- •Законы Ньютона. Закон всемирного тяготения. Почему Луна не падает на Землю? Падает ли камень на Землю или Земля на камень?
- •Земля и камень падают друг на друга.
- •Нестационарная Вселенная.“Разбегание” галактик (доказательства),долго ли будет продолжаться разбегание? Почему до сих пор галактики разбегаются?
- •6 . Будущее Вселенной - проблема темной энергии и темной материи (“скрытой массы”).
- •7. Строение атома: почему электрон не падает на ядро? Что находится “между электроном и ядром” в атоме водорода?
- •Положительный заряд ядра и отрицательный — электрона находятся в состоянии баланса, оттого электрон на ядро не падает и не улетает от него.
- •8. Для чего необходима квантовая механика? Соотношение неопределенности.
- •9. Элементарные частицы.
- •10. Строение атома и атомного ядра. Билет 7
- •13. Самоорганизация. Примеры самоорганизации.
- •Напомним основные факты о нашей Солнечной системе.
- •Тектоника литосферных плит.
- •Образование атмосферы и гидросферы Земли.
- •Теория абиогенеза
- •21. Основная догма молекулярной биологии.
- •24. Ноосфера.
- •25. Точка бифуркации в развитии Земли.
Законы Ньютона. Закон всемирного тяготения. Почему Луна не падает на Землю? Падает ли камень на Землю или Земля на камень?
В основе движения тел (механики) в обычном мире лежат три аксиомы (три закона Ньютона):
Первый закон - закон инерции: всякое тело, на которое не действует внешняя сила, сохраняет по инерции (вследствие наличия инертной массы) состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
Второй закон - закон движенияF=mи*а
F - вынуждающая сила, а - ускорение, mи - инерциальная масса.
Третий закон - закон действия и противодействия: всякому действию соответствует равное по величине и противоположно направленное противодействие.
В конце 17 века Ньютон установил закон всемирного тяготения:
Между всеми телами действуют силы притяжения - гравитационные силы: Fгp=G*mгp*Mгp/r2,
где G- гравитационная постоянная=6,67*10-11
Две массы: инертная масса mи и гравитационная масса mгр. Различны ли эти массы? Сейчас доказано, что mгр=mи с точностью до 10-12.
Сила, которая не дает Луне “убежать” при вращении – это сила притяжения Земли. А сила, которая не дает Луне упасть на Землю – это центробежная сила, которая возникает при вращении Луны вокруг Земли.
Обращаясь вокруг Земли, Луна движется по орбите со скоростью 1 км/сек, то есть достаточно медленно, чтобы не покинуть свою орбиту и “улететь” в космос, но и достаточно быстро, чтобы не упасть на Землю.
Почему же тогда Луна не падает на Солнце? А потому что Луна вместе с Землей вращается, в свою очередь, вокруг Солнца, и притягательное действие Солнца без остатка тратится на то, чтобы постоянно переводить оба эти тела с прямого пути на искривленную орбиту.
Земля и камень падают друг на друга.
А луна падает, но только она при этом вращается Получается, что она падает, сдвигается в сторону
Концепция “Большого Взрыва” рождения Вселенной. Когда, где и как возникла Вселенная.
13,7 млрд лет назад образовалась Вселенная (время образования рассчитывается из размеров сегодняшней Вселенной и скорости ее расширения).
Где образовалась Вселенная − вопрос некорректный, поскольку ничего еще нет.
Ученые не знают, как возникла Вселенная- есть предположение, что Вселенная возникла из особого состояния (точка сингулярности) с бесконечно большими значениями плотности и температуры. При этих условиях не только теряют смысл пространство и время, теряют смысл и наши привычные представления о них. После образования все части Вселенной получили импульс (скорость) и по инерции продолжили движение, что привело к расширению (увеличению размеров, разбеганию) Вселенной.
Концепция «Большого Взрыва» - это концепция не рождения, а эволюции, развития Вселенной после ее образования. Точка сингулярности (в момент t=0) в классической космологии означает особое состояния (чего? непонятно чего, будем называть это Миром), не имеющего геометрических размеров и обладающего бесконечной плотностью энергии, или, что то же самое, бесконечной температурой; такие характеристики означают, что классическое описание этой начальной стадии лишено физического смысла. После периода инфляции Вселенной, вся ее материя и энергия, были сосредоточены в объеме, сопоставимым с размером одного протона (!). Происходит расширение Вселенной: поэтому она не остается постоянной, энергия распределяется на больший объем, температура Вселенной падает, Вселенная охлаждается.
Иными словами, после "взрыва" частицы получают огромную начальную скорость и начинают разлетаться во все стороны. Если силы притяжения, которые стремятся собрать частицы воедино, малы, то частицы все время будут разлетаться. Однако если силы притяжения велики, то через некоторое время они изменят знак скорости движения частиц на противоположный и частицы начнут сближаться. Ясно, что гравитационные силы зависят от плотности частиц в объеме Вселенной - чем больше плотность, тем больше силы Fтяг. Из приведенных условий ясно, что сценарий развития Вселенной зависит от плотности вещества в современную эпоху, т.е. существует критическая величина плотности Вселенной. Открытая модель соответствует < кр. Обратное неравенство справедливо для закрытой модели. По современным данным, критическая плотность вещества составляет кр = 5х10-30 г/см3. Примерно такое же значение дают оценки плотности вещества во Вселенной.
Строгое решение задачи об эволюции (развитии) Вселенной показывает: С течением времени изменяются расстояния между галактиками. В прошлом был момент t=0, когда радиус шара был равен нулю, а значит плотность стремится к бесконечности (момент сингулярности). При t=0 произошел "Большой взрыв", в результате которого образовалась Вселенная.
