Мегамир: современные астрофизические и космологические концепции

3. Структура Вселенной

     Вселенной на самых разных уровнях, от условно элементарных частиц и до гигантских сверхскоплений галактик, присуща структурность. Современная структура Вселенной является результатом космической эволюции, в ходе которой из протогалактик образовались галактики, из протозвезд — звезды, из протопланетного облака — планеты.

     Метагалактика представляет собой совокупность звездных систем — галактик, а ее структура определяется их распределением в пространстве, заполненном чрезвычайно разреженным межгалактическим газом и пронизываемом межгалактическими лучами.

     Согласно  современным представлениям, для  Метагалактики характерна ячеистая (сетчатая, пористая) структура. Эти представления основываются на данных астрономических наблюдений, показавших, что галактики распределены не равномерно, а сосредоточены вблизи границ ячеек, внутри которых галактик почти нет. Кроме того, найдены огромные объемы пространства (порядка миллиона кубических мегапарсек), в которых галактик пока не обнаружено [2].

     Возраст Метагалактики близок к возрасту Вселенной, поскольку образование ее структуры приходится на период, следующий за разъединением вещества и излучения. По современным данным, возраст Метагалактики оценивается в 15 млрд. лет. Ученые считают, что, по-видимому, близок к этому и возраст галактик, которые сформировались на одной из начальных стадий расширения Метагалактики.

     Галактика — гигантская система, состоящая из скоплений звезд и туманностей, образующих в пространстве достаточно сложную конфигурацию.

     По  форме галактики условно разделяются  на три типа: эллиптические, спиральные и неправильные.

     Эллиптические галактики обладают пространственной формой эллипсоида с разной степенью сжатия. Они являются наиболее простыми по структуре: распределение звезд равномерно убывает от центра.

     Спиральные галактики представлены в форме спирали, включая спиральные ветви. Это самый многочисленный вид галактик, к которому относится и наша Галактика — Млечный Путь.

     Неправильные галактики не обладают выраженной формой, в них отсутствует центральное ядро.

     Некоторые галактики характеризуются исключительно  мощным радиоизлучением, превосходящим видимое излучение. Это радиогалактики.

     В строении «правильных» галактик очень  упрощенно можно выделить центральное  ядро и сферическую периферию, представленную либо в форме огромных спиральных ветвей, либо в форме эллиптического диска, включающих наиболее горячие и яркие звезды и массивные газовые облака.

     97% вещества в нашей Галактике  сосредоточено в звездах, представляющих собой гигантские плазменные образования различной величины, температуры, с разной характеристикой движения. У многих других галактик, если не у большинства, «звездная субстанция» составляет более чем 99,9% их массы.

     Звезды  не существуют изолированно, а образуют системы. Простейшие звездные системы  — так называемые кратные системы — состоят из двух, трех, четырех, пяти и больше звезд, обращающихся вокруг общего центра тяжести. Звезды объединены также в еще большие группы — звездные скопления, которые могут иметь «рассеянную» или «шаровую» структуру.

     Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, девять больших планет, десятки спутников планет, тысячи малых планет (астероидов), сотни комет, бесчисленное множество метеоритных тел, движущихся как роями, так и в виде отдельных частиц. Все эти тела объединены в одну систему благодаря силе притяжения центрального тела — Солнца. Солнечная система является упорядоченной системой, имеющей свои закономерности строения. Солнце, планеты, спутники планет вращаются вокруг своих осей в том же направлении, в котором они совершают движение по своим траекториям. Закономерно и строение Солнечной системы: каждая следующая планета удалена от Солнца примерно в два раза дальше, чем предыдущая. Принимая во внимание закономерности строения Солнечной системы, кажется невозможным ее случайное образование.

     Солнечная система, по оценкам ученых, образовалась примерно 5 млрд лет назад, причем Солнце — звезда второго (или еще более  позднего) поколения. Таким образом, Солнечная система возникла на продуктах жизнедеятельности звезд предыдущих поколений, скапливавшихся в газово-пылевых облаках. Это обстоятельство дает основание назвать Солнечную систему малой частью звездной пыли.

     Объяснение происхождения и эволюции тел Солнечной системы представляет более трудную задачу, чем объяснение эволюции звезд. По современным воззрениям и Солнце, и планеты образовались из протяженного газопылевого облака. Из центральной части сгущения возникло Солнце, захватившее основную часть массы, а из периферической части облака образовались холодные тела Солнечной системы - планеты и их спутники, кометы. Полагают, что при образовании этих объектов большую роль сыграло первоначальное магнитное поле, благодаря которому произошла передача вращательного момента (момента импульса) от Солнца к планетам. Местом образования планет явился слой пыли вблизи экваториальной плоскости Солнца. Сначала образовались кольца, в которых возникли сгущения. Сгустки уплотнились, большие увеличились за счет выпадения вещества на них и превратились в планеты, а малые рассеялись. Планеты земной группы претерпевали дальнейшие изменения. Аккреция и радиоактивный распад приводили к выделению теплоты, что влекло за собой расплавление вещества и его гравитационную дифференциацию.

