Основные этапы эволюции вселенной

Эллиптические галактики внешне невыразительные. Они имеют вид гладких эллипсов или кругов с постепенным круговым уменьшением яркости от центра к периферии. Ни каких дополнительных частей у них нет, потому что Эллиптические галактики состоят из второго типа звездного населения. Они построены из звезд красных и желтых гигантов, красных и желтых карликов и некоторого количества белых звезд не очень высокой светлости. Отсутствуют бело-голубые сверхгиганты и гиганты, группировки которых можно наблюдать в виде ярких сгустков, придающих структурность системе, нет пылевой материи которая, в тех галактиках где она имеется, создаёт темные полосы, оттеняющие форму звездной системы.

Внешне эллиптические галактики  отличаются друг от друга в основном одной чертой – большим или  меньшим сжатием (NGG и 636, NGC 4406, NGC 3115 и др.)

С несколько однообразными эллиптическими галактиками контрастируют спиральные галактики. Как правило, у галактики  имеются две спиральные ветви, берущие  начало в противоположных точках ядра, развивающимися сходным симметричным образом и теряющая в противоположных областях периферии, галактики. Известны примеры большего, чем двух числа спиральных ветвей в галактике. В других случаях спирали две, но они неравны – одна значительно более развита чем вторая. Примеры спиральных галактик: М31, NGC 3898, NGC 1302, NGC 6384, NGC 1232 и др.

Встречаются большое число галактик неправильной формы. Без какой-либо закономерности структурного строения. Хаббл дал им обозначение от английского  слова irregular – неправильные.

Неправильная форма у галактики  может быть, вследствие того, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в ней материи или из-за молодого возраста. Есть и другая возможность: галактика может стать неправильной вследствие искажения формы в результате взаимодействия  с другой галактикой.

Только 3 галактики можно наблюдать  невооруженным глазом, Большое Магеланово облако, Малое Магеланово облако и  туманность Андромеды. В таблицы  приведены данные о десяти ярчайших галактиках неба. (БМО, ММО – Большое  Магеланов облако и Малое Магеланово облако.).

Не вращающаяся звездная система  по истечении некоторого срока должна принять форму шара. Такой вывод  следует из теоретических исследований. Он подтверждается на примере шаровых  скоплений, которые вращаются и  имеют шарообразную форму.

Если же звездная система сплюснута, то это означает, что она вращается. Следовательно, должны вращаться и  эллиптические галактики, за исключением  тех, из них, которые шарообразны, не имеют сжатия. Вращение происходит вокруг оси, которая перпендикулярна  главной плоскости симметрии. Галактика сжата вдоль оси своего вращения. Впервые вращение галактик обнаружил в 1914 г. американский астроном Слайфер.

Особый интерес представляют галактики  с резко повышенной светимостью. Их принято называть радиогалактиками. Наиболее выдающаяся галактика Лебедьl. Это слабая двойная галактика с чрезвычайно тесно расположенными друг к другу компонентами, являющимися мощнейшим дискретным источником. Объекты подобные галактике Лебедьl безусловно очень редки в метагалактике, но Лебедьl не единственный объект подобного рода во Вселенной. Они должны находиться на громадном расстоянии друг от друга (более 200Мпс).

Поток проходящего от них радиоизлучения в виду большого расстояния слабее, чем от источника Лебедьl.

Несколько ярких галактик, входящих в каталог NGC, также отнести к разряду радиогалактик, потому что их радиоизлучение аналогично сильное хотя оно значительно уступает по энергии световому. Из этих галактик  NGC 1273, NGC 5128, NGC 4782 и NGC 6186 являются двойными. Одиночные NGC 2623 и NGC 4486.

Звездоподобные источники радиоизлучения были названы квадрами. Сейчас их открыто  более 1000. Блеск квадра не остается постоянным. Массы квадров достигают  миллиона солнечных масс. Источник энергии квадров до сих пор  не ясен. Есть предположения, что квадры – это исключительно активные ядра очень далеких галактик.

Глава 3. Образование Вселенной

3.1. Теория “Большого взрыва”

«Большой взрыв» продолжался  сравнительно недолго, всего лишь одну тридцатитысячную нынешнего возраста Вселенной. Несмотря на краткость срока, это всё же была самая славная эра Вселенной. Никогда после этого эволюция Вселенной не была столь стремительна, как в самом её начале, во время «Большого взрыва». Все события во Вселенной в тот период касались свободных элементарных частиц, их превращений, рождения, распада, аннигиляции. Не следует забывать, что в столь короткое время (всего лишь несколько секунд) из богатого разнообразия видов элементарных частиц исчезли почти все: одни путем аннигиляции (превращение в гамма-фотоны), иные путем распада на самые легкие барионы (протоны) и на самые легкие заряженные лептоны (электроны).

 

В момент, который был  назван «Большим взрывом», плотность  Вселенной была равна 1000 000 г/м³, а температура равнялась 10³² степени градусов К. Этот момент был назван точкой сингулярности, то есть была точка, было начало, возникла масса, абсолютное пространство и все законы, которым сейчас подчиняется Вселенная.

