Вопросы для контроля знаний

1. На какую физическую теорию опирается современная космология?

2. Какие этапы в своем развитии прошла эта космология?

3. Что собой представляет стандартная модель Вселенной?

4. Когда по стандартной модели произошел Большой взрыв?

5. Как реликтовое излучение подтверждает стандартную модель?

6. Как связана эволюция Вселенной с разрешением прежних симметрии между физическими взаимодействиями?

7. Расскажите о значении открытий в космологии для формирования научного мировоззрения.

8. Сформулируйте закон Хаббла.

9. Какими наблюдениями подтверждается расширение Вселенной?

10. Охарактеризуйте кратко эволюцию Вселенной.

10. Почему в результате первичного нуклеосинтеза не могли образоваться химические элементы, наблюдаемые в современной Вселенной?

10. Как можно доказать, что все произошло из ничего?

10. На какие экспериментальные данные опирается современная космология?

11. Расскажите вкратце об эволюции Вселенной до возникновения макротел.

12. Чем отличается космология, космогония, астрономия, астрофизика, космонавтика?

13. Как влияют фундаментальные взаимодействия на разные уровнях организации материи?

10. Какова природа реликтового излучения?

Тема 13. Происхождение и эволюция небесных тел, земли

На определенной стадии эры вещества произошла фрагментация однородно распределенного вещества Вселенной. Согласно критерию Джинса, сгущения, возникшие в однородной среде, либо уплотняются под действием сил тяготения, либо рассасываются под действием газового давления. Критический размер сгущения и его масса по критерию Джинса зависят от соотношения температуры и плотности.

Структура галактики определяется начальными условиями ее образования. Другими словами, галактики рождаются либо как спиральные, либо как эллиптические, и в процессе эволюции тип галактики сохраняется. В настоящее время имеются уже довольно хорошо разработанные модели превращения огромного облака газа, сжимающегося в результате действия закона всемирного тяготения сперва в протогалактику, а потом в галактику.

Наша Галактика — гигантская звездная система, состоящая из двухсот миллиардов звезд и представляющая собой диск с утолщением в центре — гало. Считается, что она образовалась примерно 13млрдлет назад. Среди звезд, или населения, есть звезды более молодые и более старые, причем молодые звезды сконцентрированы в достаточно тонком диске, а старое население Галактики почти равномерно занимает сферический объем с увеличивающейся концентрацией к центру.

Согласно концепции эволюции звезд, из газопылевых комплексов, наблюдаемых в виде туманностей, под действием тяготения образуются фрагменты, по форме напоминающие шар.

Этот шар постепенно вращается, уплотняется, разогревается изнутри — образуется протозвезда. При достижении температур 8млнК начнутся термоядерные реакции, прекращающие дальнейшее сжатие, и протозвезда станет звездой.

Скорость эволюции звезд зависит от их первоначальной массы. Состояние горячего белого карлика — вероятное будущее звезды с массой, примерно равной солнечной — до 1,2Мс. Устойчивое состояние таких звезд длится примерно 9^-10 млрдлет. После выгорания водорода в центре такой звезды образуется ядро из гелия, в оболочку которого перенесутся термоядерные реакции. Внешние оболочки начнут расширяться, и звезда превратится в красного гиганта. Его оболочка постепенно теряется в пространстве, а горячее ядро, сжимаясь, станет белым карликом. Большие звезды — бело-голубые гиганты и сверхгиганты — могут эволюционировать до 1млрдлет. В их недрах температуры много больше солнечных, и там идут термоядерные реакции с образованием новых химических элементов. Звезды массами меньше двух солнечных могут потерять устойчивость на последних этапах эволюции и взорваться как сверхновые, обогатив пространство тяжелыми химическими элементами, а затем сжаться до состояния нейтронной звезды. Нейтронные звезды и черные дыры — возможное будущее достаточно массивных звезд массами, превышающими солнечную более чем вдвое.

Современная наука предлагает картину рождения и развития Солнечной системы из холодного газопылевого комплекса — протопланетного облака около 5 млрдлет назад. Исследования распространенности химических элементов на планетах показывают, что все планеты имеют единое происхождение и единый возраст.

В формировании Земли существенную роль играли тепло недр и процессы радиоактивного распада. Формирование земной коры происходило в течение длительного периода, который, по данным палеонтологии, разделен на эры, периоды, эпохи, века. Большую роль в эволюции Земли сыграло наличие гидросферы и появление органической жизни на ней.