на тему рефераты Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
на тему рефераты
на тему рефераты
МЕНЮ|
на тему рефераты
поиск
Доклад: Галактики и их излучения

Доклад: Галактики и их излучения

Тольяттинский Государственный Университет

Доклад

по концепции современного естествознания на тему:

«Галактики и их излучения»

студентки II курса

факультета иностранных языков

Ошкиной О.В.

2004 г

Острова Вселенной: галактики. Общее представление о галактиках и их излучении.

Вскоре после изобретения телескопа внимание наблюдателей при­влекли

многочисленные светлые пятна туманного вида, так и назван­ные туманностями,

видимые в разных созвездиях неизменно в одних и тех же местах. С помощью

сильных телескопов В. Гершель и его сын Джон открыли множество таких туманных

пятен, а к концу прошлого века было обнаружено, что некоторые из них имеют

спиральную форму. Но долго оставалось загадкой, что представляют собой эти

тyманности. Только в 20-е гг. ХХ в. с помощью крупнейших в то время

телескопов удалось разложить туманности на звезды. Стало ясно, что тyманности

- это не облака пыли, светящиеся отраженным светом, и не облака разреженного

газа, а чрезвычайно далекие звездные систе­мы, в которых звезд нecpaвненно

больше, чем в близких к Солнцу шаровых скоплениях.

Галактики - это гигантские звездные системы (примерно до 1013 звезд).

Такого же порядка (n = 13) и массы галактик по отношению к массе Солнца.

Некоторые галактики можно разглядеть в хороший бинокль. Га­лактику Андромеды,

большую по размерам и находящуюся достаточ­но близко к Солнцу (всего в 1,5 млн

световых лет), в состоянии увидеть человек с хорошим зрением: это размытое

пятно в созвездии Андромеды.

Современные телескопы позволяют отыскать сотни миллионов других галактик.

Строение их различно. Но наиболее характерна и примечательна одна форма -

уплощенный диск с выпук­лостью в центре, откуда исходят спиральные рукава.

Галактика Анд­ромеды, как и наша собственная, принадлежит к спиральному типу

галактик. Солнечная система расположена в одном из спиральных рукавов

Галактики на расстоянии примерно двух третей ее радиуса от центра. Следует

помнить, что, наблюдая Вселенную, мы видим галактики не такими, какие они

есть теперь, а такими, какими они были в далеком прошлом. Ведь свет от них

приходит к нам через пространство в миллионы и миллионы километров, на

преодоление которого он затрачивает миллионы лет. Свет от ближайшей к нам

галактики Андромеды достигает Земли через 1,5 млн лет. С помощью больших

телескопов можно наблюдать еще намного более далекие галактики, и мы видим их

такими, какими они были миллиарды лет назад. Рас­стояние до самых дальних из

наблюдаемых в настоящее время галак­тик - свыше 10 млрд световых лет.

Изучение мира галактик является сейчас наиболее бурно развива­ющейся областью

астрономии. Именно в этой области происходят наиболее поразительные открытия,

которые подводят нас к раскры­тию глубинных тайн Вселенной, загадок, наиболее

потрясающих во­ображение. Изучение галактик требует максимально мощных

инстру­ментов, в частности, оптических телескопов с зеркалом диаметром более

метра, а также новейших средств и методов исследования сла­бых объектов (в

частности, радиоастрономии). Велики не только размеры галактик и расстояния

до них, велико и количество галактик, которые наблюдаются астрономами. Так,

самый большой 6-метровый телескоп позволяет сфотографировать миллиарды

галактик. В хорошо исследованной области пространства, на расстояниях 1500

Мпк, находится сейчас несколько миллиардов галактик. Таким образом,

наблюдаемая нами областъ Вселенной - это прежде всего мир галактик.

Одна из центральных проблем внегалактической астрономии связана с

определением расстояний до галактик и размеров самих галактик. Расстояния до

ближайших галактик, которые можно разложить на звезды, определяются по их

светимости. Сложнее оценить расстояние до далеких галактик.

В 1912 г. американский астроном В. Слайфер обнаружил эффект красного смещения

в спектрах далеких галактик: их спектральные линии оказались смещенными к

длинноволновому (красному) краю по сравнению с такими же линиями в спектрах

источников, непо­движных относительно наблюдателя. В 1929 г. американский

астро­ном Э. Хаббл, сравнивая расстояния до галактик и их красные смеще­ния,

обнаружил, что последние растут в среднем пропорционально расстояниям (закон

Хаббла). Этот закон дал астрономам эффектив­ный метод определения расстояний

до галактик по следующей фор­муле:

r = c z/ H (Мпк),

где r - расстояние до галактики; с - скорость света; z = (λпр –

λис) / λис; Н - постоянная

Хаббла.

