Структурні рівні організації матерії

           Серед сучасних фізиків-теоретиків є прихильники, як концепції самоорганізації, так і концепції креаціонізму. Останні визнають, що розвиток фундаментальної теоретичної фізики робить нагальною необхідністю розробку єдиної науково-технічної картини світу, синтезує всі досягнення в галузі знання і віри.

           Всесвіту на самих різних рівнях, від умовно елементарних частинок і до гігантських надскупчень галактик, властива структурність. Сучасна структура Всесвіту є результатом космічної еволюції, в ході якої з протогалактик утворилися галактики, з протозірок – зірки, з протопланетної хмари – планети [6].

           Метагалактика являє собою сукупність зоряних систем – галактик, а її структура визначається їх розподілом у просторі, заповненому надзвичайно розрідженим газом і пронизуючими міжгалактичними променями.

           Відповідно до сучасних уявлень, для Метагалактики характерна  комірчаста (сітчаста, пориста) структура. Існують величезні обсяги простору (близько мільйона кубічних мегапарсек), в яких галактик поки не виявлено.

           Вік Метагалактики близький до віку Всесвіту, оскільки створення структури приходиться на період, наступний за роз'єднанням речовини і випромінювання. За сучасними даними, вік Метагалактики оцінюється в 15 млрд років.

          Галактика – гігантська система, що складається із скупчень зірок і туманностей, що утворюють в просторі досить складну конфігурацію.

           За формою галактики умовно розподіляються на три типи: еліптичні, спіральні, неправильні.

           Еліптичні галактики – володіють просторовою формою еліпсоїда з різним ступенем стиснення, вони є найбільш простими за структурою: розподіл зірок рівномірно зменшується від центру.

           Спіральні галактики – представлені у формі спіралі, включаючи спіральні гілки. Це найчисленніший вид галактик, до якого належить і наша – Чумацький шлях.

           Неправильні галактики – не володіють вираженою формою, в них відсутнє центральне ядро.

           Деякі галактики характеризуються виключно потужним радіовипромінюванням, що перевершує видиме випромінювання. Це радіогалактики.

           У ядрі галактики зосереджені найстаріші зірки, вік яких наближається до віку галактики. Зірки середнього та молодого віку розташовані в диску галактики.

           Зірки і туманності в межах галактики рухаються досить складним чином. Разом з галактикою вони беруть участь в розширенні Всесвіту, крім того, вони беруть участь в обертанні галактики навколо осі.

           Зірки. На сучасному етапі еволюції Всесвіту речовина в ній знаходиться переважно в зоряному стані. 97% речовини в нашій Галактиці зосереджено в зірках, що представляють собою гігантські плазмові утворення різної величини, температури, з різною характеристикою руху. У багатьох інших галактик, якщо не в більшості, «зоряна субстанція» становить більш ніж 99,9% їх маси.

           Вік зірок змінюється в досить великому діапазоні значень: від 15млрд років, які відповідають віку Всесвіту, до сотень тисяч – наймолодших. Є зірки, які утворюються в даний час і знаходяться в протозірковій стадії, тобто вони ще не стали справжніми зірками.

           Народження зірок відбувається в газово-пилових туманностях під дією гравітаційних, магнітних та інших сил, завдяки яким йде формування нестійких однорідностей і дифузна матерія розпадається на ряд згущень. Якщо такі згущення зберігаються досить довго, то з плином часу вони перетворюються на зірки. Основна еволюція речовини у Всесвіті відбувалася і відбувається в надрах зірок. Саме там знаходиться той «плавильний тигель», який зумовив хімічну еволюцію речовини у Всесвіті.

           На завершальному етапі еволюції зірки перетворюються на інертні («мертві») зірки.

           Зірки не існують ізольовано, а утворюють системи. Найпростіші зоряні системи – так звані кратні системи складаються з двох, трьох, чотирьох, п'яти і більше зірок, що обертаються навколо спільного центру тяжіння.

           Зірки об'єднані також у ще більші групи – зоряні скупчення, які можуть мати «розсіяну» або «кульову» структуру. Розсіяні зоряні скупчення налічують кілька сотень окремих зірок, кульові скупчення – багато сотень тисяч.

