Учебная работа. Реферат: Начало вселенной. Рождение галактик

Учебная работа. Реферат: Начало вселенной. Рождение галактик

.

Введение

процесс эволюции Вселенной происходит весьма медлительно. Ведь Вселенная во много раз старше астрономии и совершенно людской культуры. Зарождение и эволюция жизни на земле является только жалким звеном в эволюции Вселенной. И все таки исследования проведенные в нашем веке, приоткрыли занавес, закрывающий от нас дальнее прошедшее.

Современные астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что началом Вселенной, примерно 10 млрд лет вспять, был огромный пламенный шар, раскаленный и плотный. Его состав очень прост. Этот пламенный шар был на столько раскален, что состоял только из вольных простых частиц, которые быстро двигались, сталкиваясь друг с другом.

В протяжении 10 млрд лет опосля “огромного взрыва” простейшее непонятное вещество равномерно преобразовывалось в атомы, молекулы, кристаллы, породы, планетки. Рождались звезды, системы, состоящие из большущего количества простых частиц с очень обычной организацией. На неких планетках могли появиться формы жизни.

Начало Вселенной

Вселенная повсевременно расширяется. Тот момент с которого Вселенная начала расширятся, принято считать ее началом. Тогда началась 1-ая и полная драматизма эпоха в истории вселенной, ее именуют “огромным взрывом” либо английским термином Big Bang.

Под расширением Вселенной предполагается таковой процесс, когда то же самое количество простых частиц и фотонов занимают повсевременно растущий размер. Средняя плотность Вселенной в итоге расширения равномерно снижается. Из этого следует, что в прошедшем Плотность Вселенной была больше, чем в истинное время. Можно представить, что в глубочайшей древности (приблизительно 10 млрд лет вспять) плотность Вселенной была весьма большенный. Не считая того высочайшей обязана была быть и температура, так высочайшей, что плотность излучения превосходила плотность вещества. По другому говоря энергия всех фотонов содержащихся в 1 куб. см была больше суммы общей энергии частиц, содержащихся в 1 куб. см. На самом ранешном шаге, в 1-ые мгновения “огромного взрыва” вся Рождение сверхгалактик и скоплений галактик

С появлением атомов водорода начинается звездная эпоха — эпоха частиц, поточнее говоря, эпоха протонов и электронов.

Вселенная вступает в звездную эру в форме водородного газа с большущим количеством световых и ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ расширялся в разных частях Вселенной с разной скоростью. Неодинаковой была также и его плотность. Он создавал большие сгустки, во много миллионов световых лет. Масса таковых галлактических водородных сгустков была в сотки тыщ, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики. расширение газа снутри сгустков шло медлительнее, чем расширение разреженного водорода меж самими сгущениями. Позже из отдельных участков при помощи собственного притяжения образовались сверхгалактики и скопления галактик. Итак, наикрупнейшие структурные единицы Вселенной — сверхгалактики — являются результатом неравномерного распределения водорода, которое происходило на ранешних шагах истории Вселенной.

Рождение галактик

Колоссальные водородные сгущения — эмбрионы сверх галактик и скоплений галактик — медлительно вращались. Снутри их создавались вихри, похожие на водовороты. Их поперечник достигал приблизительно 100 тыщ световых лет. Мы называем эти системы протогалактиками, т.е. эмбрионами галактик. Невзирая на свои неописуемые размеры, вихри протогалактик были всего только жалкой частью сверхгалактик и по размеру не превосходили одну тысячную сверхгалактики. Сила гравитации создавала из этих вихрей системы звезд, которые мы называем галактиками. Некие из галактик до сего времени напоминают нам циклопическое завихрение.

Астрономические исследования демонстрируют, что скорость вращения завихрения предназначила форму галактики, родившейся из этого вихря. Выражаясь научным языком, скорость осевого вращения описывает тип будущей галактики. Из медлительно крутящихся вихрей появились эллиптические галактики, в то время как из стремительно крутящихся родились сплющенные спиральные галактики.

