28. Общие сведения о строении и структуре мегамира (космоса). Объекты мегамира.

В науке строение и эволюция Вселенной изучаются космологией (раздел естествознания, который находятся на стыке наук). Она использует достижения и методы физики, математики, философии. Предмет космологии – весь окружающий нас мегамир. Современная космология возникла в начале ХХ века после создания релятивистской теории тяготения. Первая релятивистская модель, основанная на новой теории тяготения, была построена А.Эйнштейном в 1917 г. Однако она описывала статистическую Вселенную. Некоторые космологи пытались обобщить космологический принцип, вводя представление о неизменности Вселенной во времени. Согласно этому принципу, Вселенная вечна и неизменна – по крайней мере, в больших масштабах. Т.О, идеальный космологический принцип гласит: Вселенная выгладит одинаково из любой точки пространства в любой момент времени. Это предположение относится к теории стационарной Вселенной.

Противоположную идеальному космологическому принципу точку зрения отражает антропный космологический принцип. Он утверждает, что мы наблюдаем Вселенную в какой-то особый момент времени, хотя современная Вселенная должна была бы выглядеть одинаково, из какой бы точки пространства мы на нее не посмотрели. Предположение об этой «привелигированной» эре обусловлено тем, что для зарождения и эволюции жизни необходимы особые, благоприятствующие этому условия. Мы обитаем в весьма специфичной Вселенной, которая изотропна и однородна. Изучение огромного числа галактик показало, что в любых направлениях они попадаются практически одинаково часто. Это свидетельствует о том, что Вселенная локально изотропна.

Начальное состояние Вселенной (сингулярная точка) характеризуется бесконечной плотностью массы, бесконечной кривизной пространства и взрывным, замедляющимся со времени расширением при высокой температуре «Горячесть» начального состояния подтверждена открытием в 1965 году реликтового излучения фотонов и нейтрино, образовавшихся на ранней стадии расширения Вселенной.

Мегамир-это взаимодействующая и развивающаяся система всех небесных тел. Мегамир имеет системную организацию в форме планет и планетных систем, возникающих вокруг звезд; звезд и звездных систем – галактик; системы галактик – Метагалактики, охваченной астрономическими наблюдениями части Вселенной. Размеры Метагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 15-20 млрд. световых лет. Звезды, планеты, газ и пыль состоят из обычных атомов.

Вселенная представляет собой самую крупную вещественную систему, т.е. систему объектов, состоящих из вещества. Иногда понятие «вещество» отождествляют с понятием «материя». В современном представлении различают три взаимосвязанных формы материи: вещество, поле и физический вакуум.

В Метагалактике пространство между галактиками заполнено чрезвычайно разреженным межгалактическим газом и пронизывается межгалактическими лучами. В нем существуют гравитационные и электромагнитные поля. Звезды на периферии разлетелись бы в стороны, если бы их не удерживало больше количество дополнительного вещества. Невидимая материя заполняет и межгалактическое пространство. Поэтому галактики образуют скопления. Теорий, объясняющих, что такое «темная материя» много: от роя черных дыр до призрачных частиц, высвободившихся во время Большого взрыва. Наблюдения показывают, что на ее может приходиться около двух третей массы Вселенной. Другие считают, что пространство заполнено телами, состоящими в основном из барионной формы материи или сильно взаимодействующих элементарных частиц с полуцелым спином – нейтронов, протонов и др. К ним, в частности относятся коричневые карлики.

В космосе присутствуют субатомные частицы, такие, как нейтрино. Эти призрачные объекты практически не взаимодействуют с другой материей. Из теории относительности, разработанной Альбертом Эйнштейном в 1916 г., следовало, что искривленное пространство не может быть стационарным: оно должно или расширяться или сжиматься. Первым это заметил в 1922 г. петербургский физик А.А.Фридман. Американский астроном Эдвин Хаббл сумел подтвердить своими наблюдениями четкую зависимость между расстоянием до галактик и их скоростью.

Метагалактика нестационарна, она развивается. В Метагалактике существуют миллиарды галактик, этот мир очень разнообразен. Закон Хаббла – Чем дальше от нас галактики, тем с большей скоростью они удаляются.

Вселенная – это все, что существует: материя, пространство, энергия и время. В нее входят все звезды, планеты и другие космические тела. Материя во Вселенной представлена сконденсировавшимися космическими телами и диффузной материей. Диффузная материя существует в виде разобщенных атомов и молекул, а также более плотных образований – гигантских облаков пыли и газа – газово-пылевых туманностей. Значительную долю материи во Вселенной занимает материя в виде излучения. В широком смысле слова, Вселенная – это звезды и космическое пространство. Однако звезды не беспорядочно разбросаны в космосе, они объединены в огромные «звездные острова» или галактики. Вселенная столь огромна, что ее размеры невозможно осознать.