Историческое развитие представлений о Вселенной. Средства наблюдательной астрономии. Современные представления о структуре, основных элементах видимой вселенной и их систематизации. Теория звезд. Источники их энергии. Звёздная эволюция в астрономии.
Аннотация к работе
Почему светят звездыК началу нашего века границы разведанной Вселенной раздвинулись настолько, что включили в себя Галактику. Но вот в 20-е годы были построены новые крупные телескопы, и перед астрономами открылись совершенно неожиданные горизонты. Миллиарды звездных систем, галактик, похожих на нашу и отличающихся от нее, рассеяны тут и там по просторам Вселенной. Фотографии галактик, сделанные с помощью самых больших телескопов, поражают красотой и разнообразием форм: это и могучие вихри звездных облаков, и правильные шары, а иные звездные системы вообще не обнаруживают никаких определенных форм, они клочковаты и бесформенны. В группу может входить всего три или четыре галактики, а в сверхскопление до тысячи или даже нескольких десятков тысяч. Наша Галактика, туманность Андромеды и еще более тысячи таких же объектов входят в так называемое Местное сверхскопление.Еще на заре цивилизации, когда пытливый человеческий ум обратился к заоблачным высотам, великие философы мыслили свое представление о Вселенной, как о чем-то бесконечном. Древнегреческий философ Анаксимандр (VI в. до н.э.) ввел представление о некой единой беспредельности, не обладавшей никакими привычными наблюдениями и качествами. Звезды же представляют собой огненный круг, отделившийся от мирового огня и окруженный воздухом. Французский философ и ученый, физик, математик, физиолог Рене Декарт (1596-1650) создал теорию о эволюционной вихревой модели Вселенной на основе гелиоцентрализма. Великий немецкий ученый, философ Иммануил Кант (1724-1804) создал первую универсальную концепцию эволюционирующей Вселенной, обогатив картину ее ровной структуры и представлял Вселенную бесконечной в особом смысле.Телескоп с объективом из вогнутого зеркала называется рефлектором, а телескоп с объективом из линз - рефрактором. Масштаб изображения, даваемого объективом телескопа, пропорционален фокусному расстоянию объектива, т. е. расстоянию от объектива, собирающего свет, до той плоскости, где получается изображение светила. Телескоп увеличивает видимые угловые размеры Солнца, Луны, планет и деталей на них, а также угловые расстояния между звездами, но звезды даже в очень сильный телескоп изза огромной удаленности видны лишь как светящиеся точки. В рефракторе лучи, пройдя через объектив, преломляются, образуя изображение объекта в фокальной плоскости. С помощью специального прибора - спектроскопа, приспособленного к телескопу, астрономы стали определять температуру, яркость и размеры звезд; их скорости, химический состав и даже процессы, происходящие в недрах далеких светил.Существуют планеты-небесные тела, вращающиеся по орбите вокруг звезды или ее остатков, достаточно массивные, чтобы стать округлыми под действием собственной гравитации, но недостаточно массивные для начала термоядерной реакции, которые «привязаны» к той или иной звезде, то есть находятся в зоне ее гравитационного воздействия. Так, Земля и еще несколько планет с их спутниками находятся в зоне гравитационного воздействия звезды под названием Солнце, движутся по собственным орбитам вокруг нее и тем самым образуют Солнечную систему. Подобные звездные системы, находящиеся рядом в огромном количестве, образуют галактику - сложную систему со своим центром. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли. Условно комету можно разделить на три части - ядро, кома, хвост.Звезда - массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза. Светимость определяется, если известны видимая величина и расстояние до звезды. Если для определения видимой величины астрономия располагает вполне надежными методами, то расстояние до звезд определить не так просто. Для сравнительно близких звезд, расстояние определяется известным еще с начала прошлого столетия тригонометрическим методом, заключающимся в измерении ничтожно малых угловых смещений звезд при их наблюдении с разных точек земной орбиты, то есть в разное время года. У звезд с температурой поверхностных слоев около 10 тыс. К. наиболее интенсивны линии водорода, в то время как у звезд с температурой около 6 тыс. К. линии ионизированного кальция, расположенные на границе видимой и ультрафиолетовой части спектра.Майэром в 1842 году закона сохранения энергии высказывали много гипотез о природе источников энергии звезд, в частности была предложена гипотеза о выпадении на звезду метеорных тел, радиоактивном распаде элементов, аннигиляции протонов и электронов. Реальное значение имеют только гравитационное сжатие и термоядерный синтез. Запас ядерной энергии в звезде конечен и постоянно тратится на излучение. Процесс термоядерного синтеза, выделяющий энергию и изменяющий состав вещества звезды, в сочетании с гравитацией, стремящейся сжать звезду и тоже высвобождающей энергию, и излучением с поверхности, уносящим выделяемую энергию, являются основными движущими силами звездной эволюции.