Содержание

Во Вселенной существует в три раза больше звезд, чем считалось ранее

Во Вселенной существует в три раза больше звезд, чем считалось ранее. Астрономы впервые смогли увидеть такой тип звезд, как красные карлики, в других галактиках. Это открытие может внести ясность в ряд важных проблем современной науки, от темной материи до жизни во Вселенной вне Земли.

09 сентября 11:49

Согласно первой классификации галактик, предложенной выдающимся американским астрономом Эдвином Хабблом (в честь которого назван космический телескоп), галактики во Вселенной можно разделить по внешнему виду на три класса: спиральные, эллиптические и неправильные. Сейчас эта классификация несколько расширена и дополнена, но эллиптические галактики как были, так и продолжают оставаться самыми крупными галактиками во Вселенной.

До недавнего времени считалось, что самые большие из эллиптических галактик содержат в себе более триллиона звезд, в то время как в нашей галактике Млечный Путь, относящейся к классу спиральных галактик, находится «всего» приблизительно 400 миллиардов звезд.

Но оказалось, что для эллиптических галактик количество звезд было посчитано неправильно.

В них содержится не триллион, а 5–10 триллионов звезд. Это означает, что во всей Вселенной приблизительно в три раза больше звезд, чем считалось ранее.

03 сентября 11:50

Такие значимые выводы содержатся в

опубликованной в четверг в Nature работе Питера ван Доккума из Йельского университета (США) и его коллег.

Ошибка предыдущих оценок была связана с так называемыми красными карликами — звездами малых размеров, максимум излучения которых приходится на красную область видимого спектра. Масса красных карликов составляет 10–30 процентов от массы нашего Солнца. Эти звезды светят еще более слабо, чем Солнце, которое является желтым карликом, поэтому трудно поддаются обнаружению. Так, до недавнего времени красные карлики не были обнаружены в других галактиках, поэтому все оценки на тему того, сколько их во Вселенной, можно было сделать только на основе наблюдений нашей галактики.

Даже по ним можно было сделать правильный вывод, что красные карлики являются самыми распространенными объектами звездного типа во Вселенной.

Использовав крупные телескопы обсерватории имени Кека на Гавайях (диаметр их зеркал составляет 10 метров), астрономы смогли зафиксировать слабое излучение красных карликов в ядрах восьми эллиптических галактик, удаленных от Земли на расстояние 50 млн — 300 млн световых лет. Наблюдения четко показали, что красные карлики распределены в эллиптических галактиках более широко, чем ожидалось.

«Никто не знал, как много этих звезд находится во Вселенной, — рассказал ведущий автор работы, Питер ван Доккум. — Различные теоретические модели давали широкий спектр оценок, и теперь есть ответ на этот давний вопрос, насколько распространены красные карлики».

«Наш звездный реестр резко изменился, — прокомментировал открытие Чарли Конрой из Гарварда. — Мы обычно читали, что другие галактики не сильно отличаются от нашей собственной. Но все же оказалось, что в других галактиках возможны совершенно иные условия. И нынешнее открытие может иметь большое влияние на наше понимание того, как галактики формируются и эволюционируют».

За счет низкой температуры в красных карликах медленно происходят термоядерные реакции, поэтому срок жизни этих звезд составляет сотни миллиардов лет (в несколько раз больше возраста Вселенной). То, что красных карликов наблюдалось очень мало, представляло собой одну из загадок Вселенной, которая, как оказалась, не могла быть решена за счет низкой наблюдательной способности земных ученых.

Открытие ван Доккума и коллег позволит астрономам внимательнее задуматься над тем, не кроется ли в красных карликах разгадка тайны темной материи.

close

100%

30 сентября 11:13

Вывод о ее существовании учеными был сделан на основе ряда наблюдаемых гравитационных эффектов, которые вполне могли быть обусловлены и гравитационным действием красных карликов, которых, грубо говоря, оказалось не много, а очень много.

Еще один интригующий момент, связанный с настоящей работой, заключается в том, что у красных карликов могут быть экзопланеты и нашумевшая в октябре экзопланета Gliese581g с пригодными для жизни условиями вращается как раз вокруг красного карлика. За счет большого срока жизни этих звезд условия на экзопланетах в течение долгого времени остаются стабильными.

Значит, если на такой планете возникнет жизнь, то у нее будет не один миллиард лет для эволюции.

Ну а сам факт, что красных карликов во Вселенной существует гораздо больше, математически повышает вероятность существования экзопланеты с пригодными для жизни условиями.

Галактики — звёздные города / Хабр

Острова во Вселенском Океане

Галактики представляют собой, судя по всему, самые крупномасштабные целостные структуры Вселенной, из известных ученым. Конечно, есть еще скопления галактик, сверхскопления… но эти структуры открытые, не целостные и малоизученные. Но давайте обо всем по порядку. Начнем с самого малого.

В античной Греции (около 2500 лет назад) зародилось представление о том, что все вещества и предметы состоят из мельчайших и неделимых частиц, которые изначально определяют свойства того или иного вещества. Их назвали “атомы”.

Сейчас науке известно, что атомы вполне делимы, и сами в свою очередь состоят из элементарных частиц — протонов, нейтронов, электронов. Там же где-то формально или физически присутствуют позитроны — антиподы электронов, превращающие нейтральный нейтрон в положительно заряженный протон. Если говорить упрощенно, то комбинации этих частиц и дает нам все многообразие веществ во Вселенной. Но каждая из них так же состоит из еще более мелких конструкций, определяющих их суть — из кварков. Насколько глубок колодец микромира, науке неизвестно, но уже сейчас достаточно оснований считать, что и кварки, в свою очередь, тоже из чего-то состоят.

Теперь двинемся в противоположном направлении по оси усложнения вселенских структурных элементов.

Атомы соединяются в молекулы. Фактически, молекула и есть — та минимальная единица любого химического соединения — вещества — во Вселенной. Молекулы определяют физические и химические свойства веществ, а не атомы, как это предполагали некоторые греческие философы. Но ошиблись они не сильно.

Молекулы иногда тождественны с атомами. Например молекулы металлов состоят всего из одного атома. Но атомы в металлах соединяются в некотором порядке, образуя протяженные кристаллические решетки. Это роднит их с кристаллами солей, где свойства и структура вещества зависят от геометрии соединения атомов или молекул между собой. Кристалл представляет собой еще более крупную структуру нашего мира.

Дальше, как ни странно, идут живые организмы. В этой цепочке я бы выделил три основных звена:

  • Клетка
  • Сложный организм (от многоклеточных до людей)
  • Социум (сообщество организмов)

Каждая из этих структур обладает своей ясной внутренней организованностью и целостностью, нарушение которой приводит к необратимому разрушению структуры.

Далее идут планеты — во всем своем многообразии — это могут быть газовые гиганты типа Юпитера и Сатурна, каменные планеты земного типа, но к ним же я причисляю и астероиды, ядра комет, метеороиды. Их объединяет механическая целостность, обусловленная гравитационной связанностью всех входящих в их состав веществ в виде более мелких структур — молекул и кристаллов. Более крупные структуры планетарного семейства под действием гравитационных сил обретают форму близкую к сферической. Мелкие остаются неправильными по форме. И еще им свойственна пространственная отделенность от других подобных космических тел — их разделяют порой миллионы километров вселенского вакуума. При этом существовать представители этого структурного семейства могут как в сообществах себе подобных тел — в планетных системах — под доминирующим влиянием звезд, так и сами по себе — отдельно — в тотальном космическом одиночестве.

Звезды — это еще более крупные вселенские структуры. Они образуются из коллапсирующих (сжимающихся под действием гравитации) облаков водорода. Сами облака водорода — первородного вещества нашей Вселенной — можно было бы причислить к субструктурам — они не целостны, не едины, не устойчивы, но стремясь ко всем этим перечисленным недостающим качествам превращаются в звезды. При достижении некоторой массы и давления в уплотненном центре коллапсирующей туманности, новое образование вспыхивает звездой — в её недрах запускаются термоядерные реакции. В ходе этих реакций происходит превращение водорода в гелий — по сути удивительная трансформация одного структурного элемента — атома водорода, в другой структурный элемент — в атом гелия. И тут мы сталкиваемся с еще одной важной составляющей нашего мира — с излучением, которое пронизывает все пространство Вселенной, и призвано переносить по нему энергию, освобождающуюся в том числе и в процессе термоядерных реакций. Превращение водорода гелий происходит с выделением значительного количества энергии, которая покидает центр звезды с излучением. В противном случае температура в центре звезды продолжала бы расти и рано или поздно звезда бы вышла из равновесного состояния.

Кстати, такое случается.

Звезды могут объединяться в более крупные структурные единицы. Можно выделить несколько разновидностей таких структур:

  • Системы двойных и кратных звезд
  • Рассеянные звездные скопления
  • Шаровые звездные скопления

Только шаровые звездные скопления можно считать устойчивыми структурами, способными существовать миллиарды лет — то есть — период времени одного порядка с продолжительностью жизни входящих в их состав более мелких структурных единиц — звезд. Рассеянные скопления довольны быстро распадаются, а системы двойных и кратных звезд очень многообразны и сказать что-то конкретное об этом классе в двух словах невозможно. Вряд ли это вообще имеет смысл считать неким единым классом.

И вот мы добрались до галактик.

Подобно тому, как люди живут в городах, звезды группируются в сообщества многомиллиардной численностью. Еще можно уподобить эти сообщества островам в океане, между которыми простирается непреодолимость океанических вод, и один остров с другого острова практически не виден.

Звезды не распространены по Вселенной равномерно. Подобно тому, как планеты и звезды разделены бездной космического вакуума, так и сообщества звезд — галактики — разделены еще более протяженными пустотами. Но к пониманию этого люди пришли относительно недавно.

Само слово “Галактика” происходит от греческого “Молочный” — “Γαλακτικός” — “Галактикос”. Так греки описывали широкое сияние протянувшееся через весь небосвод — “Млечный путь”, а по одному из греческих мифов это сияние представляло собой пролитое Герой (супругой Зевса) молоко, когда богиня кормила своего приемного сына — Геракла.

Около 400 лет назад Галилео Галилей навел на Млечный путь свой первый телескоп и обнаружил, что это сияние — ни что иное, как неисчислимое множество слабых звезд, сливающихся для глаза воедино. Почему звезды сложились в этот кольцеобразный “круг почета” опоясывающий земной небосвод — это не было понятно еще долгие 300 лет, пока Эдвин Хаббл не разделил на отдельные звезды спиральные рукава туманности Андромеды.

До открытия Эдвина Хаббла считалось, что все эти “завитушки” спиральной структуры являются объектами нашего звездного мира, который где-то наверняка кончается, но где? и что там дальше? — это науке не было известно.

Когда среди звезд в туманности Андромеды обнаружились переменные звезды — Цефеиды, стало возможным определение расстояния до них. Оно оказалось огромным — порядка двух миллионов световых лет. С такими дистанциями астрономы не имели дела. В ходу были световые годы, десятки, сотни — максимум — тысячи. И вдруг такой качественный скачок.

