Мегамир Звезды. Галактики. Вселенная
Солнце: масса г, радиускм, средняя плотность, находится от Земли на расстоянии около см, которое свет проходит за 499 с - это расстояние называют астрономической единицей а.е. Самая далекая от Солнца планета Плутон находится от него на расстоянии около 39,75 а.е.
Центральные области Солнца имеют температуру около K и давление околоатм. В этих условиях вещество является полностью ионизованной плазмой: голые ядра и свободные электроны. При этом становятся возможными термоядерные реакции (слияние ядер водорода и превращение их в ядра гелия), которые служат источником энергии звезд. Масса Солнца 1030 кг.
Галактики - это звездные системы. Число звезд в них порядка . Наша Галактика состоит приблизительно иззвезд. Со стороны она представляет собой диск, утолщающийся к центру. Это диск имеет спиральную структуру и вращается с переменной угловой скоростью, большей в центральных областях диска, меньшей на его периферии.
Расстояния в галактиках измеряются в парсеках. Парсек (пс) около см, или 3,2 светового года = 206265 а.е.
Толщина Галактики вблизи Солнца 2000 пс. Диаметр ее диска 30 000 пс. Солнце вместе с его планетной системой находится вблизи края Галактики, приблизительно в 10 000 пс от ее центра.
Кроме звезд в Галактике имеются и другие виды материи (пыль, межзвездный газ, космические лучи. Масса Галактики около кг.
По данным спутника “Прогноз-9”, наша Галактика мчится в направлении созвездий Девы и Льва со скоростью более 500 км/с.
Поскольку размеры звезд невообразимо малы по сравнению с галактическими масштабами, то Галактику можно рассматривать как очень разреженный газ, в котором роль молекул играют звезды. Это газ настолько разрежен, что столкновения между его “молекулами” не происходят. Естественно, он не ограничен (?) стенками какого-либо сосуда. Почему же он не разлетается? Ответ заключается в том, что вся эта система держится силами собственного тяготения.
Средняя плотность материи в Галактике около . Средняя концентрация атомов равна 3 атомам на 1 см3. Сравним: в нормальных условиях в 1 см3 газа содержится 2,6x1019 молекул.
Известная нам часть Вселенной содержит около 1011 галактик. Мир галактик во Вселенной довольно разнообразен. Таких галактик, как наша (спиральных), приблизительно 80%. Встречаются неправильные галактики, имеющие достаточно произвольные геометрические очертания, и эллиптические, близкие по форме к эллипсоидам различной вытянутости.
Число звезд различно: карликовые галактики имеют приблизительно звезд, гигантские - дозвезд. Большинство галактик подобно нашей имеетзвезд.
Одиночные галактики встречаются редко. Подавляющее большинство их образует скопления, насчитывающие сотни и тысячи членов. Скопления не рассыпаются на отдельные галактики благодаря силам собственного тяготения. Как говорят, они являются гравитационно связанными объектами.
Размеры скоплений галактик исчисляются мегапарсеками (Мпс), т.е. миллионами парсек.
Скопления галактик, в свою очередь, образуют сверхскопления, содержащие десятки членов. Может быть такой процесс будет продолжаться без конца? Оказывается, нет. Согласно данным современных астрономических наблюдений, сверхскопления являются наиболее крупными структурными образованиями в Метагалактике - наблюдаемой части Вселенной.
Галактики, их скопления и свехскопления - это элементы ячеистой структуры Вселенной. Размеры ячеек - сотни мегапарсек, толщина их стенок порядка 2-4 Мпс. Крупные скопления располагаются в узлах ячеек. Сверхскопления представляют собой элементы этой ячеистой структуры.
В масштабах, превышающих тысячи мегапарсек, Вселенная бесструктурна. Более того, можно утверждать, что в таких масштабах она вообще однородна и изотропна, т.е. ее свойства везде одинаковы.
Всегда ли распределение материи во Вселенной было и будет таким, как сейчас? Ответ отрицателен, потому что Вселенная эволюционирует.
- Смоленский институт бизнеса и предпринимательства
- Тема 1.3. Физика как целое
- Тема 2.4. Основные концепции и перспективы биологии
- ... Различие между гуманитарными и естественными науками, столь резкое в средние века, ныне не принципиально, а, скоре, стадиально
- Этапы развития естественно-научного мышления. История естествознания
- Развитие физико-химической биологии
- Панорама современного естествознания и его незавершенность.
