Про економіку, Всесвіт та інше…продовження

Перегляди: 683

Короткі відомості про загально відомі поняття, а саме - Новая страница в науке о строение Вселенной

 

ЧТО ТАКОЕ КОСМОЛОГИЯ?

Современная астрономия изучает внутреннее устройство и законы развития различных небесных тел и. звездных систем. Трудно вообразить себе огромные цифры, которые вы¬ражают расстояние от Земли до звезд нашей Галактики. А ведь чис¬ла, относящиеся к другим галакти¬кам, состоящим из многих милли¬ардов звезд и рассеянных по всему мировому пространству, еще во мно¬го раз больше. И, несмотря на это, астрономия накопила уже много сведений об этих далеких звездах.

Но одно дело — исследовать от¬дельные небесные тела, а другое дело — изучать свойства всей сово¬купности небесных тел, причем не только тех, которые мы в состоянии наблюдать теперь, при существую¬щем развитии техники (телескопов, радиотелескопов и т. д.), но и тех, которые мы будем наблюдать ко¬гда-нибудь позднее, с помощью еще более мощных средств изучения глубин Вселенной. Космология — это как раз тот раздел астрономии, который занимается изучением ми-ра небесных тел в целом.

Наш повседневный опыт убежда¬ет нас в том, что соединение, скоп¬ление большого числа одинаковых предметов приобретает какие-то новые свойства.

Даже самые простые примеры убеждают нас в правильности этой мысли. Если мы сложим вместе большое число песчинок, то у нас получится куча или кучка. У кучи песка имеются свои собственные свойства, например, крутизна скло¬на, способность пропускать воду, сохранять внутреннее тепло.

Множество деревьев образуют лес, который тоже обладает новыми свойствами, характерными именно для него, леса. Читатель, наверное, сам без труда может придумать еще много аналогичных примеров, иллюстрирующих мысль, что всякий коллектив обладает своими специ¬фическими свойствами.

Неудивительно поэтому, что и астрономы уже довольно долго, бо¬лее 200 лет, наряду с изучением свойств отдельных небесных тел стремятся изучить свойства Вселен¬ной в целом. Именно так зароди¬лась в середине XVIII века новая наука — космология.

2. ПАРАДОКС ОЛЬБЕРСА

В первой половине XIX века бла¬годаря трудам двух великих астро¬номов: англичанина — Вильяма Гершеля и русского — Василия Яковлевича Струве — началось изуче¬ние окружающего нас мира звезд. Началось развитие той, ставшей ныне обширной, ветви астрономиче¬ской науки, которая носит название звездной астрономии.

Было выяснено, что окружающие нас звезды образуют в своей сово¬купности огромное плоское скопле¬ние, по своей форме напоминающее жернов. В состав этой звездной си¬стемы входит и наше Солнце со все¬ми планетами, теперь мы называем ее Галактикой.

Но тогда возник сразу же вопрос: «А дальше что?». Как распределя¬ются звезды во всей остальной, бес¬конечной Вселенной?

И вот один немецкий врач из го¬рода Бремена, который в то же вре¬мя стал очень известным астроно¬мом, обратил внимание на одно об¬стоятельство, которое долгое время оставалось необъяснимым и которое впоследствии вошло в историю аст-рономии под названием «парадокс Ольберса». Именно Ольберс дока¬зал, что Вселенная не может быть равномерно заполненной звездами независимо от того, как мала звезд¬ная плотность, то есть как мало приходится звезд на каждую едини¬цу объема.

Этот врач-астроном задумался над вопросом: что же находится за пределами нашей Галактики? Без¬условно, вне Галактики должны находиться звезды, иначе кругом была бы пустыня. Это было бы все равно, как если бы все население Земли сосредоточилось в одном го¬роде, например, в Ленинграде, а вся остальная часть земной поверхности осталась совершенно безлюдной. Естественно, что плотность насе¬ления вне городов гораздо мень¬ше, но тем не менее оно суще¬ствует.

В вопросе о населении Земли все обстоит совершенно просто. Но ока¬залось, что в вопросе о населен¬ности Вселенной звездами дело об¬стоит гораздо сложнее.

