Теоретические вопросы

1. Современные представления об образовании Земли и Солнечной системы.

Вселенная, которую мы сейчас наблюдаем, содержит лишь 1/9 вещества, из которого, согласно расчетам, должна быть образована масса Вселенной. Следовательно, от нас скрыто 8/9 массы ее вещества. В наблюдаемой форме Вселенная возникла около 18 - 20 млрд лет назад. До этого времени все ее вещество находилось в условиях бесконечно больших температур и плотностей, которые современная физика не в состоянии описать. Такое состояние вещества называется «сингулярным». Теория расширяющейся Вселенной, или «Большого Взрыва» , впервые была создана А. А. Фридманом в России в 1922г. Талантливый ученый А.А.Фридман скончался в 1925г. в возрасте 37 лет, но выдающаяся теория при его жизни по достоинству оценена не была. С какого-то момента, отстоящего от нас на 20 млрд лет, вещество, находящееся в сингулярном состоянии, подверглось внезапному расширению, которые в самых общих чертах можно уподобить взрыву, хотя и весьма своеобразному. Вечно возникающий вопрос «А что же было до Большого Взрыва», по мнению известного английского физика С. Хогинса. носит метафизический характер, т. к. это состояние никак впоследствии не отразилось на нынешней Вселенной.

С момента начала Большого Взрыва вещество Вселенной непрерывно расширяется, и все объекты в ней и галактики и звезды равноудаляюгся друг от друга. Это расширение «всех от всех» в настоящее время хорошо подтверждается рядом экспериментальных фактов.

• "Разбегани" галактик и скоплений галактик». Доказательство этого явления связано с эффектом Доплера, заключающимся в том, что спектральные линии поглощения в наблюдаемых спектрах удаляющегося от нас объекта всегда смещаются в красную сторону, а приближающегося - в голубую. Во всех случаях наблюдения спектральных линий поглощения от галактик и далеких звезд смещение происходит в красную сторону, причем, чем дальше отстоит от нас объект наблюдения, тем смещение больше (рис. 2.1).

• «Реликтовое излучении».

• Наблюдаемый химический состав Вселенной составляет по массе ¾ водорода и ¼ гелия

2. Строение Солнечной системы.

В солнечную систему входят, кроме Солнца, обращающиеся вокруг него планеты со спутниками, а также малые небесные тела: кометы, бесчисленные метеориты и мелкие метеорные тела. Кроме того, в солнечной системе вокруг Солнца, Земли и Луны обращаются различные искусственные небесные тела, созданные за последние годы человеком. Искусственные небесные тела представляют собой сложнейшие автоматические межпланетные станции. Некоторые из них совершали посадки на большие небесные тела для их изучения и даже меняли положение на их поверхности. С таких станций был заснят земной шар, как он виден из мирового пространства. 

Некоторые планеты окружены газовыми атмосферами, плотность которых быстро падает по мере удаления от их поверхностей. Пространство между планетами заполнено крайне разреженным газом. Это пространство пронизывают световые, тепловые, радио и другие излучения; оно является носителем электромагнитных полей и полей тяготения. Абсолютно пустого пространства в природе не существует.

Известно девять планет, называемых большими. Они обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, мало отличающимся от окружностей. Плоскости орбит планет близки к плоскости земной орбиты. В порядке возрастающего расстояния от Солнца планеты расположены так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Быть может, существуют планеты и более далекие, чем Плутон, пока еще не открытые.

Между орбитами Марса и Юпитера обращается множество малых планет, или астероидов. Плоскости орбит всех астероидов близки к некоторой средней плоскости. Лишь единичные астероиды, имея очень вытянутые орбиты, могут пересекать орбиты соседних больших планет.

Кометы — огромные, но крайне разреженные тела, имеющие маленькое твердое ядро. Известно около тысячи ярких комет, но на самом деле их в сотни раз больше. Некоторые из них двигаются по орбитам, сходным с планетными орбитами, но большинство обращается вокруг Солнца по крайне вытянутым эллипсам, выходящим далеко за орбиту Плутона. Поэтому периоды их обращения вокруг Солнца составляют иногда многие тысячи лет.

Масса солнечной системы сосредоточена практически в Солнце. На долю всех планет приходится немногим более 0,1% массы Солнца. Оно в 333 000 раз массивнее Земли, имеет наибольшую силу притяжения и поэтому управляет движением всех членов солнечной системы. 

Спутники, подобные Луне, имеются не у каждой планеты. Их больше всего (12) у Юпитера — самой большой и самой массивной из планет, немного меньше у Сатурна. Это вторая по величине планета. У Меркурия, Венеры и Плутона спутники неизвестны