Выяснилось, что на протяжении этих миллионов световых лет, разделяющих наш звездный остров, и подобные туманности Андромеды спиралевидные образования, нет ничего — пустота, вселенский вакуум. А все звезды, видимые с Земли, живут исключительно в этих звездных островах.

Более современные телескопы показали, что количество спиралевидных звездных островов огромно — Млечный путь не содержит столько звезд, а сама форма Млечного пути, если было бы возможным взглянуть на него со стороны, оказалась подобна Туманности Андромеды или Туманности Треугольника. И это было важнейшим открытием: Мы живем в одном из звездных водоворотов, коих на небе сотни миллиардов. А в каждом из них сотни миллиардов звезд.

Все эти многочисленные звездные города были причислены к новому классу вновь определенного типа структур — к галактикам. Причем, если имеется в виду наша Галактика — Млечный путь, то она всегда упоминается на письме с использованием заглавной буквы. Остальные галактики упоминаются с использованием строчных букв.


Иллюстрация расположения Солнечной системы внутри Галактики «Млечный путь»

Оказалось, что формы и разнообразие галактик очень различны. Спиральных — большинство. Но и среди них есть множество разновидностей — с баром-перемычкой и без, с двумя спиральными ветвями и большим количеством. Нашлась даже галактика-кольцо, центр которой никак не соединен с периферией звездными путями.

Очень многочисленным классом оказались эллиптические галактики, которые напоминают шаровые скопления звезд, только в миллионы раз более масштабные. И фактически центральные части спиральных галактик подобны эллиптическим. Возможно, эллиптические галактики утратили свои спиральные ветви или ассимилировали их в ядро.

Но еще более интересными оказались галактики неправильной формы. Их происхождение оставляет широчайшее поле для гипотез. Вариантов множество. Одним из наиболее популярных объяснений является слияние галактик. Оказывается, что невзирая на миллионы световых лет межгалактического вакуума, галактики все-таки встречаются друг с другом и сливаются в нечто более крупное. При этом их формы сильно искажаются — спиральные ветви разрушаются, приливные силы активируют звездообразование, в ходе которого “вспыхивают” миллиарды новорожденных звезд, какая-то часть звезд выбрасывается за пределы этих “звездных городов”.

Впервые изучать сливающиеся галактики начал советский астроном Борис Александрович Воронцов-Вельяминов, положив начало галактической морфологии и классификации взаимодействующих галактик. А до него считалось, что близость изображений двух и более галактик на фотопластинках — чисто иллюзорное совпадение направлений, в которых на самом деле галактики расположены на очень разных расстояниях от нас, и — на почтительных расстояниях между собой.


Борис Александрович Воронцов-Вельяминов (14 февраля 1904 — 27 января 1994) — советский астроном, член-корреспондент Академии педагогических наук СССР

Нашлось немало примеров того, что большинство галактик, как и большинство звезд, живут в небольших группах и даже имеют спутники — карликовые галактики. Есть спутники у Галактики Млечный Путь, и у Туманности Андромеды.


Карликовая галактика «Большое Магелланово Облако» — спутник Галактики «Млечный путь»

Более крупномасштабный взгляд на мир галактик выявил скопления галактик численностью в тысячи и миллионы звездных островов. Такие скопления расположены в направлении созвездий Волосы Вероники, Девы и Льва. Но это — самые близкие из скоплений. А если попытаться проникнуть взглядом сквозь мерцание звезд нашей Галактики, мы увидим, что скопления галактики окружают нас повсюду.


Сверхскопление галактик в созвездии Геркулеса

С помощью телескопа имени Хаббла было найдено несколько брешей среди звезд нашей Галактики. На полученных снимках видно, что галактики окружают нас буквально плотной стеной… нет, конечно — между ними довольно пустоты, как всюду во Вселенной, но создается иллюзия, что они буквально накладываются друг на друга.

В этой иллюзорной галактической сфере есть своя структуризация — галактики, объединенные в сверхскопления, образуют нити, волокна, которые протягиваются, соединяясь с подобными себе метагалактическими нитями, и рисуют на самом крупномасштабном полотне Вселенной подобие пчелиных сот.

Это уже с большим трудом укладывается в сознании даже самых продвинутых ученых. И описать на уровне законов нашего мира причины образования такой удивительно структуризации астрофизикам пока не удалось. Мы даже не представляем, что является следующей структурной единицей в нашем Мире после галактик. И это еще предстоит нам познать.


Столкновение двух галактик спирального типа, с превращением в одну «неправильную»

PS: Толчком к написанию статьи стала музыка, представленная в самом начале этой публикации. Однажды ночью я сел за инструмент и погрузился в импровизацию — без малого на полчаса. Я записал это. Позже решил сделать видеосопровождение к музыке. Осознал, что здесь должны быть представители мира галактик — во всем своем многообразии. В процессе видеомонтажа я понял, что готов написать несложную статью об этом.

Кстати, музыку можно скачать с моего сайта: Студийная сессия «Ночные импровизации»

Надеюсь, что эта статья откроет собой целый цикл публикаций, посвященных многообразию галактик, о которых говорить можно бесконечно долго. Следите за моими новостями, Друзья.

Ученые назвали количество звезд во Вселенной — АЗЕРТАДЖ

Баку, 3 февраля, АЗЕРТАДЖ

Исследователи подсчитали предполагаемое количество звезд во Вселенной, основываясь на данных Млечного Пути.

В чистом ночном небе человек может увидеть около 6 тыс. звезд, но это лишь малая часть от их общего количества, сообщает АЗЕРТАДЖ со ссылкой на зарубежные СМИ.

«Большая часть звезд находится слишком далеко, чтобы мы могли их увидеть. Тем не менее, астрономы придумали способ, как оценить общее количество звезд во Вселенной», – говорит астроном из Государственного университета Бойсе Брайан Джексон.

Он отмечает, что по всей Вселенной разбросаны галактики, которые представляют собой скопления звезд, планет, газа и пыли. Земля располагается в собственной спиральной галактике Млечный Путь, где звезды сгруппированы в спиральных рукавах. Другие галактики имеют эллиптическую форму, похожую на яйцо, а некоторые и вовсе неправильной формы.

«Прежде чем заняться подсчетом звезд во Вселенной, сперва мы должны оценить количество галактик», – объясняет Джексон.

По его словам, астрономы делают максимально подробные снимки небольших участков неба и подсчитывают все галактики на имеющихся фото. Затем полученное число умножается на количество снимков, необходимых для охвата всего неба.

Согласно подсчетам, во Вселенной находится около 2 000 000 000 000 галактик — это 2 триллиона.

Но астрономы не знают, какое точное количество звезд находится в имеющихся 2 трлн галактик. Большая часть из этих звезд находится слишком далеко, чтобы их можно было рассмотреть.

«Но мы можем подсчитать предполагаемое количество звезд в нашем Млечном Пути», – отмечает астроном.

Звезды в Млечном Пути имеют разные размеры и цвета. Например, наше Солнце – белая звезда, среднего размера, средней массы и температуры, которая составляет 15 млн градусов по Цельсию. Звезды с большей температурой и массой преимущественно голубые, как Вега в созвездии Лиры. Меньшие звезды обычно красного цвета, как Проксима Центавра – самая близка к Земле звезда, если не считать Солнце.

Красные, белые и синие звезды излучают разное количество света. Измерив этот звездный свет, его яркость и цвет, астрономы могут сказать, сколько звезд находится в галактике.

«С помощью такого метода мы выяснили, что в Млечном Пути находится около 100 млрд звезд», – говорит эксперт.

«Используя Млечный Путь в качестве модели, мы можем умножить количество звезд в среднестатистической галактике (100 млрд звезд) на количество галактик во Вселенной (2 триллиона). Таким образом мы получаем совершенно невообразимое число. Во Вселенной примерно 200 миллиардов триллионов звезд. Иными словами, во Вселенной всего 200 секстиллионов звезд, это число 200 000 000 000 000 000 000 000″, – подытожил астроном.

Он добавляет, что число примерно в 10 раз превышает количество чашек воды во всех океанах Земли.

AZERTAG.AZ :Ученые назвали количество звезд во Вселенной

© При использовании информации гиперссылка обязательна.

При обнаружении в тексте ошибки, надо ее выделить, нажав на клавиши ctrl + enter, и отправить нам

Урок 50. образование галактик, звезд, планетных систем — Естествознание — 10 класс

Естествознание, 10 класс

Урок 50. Образование галактик, звёзд, планетных систем

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

  • Как и когда образовались галактики?
  • Какой механизм ответствен за образование галактик и звезд?
  • Может ли стать звездой Юпитер?
  • Как образуются планетные системы?
  • Какие процессы происходят в недрах звезд и какова их роль в эволюции Вселенной?

Глоссарий по теме:

Космогония – область астрономической науки, изучающая происхождение и развитие отдельных небесных тел и их систем.

Протозвезда – от греч. protos – первый, условное название тел, из которых формируются звезды.

Нормальная звезда – шарообразные объекты космоса, реализующие своё физическое состояние равновесия посредством осуществления в своей глубине (в недрах) термоядерных реакций синтеза.

Белый карлик – тип звезды, которая по величине сравнима с Землёй, однако, по массе соизмерима с Солнцем. В результате, плотность её чрезвычайно велика и превышает плотность любого земного вещества. Поэтому нормальная атомная структура полностью разрушена, и электроны с ядрами плотно упакованы. Имеют низкую яркость и постепенно остывают, становясь холодными, темными объектами. Они представляют собой заключительную стадию эволюции звёзд с малой массой, после того, как звезды лишаются наружного слоя.

Нейтронная звезда – очень маленькая звезда с большой плотностью, состоящая из нейтронов. Является последней стадией эволюции многих звёзд. Нейтронные звезды образуются, когда массивная звезда вспыхивает в качестве сверхновой звезды, взрывая свои внешние оболочки и сжимая ядро до такой степени, что содержащиеся в нем протоны и электроны превращаются в нейтроны. Эти звезды наблюдают как пульсары.

Чёрная дыра – состояние вещества, при котором свет (излучение) неспособен преодолеть гравитационный барьер, возникший при определённых сверхвысокого сжатия массивных звёзд в период последней стадии их существования (жизни). Термин предложил в 1968 г. Астрофизик из США Дж. Уилер. В составе галактики Млечный путь возможно наличие 109 черных дыр.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017.: с 225 – 229.

Электронные ресурсы:

Эволюция звезд. Портал Астронет [Электронный ресурс]// доступ : http://www.astronet.ru/db/msg/1188340

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Вселенная представляет собой огромную самоорганизующуюся систему. В ходе эволюции происходило упорядочивание и усложнение её структуры. В расширяющейся однородной Вселенной возникали флуктуаций, которые привели к образованию различных структур от планет и звёзд до метагалактик. Ведущую роль в самоорганизации Вселенной играет гравитационное взаимодействие. Происхождение и развитие космических объектов и их систем изучает наука космогония.

