемычкой.

    В рукавах спиральных галактик располагаются самые яркие и молодыезвёзды, яркие туманности и звёздные комплексы. Именно поэтому спиральный узорхорошо виден даже у сильно удалённых галактик. Как вы понимаете, нашаГалактика, является спиральной. Ближайшая звёздная система, похожая поструктуре и типу на нашу, — это туманность Андромеды, свет от которой идёт кнам примерно два миллиона лет.

    К неправильным галактикам относят маломассивныегалактики неправильной структуры. У них не видно чётко выраженного ядра ивращательной симметрии.

    Видимая яркость таких галактик обусловлена молодымизвёздами большой светимости и областями ионизированного водорода. Самымиблизкими к нам неправильными галактиками являются Магела́новы облака(Большое и Малое).

    Обратите внимание, что на небе выглядят они, как дватуманных облака серебристо-голубого цвета.

    Последний тип галактик — линзовидные — внешне оченьпохожи на эллиптические, однако у них сплюснутый звёздный диск. Так же у такихгалактик отсутствует плоская составляющая и спиральные ветви.

    Совокупность наблюдаемых галактик всех типов и ихскоплений, а также межгалактической среды, образует Вселенную.

    Самым главным свойством Вселенной является её постоянноерасширение. Впервые гипотезу о расширении Вселенной выдвинул Альберт Эйнштейн,однако строгих расчётов им предложено не было.

    В 1920 году русский учёный Александр Александрович Фридманзанялся анализом десяти сложнейших уравнений теории относительности и пришёл кфундаментальному выводу: ни при каких условиях их решение не может бытьединственным. Это означало, что невозможно точно ответить на вопрос о том,какой формой обладает Вселенная, каков её радиус кривизны и вообще, стационарнаона или нет.

    Но тем не менее Фридманом было получено три возможные моделинестационарной Вселенной: две из них описывали монотонно расширяющуюсяВселенную.

    А третья модель предполагала периодичность Вселенной, то есть радиускривизны её пространства сначала возрастает от нуля до некоторого значения, азатем вновь уменьшается до нуля.

    Всё это говорило о том, что Вселенная не можетнаходится в стационарном состоянии, она должна расширяться и сжиматься поддействием гравитационных сил.

    Подтвердить теорию Фридмана о нестационарности Вселеннойудалось спустя 7 лет Эдвину Хабблу. Наблюдая за спектрами галактик с помощьюмощного телескопа, он обнаружил, что их спектральные линии смещены вдлинноволновую область, то есть в сторону красных линий.

    Поясним, что это значит. В 1842 году австрийский физик КристианДоплер исследуя звуковые волны обнаружил у них интересную особенность. Объяснимеё на простом примере, с которым вы, наверняка, встречались в своей жизни.Итак, представьте, что вы находитесь на переходе и ждёте, пока проедут машины,чтобы перейти дорогу.

    Вдруг где-то вдалеке вы слышите звук сирены скоройпомощи. Вам переходить нельзя, и вы ждёте пока скорая проедет. Так вот, по мереприближения машины скорой помощи частота звуковых волн, издаваемых сиреной,будет увеличиваться, и вы будите слышать более высокий тон.

    Это происходитиз-за того, что за время испускания одного пика волны от сирены до следующего,скорая проедет некоторое расстояние в вашу сторону. Из-за этого источниккаждого следующего пика волны будет ближе, а волны будут достигать ушей чаще.Когда машина проедет мимо вас вы услышите тот самый тон, который издаёт сиренана самом деле.

    В дальнейшем машина скорой начнёт от вас удаляться, а её тонбудет становиться более низким из-за уменьшения частоты звуковых волн.

    Другими словами, если источник волн догоняет испускаемые имволны, то длина волны уменьшается. Если удаляется — длина волны увеличивается.

    Вот такое вот изменение частоты принимаемых волн при относительномдвижении источника и приёмника называется эффектом Доплера. Оннаблюдается не только для звуковых волн, но и для электромагнитных.

