Учебная работа. Реферат: Галактика как уровень мегамира
Актуальность, цели и задачки ответа по истинной контрольной работе будут обоснованы последующими положениями. Нас интересует не только лишь звездное население того дома, в каком мы живем. Нас интересует и архитектура этого дома и его размеры; интересует, как его жители расселены, где жилищная теснота звезд, какие жилплощади не заняты жильцами.
От доверчивой старой картины мира, принимавшей за реальность кажущуюся схожую удаленность всех звезд и располагавшую их всех на поверхности хрустальной сферы, мы должны перейти к занию настоящей пространственной структуры превосходной звездной системы.
1-ое, что мы стремимся установить,- это общие контуры, общие очертания нашей звездной системы, хотя бы в самых грубых чертах. Это удалось создать еще до того, как сделалось понятно расстояние до наиблежайшей звезды. На первых порах совсем верно приняли для данной для нас цели, что светимость всех звезд схожа и что различие в их видимом блеске зависит только от их расстояния до нас. Мы знаем сейчас, что в реальности светимости звезд различаются прямо-таки страшенно, но мы знаем также и то, что весьма ярчайших звезд весьма не достаточно и что из весьма слабеньких звезд видны только те, которые к нам совершенно близки.
2. Теория дискообразности галактик И. Канта, ее развитие
Философ И.Кант занимался основным образом естественно научными неуввязками и выдвинул ряд принципиальных гипотез, в том числе “небулярную” космогоническую догадку, согласно которой появление и эволюция солнечной системы выводится из существования “начальной туманности”. В это время философ высказал предположение о существовании большенный вселенной галактик вне нашей галактики.
В 1747 году, не защитив магистерской диссертации, Кант в первый раз покидает Кенигсберг. В этот период Кант написал рукопись по астрономии “Космогония либо попытка разъяснить происхождение мироздания, образование небесных тел и предпосылки их движения общими законами развития материи в согласовании с теорией Ньютона”. Статья была написана на конкурсную тему, предложенную Прусской академией, но юный ученый не отважился принять роль в конкурсе. Статья была размещена лишь 1754 году опосля возврата Канта в Кенигсберг. несколько позже, в конце лета 1754 года, Кант публикует вторую статью, посвященную также вопросцам космогонии, – “вопросец о том, стареет ли Земля с физической точки зрения”. Эти две статьи были вроде бы прелюдией к космогоническому трактату, который был скоро написан. Его окончательное заглавие говорило “Всеобщая естественная история и теория неба, либо попытка объяснить строение и механистическое происхождение всего мироздания, исходя из принципов Ньютона”. Трактат вышел анонимно в 1755 году, и скоро в одном из гамбургских изданий возникла хвалебная рецензия. Работа представляет собой своеобразную попытку соединять пытливость натуралиста с обычными с юношества догматами церкви. Приступая к изложению космогонической системы Кант озабочен одним: как согласовать ее с верой в бога. Философ убежден, что противоречия меж его догадкой и обычным религиозными (христианским) верованием нет. Но, разумеется некое сходство его взглядов с мыслями старых материалистов – Демокрита и Эпикура. Как и эти философы, Кант считал, что начальным состоянием природы было всеобщее рассеяние первичного вещества, атомов. Он показал, как под действием чисто механистических обстоятельств из начального хаоса вещественных частиц могла образоваться наша галлактика. Таковым образом, философ опровергал за богом роль “зодчего вселенной”. Но, он лицезрел в нем все таки творца того сначало растерянного вещества, из которого (по законам механики) появилось сегодняшнее мироздание. Относительно Галактики Кант утверждал, что она имеет четкую форму диска.
Предстоящее развитие данной для нас теории мы лицезреем в последующем. Допустим, вы стоите на высочайшем холмике над равниной, на которой разбросаны купами старенькые и юные деревья. Они различны по высоте, высоту всякого из их вы не понимаете. Но, смотря на их с холмика, вы по их кажущейся величине достаточно верно сможете судить о расстоянии до каждой купы деревьев. Таковой путь исследования звездной Вселенной предложил Вильям Гершель. До него ограничивались наблюдением положения звезд на небе и исследованием поверхности Луны и планет, также увлекались исследованием движения членов Солнечной системы.
Для выяснения контуров Вселенной Гершель стал подсчитывать число звезд различного блеска, видимых в поле зрения его телескопа в разных участках неба,- в Млечном Пути и в стороне от него. Он нашел, что чем слабее звезды, тем резвее растет их число по мере приближения к Млечному Пути. Сам же Млечный Путь, как открыл еще Галилей, состоит из бессчетного огромного количества слабеньких звезд, сливающихся в сплошную сияющую массу, которая как кольцо облегает все небо.