           Асоціації, або скупчення зірок, також не є незмінними і вічно існуючими. Через певну кількість часу, що обчислюється мільйонами років, вони розсіюються силами галактичного обертання [5].

           Сонячна система являє собою групу небесних тіл, вельми різних за розмірами і фізичною будовою. До цієї групи входять: Сонце, дев'ять великих планет, десятки супутників планет, тисячі малих планет (астероїдів), сотні комет і незліченна безліч метеоритних тіл, що рухаються як роями, так і у вигляді окремих частинок. До 1979 р. Було відомо 34 супутника і 2000 астероїдів. Всі ці тіла об'єднані в одну систему завдяки силі тяжіння центрального тіла – Сонця. Сонячна система є впорядкованою системою, що має свої закономірності будови. Єдиний характер Сонячної системи виявляється в тому, що всі планети обертаються навколо Сонця в одному і тому ж напрямку і майже в одній і тій же площині. Більшість супутників планет обертається в тому ж напрямку і в більшості випадків в екваторіальній площини своєї планети. Сонце, планети, супутники планет обертаються навколо своїх осей в тому ж напрямку, в якому вони здійснюють рух за своїми траєкторіями. Закономірна і будова Сонячної системи: кожна наступна планета віддалена від Сонця приблизно в два рази далі, ніж попередня.

           Сонячна система утворилася приблизно 5 млрд. років тому, причому Сонце – зірка другого (або ще більш пізнього) покоління. Таким чином, Сонячна система виникла на продуктах життєдіяльності зірок попередніх поколінь, що скупчуються в газово-пилових хмарах. Ця обставина дає підставу назвати Сонячну систему малою частиною зоряного пилу. Про походження Сонячної системи та її історичної еволюції наука знає менше, ніж необхідно для побудови теорії планетостворення.

           Перші теорії походження Сонячної системи були висунуті німецьким філософом І. Кантом і французьким математиком П. С. Лапласом. Згідно з цією гіпотезою система планет навколо Сонця утворилася в результаті дії сил тяжіння і відштовхування між частинками розсіяної матерії (туманності), що знаходиться під обертальному русі навколо Сонця.

           Початком наступного етапу в розвитку поглядів на утворення Сонячної системи послужила гіпотеза англійського фізика і астрофізика Дж. X. Джинса. Він припустив, що колись Сонце зіткнулося з іншою зіркою, в результаті чого з нього була вирвана струмінь газу, яка, згущаючись, перетворилася в планети.

           Сучасні концепції походження планет Сонячної системи грунтуються на тому, що потрібно враховувати не тільки механічні сили, але й інші, зокрема електромагнітні. Ця ідея була висунута шведським фізиком і астрофізиком X. Альфвеном та англійським астрофізиком Ф. Хойлом. У відповідності до сучасних уявлень, початкова газова хмара, з якої утворилися і Сонце, і планети, складалася з іонізованого газу, схильного до впливу електромагнітних сил. Після того, як із величезної газової хмари за допомогою концентрації утворилося Сонце, на дуже великій відстані від нього залишилися невеликі частини цієї хмари. Гравітаційна сила стала притягувати залишки газу до Сонця, але його магнітне поле зупинило падаючий газ на різних відстанях – саме там, де знаходяться планети. Гравітаційна і магнітні сили вплинули на концентрацію і згущення падаючого газу, і в результаті утворилися планети. Коли виникли найбільші планети, той же процес повторився в менших масштабах, створивши, таким чином, системи супутників.

           Теорії походження Сонячної системи носять гіпотетичний характер, і однозначно вирішити питання про їх достовірності на сучасному етапі розвитку науки неможливо. У всіх існуючих теоріях є суперечності і невідомі місця.

           В даний час в області фундаментальної теоретичної фізики розробляються концепції, згідно з якими об'єктивно існуючий світ не вичерпується матеріальним світом, який сприймається нашими органами чуття або фізичними приладами. Автори даних концепцій прийшли до наступного висновку: поряд з матеріальним світом існує реальність вищого порядку, яка має принципово іншу природу в порівнянні з реальністю матеріального світу [3].

Висновки

           Здавна люди намагалися знайти пояснення різноманіттю і химерності світу.