В итоге силы тяготения весьма медлительно крутящийся вихрь сжимался в шар либо несколько сплюнутый эллипсоид. Размеры такового правильного огромного водородного облака были от нескольких 10-ов до нескольких сотен тыщ световых лет. Несложно найти, какие из водородных атомов вошли в состав рождающейся эллиптической, поточнее говоря эллипсоидальной галактики, а какие остались в галлактическом пространстве вне нее. Если энергия связи сил гравитации атома на периферии превосходила его кинетическую энергию, атом становился составной частью галактики. Это условие именуется аспектом Джинса. С его помощью можно найти, в которой степени зависела масса и величина протогалактики от плотности и температуры водородного газа.

Протогалактика, которая совершенно не вращалась, становилась родоначальницей шаровой галактики. Сплющенные эллиптические галактики рождались из медлительно крутящихся протогалактик. Из-за недостаточной центробежной силы преобладала сила гравитационная. Протогалактика сжималась и плотность водорода в ней росла. Как плотность достигала определенного уровня, начали выделятся и сжимается сгустки водорода. Рождались протозвезды, которые позднее эволюционировали в звезды. Рождение всех звезд в шаровой либо слегка приплюснутой галактике происходило практически сразу. Этот процесс длился относительно недолго, приблизительно 100 миллионов лет. Это означает, что в эллиптических галактиках все звезды примерно схожего возраста, т.е. весьма старенькые. В эллиптических галактиках весь водород был исчерпан сходу же в самом начале, приблизительно в первую сотую существования галактики. В протяжении следующих 99 сотых этого периода звезды уже не могли возникать. Таковым образом, в эллиптических галактиках количество межзвездного вещества ничтожно.

Спиральные галактики, в том числе и наша, состоят из весьма старенькой сферической составляющей ( в этом они похожи на эллиптические галактики) и из наиболее юный плоской составляющей, находящейся в спиральных рукавах. Меж этими составляющими существует несколько переходных компонент различного уровня сплюснутости, различного возраста и скорости вращения. Строение спиральных галактик, таковым образом, труднее и разнообразнее, чем строение эллиптических. Спиральные галактики не считая этого вращаются существенно резвее, чем галактики эллиптические. Не следует забывать, что они образовались из стремительно крутящихся вихрей сверхгалактики. Потому в разработке спиральных галактик участвовали и гравитационная и центробежная силы.

Если б из нашей галактики через 100 миллионов лет опосля ее появления (это время формирования сферической составляющей) испарился весь межзвездный водород, новейшие звезды не смогли бы рождаться, и наша галактика стала бы эллиптической.

Но межзвездный газ в те дальние времена не испарился, и, таковым образом гравитация и вращение могли продолжать стройку нашей и остальных спиральных галактик. На любой атом межзвездного газа действовали две силы — гравитация, притягивающая его к центру галактики и центробежная сила, выталкивающая его по направлению от оси вращения. В итоге газ сжимался по направлению к галактической плоскости. В истинное время межзвездный газ сконцентрирован к галактической плоскости в очень узкий слой. Он сосредоточен до этого всего в спиральных рукавах и представляет собой плоскую либо промежную составляющую, нареченную звездным популяцией второго типа.

На любом шаге сплющивания межзвездного газа во все наиболее утончающийся диск рождались звезды. Потому в нашей галактике можно отыскать, как старенькые, возникшие приблизительно 10 млрд лет вспять, так и звезды родившиеся не так давно в спиральных рукавах, в так именуемых ассоциациях и рассеянных скоплениях. Можно сказать, что чем наиболее сплющена система, в какой родились звезды, тем они молодее.

Вселенная развивается и в наше время. В спиральных галактиках появляются и погибают звезды. Вселенная продолжает расширятся.

Газово-пылевые комплексы — колыбель звезд

Откуда же берутся в нашей Галактике юные и «сверхмолодые» звезды? С давнешних пор, по установившейся традиции, восходящей к догадке Канта и Лапласа о происхождении Солнечной системы, астрологи подразумевали, что звезды образуются из рассеянной диффузной газово-пылевой среды. Было лишь одно серьезное теоретическое основание такового несколько конденсаций. Под действием силы гравитации эти конденсации будут продолжать сжиматься и, как можно считать, в конце концов перевоплотился в звезды.