Формирование галактик. По модели Дж. Джинса галактики образуются из газопылевых облаков в результате возникновения гравитационной неустойчивости. Уплотнение в какой-либо части материи Вселенной приводят к возрастанию взаимного притяжения частиц и в конечном итоге к обособлению вещества и формированию макротел. Гравитация возрастает до тех пор, пока не будет скомпенсирована другими силами (центробежными, давления). В результате образуются предшественники галактик – протогалактики. Протогалактики по своей структуре не однородны. Поэтому внутри их образуются свои уплотнения протозвезды, которые приводят к появлению звёзд.

Эволюция звёзд. Появившись в результате сгущения газово-пылевых туманностей протогалактик, протозвёзды под действием гравитации продолжают сжиматься. Повышение давления приводит к их разогреву. При достижении температуры в несколько миллионов кельвинов в недрах протозвезды начинаются термоядерные реакции. Тогда её можно считать нормальной звездой. Продолжительность этого первого этапа эволюции звёзд зависит от массы и может протекать сотни тысяч и миллионов лет.

Сформировавшись из облаков горячего газа, звёзды в течение долгого времени сохраняют устойчивость благодаря балансу между выделением тепла в термоядерных реакциях и гравитационным притяжением. Стадия нормальной звезды длится пока не будет использовано все топливо (например, водород) в реакциях термоядерного синтеза. В ходе которого формируются атомы всех элементов вплоть до железа.

Если масса звезды сопоставима массе Солнца, то её развитие приведёт к формированию так называемого — белого карлика. Синтезируемые тяжелы ядра атомов концентрируются в центральной области звезды, образуя плотное ядро. Оболочки звезды значительно раздуваются. Наступает стадия красного гиганта, (до размера орбиты Юпитера) и в конечном итоге будут сброшены. Раскалённое ядро (размером с Землю), продолжается светиться ещё примерно 10 12 лет.

Звёзды массой, не превышающей пяти масс Солнца в итоге, превращаются в коричневого карлика. Размеры стадии красного гиганта сопоставимы с несколькими десятками радиусов Солнца. А взорвавшиеся оболочки наблюдаются как планетарные туманности.

Более массивные звезды увеличиваются в размерах на стадии красного гиганта до сотни радиусов Солнца. Их взрыв называют вспышкой сверхновой. Сверхвысокие температуры (миллиарды кельвинов) позволяют синтезироваться элементам тяжелее железа. При взрыве, эти элементы обогащают межзвёздное пространство. Сверхвысокое сжатие образует ядро такой плотности, что протоны и электроны превращаются в нейтроны, тогда на месте взрыва такой звезды остаётся нейтронная звезда. Если масса оставшегося ядра сверхмассивной звезды превысит 2,5 массы Солнца, то гравитация такого тела будет настолько велика, что любое излучение не сможет его покинуть. Такие объекты называют черными дырами.

В недрах звёзд происходит основная эволюция вещества Вселенной. Образование многообразия химических элементов открыло новый этап в развитии вещества и в формировании его структур. Наличие звёзд подчёркивает необратимость процессов эволюции вещества во Вселенной.

Формирование планетарных систем. Согласно современным представлениям, рождение звёзд и планет представляет собой единый процесс. Так образование Солнечной системы связывают с гравитационной неустойчивостью туманности из газа и пыли, от взрыва сверхновой звезды. Скопление вещества в центре туманности привело к формированию Солнца. На периферии формировались предшественники планет. Они сталкивались, разрушались. Более мелкие обломки притягивались крупными, их размеры увеличивались, что за 100 млн лет в конечном итоге привело к формированию знакомых нам планет, а также малых тел Солнечной системы.

На сегодняшний день обнаружено огромное количество планетарных систем. Место центральной звезды некоторых систем занимают массивные планеты или даже пары звёзд. В некоторых планетарных системах, пока по необъяснимым причинам, большие планеты (сопоставимых с Юпитером) располагаются ближе к центру, а не на периферии, как в Солнечной системе.

Конечно, наши рассуждения всего лишь иллюстрируют модельные представления современной науки. Но однозначно то, что в процессе самоорганизации и эволюции Вселенной – звезды, планетарные системы рождаются, живут и умирают, подчиняясь фундаментальным законам природы. И этот процесс непрерывен и бесконечен.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

Задание 1. Выберите один правильный ответ.

Реакции синтеза тяжёлых элементов при слиянии лёгких ядер, происходящие в недрах звёзд называются:

  • Ядерными;
  • Термоядерными;
  • Химическими.

Ответ: Термоядерными

Пояснение: поскольку реакции происходят между ядрами при сверхвысоких температурах, такие реакции получили названия термоядерные

Задание 2. Составьте схему из элементов, иллюстрирующую эволюцию звёзд

Маленькая звезда; Планетарная туманность; Нейтронная звезда; Сверхновая звезда; Белый карлик; Красный супергигант; Звёздное облако с протозвёздами; Чёрная дыра; Маленькая звезда; Сверхновая;

Ответ:

Большая энциклопедия школьника

Большая энциклопедия школьникауникальное издание, содержащее весь свод знаний, необходимый ученикам младших классов. Для детей, собирающихся в 1-й класс, она послужит незаменимым помощником для подготовки к школе. В этой энциклопедии ребенок сможет найти любую интересующую его информацию, в понятном и простом для него изложении. Вы подбираете слова и определения для простых вещей, которые надо объяснить ребенку? Сомневаетесь в формулировках? Просто возьмите «Большую энциклопедию школьника» и найдите нужный ответ вместе с малышом!

Математика в стихах
Развитие речи
Азбука в картинках
Игры на развитие внимания
Как правильно выбрать школу
Ваш ребенок левша
Как готовить домашнее задание
Контрольные и экзамены

Большая энциклопедия школьника — это твой надёжный путеводитель в мире знаний. Она проведёт сквозь извилистые лабиринты наук и раскроет завесу великих тайн Вселенной. С ней ты поднимешься высоко к звёздам и опустишься на дно самых глубоких морей, ты научишься видеть мельчайшие организмы и осязать огромные пространства Земли. Отправившись в это увлекательное путешествие, ты значительно расширишь свой кругозор и поднимешься на новую ступень развития. Отныне никакие вопросы учителей не смогут поставить тебя в тупик, ты сможешь найти выход из любой ситуации. Мир знаний зовёт тебя. В добрый путь!

Ребенок не хочет учить буквы

Ребенок не хочет учить буквы — Понимаете, ведь надо что-то делать! — с тревогой говорила мне полная, хорошо одетая дама, едва умещающаяся на стуле. Ее ноги в аккуратных лодочках были плотно сжаты (юбка до середины колена казалась слегка коротковатой для такой монументальной фигуры), руки сложены на коленях. — Ей же на тот год в школу, все ее сверстники уже читают, а она даже буквы …

Past continuous passive

Страдательный залог образуется с помощью вспомогательного глагола ‘to be’. Страдательный залог глагола ‘to repair’ в группе ‘continuous’ : To be repaired = Быть исправленным. The road is being repaired = Дорогу чинят. The road is not being repaired = Дорогу не чинят. Is the road being repaired? = Чинят ли дорогу? The road was being repaired = Дорогу чинили. The road was not being repaired = Дорогу не чинили. Was the road being repaired? = Чинили ли дорогу? Страдательный …

Определение формулы органического вещества по его молярной массе

Задание: Определить формулу углеводорода, если его молярная масса равна 78 г. № п/п Последовательность действий Выполнение действий 1. Записать общую формулу углеводорода. Общая формула углеводорода СхНу 2. Найти молярную массу углеводорода в общем виде. М(СхНу)=12х +у 3. Приравнять найденное в общем виде значение молярной массы к данному в …

У

У ЗВУК (У). 1) Удобная буква! Удобно в ней то, Что можно на букву Повесить пальто. У – сучок, В любом лесу Ты увидишь букву У. 2) ФОНЕТИЧЕСКАЯ ЗАРЯДКА. — Как воет волк! ( у – у – у ) 3) ЗАДАНИЯ. а) Подними руку, если услышишь звук (у): паук, цветок, лужа, диван, стол, стул, голуби, курица. б) Где стоит (у)? Зубы, утка, наука, кенгуру …

Как исчезнут планеты, звезды и что станет с Вселенной. Отрывок из книги «Белые карлики»

Все звезды рано или поздно выгорают, если прежде не случится что-то необычное. После этого они проваливаются в себя, а на их месте обычно остается шар из чрезвычайно плотного и горячего вещества — белый карлик. Примерно через 7,5 млрд лет именно так «умрет» наше Солнце, а когда-нибудь звезд вообще не останется. Но по меркам Вселенной это будет только начало.

У физиков нет единого мнения, что произойдет в далеком-далеком будущем, — есть несколько сценариев. Наиболее вероятный строится на предположении, что Вселенная будет расширяться с плавным ускорением. Этот сценарий по аналогии с Большим взрывом называется Большая заморозка. В своей книге «Белые карлики. Будущее Вселенной» Алексей Левин начинает с него, но также рассматривает альтернативные гипотезы насчет конца всего сущего.

© Издательство «Альпина нон-фикшн»

Наиболее подробно «морозильный» сценарий разработали американские физики Фред Адамс и Грегори Лафлин в 1997 г., как раз накануне открытия ускоренного расширения Вселенной. Вакуумную энергию они в расчет не принимали и производили свои вычисления на основании стандартной открытой модели. Они подразделили настоящее и будущее нашей Вселенной на четыре эры.

ЗВЕЗДНАЯ ЭРА началась где-то через сотню миллионов лет после Большого взрыва. В этой фазе во Вселенной происходила интенсивная генерация энергии (и, естественно, энтропии) за счет термоядерного синтеза в звездных недрах. Звезды с различными начальными массами проживают разные сроки, но в конце концов или взрываются сверхновыми, или превращаются в белые карлики. Дольше всего в активном состоянии существуют красные карлики, самые легкие звезды с начальной массой от 8 до 30% массы Солнца и температурой поверхности 3000–4000 K. Они очень медленно выжигают водород, а после его истощения ухитряются «кормиться» легким изотопом гелия, гелием-3. Постепенно они тоже сжимаются, сильно разогревают поверхность и голубеют. Такие звезды живут до триллиона (1012) лет, но в результате и они превращаются в белые карлики.

Адамс и Лафлин вычислили, что процесс звездообразования завершится, когда Вселенной исполнится 1014 лет. К этому времени в космическом пространстве не останется свободного рассеянного вещества, способного стянуться под действием гравитации в газопылевые облака, дающие начало новым звездам. Тогда же прекратятся ядерные реакции в последних красных карликах. Звездная эра закончится.

ЭРА ВЫРОЖДЕНИЯ охватывает промежуток 1015–1037 лет после Большого взрыва. На этом этапе космической истории во Вселенной больше не будет звезд с активными термоядерными топками. В космическом пространстве останутся белые карлики, нейтронные звезды и коричневые карлики (плюс пережившие звездные взрывы планеты, планетоиды и прочая космическая мелочь). И конечно, в космосе будет много черных дыр. Дыры-супергиганты, сформировавшиеся в звездную эру в активных ядрах большинства галактик, продолжат глотать вещество и увеличивать свои размеры и массу. К ним добавятся дыры звездного масштаба, наследницы наиболее массивных светил. Некоторые дыры сольются друг с другом и с нейтронными звездами и раздуются еще сильнее. В конце прошлого века такой прогноз казался чисто теоретическим, но сейчас, после начала Революции многоканальности, он доказан данными гравитационной астрономии.

