Лекции по Физике Земли
.pdf
• Через 3 секунды температура упала до 1 млрд. град С, а vk.com/club152685050диаметр Вселенной| vk.com/id446425943увеличился до 1 млн. км. В этих условиях
начали формироваться ядра новых атомов путем столкновения и слияния атомов водорода. Этот процесс называется «ядерный синтез Большого взрыва». В этих условиях формировались маленькие атомы He, Li, Be, B, содержащих небольшое к-во протонов. Основным материалом Вселенной являлся в водород и гелий : на 10 протонов (ядер H) приходится 1 ядро He.
•К 5 минутам Вселенная разрослась настолько, что ее плотность составляла 1/10 плотности воды: атомы были столь удалены, что сталкивались очень редко.
•Около 300 000 лет после БВ температура понизилась до 30000.
Скорость электронов понизилась и они стали захватываться ядрами: образовались первые нейтральные атомы, включающие отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ядра
•В конце концов температура падает настолько, чтобы могли образовываться химические связи атомов нескольких элементов в молекулы. Наиболее часто два атома водорода объединяются в молекулу H2.
•Вселенная продолжает остывать и расширяться – молекулы и атомы замедляются и объединяются в небулы- неоднородные облака газа, разделенные вакуумом. Газ, формирующий первую
небулу Вселенной, состоял полностью из наименьших атомов
водорода (98%), гелия (2%) и небольшого количества
лития, берилия, бора.-
•В дальнейшем действовали две тенденции: расширение пространства как результат БВ и сжатие под действием сил гравитации. Формируются первые галактические скопления.
Большой
взрыв
1) Модель атома с
электронами на орбите и ядром в центре.
2). Модель с большим
числом электронов на орбитах В реальности
электроны не двигаются по простым круговым орбитам.
vk.com/club152685050Современные| vk.com/id446425943представления о Вселенной
Расстояние от Земли до Небесных объектов
•Еще математики Древней Греции определили расстояние до Луны 382 260 км (современная оценка 381 555 км).
•В XVII веке рассчитано расстояние до Солнца – 149 600 000 км.
•Расстояние до ближайшей звезды (Альфа Центавра) оценено в 1838 году-
40.85 млрд. км. Когда астрономы установили , что скорость света постоянна (около 300 000 км/сек) они стали измерять гигантские расстояния в
световых секундах, минутах, годах.
-Луна находится на расстоянии 1.3. световой секунды от Земли;
-Солнце находится на расстоянии 8.3 свет. минуты от Земли;
-Альфа Центавра расположена на расстоянии 4.3 свет. года от Земли.
•Только в XX веке астрономы научились определять расстояние до
удаленных звезд и галактик. Окраина видимой части Вселенной находится на расстоянии более 13 млрд. свет. лет.
vk.com/club152685050Современные| vk.com/id446425943представления о Вселенной
•Звезды не случайным образом разбросаны по Вселенной. Силы гравитации объединяют их в группы, называемые галактиками. Солнце – одна из более чем 300 млрд. звезд галактики «Млечный путь».
•Млечный путь – одна из 100 млрд. галактик, формирующих видимую часть Вселенной.
Галактики расположены настолько далеко, что невооруженным глазом воспринимаются как звезды. Ближайшая галактика – Андромеда, находится на расстоянии 2.2 млн. свет. лет.
•С большого расстояния Млечный путь выглядит как плоская спираль размером 100 000 свет. лет в сечении с двумя криволинейными ветвями, удаляющимися от дискообразного центра. Наша Солнечная система находится на внешней окраине одной из этих ветвей и делает полный оборот относительно центра галактики за 250 млн.лет. Наша галактика несется в пространстве относительно внешнего наблюдателя со скоростью около 200 км/сек.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Форма галактик
•Спиралевидные в плане галлактики в сечении имеют форму диска
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Пылевая
спиральная галактика NGG-
3370 (снято со спутника Хаббл)
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Наиболее яркие пятнапроцессы зарождений новых звезд
•В пределах галактической спирали ареалы зарождения и отмирания звезд распределены неравномерно.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Зарождение первых звезд
•К возрасту 200 млн. лет
Вселенная содержала огромные, медленно вращающиеся темные небулы, разделенные громадными пространствами вакуума.
•Гравитация начала преобразовывать Вселенную.
Исаак Ньютон первым указал на то, что прикладываемое к объекту усилие определяется его массой. В каких-то частях Вселенной в
пределах более плотных участков небулы благодаря силам гравитации началось объединение окружающих масс и их уплотнение.
•При накоплении все большей массы в маленьком объеме начальные движения типа водоворота преобразуются в ротацию масс вокруг оси. Это
вращение становится все быстрее и быстрее.
Снимок с телескопа Hubble.
Газы группируются в форме отдельных небул и напоминают облака. Звезды зарождаются на вершине левой небулы
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Скопление молодых звезд NGC247
(из облаков пыли и газа
непрерывно рождаются звезды)
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Аккреционный диск
•В связи с ротацией значительная часть небулы вовлекается во вращающуюся массу газа, что приводит к сформированию из газа и пыли аккреционного диска. Кинематическая энергия падения атомов газа в этот шар преобразуются в тепловую. В конечном счете центральный шар нагревается настолько, что начинает сиять. Такие объекты называются «протозвезда»
vk.com/club152685050 | vkФормирование.com/id446425943 «сверхновой»
С ростом протозвезды возрастает ее плотность и температура. При нагреве до 1 млн град. начинаются реакции синтеза: ядра водорода объединяются создавая ядра гелия. Такой процесс называется «горением водорода» т.к.
сопровождается созданием большого к-ва энергии, превращая протозвезду в
мощный очаг – вспыхивает новая звезда. Звезды первой генерации обычно очень большие (во 100 раз больше чем Солнце). Небула юной Вселенной содержала значительно больше материала. Чем больше звезда, тем жарче она сгорает, тем быстрее умирает. Громадные звезды существуют только несколько миллионов лет, до того момента как она взрывается: Этот процесс называется «сверхновая». Т.о. вскоре после формирования первых звезд Вселенной она была усеяна обломками взрывов сверхновых.