Пространственные уровни мироздания - Лекция

Пространственные уровни мирозданияИтак, в современной ЕНКМ были выделены три основных структурных уровня - микро-, макро-и мегамир. Микромир включает в себя: субэлементарные частицы (кварки), элементарные частицы, атомы, молекулы, клетки. Элементарные частицы и их античастицы принято подразделять на три группы - фотоны, лептоны, адроны. Эта группа, состоящая только из одной частицы - фотона - кванта электромагнитного взаимодействия, охватывающего в той или иной степени все частицы, как заряженные, так и нейтральные (кроме нейтрино). Третья - адроны - (от греческого "адрос" - крупный, сильный), которые составляют основную часть элементарных частиц.Существует огромное многообразие моделей возникновения Вселенной, построенные на основании первичного гигантского взрыва. Фридман (1888-1925) заметил, что исходя из теории относительности искривленное пространство не может быть стационарным: оно должно или расширяться или сжиматься вследствие действия гравитационных сил во Вселенной (1922). Гамов (1904-1968) проводил исследования физических процессов, происходивших на разных стадиях расширяющейся Вселенной. В результате исследований установил, что Вселенная произошла от гигантского взрыва, истоком которого являлся физический вакуум. В подобном состоянии неизбежно должен был произойти «Большой взрыв», с которым связывают начало эволюции в стандартной модели Вселенной, называемой поэтому также моделью «Большого взрыва».В начале галактика представляла собой медленно вращающееся газовое облако. Выделяющиеся при коллапсе облака энергии гравитации переходила в кинетическую энергию движения звезд и газа. Поэтому подсистема звезд (уже старых), возникшая в начале коллапса протогалактики, сохранила свою первоначальную почти сферическую форму, образовав гало. В галактике происходит непрерывное превращение некоторой доли межзвездного газа в звездах различных масс. Полагают, например, что через 0,01 секунды после взрыва плотность материи с невообразимо большой величины должна была упасть до 1010 г/см3, через три минуты после взрыва из нуклонов образуется смесь легких ядер: 2/3 водорода и 1/3 гелия.2.4 Галактика - «Млечный путь» В начале галактика представляет собой медленно вращающееся газовое облако. Под действием собственной гравитации облако сжимается (коллапсируется), входе коллапса рождаются новые звезды. Это гигантская звездная система (»200 млрд. звезд), которая представляет собой тонкий диск с утолщением в центре - гало. Наша галактика напоминает живой организм, обладает своим внутренним обменом веществ (космическим метаболизмом).В Солнечной системе все планеты по физическим характеристикам подразделяются на планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и группу планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). Внутреннее строение планет земной группы приведено на рис. 19, а параметры планет Солнечной системы - в табл.8. Внутреннее строение планет земной группы Планета Период обращения вокруг Солнца, лет Масса, о.е Радиус о.е.Макромир включает в себя индивида, популяции, виды, сообщества и биосферу. Земля оказывает влияние и на окружающее пространство. Радиус гравитационной сферы влияния Земли может быть представлен либо как расстояние, на котором могут двигаться объекты, оставаясь спутниками Земли (1 500 000 км), либо - как радиус сферы, в которой земное притяжение больше притяжения Солнца (2 600 000 км). Вернадский создал учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов, включая человека, является геохимическим фактором планетарного масштаба и значения. Он выделял в биосфере косное (солнечная энергия, почва и т.д.) и биокосное (органическое) вещества.В зависимости от выделяемых частей природный объект может быть представлен в виде физических, химических, биологических и иных систем. Однако представление природного объекта в виде какой-либо одной системы всегда неполно, отражает только отдельные его стороны. «Экология - наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых ее проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека». «Экология - наука, изучающая взаимодействие организмов с окружающей средой». Поэтому биосфера как область распространения жизни, включающая наряду с живыми организмами и среду их обитания, является, по определению, экологической системой.В 1958 г. было обнаружено, что верхние слои атмосферы Земли (высоты от 100 до 300 км) излучают избыточную энергию в инфракрасном (тепловом) диапазоне длин волн. Исследования показали, что это излучение связано со сложными процессами взаимодействия коротковолнового (ультрафиолетового и рентгеновского) излучения Солнца с молекулами газов (в основном азота и кислорода). В настоящее время инфракрасному излучению верхних слоев атмосферы отводится важное место в проблеме влияния солнечной активности на погоду.

План

1. Микромир

2. Мегамир

2.1 Существующие модели происхождения и эволюции Вселенной

2.2 Галактики

2.3 Хронология возникновения различных элементов Вселенной

2.4 Галактика - «Млечный путь»

2.5 Солнечная система

3. Макромир

4. Биосфера как экологическая система

4.1 Обменные процессы в биосфере

4.2 Отличие живого от неживого

5. Баланс солнечной энергии на Земле

6. Принципы эволюции

6.1 Нелинейность в биологических системах

1. Микромир