     Во  всех существующих теориях происхождения Солнечной системы имеются противоречия и неясные места, они носят гипотетический характер, и однозначно решить вопрос об их достоверности на современном этапе развития науки невозможно.

Заключение

     История окружающего нас мира, история Вселенной - это вопрос, который волновал человечество, начиная с самых ранних ступеней познания. Мифы и религиозные учения предполагают свои “космологические системы”, свои теории эволюции Вселенной.

     Эволюция нашей планеты, как и других, еще продолжается. Свидетельством этого является активная тектоническая и вулканическая деятельность на Земле, а вот Луна практически мертвое космическое тело, хотя и там наблюдаются процессы дегазации и другие поверхностные явления [6].

     В настоящее время в области фундаментальной теоретической физики разрабатываются концепции, согласно которым объективно существующий мир не исчерпывается материальным миром, воспринимаемым нашими органами чувств или физическими приборами. Авторы данных концепций пришли к следующему выводу: наряду с материальным миром существует реальность высшего порядка, обладающая принципиально иной природой по сравнению с реальностью материального мира [4].

     Возможность "законченных теорий" означала бы возможность конца науки, дальше которого нечего было бы познавать. И, наоборот, непреодолимая ограниченность каждой отдельной теории предполагает бесконечность всего научного познания. Известные науке обобщающие теории составляют важные этапы ее развития. Все они основаны на конкретных принципах, обобщающих определенный круг фактов, и допускают возможность и необходимость своего дальнейшего развития по пути создания все более общих и глубоких теорий, учитывающих новые, неизвестные ранее факторы. Так было, так будет и дальше. Таков закон познания, обусловленный законами самой природы.