По современной оценке, постоянная Хаббла (отношение скорости удаления (V)

внегалактических источников к расстоянию (R) до них Н = V/ R) составляет от

50 до 100 км/(с*Мпк). В настоящее время измерены красные смещения тысяч

галактик и квазаров.

Определение расстояний до галактик и их положения на небе позволило сделать

еще один вывод. Оказалось, что большинство га­лактик входит в группировки,

которые насчитывают от нескольких галактик (группа галактик) до сотен и тысяч

галактик (скопление галак­тик) и даже облака скоплений (сверхскопления).

Наблюдаются и одиночные галактики, но они относительно редки (не более 10%).

Дру­гими словами, если галактики - это «острова Вселенной», то они, как

правило, объединены в архипелаги.

Размеры галактик тоже различны. Есть галактики-карлики в несколько десятков

световых лет и галактики-великаны с поперечником до 18 млн световых лет.

Средние расстояния между галактиками в группах и скоплениях примерно в 10-20

раз больше, чем размеры крупнейших галактик. Расстояния между скоплениями

галактик составляют десятки мега­парсек. Таким образом, галактики заполняют

пространство с большей отноcительной плотностью, чем звезды во

внутригалактическом простран­стве (расстояния между звездами в среднем в 20

млн раз больше их диаметра).

Наиболее исследована Местная группа галактик, в которой самы­ми яркими

являются наша Галактика и туманность Андромеды. Во­круг них, в свою очередь,

располагаются еще целые семейства галактик. Так, в семейство нашей Галактики

входят 14 карликовых эллип­тических галактик, несколько внегалактических

шаровых скоплений и ряд так называемых неправильных галактик, среди которых

круп­нейшие Магеллановы Облака (Большое и Малое). Недавно открыта новая

галактика, которая находится от нас на расстоянии всего 55 тыс. световых лет.

Ее назвали Сникерс (усмешка, ухмылка). Не­сколько меньшее семейство у

туманности Андромеды (одна спираль­ная, две эллиптические и несколько

карликовых).

Ближайшие соседние группы галактик располагаются в 2-5 Мпк от Местной группы

и по составу похожи на нее. В пределах 10-20 Мпк около нашей Галактики

обнаружено несколько десятков групп галак­тик. Ближайшее крупное скопление

галактик находится в созвездии Девы на расстоянии около 20 Мпк. В это

скопление входит около 200 галактик средней и высокой светимости. Скопление в

созвездии Девы представляет собой, по-видимому, центральное сгущение еще

более крупной системы галактик - сверхскопления галактик. (Уже давно

замечено, что яркие галактики расположены по небу не беспо­рядочно, а поясом,

который можно назвать Млечным Путем галак­тик.) Общее число галактик нашего

сверхскопления, исключая кар­ликовые, около 20 000, диаметр его около 60 Мпк.

Ближайшие соседи нашего Сверхскопления - сверхскопления в созвездии Льва (на

рас­стоянии 140 Мпк) и в созвездии Геркулеса (190 Мпк). В настоящее время

выявлено свыше полусотни сверхскоплений галактик. Чрезвычайно многообразны и

формы галактик. Типология форм галактик, разработанная еще Э. Хабблом, в

основном сохранилась до настоящего времени, хотя, конечно, за прошедшие

десятилетия были обнаружены и новые типы галактик. Хаббл выделял три

основ­ных типа галактик:

Ø эллиптическиe, имеющие круглую или эллиптическую форму

(обо­значаются Е); это наиболее простые галактики, не содержащие горя­чих

звезд, сверхгигантов, пыли и газовых туманностей; в центре их нет ядра;

Ø спиральные, которые Хаббл разбил на два семейства - обычные (S)

и пересеченные (SВ). У первых ветви выходят непосредственно из ядра; у вторых

ядро пересечено широкой, яркой полосой, называе­мой перемычкой или баром;

спиральные ветви отходят от концов бара;

Ø неправильные галактики (Ir) имеют клочковатое строение и

непра­вильную форму; яркость и светимость их невелики; они изобилуют горячими

сверхгигантами, газовыми туманностями и пылью (напри­мер, Большое и Малое

Магеллановы Облака); к неправильным галак­тикам относятся также

взаимодействующие галактики; большинство неправильных галактик - карлики.