‘ YouTube/melodysheep. Получасовой фильм, где показано то, о чем говорится в книге Левина’

Дальше — больше. Во время Эры вырождения начнется постепенное разрушение космических скоплений всех рангов — от планетных систем до галактик. Некоторые тела под действием тяготения соседей наберут скорость и вылетят в свободный космос (этот механизм называется гравитационной пращой). Конечно, такое случалось и раньше, но очень редко, поскольку гравитационные возмущения крайне медленны. Однако время возьмет свое, и, когда возраст мироздания достигнет 1020 лет, число связанных систем значительно сократится. Остатки погасших звезд, обращающихся вокруг центров галактик, постепенно потеряют кинетическую энергию из-за испускания гравитационных волн и упадут в галактические черные дыры. В промежутке 1030–1033 лет эти дыры пожрут и галактики, и галактические скопления. Гравитационное излучение приведет к гибели двойные звезды и пары околозвездных планетных систем. Одиночные тела, которым посчастливится не стать пищей для черной дыры, продолжат свой путь сквозь пустеющий расширяющийся космос.

Дальнейший прогноз не столь ясен. Известно, что свободные нейтроны быстро распадаются на протоны, электроны и антинейтрино (так называемый бета-распад) и выживают либо в составе атомных ядер, либо внутри сверхплотных нейтронных звезд. Судьба их собратьев-протонов в точности неизвестна. Долгое время их почитали абсолютно стабильными, но в 1974 г. американские физики Говард Джорджи и Шелдон Глэшоу представили весьма убедительные аргументы противоположного характера. Правда, позже в их модели обнаружили неточности, но даже сегодня большинство физиков уверены, что протоны не вечны. Период их полураспада еще точно не определен, но во всяком случае он больше 1032 лет. Адамс и Лафлин заложили в свою модель много большее значение — 1037 лет. Это означает, что к концу Эры вырождения распадется каждый второй из 1078 протонов, образовавшихся после Большого взрыва.

Если верить теории, распад протона может происходить разными путями, но все же доминирует канал с образованием нейтрального пи-мезона и позитрона. Первая частица без посторонней помощи немедленно превращается в два высокоэнергетичных фотона, вторая — поступает аналогичным образом после аннигиляции с электроном. Получается, что один протон дает начало четырем гамма-квантам. Следовательно, в конце Эры вырождения обычное вещество в составе планет и белых карликов превратится в излучение.

Как ни странно, исчезновение протонов сулит смерть и нейтронным звездам. Они покрыты коркой обычного вещества, которое при протонном распаде испарится. На оголенной поверхности звезды плотность нейтронной материи относительно невелика, поэтому нейтроны пропадут в бета-распадах. Финал все тот же — вещество дает начало излучению.

ЭРА ЧЕРНЫХ ДЫР приходится на промежуток 1038–10100 лет. В это время исчезнут практически все барионы (протоны и нейтроны) и единственными макрообъектами Вселенной останутся черные дыры. Однако и они за счет квантовых процессов постепенно превратятся в излучение и погибнут во взрывах. Сверхмассивная дыра, успевшая заглотить крупную галактику (порядка 100 млрд солнечных масс), может протянуть 1098 лет, а к концу этой эпохи дыры практически исчезнут.

ТЕМНАЯ ЭРА наступит, когда возраст мироздания превысит 10100 лет. Из былого богатства материи останутся лишь кванты электромагнитного излучения почти нулевой температуры и стабильные лептоны (нейтрино, электроны и позитроны). Некоторые электроны и позитроны смогут образовать связанные пары (так называемые атомы позитрония), поперечник которых составит триллионы световых лет. Эти частицы будут медленно сближаться по спирали и в конце концов тоже аннигилируют в излучение (в соответствии со сценарием Адамса и Лафлина — через 10141 лет). Оставшиеся в неимоверно разбухшем космосе свободные электроны и позитроны практически никогда не встретятся, потому и не исчезнут. Это и есть космологическая тепловая смерть в самом чистом виде.

На эту тему

Такой сценарий был предложен до открытия ускоряющегося расширения Вселенной, что принципиально ничего не меняет. Вселенная, которая расширяется с ускорением, просто опустеет быстрее, чем следует из гипотезы Адамса и Лафлина. Однако есть и другая поправка, физически более интересная. Поскольку энергия вакуума никуда не исчезнет, температура реликтовых фотонов не упадет ниже определенного положительного предела (10–27 K). Эта величина невообразимо мала, но все же больше нуля. Так что космологическая тепловая смерть не означает беспредельного охлаждения.

Существуют и альтернативные прогнозы. Среди них сценарии Большого разрыва, которые рассматривают с начала 1980-х гг. Наиболее экзотический из них (во всяком случае, по моему мнению) предложили Роберт Колдуэлл, Марк Камионковски и Невин Вайнберг в 2003 г. В соответствии с их моделью возрастание темной энергии приведет к вселенскому антиколлапсу. Ждать этого не так долго — всего 20 млрд лет. За 1 млрд лет до этого срока скорость расширения пространства увеличится настолько, что скопления галактик потеряют всякую устойчивость и примутся разрушаться. Распад Млечного Пути начнется за 60 млн лет до рокового финала. За три месяца до этого срока послесолнечный белый карлик потеряет способность удерживать оставшиеся планеты, и меньше чем за час расширяющееся пространство разорвет и их. А дальше придет очередь пылевых частиц, атомов, атомных ядер и даже протонов и нейтронов, которые превратятся в кварки и глюоны. Это-то и будет настоящим концом света.

Закрытые модели мироздания не отличаются особым разнообразием. Вселенная еще какое-то время продолжит расширяться, в силу чего температура реликтового космического излучения (которая сейчас равна 2,7 K) еще больше снизится. Затем расширение сменится сжатием, скорость которого будет непрерывно возрастать. Температура реликтовых фотонов будет расти, а пространственно-временной универсум еще сильнее искривится. В конце концов мироздание исчезнет в квантовой сингулярности, о которой современная физика практически ничего не знает. В общем, случится Большой взрыв наоборот.

Коль скоро в настоящее время плотность космической энергии меньше критической, этот сценарий вроде бы не имеет шансов на реализацию. Однако темная энергия и здесь вносит свои коррективы. Из некоторых квантовых теорий гравитации следует, что в будущем она может изменить знак и начать работать не на расширение, а на сжатие пространства, и коллапс мироздания станет реальностью. Любопытно, что, согласно некоторым расчетам, его придется ожидать примерно столько же, сколько и Большого разрыва, — 10–20 млрд лет.

Существует также сценарий, согласно которому конец света может наступить хоть завтра. Первыми его предложили в 1975 г. московские физики М.Б. Волошин, И.Ю. Кобзарев и Л.Б. Окунь, однако в их работе содержались ошибки: спустя 5 лет американцы Сидни Коулман и Фрэнк Де Лучия сделали это много корректнее.

На эту тему

Чтобы понять логику их рассуждений, нужны кое-какие сведения о физическом вакууме. Согласно квантовой теории поля, вакуум — не абсолютная пустота, а весьма сложная динамическая система со множеством степеней свободы. В нем отсутствуют реальные частицы, однако (в силу квантовых соотношений неопределенностей) постоянно рождаются и исчезают их виртуальные аналоги. Если вакуум пребывает в состоянии с минимально возможной энергией, его называют истинным. Однако вакуум может обладать и возбужденными состояниями с более высокими значениями энергии. Кстати, теория инфляционного расширения новорожденной Вселенной как раз исходит из того, что на этой стадии энергия вакуума была чрезвычайно высока.

Когда Коулман и Де Лучия писали свою статью, считалось, что вакуум нашего мира является истинным и обладает нулевой энергией. Они же, напротив, предположили, что вакуум находится в чрезвычайно долгоживущем (как говорят физики, метастабильном) возбужденном состоянии с положительной энергией. Такой вакуум называется ложным. Коулман и Де Лучия показали, что механизм квантового туннелирования делает возможным спонтанное превращение ложного вакуума в истинный в крошечной области пространства. Родившийся пузырек истинного вакуума будет расширяться, порождая внутри себя материю с абсолютно новыми физическими свойствами и полностью уничтожая наш ложновакуумный мир. Где бы такой пузырь ни возник, до нас он доберется со скоростью света и, следовательно, без всякого предупреждения.

Аналог этого сценария возникает и в некоторых версиях квантовой гравитации, основанной на теории суперструн. Из них тоже следует, что вакуум метастабилен. Он может туннелировать в состояние с нулевой плотностью энергии, но может случиться и так, что эта плотность окажется отрицательной. В первом случае наш мир обретет еще шесть пространственных измерений, то есть пространство-время станет не четырехмерным, а десятимерным. Разумеется, это будет мир с абсолютно другой физикой. Есть вариант и похуже. Если плотность вакуумной энергии в какой-то точке упадет ниже нуля, этот пузырь проглотит весь космос и настанет всеобщий коллапс, расширяющийся со скоростью света. К слову, Коулман и Де Лучия допускали и такую возможность, однако всерьез ее не принимали.

Наконец, существуют сценарии пульсирующего мироздания, которое многократно возрождается из сингулярностей, претерпевает расширение и сжатие и вновь гибнет в коллапсе. В 2005 г. такую модель с циклами длительностью около 1 трлн лет предложили американец Пол Стейнхардт и его британский коллега Нил Тьюрок. В этом сценарии вакуум многократно переходит на все более и более низкие энергетические уровни, что и служит причиной катаклизмов. В конце концов плотность вакуумной энергии дойдет до истинного минимума, и тогда Вселенная коллапсирует окончательно и бесповоротно. В общем, куда ни кинь — всюду клин.

7. Планеты, звезды, галактики. Популярная философия. Учебное пособие

7. Планеты, звезды, галактики

Мегамир, как нам уже известно, – это область бескрайних космических просторов. Его главными объектами, по современным представлениям, являются звезды и планеты. Почти все вещество Вселенной (97 %) сосредоточено в звездах. Они представляют собой физические тела гигантских размеров. Для пояснения скажем, что диаметр Солнца, которое является небольшой звездой, равен приблизительно 1400000 км, в то время как диаметр Земли – это приблизительно 12700 км, то есть Солнце превосходит Землю по диаметру примерно в 110 раз. А это значит, что по объему оно больше нашей планеты приблизительно в миллион раз. Звезды – это плазменные космические объекты. Плазму часто называют четвертым состоянием вещества. Первые три – это твердое, жидкое и газообразное. Одним из различий между этими тремя состояниями является температура. Так например, вода при одной температуре может быть льдом (то есть может находиться в твердом состоянии), при более высокой – водой (жидкое состояние), а еще при более высокой – паром (газообразное состояние). Под плазмой, чаще всего, понимается вещество с огромной температурой. Проще ее можно было бы назвать раскаленным газом. Таким образом, звезды – это очень горячие газовые тела колоссальных размеров.