Из этих подсчетов Гершелю сделалось ясно, что далее всего наша звездная система тянется во все стороны от нас по направлению к Млечному Пути в плоскости, проходящей через его среднюю линию. Потому что Млечный Путь облегает все небо, деля его практически напополам, то, разумеется, наша Галлактика находится поблизости данной для нас плоскости (поблизости галактической плоскости, как ее именуют).
Но Гершель воспринимал, что он своим огромным телескопом просочился до границ нашей звездной системы, состоящей из звезд, расположенных в пространстве как будто бы умеренно.
Основоположник Пулковской обсерватории В. Я. Струве в 1847 г. пересмотрел расчеты Гершеля и, исследовав распределение звезд, обосновал ошибочность схожих выводов. Струве установил, что в пространстве звезды размещены не умеренно, а сгущаются к плоскости Млечного Пути, что наше солнце совсем не занимает центральное положение в данной для нас звездной системе и что самые большие телескопы Гершеля далековато еще не достигнули ее границ, а поэтому и о форме ее гласить заблаговременно. Гершель считал, что он вроде бы посиживает со своим телескопом в центре верно расположенной рощи, из которой обозревает все ее опушки, а Струве обосновал, что Гершель посиживал кое-где в большом лесу, полном чащ и разрежений, откуда опушки леса далековато еще не заметны.
Чем далее от плоскости Млечного Пути, тем меньше там видно слабеньких звезд и тем на наименьшее расстояние в этих направлениях тянется звездная система. В общем наша звездная система, нареченная Галактикой, занимает место, напоминающее линзу либо чечевицу. Она сплющена, толще всего посреди и утончается к краям. Если б мы могли созидать ее «сверху» либо «снизу», она имела бы, грубо говоря, вид круга (не кольца!). «Сбоку» же она смотрелась бы как веретено. Но каковы размеры этого «веретена»? Однородно ли размещение звезд в нем?
Ответ дает уже обычное рассматривание Млечного Пути, который весь состоит вроде бы из нагромождения звездных туч. Одни облака ярче, в их больше звезд (как, к примеру, в созвездиях Стрельца и Лебедя), остальные же беднее звездами.
Видимая клочковатость Млечного Пути создается также и неравномерным распределением туч галлактической пыли, темными туманностями разной плотности, всасывающими свет звезд, находящихся за ними. Да и с учетом этого наша звездная Вселенная неоднородна. Галактика состоит из звездных туч. Галлактика находится в одном из их, именуемом «Местной системой». Самые массивные облака звезд находятся в направлении созвездия Стрельца; там Млечный Путь более ярок. Он менее ярок в обратной части неба.
Из этого несложно вывести заключение, что Галлактика не находится в центре Галактики, который от нас виден в направлении созвездия Стрельца. означает, Млечный Путь – это картина, видимая нами, находящимися снутри Галактики, поблизости ее плоскости, но вдалеке от ее центра.
Посреди Галактики находится ее ядро, которое по аналогии с ядрами остальных звездных систем обязано иметь вид незначительно сплюснутого эллипсоида вращения. Мы находимся от него несколько дальше 25 000 световых лет. В ядре Галактики нет жарких сверхгигантов и возбуждаемых ими к свечению диффузных газовых туманностей. Нет там и пыли, но есть в нем нейтральный водород, который, по неясной еще причине, разливается оттуда в плоскости Галактики со скоростью около 50 км/сек. Ядро, возможно, окружено стремительно вращающимся кольцом нейтрального водорода. Основное излучение ядра создается, по-видимому, оранжевыми звездами-гигантами (не сверхгигантами) спектрального класса К и обилием звезд карликов класса М. По отдельности все они не заметны, и этот вывод основан на анализе суммарного цвета и диапазона ядра. В общих грубых чертах форма Галактики сходна с чечевицей либо с узкой линзой, посреди которой находится наиболее толстое и колоритное ядро. Это ядро обязано было бы казаться весьма броским, если б его не скрадывало, не затмевало поглощение света в массах галлактической пыли.
3. догадка квазаров – ядрообразующих галактик
Меж галактиками могут действовать силы другой природы, чем уже знакомые нам тяготение и магнетизм.