           Вивчення матерії та її структурних рівнів є необхідною умовою формування світогляду, незалежно від того, чи виявиться воно в кінцевому рахунку матеріалістичним або ідеалістичним.

           Досить очевидно, що дуже важлива роль визначення поняття матерії, розуміння останньої як невичерпної для побудови наукової картини світу, рішення проблеми реальності і пізнаванності об'єктів і явищ мікро,макро та мега світів.

            Отже, у ході виконання цієї індивідуальної роботи ми за допомогою літературних та інтернет-джерел розглянули, описали, проаналізували та охарактеризували структурні рівні організації матерії.

            Крім того, ми визначили об’єкт, предмет та мету нашої роботи.

            Також, виходячи із мети дослідження, ми виконали такі основні завдання як:

1.      Розглянули поняття про матерію;

2.      Описали історію виникнення погляду на матерію;

3.      Охарактеризували основні рівні організації матерії.

Виконавши ці завдання, ми можемо зробити відповідні висновки. А саме:

1.      Матерія – це нескінченна безліч всіх існуючих у світі об'єктів і систем, субстрат будь-яких властивостей, зв'язків, відносин і форм руху. Матерія включає в себе не тільки всі безпосередньо спостережувані об'єкти і тіла природи, а й усі ті, які в принципі можуть бути пізнані в майбутньому на основі вдосконалення засобів спостереження і експерименту.

2.      Основоположником погляду на матерію, яка складається з дискретних частинок був Демокріт.  Він заперечував нескінченну подільність матерії.

3.      Сучасна наука виділяє в світі три структурних рівні організації матерії (мікро-, макро-, мегасвіт). Мікросвіт – це молекули, атоми, елементарні частинки – світ   гранично малих мікрооб'єктів, що безпосередньо не спостерігаються, просторова розмірність яких обчислюється від 10-8 до 10-16 см, а час життя – від нескінченності до 10-24 с. Макросвіт – світ стійких форм і співрозмірних людині величин, а також кристалічні комплекси молекул, організми, співтовариства організмів; світ макрооб'єктів, розмірність яких співвідносна з масштабами людського досвіду: просторові величини виражаються в міліметрах, сантиметрах і кілометрах, а час – у секундах, хвилинах, годинах, роках. Мегасвіт – це планети, зоряні комплекси, галактики, метагалактики – світ величезних космічних масштабів і швидкостей, відстань в якому вимірюється світловими роками, а час існування космічних об'єктів – мільйонами і мільярдами років.

Список використаних джерел

1.      Бобильов Ю. П. Концепції сучасного природознавства / Ю. П. Бобильов. – К.: ЦНЛ, 2003. – 244 с.

2.      Владимиров Ю. С. Фундаментальная физика и религия / Ю. С. Владимиров. – М.: Архимед, 1993. – 342 с.

3.      Гриб А. А. Большой взрыв: творение или происхождение ? / А. А. Гриб. – Кострома: Изд-во МИИЦАОСТ, 1996. – 280 с.

4.      Дубнищева Т. Я. Указ (сочинения) / Т. Я. Дубнищева. – Ростов-на-Дону, 1992. – 1156 с.

5.      Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания / С. Х. Карпенков. – М., 1997. – 320 с.

6.      Карпов Я. С. Концепції  сучасного природознавства / Я. С. Карпов, В. В. Кисельник, В. Г. Кремень та ін. – К.: Професіонал, 2004. – 496 с.

7.      Кудрявцев П. С. Курс истории физики / П. С. Кудрявцев. – М.: Просвещение, 1984. – 348 с.

8.      Кузнецов Б. Т. От Галилея до Энштейна / Б. Т. Кузнецов. – М.: Наука, 1976. – 200 с.

9.      Садохін А. П. Концепції сучасного природознавства / А. П. Садохін. – Х.: Юніті-Дана, 2006. – 448 с.

10. Хокинг С. От большого взрыва до чёрных дыр. Краткая история времени / С. Хокинг. – М.: Мир, 1990. – 166 с.

Інтернет-джерела:

11. pidruchniki.ws

12. subject.com

13. reff.net.ua

14. readbookz.com/book

Додаток А

Структурні рівні організації матерії