В недрах звезд температура достигает примерно 10 миллионов градусов. При таких условиях ни макротела, ни молекулы, ни даже атомы существовать не могут. Электроны почти полностью или абсолютно все отделены от своих атомов. Такие атомы называются ионами. Лишившиеся электронов атомные ядра вступают во взаимодействия друг с другом, благодаря чему водород, имеющийся в изобилии в большинстве звезд, превращается при участии углерода в гелий. Эти и подобные ядерные превращения, называемые термоядерным синтезом, являются источником огромного количества энергии, уносимой излучением звезд. Те же силы, которые высвобождаются при взрыве водородной бомбы, образуют внутри звезды энергию, позволяющую ей излучать свет и тепло в течение миллионов и миллиардов лет. Звезды выступают в качестве своеобразной «кузницы атомов» или «плавильного тигля» Вселенной: основная эволюция (развитие) вещества в ней происходила и происходит в недрах звезд. Благодаря протекающим в них превращениям элементарных частиц образуются атомные ядра, а на окраинах и в окрестностях звезд, где температура намного ниже, возникают атомы, которые, как известно, взаимодействуя друг с другом, приводят к образованию молекул, а те, в свою очередь складываются в макротела (твердые, жидкие и газообразные).

Звезды существуют не изолированно, а в виде гигантских скоплений которые называются галактиками. В настоящее время астрономы насчитывают около 10 миллиардов галактик. Наша Солнечная система находится внутри одной из них. Эта Галактика состоит приблизительно из 120 миллиардов звезд (то есть в ней содержится 120 миллиардов космических тел, подобных Солнцу). Наша Галактика имеет форму утолщенного диска. Его диаметр равен 100 тысячам световых лет (то есть, чтобы попасть из одного конца нашей Галактики в другой, надо лететь 100 тысяч лет со скоростью света). Толщина галактического диска равна 1 500 световых лет. Этот диск можно сравнить с толстым стеклянным блюдцем. Если мы посмотрим на него сверху, то какую геометрическую фигуру увидим? Круг. А если посмотреть на утолщенное блюдце сбоку, то мы увидим широкую линию. Если это блюдце разрезать пополам и посмотреть на его разрез, то видна будет также широкая линия. На темном небосводе в безлунную и ясную ночь можно увидеть огромную, тянущуюся через все небо широкую полосу белесого цвета. Это Млечный Путь, глядя на который мы видим именно разрез нашего галактического диска. Кстати, название «Млечный Путь» означает молочный, потому что он белесого цвета, а греческое слово «galaktos» – это родительный падеж от слова «gala», которое переводится на русский как «молоко». Таким образом, Млечный Путь – это видимая часть нашей Галактики.

Солнце и его девять планет находятся на ее окраине. Солнечная система вращается вокруг ядра Галактики, делая полный оборот за 200 миллионов лет (так называемый галактический год). Ядро Галактики состоит из очень плотного огромного скопления звезд. В настоящий момент Солнце движется в той части галактического пространства где ядро закрыто от него пылевой туманностью (громадным облаком космической пыли). Через несколько миллионов лет Солнечная система выйдет из-за этой завесы и будет подвержена излучениям, идущим от ядра. Им будет подвергаться также и наша планета. Возможно, что если бы Земля не была защищена пылевой туманностью, а являлась открытой, то излучения галактического ядра влияли бы на состояние и развитие жизни на ней.

Галактики существуют не изолированно, а в виде скоплений, которые содержат в себе до нескольких тысяч отдельных галактик. Если, несмотря на огромные расстояния между галактиками (в десятки и сотни миллионов световых лет), провести сравнение между молекулами макротела и галактиками в скоплениях, то оказывается, что галактические скопления можно уподобить очень вязкой среде. Взаимодействующие скопления галактик образуют Метагалактику. Греческая приставка «meta» обозначает над, сверх, более и т. д., то есть Метагалактика – это Сверх-или Супергалактика. Она включает в себя все известные нам космические объекты. Вопрос о том, как соотносятся понятия «Метагалактика» и «Вселенная» является спорным. В силу одной гипотезы Метагалактика и Вселенная – это одно и то же. Однако, современная наука допускает возможность возникновения и существования множества других миров, или метагалактик кроме нашей Метагалактики, называемых внеметагалактическими объектами. Все они вместе с Метагалактикой и образуют Вселенную. Данное утверждение представляет собой вторую гипотезу.

В современном естествознании проблема рождения и эволюции звезд не имеет однозначного и общепризнанного решения. Согласно наиболее распространенной точке зрения звезды возникают из гигантских газово-пылевых туманностей под действием гравитационных и электромагнитных сил.

Помимо звезд важными космическими объектами являются планеты. Они представляют собой твердые физические тела, которые по своим размерам и массе намного меньше звезд. Планеты имеют сложную внутреннюю структуру, включающую в себя ядро, литосферу (греч. lithos – камень) или твердую кору, а в ряде случаев – атмосферу и гидросферу. Звезды и планеты составляют планетные системы, одной из которых является Солнечная система. Поскольку вследствие огромных космических расстояний планетные системы других звезд ненаблюдаемы, то проблема происхождения планет рассматривается на примере Солнечной системы.

Первые гипотезы о ее происхождении были выдвинуты в разное время немецким философом Иммануилом Кантом и французским ученым Пьером Лапласом. Их предположения вошли в науку в качестве некой коллективной космогонической гипотезы Канта-Лапласа. Космогония (греч. kosmos – мир, или Вселенная и genesis – рождение, происхождение) – это наука о происхождении и эволюции как Вселенной, так и ее отдельных объектов. По гипотезе Канта-Лапласа Солнечная система образовалась из огромной газово-пылевой туманности, находившейся во вращательном движении, в результате которого в ее центре возникло сгущение, позже превратившееся в Солнце. Продолжение вращательного движения привело к образованию вокруг Солнца других сгущений, ставших впоследствии планетами.

Иную гипотезу высказал в прошлом столетии английский физик Джеймс Джинс. По его предположению Солнце некогда столкнулось с другой звездой, в результате чего из него была вырвана струя газа, которая, остывая и сгущаясь, преобразовалась со временем в планеты. Однако, колоссальные расстояния между звездами делают такое столкновение маловероятным. Кроме того, Солнечная система характеризуется упорядоченным устройством: все планеты вращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и находятся почти в одной и той же плоскости, каждая планета удалена от Солнца примерно в два раза дальше, чем предыдущая. (Последовательность расположения планет от Солнца такова: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон). Учитывая эти закономерности строения Солнечной системы, трудно предположить, что планеты являются осколками космической катастрофы.

Позже была предложена еще одна гипотеза, которую выдвинули шведский физик Ханнес Альфвен и английский физик Фред Хойл. Они утверждают, что первоначальное газовое облако, из которого образовались Солнце и планеты, было сильно ионизированным (состояло из ионов) и поэтому было подвержено влиянию электромагнитных сил. После того, как из огромного газового облака посредством концентрации (сгущения) образовалось Солнце, на очень большом расстоянии от него остались небольшие части этого облака. Гравитационная сила стала притягивать остатки газа к образовавшейся звезде – Солнцу, но его магнитное поле остановило падающий газ на различных расстояниях – как раз там, где сейчас находятся планеты. Гравитационная и магнитная силы привели к сгущению этого газа, в результате чего образовались планеты. Вообще гравитационное и электромагнитное взаимодействия по современным научным представлениям обуславливают рождение и эволюцию не только планет, но также звезд и галактик, то есть, являются основными факторами многих процессов, происходящих во Вселенной. Все высказанные идеи относительно происхождения Солнечной системы носят гипотетический характер. Назвать какую-либо из них достоверной (точной) современная наука не в состоянии. Дальнейшее исследование космогонических проблем остается делом будущего.

Помимо звезд и планет вещество Вселенной представлено также диффузной материей (лат. difusio – распространение, растекание, рассеивание). Она существует в виде разобщенных атомов и молекул, а также – гигантских облаков пыли и газа – газово-пылевых туманностей. Значительную долю материи во Вселенной занимают различные виды излучения. Следовательно космическое межзвездное пространство никоим образом не пусто.

Принимая во внимание безграничные масштабы Вселенной и бесчисленное множество заполняющих ее мегаобъектов, вполне можно предположить, что среди колоссального количества звезд могут быть звезды, подобные нашему Солнцу, которые, так же, как и оно, имеют свои спутники – планеты, некоторые из которых характеризуются наличием благоприятных для жизни условий. Таким образом, не исключено, что жизнь существует не только на планете Земля, и мы не одиноки во Вселенной. Причем вполне возможно, что жизнь в бескрайних просторах космоса может существовать как в менее развитых (вирусы и бактерии) формах, чем на Земле, так и в более совершенных, например, в качестве высокоразвитых, техногенных цивилизаций. По одной из гипотез жизнь на Земле является не следствием длительной естественной биохимической эволюции, а результатом сознательной деятельности представителей высокоразвитых цивилизаций, которые планомерно доставляют «семена» жизни на планеты с подходящими для этого условиями.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес Галактика

| КОСМОС

Сверхглубокое поле Хаббла показывает множество галактик.
Авторы и права: НАСА, ЕКА, С. Беквит (STScI) и команда HUDF.

Галактика — гравитационно связанная сущность, обычно состоящая из темной материи, газа, пыли и звезд. Галактики населяют Вселенную, в основном находясь в скоплениях и группах. Считается, что в наблюдаемой Вселенной насчитывается более 100 миллиардов галактик. Самая известная галактика — это наш Млечный Путь — и действительно, термин галактика происходит от греческого «гала», что означает «молоко».

До начала 20 века было широко распространено мнение, что Млечный Путь — единственная подобная структура во Вселенной. Примерно в середине 18 века немецкий философ Иммануал Кант предложил «островные вселенные», которые были подобны Млечному Пути и населяли Вселенную. Сэр Уильям и Кэролайн Гершель были первыми, кто систематически каталогизировал ночное небо — они составили каталог около 2500 объектов, включая «спиральные туманности», которые, по-видимому, имеют структуру, аналогичную Млечному Пути.Позже, используя самый большой телескоп своего времени, астроном-оптик лорд Россе согласился с точкой зрения Канта, основываясь на наблюдениях, которые он сделал за M51 с помощью своего самодельного 72-дюймового телескопа.

В апреле 1920 года два выдающихся ученых — Харлоу Шепли и Хибер Д. Кертис провели публичные дебаты о размерах Млечного пути и природе «туманностей». Шепли полагал, что Млечный Путь был значительно больше по размеру, чем предыдущие оценки, и что спиральные туманности были его частью. С другой стороны, Кертис полагал, что спиральные туманности на самом деле были островными Вселенными, лежащими за пределами Млечного Пути.Победителя как такового в этом «споре», который был окончательно решен в 1923 г., не было, когда молодой Эдвин Хаббл, используя соотношение периода и светимости переменных звезд-цефеид, смог определить расстояние до «туманности» Андромеды, равное примерно 750 кпк. , и что его диаметр больше, чем у Млечного Пути. Это доказывало, что Андромеда была не какой-то маленькой «спиральной туманностью» в пределах Млечного Пути, а огромной звездной системой сама по себе.

