Изучение первых моделей мира. Исследование структурной самоорганизации Вселенной. Возникновение и эволюция звезд и планет. Образование Солнечной системы. Хронология событий в теории Большого Взрыва. Долгосрочные прогнозы относительно будущего Вселенной.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное агентство образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова»Человечество всегда интересовалось всем, что окутано тайнами, а самым большим вместилищем неизведанного является Вселенная. Вселенной является весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Поиск ответа на данный вопрос остается актуальным и в наше время, а проблема эволюции Вселенной занимает центральное место в естествознании. Современная астрономия не только открыла грандиозный мир галактик, но и обнаружила уникальные явления: расширение Метагалактики, космическую распространенность химических элементов, реликтовое излучение, свидетельствующие о том, что Вселенная непрерывно развивается. С эволюцией структуры Вселенной связано возникновение скоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников.Начиная со 2-го в. до н.э. прочно утвердились взгляды Птолемея, который утверждал, что неподвижная шарообразная Земля - центр Вселенной и все небесные светила движутся вокруг Земли. Коперник доказал, что Земля вместе с другими планетами движется вокруг Солнца. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.И лишь в греческих колониях на западных берегах Малой Азии (Иония), на юге Италии и в Сицилии в четвертом веке до нашей эры началось бурное развитие науки, в частности, философии, как учения о природе. Он же высказал предположение, что Земля находится в центре мира, что вокруг нее обращается Луна, Солнце, далее утренняя звезда Венера, звезда Гермеса, звезды Ареса, Зевса и Кроноса. «Зона эфира» начинается около Луны и простирается вверх, тогда как ниже Луны находится мир четырех элементов Вот как описывает свое понимание мироздания сам Аристотель: «Солнце и планеты обращаются около Земли, находящейся неподвижно в центре мира.Примерно 15 млрд. лет отделяет нашу эпоху от начала процесса расширения Вселенной, когда вся наблюдаемая нами Вселенная была сжата в комочек, в миллиарды раз меньший булавочной головки. Это начальное состояние называется сингулярностью - точечный объем с бесконечной плотностью. Но если считать, что начальная стадия расширения Вселенной является областью, в которой господствуют квантовые процессы, то они должны подчиняться принципу неопределенности Гейзенберга, согласно которому вещество невозможно стянуть в одну точку. Причины возникновения такого начального состояния (или сингулярности - эту гипотезу и сегодня поддерживают многие ученые), а также характер пребывания материи в этом состоянии считаются неясными и выходящими за рамки компетенции любой современной физической теории. Итак, очевидно, что исходное состояние перед «началом» не является точкой в математическом смысле, оно обладает свойствами, выходящими за рамки научных представлений сегодняшнего дня.Тогда началась первая и полная драматизма эра в истории вселенной, ее называют “большим взрывом”.[24] Эволюцию Вселенной принято разделять на четыре эры: адронную, лептонную, фотонную и звездную. Первая эра называется адронной по имени тяжелых частиц. Состав Вселенной в начале этой эры очень сложный и представлен частицами столь высоких энергий, что экспериментально они еще не обнаружены. При громадных энергиях, процессах аннигиляции и рождения частиц, материю в адронную эру можно охарактеризовать как некую адронную плазму, представляющую бесформенную, довольно однородную смесь частиц, античастиц и излучения.[10]Доступная астрономическим наблюдениям современная Вселенная состоит на 99% из водорода и гелия, но в первоначальном плазмоподобном сгустке, не было ни водорода, ни гелия. Теория Большого взрыва утверждает, что от появления протовещества до образования ядер водорода и гелия прошло немногим более трех секунд. При температуре 1027 К, если только справедлива гипотеза Большого объединения, лептоны и кварки в сгустке свободно превращались друг в друга, то есть были неразличимы. Эти частицы исчезли после снижения температуры в ранней Вселенной, остатков их пока не найдено, ожидать, что такие частицы могут быть обнаружены, не приходится, так как подобных температур нет нигде в современной Вселенной. Также в протоны превращались свободные нейтроны, пока в конце концов отношение числа протонов к числу нейтронов не стало равно 8:1, оно сохранилось в дальнейшем и определило соотношение водорода и гелия во Вселенной.Согласно современным представлениям, присутствующие в межзвездной среде тяжелые элементы изготовлены в звездах типа красных гигантов. Желтые карлики типа нашего Солнца поддерживают свое состояние главным образом в результате термоядерной реакции, превращающей водород в гелий.
План
Оглавление
Введение
Глава 1. Понятие Вселенной и ее начало
1.1 Первые модели мира
1.2 Рождение Вселенной
Глава 2. Этапы эволюции вселенной
2.1 Ранний этап эволюции Вселенной
2.2 Структурная самоорганизация Вселенной
2.3 Возникновение и эволюция звезд
2.4 Образование Солнечной системы
2.5 Возникновение и эволюция планет
Глава 3. Теория Большого взрыва
3.1 Хронология событий в теории Большого Взрыва
3.2 Эпоха сингулярности
3.3 Эпоха инфляции
3.4 Эпоха охлаждения
3.5 Эпоха структуры (иерархическая эпоха)
3.6 Долгосрочные прогнозы относительно будущего Вселенной