Вселенная имеет бесконечные размеры. Раздумывая над этим во¬просом, Ольберс пришел к неожи¬данному выводу, что пространство вне Галактики не может быть насе¬лено звездами.

Доводы Ольберса были довольно простыми. Он рассуждал примерно так: допустим, что плотность звезд¬ного населения вне Галактики очень малая, во много раз меньше плот¬ности звезд внутри самой Галакти¬ки, теперь опишем мысленно вокруг Галактики очень большую сферу— так, чтобы число внешних по отно¬шению к Галактике звезд стало во много раз больше, чем звезд, при¬надлежащих самой Галактике. До¬пустим, что радиус такой сферы равен какому-то очень большому числу R. Этим мы как бы сбрасы¬ваем со счета звезды, находящиеся внутри Галактики.

Поскольку Вселенная бесконечна, то мы можем радиус Я увеличивать во сколько угодно раз. При этом число звезд внутри сферы будет увеличиваться пропорциональ¬но третьей степени R1.

В то же время площади маленьких ярких кружочков, в виде которых вырисовываются на небе отдельные звёзды, будут уменьшаться, но пропорционально только второй степени R2. Поэтому, как легко убедится, сумма поверхности всех R будет возрастать пропорционально первой степени R, ибо площадь каждого кружка убывает как 1/R2, но за счёт возрастания числа звёзд оно унижается на R3. 

Итак, чем больше мы возьмем ра¬диус сферы R, тем больше будет суммарная площадь, покрытая на небе яркими кружочками звезд. Яс¬ное дело, что стоит только взять R достаточно большим, и звездные кружочки покроют все небо. Они бы перекрыли его с избытком, но этот избыток уничтожился бы за счет того, что более близкие звез¬ды заслонили бы более удаленные.

Итак, выходит, что если прост¬ранство вне Галактики населено звездами, то все небо должно было бы сплошь, без всяких, даже самых малых, промежутков, быть покрыто звездами. Иначе говоря, каждая точка на небе должна была бы све¬тить так же ярко, как светит точка на поверхности звезд. Но ведь каж¬дая звезда — это такое же яркое светило, как наше Солнце, если еще не ярче! Поэтому все небо над на¬шей головой всегда сияло бы осле¬пительным светом. Само Солнце …

Этих два новых факта: 1) ставшее уже знаменитым «красное смещение» в спектрах галактик и 2) недавно открытое «реликтовое радиоизлучение». 

Коротко говоря, «красное смещение» означает, что галактики разбегаются друг от друга во все стороны, в частности, прочь от нашей Галактики, со скоростями, которые, во-первых, пропорциональны расстояниям до них (закон Хабла), а во-вторых, по величине приближаются к максимально возможной в природе скорости – скорости света.

«Реликтовое излучение» (РИ) – это тепловое излучение, приблизительно – 270 градусов по Цельсию, не имеет никакого конкретного источника. Оно идёт к нам совершенно равномерно со всех сторон. Не существует в физике известных источников сил, способных разогнать миллиарды галактик до таких скоростей. Поэтому приходится допустить, что законы мега галактики таковы, что вся материя в ней расширяется. Это часто имеют в виду, когда говорят о расширении Вселенной. 

Но если Вселенная расширяется, то раньше, несколько миллиардов лет тому назад, занимала неизмеримо меньший объем. Какие тогда были законы движения и строения вещества? Об этом мы пока можем лишь догадываться. Но что касается РИ, то можем сказать, что его плотность тогда была неизмеримо большей, чем в настоящее время, а температура должна была бы измеряться миллиардами градусов. Средняя плотность вещества должна была бы доходить до 10 тонн на один кубический сантиметр! 

Все эти очень приблизительные оценки служат нам для того, чтобы показать всю грандиозность тех проблем, которые стоят в данное время перед космологией. Нужно сказать, что в этой области, как и во многих других, отечественные учёные играют передовую ведущую роль. Имена академиков В.А. Амбарцумяна, В.А. Гинзбурга, Я.Б. Зельдовича и других учёных широко известны во всем мире. И успех их работы обеспечен тем, что в своих исследованиях они руководствуются новейшими достижениями мировой науки.

