Практическая работа №3

«Вселенная. Звезды. Земля»

Цель работы: изучить важные параметры и характеристики Вселенной и Земли.

Краткая теория:

3.1. Масштабы и строение Вселенной

Астрономия – наука о строении и развитии космических тел, образуемых ими систем и Вселенной в целом.

Свойства, строение и динамику Вселенной изучает космология. Происхождение, развитие космических тел и их систем – космогония.

Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и беско­нечно разнообразный по формам.

Метагалактика – часть Вселенной, охваченная астрономическими наблюдениями.

В состав Ме­тагалактики входят наша Галактика, которую мы видим в виде Млечного Пути, и другие галактики, например, ближайшие к нам Туманность Андромеды и Магеллановые Облака. Размеры Мета­галактики очень велики: радиус космологического гори­зонта составляет 15–20 млрд. световых лет.

Вселенная включает в себя множество галактик, которые располагаются группами. Вселенная напоми­нает паутину: галактики в ней распределены не равно­мерно, а сосредоточены вблизи границ ячеек, внутри которых галактик почти нет.

Бо­лее 70 % галактик, в том числе и наша Галактика, имеют спиральную структуру, совершая вихревое движение со скоростями порядка 100–300 км/с. Солнце вместе со своей планетной системой является малой частью нашей Галактики, условный радиус кото­рой 4•10¹⁷км. Наша Галактика состоит почти из 200 млрд. звезд и име­ет сложное строение.

Самый распространенный элемент Вселенной – водород – он составляет до половины массы большинства звезд, в т.ч. и Солнца. Гелий – второй наиболее распространенный элемент космоса. Накопление ядер 4Не во Вселенной обусловлено термоядерной реакцией, служащей источником звездной энергии: 4 ¹Н = ⁴Не + 2β⁺ + 2v (нейтрино). В настоящее время в космосе обнаружено большое разнообразие хими­ческих элементов и их соединений, вплоть до амино­кислот.

3.2. Развитие космологических и космологических представлений

В начале XX в. Эйнштейн создал статистическую модель Вселенной, основанную на общей теории относительности, в уравнениях которой были описаны фундаментальные свойства материи, пространства и времени.

А. Фридман установил, что Вселенная не может быть стационарной: следствием сил тяготения звездные систе­мы не могут находиться на неизменном расстоянии друг от друга, они должны либо удаляться, либо сближаться.

Э. Хаббл подтвердил расширение видимой части Вселенной; он использовал эффект Доплера, исходя из которого можно вычислить скорость галактик по изменению положения ее спектраль­ных линий.

Закон Хаб­бла: Галактики уда­ляются друг от друга, и чем дальше находятся Галакти­ки, тем с большей скоростью они удаляются.

Хаббл доказал, что Все­ленная нестационарна и расширяется. Происходит взаимное удаление всех галактик. Это удаление часто сравнивают с удалением друг от друга на­рисованных картинок на надуваемом шарике.

Наиболее об­щепринятой в космологии является модель однородной, изотропной, нестационарной, горячей, расширяющейся Вселенной, у нее нет пространствен­ного центра.