Размер и масса галактик

Большинство галактик имеют общую массу от ~ 10 7 M до 10 12 M .Их размер варьируется от нескольких килопарсеков до более ста килопарсеков в диаметре. Наш собственный Млечный Путь содержит более 100 миллиардов звезд, включая наше Солнце, а диаметр звездного диска составляет около 50 кпк. Сферическое звездное гало простирается до 100 кпк, а гало темной материи может простираться еще дальше.

Классификация галактик

Галактики классифицируются по тому, как они выглядят, или по их оптической морфологии . Первая попытка классификации «туманностей» была предпринята сэром Уильямом Гершелем и его сыном сэром Джоном Гершелем.Однако наиболее распространенной схемой классификации, используемой сегодня, является схема классификации Хаббла. Галактики можно разделить на следующие широкие категории, хотя в каждой классификации есть много подкатегорий:

Формирование и эволюция галактик

Галактики во Вселенной постоянно меняются – в результате вековой эволюции, слияний и взаимодействий. Галактики в ранней Вселенной, в которых еще не сформировались звезды, известны как «протогалактики», и эти галактики обычно содержат только темную материю и газ.Было высказано предположение, что некоторые из таких протогалактик все еще могут существовать, и на самом деле может существовать класс «темных галактик», в которых нет подходящих условий для образования звезд — эти галактики состоят исключительно из темной материи и возможно газ. Теория образования галактик активно исследуется астрономами и астрофизиками.


Формирование Галактики | StarDate Online

Одной из самых больших проблем, стоящих сегодня перед астрономами, является понимание того, как формируются галактики.

Наблюдения с помощью космического телескопа Хаббл и наземных приборов показывают, что первые галактики сформировались всего через миллиард лет после Большого взрыва, который, вероятно, произошел примерно 13–14 миллиардов лет назад.

Существуют две ведущие теории, объясняющие, как образовались первые галактики. Истина может включать в себя немного обеих идей.

Говорят, что галактики родились, когда огромные облака газа и пыли разрушились под действием собственного гравитационного притяжения, позволив сформироваться звездам.

Другой, набравший силу в последние годы, говорит, что молодая Вселенная содержала много маленьких «кусочков» материи, которые слились вместе, образуя галактики. Космический телескоп Хаббл сфотографировал множество таких скоплений, которые могут быть предшественниками современных галактик. Согласно этой теории, большинство ранних крупных галактик были спиральными. Но со временем многие спирали слились в эллиптические.

Процесс формирования галактики не остановлен. Наша Вселенная продолжает развиваться.Маленькие галактики часто поглощаются более крупными. Млечный Путь может содержать остатки нескольких более мелких галактик, которые он поглотил за время своей долгой жизни. Млечный Путь уже сейчас переваривает как минимум две небольшие галактики и может втянуть в себя другие в течение следующих нескольких миллиардов лет.

Слияния галактик

случаются довольно часто. Большая часть ярких галактик, которые мы видим сегодня, могла образоваться в результате слияния двух или более меньших галактик.

Слияния распространены, потому что Вселенная переполнена по галактической шкале расстояний.Диск Млечного Пути, например, простирается примерно на 100 000 световых лет; ближайшая крупная галактика, большая спираль в Андромеде, которая немного больше Млечного Пути, находится на расстоянии около 2,5 миллионов световых лет. Это означает, что расстояние между этими двумя галактиками примерно в 25 раз превышает размеры самих галактик. Это не оставляет большого пространства для галактик.

Галактики тоже очень массивны, поэтому их гравитация сильна. Когда вы соберете их вместе, притяжение может быть настолько сильным, что две галактики вцепятся друг в друга и не отпустят.В конце концов они сливаются, образуя единый гигантский город звезд.

Самые большие галактики — гигантские эллиптические. Они похожи на яйца или футбольные мячи. Они могут быть в 10 раз больше Млечного Пути и содержать более триллиона звезд. Такие галактики, вероятно, образовались, когда две или более спиралей, таких как Млечный Путь, слились в одну галактику.

Одним из доказательств, подтверждающих теорию слияния, является большое количество эллиптических галактик в плотных скоплениях галактик, где слияния должны быть обычным явлением.Например, два гигантских эллиптических тела возвышаются над центром плотно упакованного скопления Комы. А сердце скопления Девы содержит три гигантских эллиптических тела, каждое из которых простирается почти на миллион световых лет.

Слияние может занять от нескольких сотен миллионов до нескольких миллиардов лет. Они могут вызывать интенсивные вспышки нового звездообразования и даже создавать гигантские черные дыры.

Звезды остаются невредимыми

Галактические столкновения редко приводят к лобовым столкновениям между отдельными звездами.Даже когда две галактики сталкиваются, расстояние между звездами огромно. Тем не менее звезды могут пострадать от столкновений. Они могут быть выброшены на новые орбиты или даже выброшены из своих родительских галактик в межгалактическое пространство.

Хотя галактические столкновения редко уничтожают звезды, они часто создают их. Когда огромные облака газа и пыли в сливающихся галактиках сталкиваются друг с другом, они могут создавать тысячи или даже миллионы новых звезд.

Galaxy Демография | PhysicsCentral

Сверхглубокое поле Хаббла: экспозиция продолжительностью миллион секунд в одной из самых темных частей неба показывает первые галактики, возникшие в так называемые «темные века», время вскоре после Большого взрыва, когда первые звезды разогрели холодную темную вселенную. Этот вид на самом деле представляет собой два отдельных изображения, сделанных усовершенствованной камерой Хаббла для обзоров и камерой ближнего инфракрасного диапазона и многообъектным спектрометром.
Изображение предоставлено: НАСА, ЕКА, С. Беквит (STScI) и группа HUDF

.

Стоп, сколько звезд?!

Как выглядит Вселенная? Сколько там галактик, звезд и планет? Каково распределение звезд по возрасту? Сколько существует обитаемых планет?

Если бы только астрономы могли отправить анкету переписи в каждую галактику во вселенной!

Вместо этого для выяснения того, как выглядит Вселенная, требуется гораздо более косвенный подход — наблюдение за объектами с больших расстояний и создание моделей, описывающих эти наблюдения.По мере развития техники наблюдения совершенствуются и наши знания о Вселенной. Одно недавнее наблюдательное исследование под руководством Питера ван Доккума (Йель) и Чарли Конроя (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики) показывает, что звезд может быть в три раза больше, чем считалось ранее!

В ходе исследования астрономы изучили свет, исходящий от восьми близлежащих галактик, чтобы определить, как количество звезд с малой массой соотносится с количеством звезд с большой массой. Они специально смотрели на эллиптические галактики, которые выглядят как большие гладкие выпуклости в отличие от дисковой структуры спиральных галактик.30 кг (примерно в 333 000 раз больше массы Земли). Звезды с малой массой, которые искали астрономы, имеют массу менее 1/3 массы Солнца. Эти звезды, известные как красных карликов из-за их размера и цвета, представляют собой холодные тусклые звезды, из-за чего их трудно наблюдать, если они не находятся очень близко. Красные карлики — самый распространенный тип звезд во Вселенной.


L: Это изображение эллиптической галактики NGC 1132 и окружающей ее области объединяет данные рентгеновской обсерватории НАСА Чандра и космического телескопа Хаббл.Синий/фиолетовый цвет на изображении — это рентгеновское свечение горячего рассеянного газа, обнаруженное Чандрой. Данные Хаббла показывают гигантскую эллиптическую галактику на переднем плане, а также многочисленные карликовые галактики по соседству и множество гораздо более далеких галактик на заднем плане.
Изображение предоставлено: Рентген: NASA/CXC/Penn State/G. Гармир; Оптический: NASA/ESA/STScI/M. West

R: составное изображение спиральной галактики Мессье 81, полученное космическими телескопами НАСА Spitzer и Hubble и космическим аппаратом NASA Galaxy Evolution Explorer. Она расположена на расстоянии около 12 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы и является одной из самых ярких галактик, которые можно увидеть с Земли в телескопы.
Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA

Поскольку астрономы используют свои наблюдения в качестве основы для создания моделей, объясняющих, как Вселенная развивалась с течением времени, изменение количества и типов звезд в каждом типе галактик может оказать большое влияние на наше понимание истории. Вселенной. Красные карлики трудно наблюдать, поэтому ранее ученые предполагали, что в эллиптических галактиках такое же соотношение красных карликов и звезд, как Солнце (100:1), как и в спиральных галактиках, таких как наша. Однако это новое исследование показывает, что в эллиптических галактиках может быть в десять раз больше красных карликов, чем предполагали астрономы!

Как астрономы наблюдали красные карлики?

Телескопы-близнецы Кека делают последние снимки космоса, когда солнце начинает восходить над Мауна-Кеа.
Изображение предоставлено Риком Петерсоном/WMKO

Методы наблюдений, которые используют астрономы, значительно улучшились с тех пор, как Галилео Галилей 400 лет назад направил примитивный телескоп на небо.Сегодня астрономы используют всевозможные сложные инструменты для захвата отдельных фотонов, исходящих из самых темных участков неба. Для этого исследования астрономы использовали специально модифицированный спектрометр, прикрепленный к одному из 10-метровых 300-тонных телескопов в обсерватории Кека, расположенной на Мауна-Кеа на Гавайях. Спектрометр — это устройство, которое анализирует свет и выводит информацию об интенсивности света на разных длинах волн.

Спектрометры часто используются в астрономии. Когда свет от объекта, на который направлен телескоп, проходит через спектрометр, спектрометр создает график зависимости длины волны от интенсивности (яркости) объекта.Это ценная информация, потому что разные материалы излучают и отражают свет с разной длиной волны в разной степени. Результирующий световой спектр дает уникальную информацию об источнике света и типах материалов, через которые свет прошел, прежде чем попасть в спектрометр.

Например, на рис. 1 показан спектр галактики IRAS F00183-7111. Пики и впадины на графике указывают на присутствие различных видов материалов, как показано на графике.

Как водяной лед и неоновый газ, свет, исходящий от красного карлика, имеет свою собственную спектральную характеристику. Хотя красные карлики — тусклые звезды, астрономы рассудили, что если бы их было достаточно в эллиптической галактике, они бы проявились в световом спектре галактики. Затем, основываясь на яркости, ученые смогли оценить, сколько красных карликов было в галактике. Их метод сработал — и они обнаружили, что вместо примерно 100 красных карликов на каждую солнцеподобную звезду их приходится 1000! Около трети галактик во Вселенной являются эллиптическими галактиками, а это означает, что звезд может быть в три раза больше, чем предполагалось ранее.

Рисунок 1: Спектр слабой галактики IRAS F00183-7111, полученный с помощью инфракрасного спектрографа космического телескопа Спитцер.
Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech

.

И что?