Нет ничего неописуемого в данной для нас способности. Заместо тяготения в мире молекул появляются молекулярные силы, а в мире еще наиболее маленьких частиц, в ядрах атомов,- ядерные силы и квантовые процессы. Непременно, что и в области систем все растущих размеров на замену тяготению, в главном определяющему движение планет и двойных звезд и их формы, где-нибудь выступят новейшие силы либо формы взаимодействия.
Если эти представления подтвердятся, то окажется, что человек просочился не только лишь в особенные законы, управляющие превращениями простых частиц в атомах, да и в особенные законы более больших посреди узнаваемых нам вещественных систем.
на данный момент с каждым годом открывают все новейшие и новейшие, все наиболее слабенькие источники радиоизлучения, Меж тем самой сильной из узнаваемых радиогалактик и даже самым массивным внегалактическим видимым источником является весьма дальная галактика Лебедь А.
Самым необычным открытием крайних лет было обнаружение Сандейджем и Шмидтом (США
Большая часть квазаров обозначается номерами по третьему Кэмбриджскому каталогу источников радиоизлучения, обозначаемому сокращенно ЗС.
Если красноватое смещение в диапазонах квазаров той же природы, что у галактик, то, означает расстояния до их огромны и, оказывается, что их оптическая светимость раз в 100 больше, чем у ярких галактик и радиогалактик! А их радиоизлучение практически такое же и не меньше, чем у радиогалактик.
В 1965 г. Сандейдж в США
Такие объекты Сандейдж именовал «квазизвездными галактиками» либо, сокращенно, квазарами и из измерения числа голубых объектов заключил, что их обязано быть в сотки раз больше, чем квазаров. (Сиим объектам давали и остальные наименования, которыми лучше не воспользоваться.) Следующие исследования проявили, что большая часть голубых объектов у полюса Галактики – это голубоватые звезды различных типов, принадлежащие к окраинам нашей Галактики, а квазаров в реальности раз в 10 меньше, но все таки много больше в единице размера, чем квазаров. Цвикки считает, что квазари Сандейджа тождественны тем его очень малогабаритным галактикам, которые голубоваты и имеют калоритные полосы в диапазоне. (Речь идет о тождестве типов, а не личных объектов.)
Считают, что, быть может, квазары являются краткосрочной фазой бурного развития квазаров, отчего массивное радиоизлучение наблюдается лишь у немногих из их, когда мы их и регистрируем как квазары. Во всяком случае, открытие квазаров и квазаров явилось самым волнующим открытием в астрономии не только лишь за крайнее время. Ведь это какие-то совсем новейшие виды небесных светил с таинственными качествами, может быть, подводящими нас к открытию величайших законов природы.
Заметим, что большая часть ученых держится много подтверждений тому, что почти все группы галактик и даже скопления их распадаются, хотя непонятно, откуда может взяться подходящая для этого грандиозная энергия. Но тот же вопросец остается в силе относительно позже открытых радиогалактик и квазаров. Как говорится: «неописуемо, но факт». правда, еще пока в ядрах галактик не найдено весьма огромных и очень плотных масс, но сейчас эта возможность представляется наименее неописуемой, чем чудилось ранее. сейчас тезис о большой активности ядер галактик заполучил общее признание.
4. догадка голографической природы галактик
Когда знакомишься с открытиями крайних десятилетий в астрономии, можно не делать удивляться чему-либо. Взять хотя бы открытие циклопических взрывов в солнечной атмосфере. Да и они белеют перед взрывами на вспыхивающих звездах типа ПУ Кита.