- Литература
- Раздел 1. Физика глазами гуманитария: образы физики Пространство, время и материя в контексте культуры
- Литература
- Тема 1.1. Физика необходимого Мир дискретных объектов - физика частиц
- Состояние физической системы и его изменение со временем
- Импульс, энергия и момент системы как меры движения
- Мир непрерывных объектов - физика полей (континуум)
- Сплошная среда и упругие волны
- Взаимодействие: концепции близкодействия и дальнодействия
- Электромагнитное поле и электромагнитные волны
- Интерференция, дифракция и поляризация света
- Литература
- Тема 1.2. Физика возможного Мир микрообъектов - квантовая физика
- Атомы, молекулы, кристаллы
- Периодический закон Менделеева
- Квантовые переходы и излучение
- Атомы и молекулы
- Мир реальных макрообъектов - статистическая физика
- Тепловое равновесие и флуктуации. Неравновесные состояния и релаксация
- Тепловая физика: от Карно к Гиббсу
- Энергия, температура, энтропия
- Ближний и дальний порядки в природе
- Микропорядок и макропорядок. Ближний и дальний порядок
- Фазовые переходы и симметрия
- Необратимость - неустранимое свойство реальности. Стрела времени
- Литература
- Тема 1.3. Физика как целое Иерархия структур природы
- Микромир
- Физический вакуум как реальность
- Макромир
- Мегамир Звезды. Галактики. Вселенная
- Вариационные принципы
- Принцип дополнительности
- Принципы симметрии и законы сохранения
- Литература
- Тема 1.4. От физики существующего к физике возникающего Современная физическая картина мира
- Креативная роль физического вакуума
- Этапы эволюции горячей Вселенной, неоднозначность сценария и антропный принцип
- Происхождение галактик и Солнечной системы
- Земля: происхождение и динамика геосфер
- Роль живых организмов в эволюции Земли
- Литература
- Раздел 2. Жизнь От атомов к протожизни. Неорганические и органические соединения и их многообразие
- Кислоты, основания, соли
- Химия жизни
- Особенности биологической формы организации материи. Молекулы живых систем
- Матричный синтез. Информационные макромолекулы
- Тема 2.1. Живые системы
- Принципы взаимодействия организма и среды обитания
- Принципы воспроизводства и развития живых систем
- Клеточное строение организмов. Принципы структурной организации и регуляции метаболизма
- Жизненный цикл клетки
- Единство и многообразие клеточных типов
- Дифференциация и интеграция функций в организме
- Размножение и развитие организмов
- Смерть и ее биологический смысл
- Многообразие биологических видов — основа организации и устойчивости биосферы
- Принципы систематики и таксономии
- Планы строения и принципы функционирования представителей основных таксонов
- Эволюционное и индивидуальное развитие. Онтогенез и филогенез
- Генетика и эволюция
- Литература
- Тема 2.2. Человек: организм и личность
- Положение человека в царстве животных
- Отличительные особенности человека
- Мозг и высшая нервная деятельность
- Природа агрессии
- Природа наслаждений
- Биосоциальные основы поведения
- Половое поведение человека
- Происхождение человека
- Этапы антропогенеза
- Биологические предпосылки и факторы антропогенеза
- Проблемы цефализации
- Биосоциальная природа человека
- Экология и здоровье. Биополитика
- Литература
- Тема 2.3. Биосфера и цивилизация
- Круговороты вещества и энергии
- Биосфера
- Эволюция биосферы
- Ресурсы биосферы
- Пределы устойчивости биосферы
- Биопродуктивность биосферы
- Ресурсы биосферы и демографические проблемы
- Антропогенные воздействия на биосферу
- Экологический кризис и пути его преодоления
- Принципы рационального природопользования
- Охрана природы
- Экология человека
- Социальная экология
- Антропоцентризм, биоцентризм и решение социальных проблем
- Пути развития экономики, не разрушающей природу
- Экологическое право
- Что мы можем сделать для сохранения жизни на Земле
- Человек, биосфера и космические циклы
- Литература
- Тема 2.4. Основные концепции и перспективы биологии
- Тема 3.2. Принципы синергетики, эволюционная триада и системный подход
- О направлении самопроизвольных процессов
- Критерий устойчивости систем, далеких от равновесия
- Порядок и энтропия
- Механизмы эволюции
- Литература
- Тема 3.3. Качественные методы в эволюционных задачах Начала нелинейного мышления. Пространства состояний системы и динамическая модель
- Диссипативные системы вдали от равновесия
- Литература
- Тема 3.4. Динамический хаос - фундаментальное свойство реальности
- Литература
- Тема 3.5. Самоорганизация в живой и неживой природе
- Информационные аспекты синергетики
- Литература
- Заключение
- Литература