Обладая более точной информацией о Вселенной, мы можем создавать еще более совершенные модели. Эти модели чрезвычайно полезны, помогая нам понять, как развивалась Вселенная и что, вероятно, произойдет в будущем. Хотя люди изучают небо миллионы лет, остаются некоторые БОЛЬШИЕ вопросы:
  • Что такое темная материя?
  • Есть ли жизнь где-нибудь еще во Вселенной?
  • Сколько существует планет, похожих на Землю, и пригодны ли они для жизни?

Присутствие этих дополнительных красных карликов может дать ответ на эти вопросы. Следите за обновлениями!

Для получения дополнительной информации см.…

Типы звезд , Sloan Digital Sky Survey

классификация галактики , обзор неба Слоан цифров

Может ли жизнь процветать вокруг красного карлика? Майкл Ширбер, журнал Astrobiology Magazine

Вселенная мыслит мало (пресс-релиз), Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики

Журнальная статья в Nature , сообщающая об этих результатах (требуется подписка или оплата)

arXiv Электронная распечатка журнальной статьи с объявлением этих результатов (бесплатно)

Обсерватория Кека

Созвездия, галактики и Вселенная

*Миллиарды галактик составляют Вселенную, которая, согласно модели Большого взрыва, образовалась между 10 и 20 миллиардами лет назад.

После сегодняшней лекции вы должны уметь:

-Рассказывать, что такое галактика, и описывать различные типы галактик.

-Объясните происхождение Вселенной в соответствии с моделью большого взрыва.

A) Галактики

Галактика = совокупность звезд, планет, газов, пыли и спутников (спутников)

  • Объекты внутри галактики движутся в пространстве вместе как единое целое.
  • Удерживается под действием силы тяжести.
  • Во Вселенной не менее 1 миллиарда галактик.(Может быть 50-100 миллиардов!)
  • Каждая галактика состоит из миллиардов звезд, которые, в свою очередь, составляют большую часть видимой массы Вселенной!
  • Почти каждый свет, который вы видите в ночном небе, находится в галактике Млечный Путь, галактике, в которой мы живем!
    • Наше Солнце всего лишь 1 звезда среди миллиардов!
    • Наша солнечная система расположена на краю галактики, ее площадь составляет 100 000 лит-лет!
  • Северное полушарие = см. Галактика Андромеды (на расстоянии 2 миллиона световых лет)
  • Южное полушарие = см. Магеллановы облака

— 2 наших ближайших галактических соседа; Можно увидеть без телескопа.

B) Типы галактик

  • Классифицируются по форме.
  1. 1. Эллиптические галактики = имеют форму сплющенного футбольного мяча
  • Большинство из них не вращаются (вращаются)
  • Содержат меньше материала и больше 39 могут быть старше 901.

2. Спиральные галактики = имеют форму плоского диска с выпуклостью в центре

  • Длинные скрученные рукава, которые вращаются вокруг центра, как вертушка
  • Обычно содержат большое количество газа и пыли
  • Ex .- Галактика Млечный Путь

3. Спиральные галактики с перемычкой = рукава прикреплены к форме прямой перемычки

  • Перемычка намного ярче, чем рукава

4. Неправильные галактики = сильно различаются по размеру и размеру. форма

  • Наименее распространенный тип галактики
  • Ex.- Магеллановы Облака

C) Другие звездные группы

  • Местные группы звезд

    • )
    • Star Cluster = районы, где многие звезды близко друг к другу 9 8 Pleiadez = группировка 7 звезд (осень / зима)
    • 8 двоичная звезда = пару звезд
      • Более многочисленные, чем одиночные звезды.

D) Созвездия

  • Звезды, которые выглядят как узоры, если смотреть с Земли.(Продукт человеческого воображения!)
  • Большой Ковш (Большая Медведица), Орион и т. д.
  • Всего 88 созвездий
  • Помогите составить картину ночного неба и расскажите о временах года.

E) Расширение Вселенной

  • Теория Большого Взрыва = Как началась Вселенная; Возникло 10-20 миллиардов лет назад.
    • Вся материя во вселенной была упакована в гигантскую сферу H.
    • Она взорвалась, разбросав материю и газы наружу.
    • По мере остывания материи сила гравитации стягивала частицы вместе, образуя галактики, звезды и т. д.
    • Основные доказательства, подтверждающие это = Большинство галактик удаляются друг от друга (красное смещение)!

2. Откуда ученые знают, что Вселенная расширяется?

Эффект Доплера = видимое изменение длины волны в зависимости от положения объекта более короткая длина волны ( синее смещение

Автор: Уильям Андерсон (редакционная группа Schoolworkhelper)
https://schoolworkhelper.net/

Репетитор и писатель-фрилансер. Учитель естественных наук и любитель сочинений. Последняя рецензия статьи: 2020 | Институт Святой Розмари © 2010-2021 | Creative Commons 4.0

Наша Галактика Млечный Путь достаточно велика, чтобы вместить 100 миллиардов планет

Если у вас есть возможность отправиться на ночлег в такие места, как Национальный парк Арки в США, Бодмин-Мур в Великобритании или любое другое сертифицированные Международные парки темного неба, вы не скучаете по ним, потому что в обоих этих местах вы можете стать свидетелем одного из самых захватывающих зрелищ в ночном небе? Эти районы предлагают уникальную возможность (если позволяет погода) увидеть туманную молочную полосу на небе, которая выглядит как большое облако, из которого исходит яркий свет. Эта молочная полоса на небе — Галактика Млечный Путь, в которой находятся миллиарды солнечных систем, включая нашу.

На самом деле все звезды, которые мы можем увидеть на небе невооруженным глазом, являются частью Млечного Пути. Название Млечный Путь является переводом латинского через lactea , что происходит от греческого термина galaxias kyklos , что буквально означает млечный круг. Раскинувшись на 100 000 световых лет в космосе, Млечный Путь хранит в себе несколько загадок нашей Вселенной.

Что такое галактика?

Источник: spirit111/Pixabay

Прежде чем углубиться в Млечный Путь, важно понять концепцию галактики. В 1600-х годах французский астроном Шарль Мессье первым идентифицировал и каталогизировал галактики, но в то время он не знал, что это такое. Вплоть до XIX века галактики обычно называли спиральными туманностями. Астроном Эдвин Хаббл в 1923 году впервые понял, что спиральная туманность Андромеды на самом деле является галактикой, а Млечный Путь — лишь одной из многих галактик во Вселенной.

Сегодня хорошо известно, что галактики на самом деле представляют собой огромные космические объекты (и больше, чем туманности), состоящие из миллионов и миллиардов звезд, удерживаемых вместе гравитацией. Большая часть галактики представляет собой пустое пространство со средним расстоянием между звездами в пять световых лет. Галактики сильно различаются по размеру, форме и массе, но имеют тенденцию принимать некоторые основные формы, такие как спираль, спираль с перемычкой, эллиптическая и т. д. Большинству галактик миллиарды лет, хотя их точный возраст определить трудно.Кроме того, почти в каждой галактике есть черная дыра в центре.

Понимание нашей галактики Млечный Путь

Млечный Путь — это гигантская спиральная галактика с перемычкой, что означает, что она по большей части плоская и имеет несколько рукавов, выходящих из центральной полосы звезд. Очень правильный вопрос: как мы узнаем ее форму, если находимся внутри галактики. Радиоастроном доктор Аластер Ганн объясняет, что, хотя мы не можем видеть его спиральную форму, у нас есть достаточно подсказок, указывающих на эту форму.

Первая подсказка заключается в том, что существует высокая концентрация звезд вдоль одной плоскости, которая напоминает дискообразную форму, если смотреть с ее края.Концентрация еще выше в созвездии Стрельца, что делает его похожим на центральную выпуклость, которая есть в других галактиках. Вторая подсказка заключается в том, что звезды галактики следуют схеме вращательного движения, подобной той, что наблюдается в спиральных галактиках.

Третья и наиболее убедительная подсказка заключается в том, что при измерении расстояний до этих звезд выяснилось, что они явно сконцентрированы вдоль рукавов спирали. Трудно определить, сколько звезд в Млечном Пути, и исследователи используют разные модели для оценки этого значения.Это включает в себя либо подсчет количества звезд в небольшом пятне, а затем его экстраполяцию, либо оценку массы галактики, а затем оценку того, сколько звезд потребуется, чтобы составить такую ​​массу.

Ответы различаются в зависимости от того, что считается средней массой звезды, но обычно это число находится в диапазоне от 100 до 400 миллиардов звезд. До тех пор, пока Эдвин Хаббл не объявил в 1924 году, что спиральная туманность Андромеды на самом деле является галактикой, астрономы считали, что Млечный Путь охватывает всю Вселенную.

Рядом с Млечным Путем находится множество малых галактик, но Андромеда (также называемая Мессье31 или М31) является ближайшей к Млечному Пути крупной галактикой. Подобно тому, как вокруг нашего Солнца вращаются планеты, обе эти галактики имеют множество галактик-спутников, вращающихся вокруг них. И галактики, и их галактики-спутники являются частью коллекции галактик под названием «Местная группа».

Все галактики Местной группы расположены в пределах примерно 5 миллионов световых лет от нас. В Местную группу входят не только Млечный Путь и Андромеда, но и меньшая по размеру галактика Треугольника и 50 или около того меньших карликовых галактик.

Однако это не конец, так как было обнаружено, что Местная группа является частью гигантского сверхскопления галактик, известного как Сверхскопление Девы, в котором насчитывается не менее 100 таких групп и скоплений галактик, и его размеры примерно в 10 раз больше диаметра. из Местной группы.

Давайте рассмотрим еще несколько интересных фактов о Млечном Пути:

Млечный Путь на самом деле не плоский

Деформация в спиральной галактике под названием ESO 510-613. Источник: NASA and The Hubble Heritage Team/Wikimedia Commons

Млечный Путь, похожий на плоский диск, является чрезмерным упрощением.С середины 20-го века исследователи знали, что Млечный Путь искривлен, подобно картофельным чипсам Pringles, и последующие исследования показали, что эта особенность галактического искривления характерна для других спиральных галактик.

Более того, другое исследование, опубликованное в журнале Nature, предполагает, что это явление Млечного Пути может быть вызвано галактиками-спутниками, а именно большими и малыми Магеллановыми облаками — двумя карликовыми галактиками, которые, как считается, вращаются вокруг Млечного Пути. Они утверждают, что эти две карликовые галактики могут притягивать темную материю в нашей галактике, создавая след, который усиливает их гравитационное влияние на диск и вызывает искривление.

Наш Млечный Путь — каннибал

Слияния галактик — обычное дело, и исследования показывают, что от 5 до 25% галактик фактически подвергаются слиянию в любой момент времени. Млечный Путь является продуктом прошлых слияний, и через миллиарды лет Млечный Путь сольется с Галактикой Андромеды, в конечном итоге сформировав одну большую галактику.

Изучая данные, полученные от Gaia Европейского космического агентства (Глобальный астрометрический интерферометр для астрофизики), ученые обнаружили, что в Млечном Пути есть два различных набора звезд.Один набор состоит из «более красных звезд», которые, как считается, образовались в более крупной, богатой металлами галактике («металл» в астрономических терминах относится к любым химическим элементам, более тяжелым, чем водород или гелий), а другой набор — «более голубым». звезды», которые могли появиться из меньшей по размеру галактики с низким содержанием металлов.