У большенный и прекрасной спиральной галактики в Большенный Медведице, М 81, есть спутник. Это неказистая продолговатая туманность М 82, имеющая вроде бы «рваные» края. Она не завлекала к для себя внимания, хотя и различается от обыденных некорректных галактик тем, что содержит много пыли и в то же время не содержит жарких, голубых гигантов, хотя ее диапазон класса А. Ученые США
На снимках М 82, изготовленных в лучах красноватой водородной полосы Нс, верно выступили длинноватые волокна водорода, идущие в обе стороны от центра. Они тянутся перпендикулярно к плоскости галактики, которая образует малый угол с лучом зрения и оттого смотрится продолговатой. Оказалось, что газ этих волокон имеет тем огромную скорость, чем он далее от центра. Это означает, что перед нами последствия огромного взрыва, выбросившего из центра галактики полтора миллиона лет вспять со скоростями до 1000 км/сек массу газа порядка 500000 млн. солнечных масс. Это равно массе нескольких шаровых звездных скоплений. Не считая бардовых водородных волокон, видны и голубоватые волокна, дающие непрерывный диапазон, и их свет поляризован. Разумеется, это потоки стремительных электронов, дающие синхротронное свечение и в видимых лучах и излучение в радиодиапазоне. Они же при столкновении с атомами водорода ионизуют его. Потоки газа к полюсам данной для нас вращающейся галактики, а не в ее плоскости, обоснованы тем, что они повстречали в ней сопротивление размеренных газов, имевшихся там уже ранее. Там газ перемешан с всасывающей свет пылью, которую вы видите. Кинетическая энергия разлетающегося газа в М 82 составляет около 2-10 эрг, а ее излучение с момента взрыва за истекшие полтора миллиона лет составляет практически 10 эрг. Это в миллион раз больше, чем энергия, выделяемая при вспышке сверхновой звезды,- самого массивного взрыва, известного ранее. на данный момент выброшенный газ распространился на 10 000 световых лет от центра. Через 10 млн. лет он выйдет за границы галактики. Запасенная газом и электронами энергия израсходуется, плотность их свалится, они рассеются, и следов взрыва уже не будет видно. Взрыв и проваждающее его радиоизлучение – явление скоротечное в сопоставлении с годами галактик, оцениваемым приблизительно в 10 миллиардов. лет.
Еще до исследования М 82 подразумевали, что двойные источники радиоизлучения, меж компонентами которых находится видимая галактика, образованы взрывами. В галактике происходит взрыв, выбрасывающий два большущих облака газа, начиненных релятивистскими электронами, как губка водой. По закону сохранения количества движения скорости туч обратны, а стары1 газ, находящийся в плоскости галактики, принуждает их двигаться к полюсам вращения. Опосля выхода из галактики туч, радиоизлучающих синхротронно, мы и лицезреем два широких радиоисточника по обе стороны от породившей их галактики. Явления, обнаруженные оптически в М 82, дали доказательство этому разъяснению. Лишь в радиогалактиках выход энергии еще грандиознее, чем в М 82. За период пребывания системы Лебедь А в стадии радиогалактики, оцениваемый в миллион лет, излучается 3-10 эрг.
Оказалось, что бурное истечение жарких газов из ядер галактик Сейферта имеет взрывное происхождение и припоминает то, что наблюдается во взрывающейся гологалактике М 82. Выход энергии там тоже значителен, а ядра их звездообразны, т. е. весьма малы. Наиболее того, в центре 2-ух галактик Сейферта обнаружены точечные источники радиоизлучения. Потому молвят, что в центре их находится подобие малеханького квазара. Квазары – это вроде бы массивные взорвавшиеся ядра галактик Сейферта, но без окружающей их звездной галактики.
Особую трудность представляет собой разъяснение природы галагалактик. К трудности отыскать для их нужные страшные источники энергии, механизмы ее освобождения и перевоплощения в энергию релятивистских электронов и энергию их суммарного движения присоединяется трудность разъяснения их малых размеров. Дело в том, что они не могут быть звездными системами. Огромное собрание звезд не может испытывать те резвые колебания суммарного блеска и радиоизлучения, какие наблюдаются. Это обязано быть одно большущее тело. Сначала высказывалась догадка, что в большенном облаке газа с массой около 10х11 масс Солнца происходит под действием тяготения катастрофическое сжатие, так именуемый кризис. Появляется сверхзвезда. Сжатие высвобождает грандиозное количество гравитационной энергии. Но как она может перейти в энергию релятивистских электронов, непонятно. Сначала галогалактики согласно данной для нас догадке поспешили именовать сверхзвездами. Но эта догадка не получила широкого признания, и для разъяснения галогалактик было выдвинуто около 10-ка различных гипотез, которые на данный момент дискуссируются Посреди их есть группа гипотез, пытающихся разглядывать галогалактики как наиболее близкие к нам объекты, а красноватое смещение в их диапазонах разъяснять по другому, чем эффектом их дальности от нас. Чуть ли эти пробы будут иметь фуррор. Мы не имеем способности перечислять, а тем наиболее разбирать бессчетные догадки о галогалактиках, из которых ни одна не получила признания. Резвое скопление фактических данных убыстрит нахождение правильного разъяснения их.
