- •Учебно-методическое пособие
- •«Концепции современного естествознания»
- •1. Конспект лекций
- •2. Практические занятия………………………..………………………………108
- •1. Конспект лекций
- •1.1. Культура, ее формы. Место естествознания в культуре
- •1.2. Генезис и логика развития науки и научной методологии
- •2.1. Корпускулярная и континуальная концепции постижения природы
- •2.2. Ваимодействие: близкодействие, дальнодействие
- •2.3. Структурные уровни организации природы
- •2.4. Элементарные частицы и связи в веществах
- •2.5. Принципы неопределенности, суперпозиции
- •3.1. Развитие взглядов на пространство и время в естествознании
- •3.2. Единство и многообразие свойств пространства и времени
- •3.3. Пространство и время в специальной и общей теории относительности
- •4.1. Симметрия: понятие, формы и свойства
- •4.2. Закон сохранения энергии
- •4.3. Динамические и статистические закономерности в природе
- •4.4. Системная организация мегамира
- •5.1. Развитие учения о составе вещества
- •5.2. Развитие учения о структуре молекул и химических процессах
- •5.3. Реакционная способность веществ и химическая кинетика
- •5.4. Развитие представлений об эволюционной химии
- •6.1. Структура Земли
- •6.2. Литосфера как абиотическая основа жизни
- •7.1. Особенности биологического уровня организации природы
- •7.2. Развитие биологии в дарвинский период
- •7.3. Уровни организации живой природы
- •7.4. Свойства живых систем
- •7.5. Гипотезы происхождения жизни на Земле
- •8.1. Клеточная теория живого
- •8.2. Основные генетические процессы биосинтеза белка
- •8.3. Генная инженерия и клонирование
- •8.4. Биоэтика
- •9.1. Человек как единство биологического и социального
- •9.2. Эмоции, творчество, работоспособность
- •9.3. Человек, организм, личность
- •9.4. Человек как креативный субъект
- •10.1. Биосфера и ее структура
- •10.2. Принципы эволюции и воспроизводства и развития живых систем
- •10.3. Биосфера и космические циклы
- •10.4. Ноосфера
- •11.1. Самоорганизация в неживой природе
- •11.2. Самоорганизация в живой природе
- •11.3. Принципы универсального эволюционизма
- •11.4. Структурность и целостность в природе
- •11.5. Принципы целостности современного естествознания
- •12.1. Методология постижения открытого мира
- •12.2. Принципы синергетики и синергетическая среда
- •12.3. Формирование инновационной культуры
- •2. Практические занятия
- •Тема 1. Естественно-научная и гуманитарная формы культуры
- •Тема 2. Физические концепции постижения природы в микро, макро и мегамирах
- •Тема 3. Принципы сохранения, целостности в природе
- •Тема 4. Химические и геологические концепции природы
- •Тема 5. Биологические концепции постижения природы
- •Тема 6. Человек – единство биологической и социальной сущностей
- •Тема 7. Самоорганизация природы и универсальный эволюционизм
- •Перечень тем творческих реферативных работ [1-3]
4.4. Системная организация мегамира
Современное естествознание рассматривает мегамир (космос, Вселенную) как развивающуюся систему небесных тел: Метагалактики (видимая часть Вселенной), объединяющей миллиарды галактик (звездных систем), состоящих из звезд, планет и планетных систем, возникающих вокруг звезд.
Космические расстояния огромны и исчисляются в световых годах – расстояниях, пройденных светом за год. Например, ближайшая к нам туманность и созвездие Андромеды находятся на расстоянии 1,8 млн. световых лет.
Космос в основном пуст. Видимое вещество во Вселенной представлено в плотном состоянии (космические тела) и диффузном (межзвездное пространство, газ, пыль). Радиотелескопы обнаружили в космосе десятки различных органических молекул, что дает основание для предположения о том, что необходимые для жизни вещества встречаются повсеместно и жизнь возможна не только на Земле. Межзвездный газ образует туманности: темные, отражательные, эмиссионные, планетарные, расширяющиеся. На современном этапе эволюции Вселенной плотное вещество находится преимущественно (97%) в звездном состоянии. В недрах звезд температура около 10 млн. градусов, и при очень высокой плотности атомы находятся в ионизированном состоянии, благодаря чему водород превращается в гелий.
Звезды образуются в результате гравитационной конденсации межзвездного газа и пыли с образованием протозвезд. Плотность звезды при этом повышается в миллиарды раз, и любой малый вихрь в потоке первичного газа при коллапсе усиливается настолько, что центробежные силы превращают сжатый газ в звезду сферической формы.
Гравитация обеспечивает взаимное притяжение частиц до такой степени сжатия, что становится возможным ядерный синтез, в процессе которого водород превращается в гелий, достаточный для уравновешивания тепла, излучаемого поверхностью звезды. В центре горячей звезды происходит сжатие и возникновение термоядерных реакций, в результате этого протозвезда превращается в горячий голубой гигант.
Следующая фаза развития звезды – превращение ее в красного гиганта. Под воздействием сил сжатия ядра, с одной стороны, и электромагнитного отталкивания верхних слоев – с другой, звезда «разбухает». Верхние слои гиганта отодвинуты от ядра, температура поверхности уменьшается, и цвет в спектре становится красным, отсюда название такой звезды.
Звезда, от которой отделяется наружная оболочка, превращается в белого карлика, далее происходит рождение новой звезды. Белые карлики, в которых весь водород выгорел и ядерные реакции прекратились, переходят в невидимых черных карликов, которые представляют собой заключительный этап развития звезд. Так заканчивает свое существование большинство звезд.
Другой путь эволюции звезд, масса которых находится в пределах 1,2–2,5 солнечных масс, – это образование нейтронных звезд. Нейтронная звезда, сильнейшим образом намагниченная, быстро вращается, причем ее магнитная ось не совпадает с осью вращения. Период вращения пульсаров – нейтронных звезд – постепенно возрастает, они обнаруживаются по импульсному радиоизлучению в диапазоне метровых и сантиметровых волн.
У звезд, превышающих 2,5 массы Солнца, перепад газового давления не сможет противостоять силе притяжения, такая звезда начинает с огромной скоростью сжиматься, уплотняясь. Она будет раздавлена собственным весом за несколько секунд и может превратиться в сверхплотную «точку». Это явление получило название «гравитационный коллапс», а сверхплотный объект – «черная дыра».
Лекция 5. Химические концепции постижения природы