3.11 Микро-, макро-, мегамиры
В современном естествознании имеют дело с чрезвычайно большой совокупностью сильно различающихся по своему масштабу и по уровню сложности объектов. Взяв за ориентир пространственно-временной масштаб, привычный для человека, всю совокупность объектов можно условно представить тремя областями.
Микромир:
- это мир предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых объектов
- пространственная размерность объектов в микромире исчисляется от 10-16см до 10-6см
- микромир целиком стал областью интересов квантовой физики
- основные структуры микромира: элементарные частицы; атомные ядра; атомы; молекулы; биологические системы (нуклеиновые кислоты, белки, вирусы, бактерии, клетки)
Макромир:
- это мир, непосредственно окружающих человека, объектов
- пространственная размерность объектов в макромире исчисляется от 10-5см до 104км
- основные структуры макромира: газообразные, жидкие и твердые тела; биологические системы (организмы, биогеоценозы, биосфера) и т.д.
- изучение объектов микромира проведено в основном в рамках классического естествознания
Мегамир:
- основные структуры мегамира: планеты; планетные системы (например, Солнечная система); звезды; галактики; скопление галактик; Метагалактика; Вселенная
- изучение объектов мегамира осуществляется астрономией, астрофизикой и космологией
- пространственная размерность объектов в мегамире простирается от 104км до 1023км
- в мегамире существенными являются гравитационные взаимодействия больших масс, масс космического масштаба.
Единицы измерений расстояний в мегамире:
- астрономическая единица (а.е.) – расстояние от Земли до Солнца, равная примерно 150 млн. км, применяется для определения космических расстояний в пределах Солнечной системы
- межзвездные и межгалактические расстояния измеряются в единицах:
а) световой год- расстояние, которое световой луч преодолеет за один год, равный примерно 10 триллионов километров (1013км);
б) парсек(п.к.) равен 3,26 светового года, т.е. приблизительно 3*1013км
Звезда:
- самосветящееся небесное тело, состоящее из раскаленных газов (плазмы), по своей природе похожи на Солнце
- основным источником энергии звезд являются реакции термоядерного синтеза, при которых из легких ядер образуются более тяжелые (чаще всего это превращение водорода в гелий)
Атрибуты планет:
- небесные тела, обращающиеся вокруг звезд
- светятся отраженным светом от звезд
- достаточно массивны, чтобы под действием собственного гравитационного поля стать шарообразными
- достаточно массивна, чтобы своим тяготением расчистить пространство вблизи своей орбиты от других небесных тел
Галактики:
- системы из миллиардов звезд (не менее 1000 млрд. звезд), связанных взаимным тяготением и общим происхождением
Галактики по форме условно разделяются на три типа:
- эллиптические галактики, обладающие формой эллипса с различной степенью сжатия
- спиральные галактики представлены в форме спирали, включая спиральные ветви
- неправильные галактики – не обладают выраженной формой
Наша галактика – Млечный путь, ее основные характеристики:
- гигантская (более 100 млрд. звезд)
- спиральная
- диаметр около 100 тысяч световых лет
Метагалактика: часть Вселенной со всеми находящимися в ней галактиками и др. объектами, которая доступна для исследования современными астрономическими методами. Она содержит несколько миллиардов галактик
Вселенная– все сущее, т.е. весь существующий материальный мир. Пространственные масштабы Вселенной: расстояние до наиболее удаленных из наблюдаемых объектов – более 10 млрд. световых лет
Космос– плохо определяемый термин. Он обозначает или Вселенную в целом или пространство за пределами Земли.
Примеры правильных последовательностей в структурной иерархии (от меньшего к большему):
а) звезда – звездная система – Метагалактика – Вселенная
б) элементарные частицы – ядра атома – атомы – молекулы
в) кварк – протон – ядро – атом
г) протон – ядро атома углерода – атом углерода – молекула сахара
д) элементарные частицы – атомы – молекулы – макротела.
- Основные положения по курсу «Концепции современного естествознания» (требование государственного общеобразовательного стандарта)
- 1.01 Научный метод познания
- 1.02 Естественнонаучная и гуманитарные культуры
- 1.03 Развитие научных исследовательских программ и картин мира (история естествознания, тенденции развития)
- 1.04 Развитие представлений о материи
- 1.05 Развитие представлений о движении
- 1.06 Развитие представлений о взаимодействии
- 2.07 Принципы симметрии, законы сохранения
- 2.08 Эволюция представлений о пространстве и времени
- 2.09 Специальная теория относительности (сто)
- 2.10 Общая теория относительности (ото)
- Дополнение к ото – «черные дыры»
- 3.11 Микро-, макро-, мегамиры
- 3.12 Структуры микромира
- 3.13 Химические системы
- 3.14 Особенности биологического уровня организации материи
- 1 Системность живого
- 2 Клетка
- 3 Иерархическая организация биологических систем
- 4 Иерархическая организация природных экологических систем
- 5 Элементы - органогены
- 6 Макроэлементы
- 7 Микроэлементы
- 8 Углерод
- 10 Симметрия и асимметричность живого
- 11 Основные свойства живых систем
- 12 Гомеостаз
- 13 Фермент
- 4.15 Динамические и статистические закономерности в природе
- Соответствие динамических и статистических теорий.
- 4.16 Концепции квантовой механики
- 4.17 Принцип возрастания энтропии
- 3. Возможные формулировки второго начала термодинамики:
- 4.18 Закономерности саморегуляции. Принципы универсального эволюционизма
- 5.19 Космология (мегамир)
- 5.20 Геологическая эволюция
- 5.21 Происхождение жизни (эволюция и развитие живых систем)
- 5.22 Эволюция живых систем
- 5.24 Генетика и эволюция
- 6.25 Экосистемы (многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы)
- 6.26 Биосфера
- 6.27 Человек в биосфере
- 6.28 Глобальный экологический кризис (экологические функции литосферы, экология и здоровье)