Профессор К. Огородников  

Какова структура Вселенной?

Изучение скоплений и сверхскоплений галактик позволяет создать модель Вселенной в большом масштабе, то есть определить, как распределяется материя внутри очень большого пространства. В этом смысле самый значительный результат, полученный космологией за последние 50 лет, заключается в том, что Вселенная, похоже, состоит из больших полых пузырей, пересекающихся друг с другом, в результате чего они напоминают губку. В таком контексте скопления и сверхскопления галактик распределяются по стенкам пузырей, образуя волокнистые структуры длиной в десятки миллионов световых лет. Эти пузыри представляют собой полости, содержащие темную материю. Изучение динамики движения галактик (их взаимного удаления, вызванного расширением Вселенной) показало, что в направлении созвездия Стрельца, видимо, существует огромная концентрация материи, так называемая великая точка притяжения, которая своей гравитацией притягивает даже Местное сверхскопление галактик.

Что за стрела взлетела на небо в виде одноименного созвездия? 

Указанное созвездие олицетворяет стрелу, с помощью которой Геракл освободил титана Прометея. Древнегреческий миф гласит, что Прометей похитил у богов огня и отдал его людям. За эту кражу Зевс наказал титана, приковав цепями к кавказской горе. Днем прилетал орел и клевал ему печень, которая за ночь восстанавливалась. Страдания Прометея могли длиться вечно. Поразив стрелой орла, Геракл положил конец этой пытке.

 

                                           Почему на Меркурии нет времен года?

Ось собственного вращения Меркурия почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, а потому на нем не существует времен года в том смысле, который мы вкладываем в это понятие на Земле. Солнечные лучи падают на полярные области планеты почти горизонтально, и в них царит вечная зима (полной темноты на полюсах нет только потому, что Солнце значительно больше Меркурия). Результаты исследований Меркурия позволяют предположить, что на полюсах этой ближайшей к нашему раскаленному светилу планеты имеются ледники (ледниковый слой может достигать двух метров и покрыт слоем пыли).  

Что такое год?

Год – это интервал времени, за который наша планета полностью обходит свою орбиту вокруг Солнца. Продолжительность года различается в зависимости от того, берется за точку отсчета при его измерении бесконечно далекая звезда или Солнце. В первом случае определяется промежуток времени, в течение которого Солнце совершает свой видимый годичный путь по небесной сфере относительно звезд. Такой год называется звездным (сидерическим), а его продолжительность составляет 365 суток 6 часов 9 минут и 10 секунд. Но если измерить промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия (период, в течение которого на Земле происходит смена времен года – весны, лета, осени и зимы), то получим продолжительность солнечного (тропического) года, которая составляет 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Различие между звездным и солнечным годом связано с тем, что из-за прецессии точек равноденствия каждый год дни равноденствий (а также солнцестояний) наступают «раньше» приблизительно на 20 минут по сравнению с предыдущим годом. Таким образом, Земля обходит свою орбиту чуть быстрее, чем Солнце в его видимом движении через звезды возвращается в точку весеннего равноденствия. В обыденной жизни мы пользуемся не звездным и не солнечным, а календарным годом, составляющим 365 суток для простых годов и 366 для високосных.

 

 Что такое сулой?

  Сулой – это вид волнения на море, при котором морская поверхность становится похожей на поверхность кипящей воды, что обусловлено сочетанием волновых и вихревых движений водной массы. Сулой возникает в результате резкого изменения скорости течения (особенно приливного). Это происходит при выходе течения из узкого места, при повороте (из – за мыса) или при встрече двух потоков, в том числе водного с воздушным (при сильном ветре, дующем против хорошо выраженного течения). Чаще всего сулой наблюдается в проливах и устьях рек. Волны в сулое крутые, в некоторых районах (например, у побережья арктических морей в районе губ или заливов, в которые впадают мощные реки) достигают высоты 4 метров и могут быть опасными для плавания небольших судов.

 

 

 

 

Друк