Форма и структура галактик связаны с их основными физически­ми

характеристиками: размером, массой, светимостью. И по этим характеристикам

мир галактик оказался поразительно разно­образным.

В центрах галактик обычно сосредоточено огромное количество вещества (до 10 %

всей ее массы). Здесь происходят выбросы большо­го количества вещества, что

приводит к интенсивному движению от центра туч водорода. В отдельных

галактиках ядро, по-видимому, может представлять собой черную дыру.

По нашим человеческим меркам галактики невообразимо огром­ны, но в

космологических масштабах они ничтожно малы. Галак­тики разбросаны по

Вселенной более или менее беспорядочно, од­нако они обычно собраны в

небольшие группы. Подобные группы галактик - «атомы» космологии. Космология

рассматривает пове­дение Вселенной лишь в масштабах такого или более высокого

по­рядков. Процессы, происходящие в отдельных галактиках (хотя они могут быть

очень важными) редко становятся существенными для космологии.

Понятие Метагалактики.

Совокупность галактик всех типов, квазаров, межгалактической среды образует

Метагалактику - доступную наблюдениям часть Все­ленной. Одно из важнейших

свойств Метагалактики - ее постоянное рас­ширение, «разлет» скоплений

галактик. Об этом свойстве Метагалак­тики свидетельствуют «красное смещение»

в спектрах галактик и открытие реликтового излучения (фоновое, независимое от

направ­ления внегалактическое тепловое излучение, соответствующее

тем­пературе около 3 К).

Из явления расширения Метагалактики вытекает важное следст­вие: в прошлом

расстояния между галактиками были меньше. А если учесть, что и сами галактики

в прошлом были протяженными и раз­реженными газовыми облаками, то очевидно,

что миллиарды лет назад границы этих облаков смыкались и образовывали

некоторое единое однородное газовое облако, испытывавшее постоянное

рас­ширение.

Важное свойство Метагалактики - равномерное распределение в ней вещества

(основная масса вещества сосредоточена в звездах). В современном состоянии

Метагалактика - однородна и изотропна, т.е. свойства материи и пространства

одинаковы во всех частях Ме­тагалактики (однородность) и по всем направлениям

(изотропия). Маловероятно, что она была такой в прошлом. В самом начале

рас­ширения Метагалактики анизотропия и неоднородность материи и пространства

вполне могли существовать. Поиски следов анизотропии и неоднородности прошлых

состояний Метагалактики - одна из важнейших проблем современной

внегалактической астрономии. Исчерпывает ли Метагалактика собой всю возможную

материю и пространство? Многие ученые так и считают, утверждая единственность

всей нашей расширяющейся Метагалактики - Вселенной. Но такие утверждения

напоминают космологию Аристотеля, многократ­но повторявшиеся заявления о

единственности Земли со светилами вокруг нее, единственности Солнечной

системы, единственности нашей Галактики и т.д. И потому все чаще

высказывается мысль о множественности «метагалактик», множественности

вселенных, каждая из которых имеет свой собственный набор фундаментальных

физических свойств материи, пространства и времени, свой тип

нестационарности, организации и др. Эти гипотезы не противоречат современным

математическим и физико-теоретическим представлениям. Более того, многие

модели релятивистской космологии зако­номерно подводят к выводам такого рода.

Одна из теоретических посылок для такого вывода связана с тем, что уравнения

ОТО и квантовой физики не дают ответа на вопрос о начальных условиях эволюции

нашей Вселенной. Здесь возможны два варианта:

1) первичное сингулярное состояние вещества из множества по­тенциальных

физических возможностей реализовалось в одну реаль­ную - нашу Метагалактику;

2) во Вселенной осуществляется все многообразие физических условий, явлений и

движений, допускаемых основными физически­ми теориями.

Если допустить вторую возможность, то надо признать, что ре­ально существует

множество вселенных (метагалактик), образовав­шихся в результате «Большого

Взрыва», связанных между собой некими материальными «каналами», о которых мы

пока можем толь­ко догадываться (представления о топосах и др.) и для

познания которых понадобится как минимум завершенная теория супергравитации,

а может даже и некоторая «новая физика».

Литература.

1. Найдыш В.М. «Концепции современного естествознания», М., 1999г.



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.