    Итак, Хаббл обнаружил смещение спектральных линий галактик всторону длинноволновой области. В соответствии с эффектом Доплера это означало,что расстояние между наблюдателем с Земли и галактиками увеличивается. Болеетого, Эдвину Хабблу даже удалось вывести закон, согласно которому скоростиудаления галактик пропорциональны расстоянию до них.

    Тут сделаем маленькую оговорку. В модели расширяющейсяВселенной, постоянная Хаббла не является константой, то есть она изменяется современем. Но термин «постоянная» оправдан тем, что в каждый данный моментвремени во всех точках Вселенной постоянная Хаббла одинакова.

    Но почему же Вселенная расширяется? Ответ на этот вопросвпервые предложили бельгийский священник Жорж Леметр и советско-американскийфизик Георгий Антонович Гамов. Итак, согласно их теории, Вселенная возниклаоколо 14 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва и с тех порнепрерывно расширяется, и охлаждается.

    До взрыва не было ничего: ни материи, ни пространства, ни времени.Четыре фундаментальных взаимодействия объединены в одно. А сама Вселеннаяпредставляла собой некую субстанцию с бесконечно малым объёмом и бесконечнобольшой плотностью. Такое состояние материи принято называть сингулярностью.

    Через 10–43 секунды после Большого взрывагравитационное взаимодействие отделилось от объединённого электрослабого исильного взаимодействия.

    Спустя 10–35 секунды отделяются сильное иэлектрослабое взаимодействия. В этот же миг началось скачкообразное расширениеВселенной, которое называется инфляционным, продолжавшееся до отметки в 10–32секунды.

    В момент времени 10–10 секунды все четыре фундаментальныхвзаимодействия существуют отдельно друг от друга. Вселенная заполненакварк-глюонной плазмой, лептонами, фотонами, бозонами Хиггса.

    Примерно через 10–4секунды после запуска механизма рождения Вселенной — кварки слились вэлементарные частицы.

    В первые 3 минуты существования Вселенной её температурабыла настолько высокой, что элементарные частицы не успев объединиться в ядра,при следующем столкновении вновь разлетались. Начиная с четвёртой минуты,Вселенная остыла до такой степени, что начинают образовываться стабильные ядрасамых лёгких химических элементов.

    В таком состоянии Вселенная находилась около 300 тысяч лет.За это время она остыла на столько, что электроны начали прочно удерживатьсяядрами и появились стабильные атомы. После их формирования Вселенная сталапрозрачной, а вещество в ней разреженным настолько, чтобы под действиемгравитации начали формироваться устойчивые сгустки материи.

    Но для началаформирования галактик пространство было очень сильно разрежено. Этот парадоксполучил название галактическая проблема. Для её устранения в сценарийформирования Вселенной было введено понятие «тёмная материя».

    Под тёмнойматерией понимают гипотетическую форму материи, которая не испускаетэлектромагнитного излучения и не взаимодействует с ним, поэтому и не может бытьобнаружена прямыми наблюдениями.

    Примерно через миллиард лет началось формирование галактик, затемзвёзд и планет. Вселенная стала похожа на то, что мы видим сейчас.

    Дальнейшее развитие Вселенной предлагает две модели —закрытую и открытую.

    В закрытой модели Вселенная — это система, испытывающая множествоэволюционных циклов сжатия и расширения. Полный такой цикл составляет около 100 миллиардов лет. Каждый раз возвращаясь к сингулярности,Вселенная «теряет память» о прошлом снова рождается с новым наборомфундаментальных констант.

    В открытых моделях предполагается, что примерно стотриллионов лет многие звёзды остынут, планеты оторвутся от своих звёзд, а самизвёзды начнут покидать свои галактики. Затем центральные части галактикпревратятся в сверхмассивные чёрные дыры, и тем самым прекратят своёсуществование.

    Источник: https://videouroki.net/video/60-stroenie-i-ehvolyuciya-vselennoj.html

    Refy-free
    Добавить комментарий