Космология как наука - Реферат

Глядя на усеянное звездами небо, человек приходит в восторг, не оставаясь равнодушным к созерцаемому. «Открылась бездна, звезд полна. Ломоносова, образно и наиболее полно описывают первое впечатление, которое испытывает человек, любуясь завораживающей картиной звездного неба.* Про звезды сложено множество стихов и песен.На протяжении всей истории цивилизации человечество стремится познать окружающий мир и понять, какое место оно занимает во Вселенной. Вначале Вселенная была «безвидна и пуста» - так сказано в библии.Тем не менее, принято считать, что основные положения современной космологии - науки о строении и эволюции Вселенной - начали формироваться после создания в 1917 г.Важный шаг в решении космологических проблем сделал в 1922 г.Фридмана о расширении Вселенной и установил Эмпирический закон - закон Хаббла: скорость удаления галактики V прямо пропорциональна расстоянию r до нее, т. е. Обратной величиной постоянной Хаббла определяется время жизни (возраст) Вселенной. Из результатов наблюдения следует, что скорость разбегания галактик увеличивается примерно на 75 км\с на каждый миллион парсек (1 парсек равен 3,3 светового года; световой год - это расстояние, проходимое светом в вакууме за 1 земной год). При данной скорости экстраполяция к прошлому приводит к выводу: возраст Вселенной составляет около15 млрд. лет, а это означает, что вся Вселенная 15 млрд. лет назад была сосредоточена в очень маленькой области. Предполагается, что в то время плотность вещества Вселенной была сравнимой с плотностью атомного ядра, и вся Вселенная представляла собой огромную ядерную каплю.По мере развития естествознания и особенно ядерной физики выдвигаются различные гипотезы о физических процессах на разных этапах космологического расширения. Гамовым (1904-1968), физиком - теоретиком, эмигрировавшим в 1933 г. из Советского Союза в США, и называется моделью горячей Вселенной.* В ней рассмотрены ядерные процессы, протекавшие в начальный момент расширения Вселенной в очень плотном веществе с чрезвычайно высокой температурой.С развитием астрономических средств наблюдения, и в частности, с рождением радиоастрономии, появились новые возможности познания Вселенной. В 2000 г. сообщалось: сделан важный шаг на пути понимания самого раннего этапа эволюции Вселенной.Земля, Луна, Солнце и все планеты и звезды образуют Вселенную. Вселенная полна большими и волнующими тайнами и загадками, которые ученые стараются разгадать. Исходя из исследований звезд и галактик, ученые заметили, что они отделяются друг от друга с большой скоростью.Бельгийский астроном Жорж Ламетр, изучавший звезды, высказал предположение, что 15 миллиардов лет назад Вселенная была маленькой и очень плотной. Вселенная представляла собой микрообъект ничтожно малых размеров. От первоначального состояния Вселенная перешла к расширению в результате Большого взрыва, т. е. вся материя, входившая в состав «космического яйца», вырвалась наружу с большой скоростью и разлетелась во всех направлениях. Итак, в основе в основе современных представлений об эволюции Вселенной лежит модель горячей Вселенной, или «Большого Взрыва». Гамов разработал модель горячей Вселенной, рассмотрев ядерные реакции, протекавшие в самом начале расширения Вселенной, и назвал ее «космологией Большого Взрыва».В современной космологии для наглядности начальную стадию эволюции Вселенной делят на эры. Эра адронов (тяжелых частиц, вступающих в сильные взаимодействия). В конце эры происходит аннигиляция частиц и античастиц, но остается некоторое количество протонов, гиперонов, мезонов. Эра лептонов (легких частиц, вступающих в электромагнитное взаимодействие). Основную роль играют легкие частицы, принимающие участие в реакциях между протонами и нейтронами.В современной космологии наряду с гипотезой Большого взрыва обосновывается инфляционная модель Вселенной, в которой рассматривается идея творения Вселенной. В соответствии с инфляционной гипотезой космическая эволюция в ранней Вселенной проходит ряд этапов. Начало Вселенной определяется как состояние квантовой супергравитациии с радиусом Вселенной в 10 см (размер атома 10) Основные события в ранней Вселенной разыгрывались за ничтожно малый промежуток времени от 10 с до 10 с.Структура Вселенной - предмет изучения космологии, одной из важных отраслей естествознания, находящейся на стыке многих естественных наук: астрономии, физики, химии и др.Часть Вселенной, доступная исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню развития науки, называется Метагалактикой. Иначе говоря, Метагалактика - охваченная астрономическими наблюдениями часть Вселенной. Метагалактика представляет собой совокупность звездных систем - галактик, а ее структура определяется их распределением в пространстве, заполненном чрезвычайно разреженным межгалактическим газом и пронизываемом межгалактическими лучами.Главные составляющие Вселенной - галактики. Галактика - гигантская система, состоящая из скоплений звезд и туманностей, образующих в пространстве достаточно

План

Введение

1. Основные концепции космологии

1.1 Предположения А. Эйнштейна

1.2 Выводы А.А. Фридмана

1.3 Эмпирический закон - закон Хаббла

1.4 Гипотезы Г.А. Гамова

1.5 Реликтовое излучение А. Пензиса и Р. Вильсона

2. Модель горячей Вселенной

2.1 Космология Большого Взрыва

2.2 Деление начальной стадии эволюции на эры

2.3 Инфляционная модель Вселенной

3. Структура Вселенной

3.1 Метагалактика

3.2 Галактики

3.3 Звезды

3.4 Солнечная система

Заключение

Список литературы

Глядя на усеянное звездами небо, человек приходит в восторг, не оставаясь равнодушным к созерцаемому. «Открылась бездна, звезд полна. Звездам числа нет, бездне - дна», - эти прекрасные строки М.В. Ломоносова, образно и наиболее полно описывают первое впечатление, которое испытывает человек, любуясь завораживающей картиной звездного неба.* Про звезды сложено множество стихов и песен. Звезды и бескрайнее небесное пространство всегда притягивали и притягивают всех: и самого обычного человека, и поэта, и ученого. Но для ученых звездное небо - не только предмет восторга и наслаждения, но и увлекательный, неисчерпаемый объект исследований.

В ясную погоду в безлунную ночь невооруженным глазом можно наблюдать на небосводе до трех тысяч звезд. Но это лишь небольшая часть звезд и других космических объектов, из которых состоит Вселенная.

Вселенная - это весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития.