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^-16 см до 10^-6 см - 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^-5 см до 10⁴ км - 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 10⁴ км до 10²³ км - 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 (10¹³ км); б) парсек (п.к.) равен 3,26 светового года, т.е. приблизительно 3*10¹³ км 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.