Эти данные свидетельствуют о том, что нынешний Млечный Путь сформировался, когда он поглотил меньшую галактику, называемую Гайя-Энцелад. Даже в настоящее время Млечный Путь притягивает звезды из карликовой сфероидальной галактики Большого Пса и карликовой сфероидальной галактики Стрельца, которые являются ближайшими и вторыми ближайшими галактиками к Млечному Пути соответственно.Далее на его тарелке располагаются большое и малое Магеллановы облака.

Наша галактика состоит из загадочных космических пузырей

Гамма-пузырь найден в центре Млечного Пути. Источник: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Wikimedia Commons

Космический гамма-телескоп Fermi был запущен в космос в июне 2008 года для проведения гамма-наблюдений. В 2010 году наблюдения с помощью телескопа помогли обнаружить ранее неизвестные гигантские сферические структуры из газа и магнитных полей, исходящие из центра Млечного Пути.Эти структуры простирались на 25 000 световых лет выше и ниже плоскости галактики и были названы Пузырями Ферми.

Исследование, опубликованное в Университете Китайской академии наук, предполагает, что эти пузыри могли образоваться из огромного количества энергии, выделяемой Стрельцом A*, черной дырой в центре галактики.

Астрономы предполагают, что нашей Вселенной 14 миллиардов лет, тогда как Млечный Путь существует около 13,6 миллиардов лет, что делает его одной из старейших галактик нашей вселенной.Млечный Путь, где находятся миллиарды звезд и планет, также всегда находится в движении, двигаясь со скоростью примерно 130 миль в секунду. Однако, несмотря на то, что он такой обширный и хранит так много загадок, наше понимание его происхождения и состава постоянно увеличивается.

Галактика Млечный Путь: 200 миллиардов звезд и наша Солнечная система

Земля находится в галактике Млечный Путь. Это дом для более чем 200 миллиардов звезд, наша — Солнце.

Млечный Путь представляет собой не только огромное скопление звезд, но и планеты, астероиды, метеоры, кометы и другие солнечные остатки.

Большинство звезд находится в центре галактики, лишь немногие — на внешних краях. Сверхмассивная черная дыра находится в центре галактики.

В большом масштабе Вселенная содержит гигантскую коллекцию галактик, таких как Млечный Путь. Мы знаем это, потому что наблюдаем за ними с помощью телескопа Хаббл. Галактики, подобные Млечному Пути, вращаются вокруг какой-то точки в космосе, где, вероятно, произошел Большой взрыв.

Какой формы галактика Млечный Путь?

Галактики плоские, потому что объекты, которые вращаются, выравниваются при вращательном доступе.Например, Земля длиннее на оси экватора из-за ее вращения. Точно так же большинство галактик имеют форму диска.

Основываясь на их внешнем виде, Эдвин Хаббл разработал схему классификации галактик. Три класса галактик:

  • Эллиптические тренажеры
  • Лентикуляры
  • Спирали

По часовой стрелке вся галактика вращается как спиральная галактика с перемычкой . Млечный Путь представляет собой сплющенный диск со спиральными рукавами.Этот диск содержит пыль, звезды и газ, вращающиеся вокруг центральной точки.

Согласно схеме классификации галактик Хаббла, Млечный Путь представляет собой спиральную галактику с перемычкой SBc. Это означает, что он находится на полпути между SBb и SBc.

Кто наши соседние галактики?

Мы знаем, что ближайшей соседней звездой является Альфа Центавра (Ригиль Кентавр)

ГАЛАКТИКА АНДРОМЕДА: Но ближайшей к нам галактикой является галактика Андромеды. В этой спиральной галактике содержится около 1 триллиона звезд.

Таким образом, это более чем вдвое или даже втрое больше звезд по сравнению с Млечным Путем.

Эта галактика находится на резком столкновении с Землей из-за ее гравитационного притяжения. Но не нужно паниковать, потому что этого не произойдет еще 4 миллиарда лет.

Есть ли в Млечном Пути другие обитаемые планеты?

К счастью для нас, Земля находится в зоне Златовласки. Это означает, что он находится в пределах диапазона, в котором может сохраняться жидкая вода.

Другими словами, поскольку Земля получает большую часть солнечных лучей, эти условия «как раз подходят» для поддержания воды и форм жизни. Даже здесь, в нашей галактике Млечный Путь, по крайней мере 10 обитаемых планет находятся в зоне Златовласки.

Двойник Земли

может находиться в соседней звездной системе Альфа Центавра. Это означает, что всего в нескольких световых годах от нас есть проблеск надежды на существование другой жизни.

Галактика Млечный Путь

Земля расположена в галактике Млечный Путь, в которой насчитывается около 200 миллиардов звезд. Наше Солнце — одна из этих многих звезд, и оно включает в себя и нашу Солнечную систему.

Хотите изучить космос и не только? Взгляните на некоторые из этих онлайн-курсов, предлагаемых университетами, которые помогут вам достичь целей в области образования.

Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии о галактике Млечный Путь, не стесняйтесь, дайте нам знать, что у вас на уме. Мы были бы рады получить известия от вас!

Происхождение Вселенной, Земли и жизни

 

Важный новый путь исследований открылся с открытием того, что определенные молекулы состоящие из РНК, называемые рибозимами, могут действовать как катализаторы в современных клетках. Это Ранее считалось, что только белки могут служить катализаторы, необходимые для выполнения определенных биохимических функций.Таким образом, в раннем добиотическом мире молекулы РНК могли быть «автокаталитические», то есть они могли хорошо воспроизвести себя до того, как появились белковые катализаторы (называемые ферментами). Лаборатория эксперименты показывают, что репликация автокаталитических молекул РНК претерпевают спонтанные изменения и что варианты молекул РНК с в них преобладает наибольшая автокаталитическая активность. среды. Некоторые ученые склоняются к гипотезе о том, что ранний «мир РНК», и они проверяют модели, которые ведут от РНК к синтез простых молекул ДНК и белков.Эти сборки из молекулы в конечном итоге могли быть упакованы внутри мембран, таким образом составляют «протоклетки» — ранние версии очень простых клеток.

Для тех, кто изучая происхождение жизни, вопрос уже не в том, является ли жизнь могли возникнуть в результате химических процессов с участием небиологических компоненты. Вместо этого возник вопрос, какой из многих путей можно было бы следовать, чтобы произвести первые клетки.

Сможем ли мы когда-нибудь определить путь химической эволюции, приведший к возникновению жизнь на Земле? Ученые планируют эксперименты и размышляют о том, как ранняя Земля могла быть гостеприимным местом для разделение молекул на единицы, которые могли быть первыми живыми системы.Недавнее предположение включает в себя возможность того, что первый живые клетки могли возникнуть на Марсе, засеяв Землю через многочисленные метеориты, которые, как известно, путешествуют с Марса на нашу планету.

Конечно, даже если живая клетка должна была быть получена в лаборатории, это не доказывало бы, что Природа пошла по тому же пути миллиарды лет назад. Но это задача науки — дать правдоподобные естественные объяснения явления. Изучение происхождения жизни является очень активным исследованием области, в которой достигнут важный прогресс, хотя консенсус среди ученых заключается в том, что ни одна из нынешних гипотез до сих пор не было подтверждено. История науки показывает, что, казалось бы, неразрешимая проблемы, подобные этой, могут стать поддающимися решению позже, как результат достижений в теории, приборостроении или открытия новых факты.

Креационистские взгляды на происхождение Вселенной, Земли и Жизнь

Многие религиозные люди, включая многих ученых, считают, что Бог создал вселенную и различные процессы, движущие физическую и биологическую эволюцию, и что эти процессы затем привели к созданию галактик, нашей солнечной систему и жизнь на Земле.Это убеждение, которое иногда называют «теистическая эволюция» не противоречит научной объяснения эволюции. Действительно, он отражает замечательное и вдохновляющий характер физической вселенной, открытый космологией, палеонтология, молекулярная биология и многие другие научные дисциплины.

Сторонники «креационная наука» придерживается различных точек зрения. Некоторые утверждают, что Земля и Вселенная относительно молода, возможно, всего от 6000 до 10 000 лет. лет. Эти люди часто считают, что настоящее физическое форму Земли можно объяснить «катастрофизмом», в том числе всемирным потоп, и что все живые существа (включая людей) были созданы чудесным образом, по сути, в тех формах, в которых мы их сейчас находим.

Другие сторонники наука о сотворении готова признать, что Земля, планеты и звезды могли существовать миллионы лет. Но они утверждают, что различные виды организмов, и особенно человек, могли появиться только о со сверхъестественным вмешательством, потому что они показывают «разумные дизайн.»

В этом буклете оба эти виды «Молодой Земли» и «Старой Земли» называются «креационизм» или «особое творение».

Нет действительных научные данные или расчеты, подтверждающие веру в то, что Земля был создан всего несколько тысяч лет назад.В этом документе обобщены огромное количество свидетельств великого возраста Вселенной, наше галактика, Солнечная система и Земля из астрономии, астрофизики, ядерная физика, геология, геохимия и геофизика. Независимый научные методы последовательно определяют возраст Земли и Солнца. системе около 5 миллиардов лет, и возраст нашей галактики и Вселенной в два-три раза больше. Эти выводы делают происхождение Вселенной в целом понятно, придают согласованность многим различных отраслей науки и формируют основные выводы замечательный свод знаний о происхождении и поведении Физический мир.

И нет никакого доказательство того, что вся геологическая летопись с ее упорядоченной последовательностью ископаемых, является продуктом одного всемирного потопа, который произошел несколько тысяч лет назад, длилась немногим дольше года и охватывала самые высокие горы на глубину до нескольких метров. Напротив, приливно-отливные и наземные отложения демонстрируют, что в незарегистрированное время в прошлом вся планета была под водой. Более того, всеобщее наводнение достаточной величины для образования осадочных пород видимые сегодня, которые вместе имеют многокилометровую толщину, потребовали бы объем воды намного больше, чем когда-либо существовало на Земле и в по крайней мере, с момента образования первой известной твердой коры около 4 млрд. много лет назад.Вера в то, что отложения Земли с их окаменелостями были отложенных в упорядоченной последовательности в течение года, бросает вызов всем геологическим наблюдения и физические принципы, касающиеся скоростей седиментации и возможное количество взвешенных твердых частиц.

У геологов есть построили подробную историю отложения наносов, которая связывает отдельных тел горных пород в земной коре до конкретных средах и процессах. Если бы геологи-нефтяники могли найти больше нефти и газ, интерпретируя записи осадочных пород как имеющие возникшие в результате одного потопа, они, безусловно, поддержали бы идею такой флуд, а их нет.Вместо этого эти практики соглашаются с академическими геологами о природе условий осадконакопления и геологическое время. Геологи-нефтяники были пионерами в распознавание ископаемых месторождений, которые формировались в течение миллионов лет в таких средах, как извилистые реки, дельты, песчаный барьер пляжи и коралловые рифы.

Пример нефтяная геология демонстрирует одну из самых сильных сторон науки.