5. Заключение
Еще за длительное время до того, как были установлены большие расстояния до галактик, население земли повсевременно задавалось вопросцем: «есть ли граница мира и если есть, то что за ней?». учение о мире как целом составляет предмет космологии. По этому поводу вправе высказываться и Философия, и математика, в какой трактуется понятие бесконечности, и астрономия, изучающая определенные небесные тела. Вопросец этот оказывается весьма сложным и многогранным. Философия диалектического материализма утверждает, что материя и ее движение вечны, хотя и меняют форму. В нескончаемом обилии явлений в природе, явлений постоянно вещественных, сейчас чуть ли колеблется кто-нибудь из естествоиспытателей, хотя заступники идеализма и пробуют всякое новое, еще не понятное явление природы объяснить идеалистически. В этом они терпят, но, беду с каждым продвижением науки вперед. на данный момент, по-видимому, не достаточно кто из ученых допускает, чтоб Вселенная имела границу – «стену», в которую можно упереться. Но вопросец о том, конечна ли Вселенная и каковы характеристики места, в каком мы живем, можно попробовать проверить методом наблюдений в Мироздании.
В школе изучают евклидово место, в каком две прямые никогда не пересекаются. Но наш величавый математик Лобачевский показал, что мыслимо место с иными качествами. Позже Эйнштейн обосновал в собственной теории относительности, что реальное физическое, а не абстрактное место, заполненное материей, может иметь кривизну, обусловленную существованием материи. Русский ученый А. А. Фридман, а за ним остальные ученые математически разработали модели вселенных, опирающихся на теорию относительности. Таковых моделей сотворено много и большая часть их – это модели бескрайней, но конечной Вселенной. Сочетание безграничности и в то же время конечности объясняют обычно на грубом примере шара. У него нет границ для двухмерного существа, способного передвигаться лишь по поверхности шара. В то же время размер поверхности шара конечен. Размеры шара могут возрастать, уменьшаться либо пульсировать, оставаясь конечными.
характеристики конечной Вселенной на теоретическом уровне зависят от средней плотности вещества в ней, от степени однородности данной для нас плотности от места к месту. Обращаясь к наблюдения, мы можем учить пока лишь часть Метагалактики, которую нередко и неосновательно отождествляют со Вселенной в целом.
Мы узнали, что галактики удаляются друг от друга, судя по красноватому смещению в их диапазонах, и тем резвее, чем они друг от друга далее. Мы имеем некие сведения о массах галактик и о их распределении в пространстве. Разумеется, Метагалактика расширяется, но какая модель Вселенной больше всего на это похожа? Оказывается, что это можно узнать, если установить связь величины красноватого смещения с расстоянием до галактики, если его найти иным независящим методом (а не по величине такого же красноватого смещения. Для той же цели может служить и распределение весьма дальних галактик (либо источников радиоизлучения) в пространстве. Расстояние до скоплений галактик, как мы гласили, можно найти по видимому блеску ярких галактик в их. Результаты наблюдений сравниваются с выводами теории для различных моделей Вселенной. Современное наше проникновение в глубину Метагалактики и точность наших данных еще недостаточны для уверенного, окончательного вывода. Все таки большая часть ученых склоняется на данный момент к выводу, что Метагалактика конечна и расширяется с замедлением, которое делает обоюдное тяготение. возможно, существует пульсация если не Вселенной, то Метагалактики, и когда-либо расширение сменится сжатием.
Из факта расширения Метагалактики можно прийти к выводу, что несколько млрд годов назад ее размер был так мал, что галактики не могли существовать как отдельные объекты. Это, естественно, не значит, что и тогда было «сотворение мира», как желают заключить идеалисты. Просто тогда вещество было в другой форме. способности перевоплощения вещества беспредельны и оно не постоянно было и не постоянно будет существовать в тех видах, в которых мы смотрим его вокруг себя на данный момент.
Перечень литературы
1. Кант И. Сочинения в 6 томах. М., 1963 – 1966.
2. Асмус В.Ф. Иммануил Кант. М., 1973.
3. Гулыга А.В. Кант. – 2-е изд. – М., Дескать. гвардия, 1981.
4. Нарский И.С. Кант. М., 1976.
5. Киппенхан Р. 100 млрд солнц. Москва., “Мир”, 1990 г.
6. Данлоп С. Азбука звездного неба., Москва, “Мир”, 1990 г.
7. Энциклопедический словарь астролога., Москва, “Педагогика” , 1980 г.
8. журнальчик “Земля и Вселенная” 1/92 ; 1/91 ; 5/92 .
9. Зельманова А.Л. «Метагалактика и Вселенная».,Москва, в сборнике «Наука и население земли», 1982.
10. ЗасоваА.В. «Космология и наблюдения».,Москва, в № 4 журнальчика «Земля и Вселенная» за 1985 г.
]]>