     Словарь

1. Анабиоз — способность некоторых живых организмов к временному прекращению всех видимых проявлений жизни под воздействием неблагоприятных условий окружающей среды с последующим восстановлением жизненных процессов при возвращении благоприятных для жизни условий.
2. Антропогенез — эволюция человека от высших млекопитающих животных к человеку современного типа (homo sapiens).
3. Атеизм — отрицание существования Бога.
4. Барионы — тяжелые (тяжелее электрона) элементарные частицы.
5. Биосфера — завершающая ступень в иерархии уровней организации живого мира, которая представляет собой всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой.
6. Вакуум — или физический вакуум — особое состояние материи, вещественная пустота (пространство, не содержащее в себе никакого вещества).
7. Галактика — космическая система, представляющая собой упорядоченное скопление огромного количества взаимодействующих звезд.
8. Гелиоцентризм — представление об устройстве мироздания, по которому его центром является неподвижное Солнце, а другие небесные тела движутся вокруг него; одна из характерных черт второй, или ньютоновской научной картины мира (классического естествознания).
9. Гены — мельчайшие, сложноустроенные частицы, находящиеся в ядрах клеток живых организмов, и содержащие в себе наследственную информацию.
10. Геоцентризм — представление об устройстве мироздания, по которому его центром является неподвижная Земля, а другие небесные тела движутся вокруг нее; одна из характерных черт первой, или аристотелевской научной картины мира.
11. Гилозоизм — философская идея, по которой все предметы живой и неживой природы одушевлены.
12. Дедукция — способ рассуждения, при котором из общего правила делается вывод для частного случая.
13. Детерминизм — одна из характерных черт классического естествознания, наряду с механицизмом и идеей стационарности мира, положение, согласно которому мир является предсказуемым, ясным, определенным, «прозрачным», безальтернативным и линейным, случайность в нем не играет существенной роли.
14. Дифракция — физическое явление огибания световыми (или другими) волнами каких-либо препятствий.
15. Дуализм — одновременное наличие у предмета двух, как правило, противоположных качеств.
16. Идеализм — философское представление, по которому реально и вечно существует некое бестелесное (сверхчувственное) начало, которое порождает (творит) материальный мир.
17. Индетерминизм — одна из характерных черт неклассического естествознания, наряду с идеей глобального эволюционизма и синергетическим видением мира, положение, согласно которому мир не полностью предсказуем, ясен и «прозрачен», случайность в нем играет существенную роль,
18. Индукция  — способ рассуждения, при котором путем обобщения нескольких частных случаев выводится одно общее правило.
19. Интерференция — физическое явление наложения двух волн, при котором они, совпадая в противоположных фазах, друг друга уничтожают.
20. Ион — атом, который потерял часть своих электронов или приобрел их в избыточном количестве.
21. Квант — порция энергии, физический объект, характеризующийся как корпускулярными, так и волновыми свойствами.
22. Кварки — гипотетические элементарные частицы с дробным электрическим зарядом (1/3 или 2/3 от заряда электрона).
23. ^{Космогония — учение о происхождении мира}
24. Креационизм — религиозная гипотеза происхождения жизни на Земле, согласно которой живая природа (как и неживая) представляет собой результат божественного творения мира.
25. Критерий — признак, на основании которого производится оценка или определение чего-либо. Двумя критериями науки, по которым ее можно отличить от псевдонауки и вообще ненаучного знания, являются принципы верификации и фальсификации.
26. ^{Пептоны — легкие (легче электрона) элементарные частицы.}
27. ^{Логика — наука о формах и законах правильного мышления.}
28. Макромир — область действительности, постоянно нас окружающая, непосредственно наблюдаемая (расстояния измеряются в миллиметрах, сантиметрах, метрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, сутках, месяцах, годах).
29. Материализм — философское представление, по которому реально и вечно существует физический (материальный) мир, а все духовные явления — это результат деятельности человеческого сознания, которое представляет собой высшую стадию эволюции физического мира.
30. ^{Материя — совокупность всего физического, чувственного (материального).}
31. Мегамир — область колоссальных космических масштабов, непосредственно ненаблюдаемая (расстояния измеряются в световых годах, а время — в миллионах и миллиардах лет).
32. Мезоны — элементарные частицы средней массы (приблизительно равной массе электрона). Метагалактика — совокупность всех взаимодействующих друг с другом галактик.
33. Методология — учение о методах познания и деятельности, а также сама совокупность этих методов.
34. Микромир — непосредственно ненаблюдаемая область предельно малых объектов (расстояния измеряются величинами от 10'12 до 10'16 см, а время существования — от бесконечности до 1 О"24 с).
35. Натурализм — философская идея, признающая природу первичной реальностью и главным объектом познания, а также стремящаяся объяснить все только естественными (природными) причинами.
36. Научная революция — радикальный переворот в области науки, представляющий собой смену одной научной картины мира, или парадигмы другой. Научные революции играют главную роль в развитии науки, являются узловыми, или этапными моментами ее истории.
37. ^{Пантеизм — представление о Боге, по которому он тождественен мирозданию.}
38. Парадигма научная — система наиболее общих, широких научных представлений об окружающем мире (например, геоцентрическая парадигма Аристотеля & — Птолемея, гелиоцентрическая парадигма Коперника — Галилея — Ньютона релятивистская парадигма Эйнштейна и т.п.).
39. Плазма — вещество (подобное газу), атомы которого находятся в ионизированном состоянии (как правило, по причине очень высокой температуры).
40. Рационализм — философское положение, по которому мир устроен разумно и поэтому вполне может быть познан рассудочными средствами, а также идея о приоритете последних перед чувственным опытом в деле познания.
41. Резонансы — теоретически вычисленные, но пока не обнаруженные экспериментально элементарные частицы с предельно малым временем жизни (от 10'22 до 10"24 с).
42. ^{Синергетика — научное направление, изучающее процессы самоорганизации различных материальных систем.}
43. Софизм — внешне правильное доказательство заведомо ложных утверждений с помощью преднамеренного нарушения логических законов.
44. Теизм — религиозное представление, по которому Бог является Творцом мира и постоянно его контролирует.
45. ^{Термодинамика — раздел физики, изучающий различные тепловые явления.}
46. Термоядерный синтез — происходящий при огромной температуре в недрах звезд процесс постепенного превращения ядер водорода в ядра гелия (из двух ядер водорода образуется одно ядро гелия), сопровождающийся выделением огромного количества энергии, что позволяет звездам излучать свет и тепло на протяжении миллионов и миллиардов пет.
47. Фотон — квант электромагнитного поля.
48. ^{Электрон — отрицательно заряженная элементарная частица, входящая в состав всех атомов.}
49. Элементарные частицы — различные объекты микромира, из которых состоят (и образуются) атомы.
50. Эмпиризм — философская идея, по которой основным источником познания должен быть чувственный опыт [3].

Список  литературы

1. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Под ред. проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006.;
2. Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение Вселенной. — М., 1981.;
3. http://www.e-college.ru/xbooks/xbook198/book/index/index.html?go=part-018*page.htm – Концепции современного естествознания: Учебный курс / Д.А. Гусев;
4. http://www.o8ode.ru/article/timy/orrery/allmir/megamir_ili_kocmoc.htm - Мегамир, или Космос;

5. http://lib.rus.ec/b/166962/read#t39 - Концепции современного естествознания под редакцией Л. А. Михайлова;

6. http://www.astronet.ru/db/msg/1179584/introduction-2.html - Вселенная как объект науки.