Свойственное время сжатия облака до размеров протозвезды можно оценить по обычной формуле механики, описывающей свободное падение тела под воздействием некого убыстрения. Так, например, скопление с массой, равной солнечной, сожмется за миллион лет.

В процессе лишь что описанной первой стадии конденсации газово-пылевого облака в звезду, которая именуется «стадией вольного падения», освобождается определенное количество гравитационной энергии. Половина освободившейся при сжатии облака энергии обязана покинуть скопление в виде инфракрасного излучения, а половина пойти на нагрев вещества.

Как сжимающееся скопление станет непрозрачным для собственного инфракрасного излучения, светимость его резко свалится. Оно будет продолжать сжиматься, но уже не по закону вольного падения, а еще медлительнее. Температура его внутренних областей , опосля того как процесс диссоциации молекулярного водорода завершится, будет обязательно повышаться, потому что половина освобождающейся при сжатии гравитационной энергии будет идти на нагрев облака. Вообщем, таковой объект именовать облаком уже недозволено. Это уже самая реальная протозвезда.

Таковым образом, из обычных законов физики следует ждать, что может иметь пространство единственный и закономерный процесс эволюции газово-пылевых комплексов поначалу в протозвезды, а позже и в звезды. Но возможность — это еще не есть реальность. Первейшей задачей наблюдательной астрономии является, во-1-х, изучить настоящие облака межзвездной среды и проанализировать, способны ли они сжиматься под действием своей гравитации. Для этого нужно знать их размеры, плотность и температуру. Во-2-х, весьма принципиально получить доп аргументы в пользу «генетической близости туч и звезд (к примеру, тонкие детали их хим и даже изотопного состава, генетическая связь звезд и туч и прочее). В-3-х, весьма принципиально получить из наблюдений неоспоримые свидетельства существования самых ранешних шагов развития протозвезд (к примеру, вспышки инфракрасного излучения в конце стадии вольного падения). Не считая того, тут могут наблюдаться, и, по-видимому, наблюдаются совсем нежданные явления. В конце концов, следует детально учить протозвезды. Но для этого до этого всего нужно уметь различать их от «обычных» звезд.

Звездные ассоциации

Эмпирическим доказательством процесса образования звезд из туч межзвездной среды будет то издавна известное событие, что мощные звезды классов О и В распределены в Галактике не однородно, а группируются в отдельные необъятные скопления, которые позднее получили заглавие «ассоциации». Но такие звезды должны быть юными объектами. Таковым образом, сама практика астрономических наблюдений давала подсказку, что звезды появляются не поодиночке, как бы гнездами, что отменно согласуется с представлениями теории гравитационной неустойчивости. Юные ассоциации звезд (состоящие не только лишь из одних жарких мощных гигантов, да и из остальных приметных, заранее юных объектов) тесновато соединены с большенными газово-пылевыми комплексами межзвездной среды. естественно считать, что таковая связь обязана быть генетической, другими словами эти звезды образуются методом конденсации туч газово-пылевой среды.

процесс рождения звезд, обычно, не приметен, поэтому что укрыт от нас пеленой всасывающей свет галлактической пыли. Лишь радиоастромония, как можно сейчас с большенный уверенностью считать, занесла радикальное изменение в делему исследования рождения звезд. Во-1-х, межзвездная пыль не поглощает радиоволны. Во- вторых, радиоастрономия открыла совсем нежданные явления в газово-пылевых комплексах межзвездой среды, которые имеют непосредственное отношение к процессу звездообразования.

Перечень литературы

И. С. Шкловский. Звезды: их рождение, жизнь и погибель

П. И. Бакулин. Курс общей астрономии

Ю. Н. Ефремов. В глубины Вселенной

Йосип Клечек и Петр Якеш “Вселенная и земля”, © 1985 Артия, Прага. Издание на российском языке 1986.

В.В. Кесарев “Эволюция вещества во вселенной”, © 1976 Атомиздат, Москва.

]]>