32. Закон Хаббла, «красное смещение» и нестационарность Вселенной.

Закон Хаббла (закон всеобщего разбегания галактик) — эмпирический закон, связывающий красное смещение галактик и расстояние до них линейным образом:

где z — красное смещение галактики, D — расстояние до неё, H₀ — коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Хаббла. При малом значении z выполняется приближённое равенство cz=V_r, где V_r — скорость галактики вдоль луча зрения наблюдателя, c — скорость света. В этом случае закон принимает классический вид:

С помощью этого закона можно рассчитать так называемый Хаббловский возраст Вселенной:

Этот возраст является характерным временем расширения Вселенной на данный момент и с точностью до множителя 2 соответствует возрасту Вселенной, рассчитываемому по стандартной космологической модели Фридмана.

Космологическое (метагалактическое) красное смещение — наблюдаемое для всех далёких источников (галактики, квазары) понижение частот излучения, объясняемое как динамическое удаление этих источников друг от друга и, в частности, от нашей Галактики, то есть как нестационарность (расширение) Метагалактики.

Красное смещение для галактик было обнаружено американским астрономом В. Слайфером в 1912-1914; в 1929 Э. Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла). Несмотря на то что, как выяснилось позже, проводимые им измерения оказались неточными и по сути не имеющими отношения к космологическому красному смещению (расширение Вселенной начинает сказываться на гораздо больших расстояниях), как показали более поздние измерения, «открытый» им закон действительно имеет место.

Открыть нестационарность Вселенной выпало на долю российского ученого А.А.Фридмана. Фридман принял только одно предварительное условие, что Вселенная в среднем однородна и изотропна, т.е. галактики (вещество) распределены в ней примерно с одинаковой плотностью. И у Фридмана получилось то, что никак не получалось у великого физика. По расчетам Фридмана, галактики не могут оставаться на неизменных расстояниях друг от друга; эти расстояния должны непрерывно меняться. И не просто меняться, галактики должны разбегаться, а Вселенная расширяться. Поэтому, если Эйнштейн открыл миру Вселенную, то Фридман «привел ее в движение».

33. Образование звезд в галактиках. Классификация звезд и их эволюция. Источники энергии звезд.

34. Происхождение и строение Солнечной системы. Солнце.

35. Земля и планеты земной группы.

36. Планеты-гиганты Солнечной системы. Их особенности.

37. Формирование планеты Земля, ее строение и эволюция.

38. Климат на земле. Формирование и эволюция.

39. Химические элементы и соединения как классические модели вещества. Периодическая система химических элементов.

40. Уравнения химических реакций как классические модели химических процессов. Типы химических связей и химических реакций.

41. Концепции возникновения жизни на Земле. Биохимическая эволюция.

42. Концепция Опарина возникновения жизни на Земле и опыт Миллера.

43. Клетка как фундаментальная модель живой материи на микроуровне. Жизненный цикл клетки. Единство и многообразие клеточных типов.

44. Обмен веществ и энергии в клетке как модель классической динамики живых объектов.

45. Необратимость времени для живых систем. Жизненный цикл организма: от зарождения до гибели. Проблемы старения и смерти организма.

46. Нуклеиновые кислоты. ДНК - основа генетического материала. Структура ДНК.

47. Эволюция форм жизни на Земле от анаэробных к аэробным.

48. Теории эволюции живых организмов. Возникновение и эволюция основных видов живых организмов по Дарвину.

49. Происхождение и эволюция человека.

50. Человек: поведение и высшая нервная деятельность.

51. Человек: эмоции, творчество, работоспособность.

52. Мутации и генная инженерия. Проблемы.

53. Научные и этические проблемы клонирования.

54. Основные принципы и запреты биоэтики.

55. Биоэтика. Ранговая иерархия высших животных. Иерархия потребностей человека. Проблема жизни и смерти.

56. Биосфера, ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости.

57. Структурные уровни биосферы, взаимосвязь ее компонентов.

58. Ноосфера Вернадского и экология окружающей природной среды.

59. Синергетика и основные принципы самоорганизации систем.

60. Современное естествознание и проблема социума. Техногенное общество. Роль современного естествознания в преодолении энергетического, экологического и информационного кризисов.

35