Если исходить из фактов, то теория «Большого взрыва» кажется  очень убедительной, но так как мы до сих пор не знаем, что же было до него, это напускает немного тумана на эту проблему. Но все-таки наука продвинулась гораздо дальше, чем это было раньше и как любая революционная теория, теория «Большого взрыва» дает хороший толчок развитию научной мысли.

3.2. Антропный  принцип

Антропный (человеческий) принцип первым сформулировал в 1960 году Иглис Г.И. , но он является как  бы неофициальным его автором. А  официальным автором был ученый по фамилии Картер.

Антропный принцип говорит  о том, что в начале Вселенной был план мироздания, венцом этого плана является возникновение жизни, а венцом жизни - человек. Антропный принцип очень хорошо укладывается в религиозную концепцию программирования жизни.

Антропный принцип утверждает, что Вселенная такая, какая она есть потому, что есть наблюдатель или же он должен появиться на определенном этапе развития. В доказательство создатели этой теории приводят очень интересные факты. Это критичность фундаментальных констант и совпадение больших чисел.

 

Рассмотрим первый факт.

Фундаментальными константами  называются:

скорость света - С;   постоянная Планка - h;

заряд электрона - e;  масса электрона - me;

масса протона - mp;   масса нейтрона - mn;

средняя плотность во Вселенной;  гравитационная постоянная;

электромагнитная постоянная.

Исходя из этих констант, обнаружили их взаимосвязь:

между массой протона, электрона  и нейтрона:

mp - mn > me;  me = 5,5x10 г/моль;  mp-mn = 13,4x10 г/моль.

а также критичность  значений плотности во Вселенной:

q = 10 г/см

если q > 10,то Вселенная пульсирующая

если q < 10,то во Вселенной будет отсутствовать тяготение

 

Теперь рассмотрим совпадение больших чисел (фундаментальных  констант):

r_{вселенной}/re = 10;  τ/re = 10; qe/q_{вселенной} = 10;

τ- возраст образования Вселенной

 

 Возраст образования  Вселенной был запрограммирован в момент «Большого взрыва» и определяется как 15-20 млрд. лет.

 

 Как мы видим  из всего выше изложенного,  сам факт связи фундаментальных  констант неоспорим. Они полностью  взаимосвязаны и их малейшее  изменение приведет к полному хаосу. То, что такое явное совпадение и даже можно сказать закономерность существует, дает этой, безусловно интересной теории шансы на жизнь. Хотя наука и не признает ее, но в связи с той неопределенностью и противоречием, которое существует в самой науке, эту теорию нельзя списывать со счетов.

На протяжении десяти миллиардов лет после «Большого  взрыва» простейшее бесформенное вещество постепенно превращалось в атомы, молекулы, кристаллы, породы, планеты. Рождались звезды, системы, состоящие из огромного количества элементарных частиц с весьма простой организацией. На некоторых планетах могли возникнуть формы жизни.

 

Глава 4. Образование химических элементов

Во время эры излучения продолжалось стремительное расширение космической  материи, состоящей из фотонов, среди которых встречались свободные протоны или электроны и крайне редко - альфа-частицы. В период эры излучения протоны и электроны в основном оставались без изменений, уменьшалась только их скорость. С фотонами дело обстояло намного сложнее. Хотя скорость их осталась прежней, в течение эры излучения гамма-фотоны постепенно превращались в фотоны рентгеновские, ультрафиолетовые и фотоны света. Вещество и фотоны к концу эры остыли уже настолько, что к каждому из протонов мог, присоединится один электрон. При этом происходило излучение одного ультрафиолетового фотона (или же нескольких фотонов света) и, таким образом, возник атом водорода. Это была первая система частиц во Вселенной.

С возникновением атомов водорода начинается звездная эра - эра частиц, точнее говоря, эра протонов и электронов.

Вселенная вступает в звездную эру  в форме водородного газа с  огромным количеством  световых и  ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ расширялся в различных частях Вселенной с разной скоростью. Неодинаковой была также и его плотность. Он образовывал огромные сгустки, во много миллионов световых лет. Масса таких космических водородных сгустков была в сотни тысяч, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики. Расширение газа внутри сгустков шло медленнее, чем расширение разреженного водорода между самими сгущениями. Позднее из отдельных участков с помощью собственного притяжения образовались сверхгалактики и скопления галактик. Итак, крупнейшие структурные единицы Вселенной - сверхгалактики - являются результатом неравномерного распределения водорода, которое происходило на ранних этапах истории Вселенной.

 

Заключение

Наши дни с полным основанием называют золотым веком астрофизики - замечательные и чаще всего неожиданные открытия в мире звезд следуют сейчас одно за другим. Солнечная система стала последнее время предметом прямых экспериментальных, а не только наблюдательных исследований.  Полеты межпланетных космических станций, орбитальных лабораторий, экспедиции на Луну принесли множество новых конкретных знаний о Земле, околоземном пространстве, планетах, Солнце.

Мы живем в эпоху поразительных  научных открытий и великих свершений. Самые невероятные фантазии неожиданно быстро реализуются. С давних пор люди мечтали разгадать тайны Галактик, разбросанных в беспредельных просторах Вселенной. Приходится только поражаться, как быстро наука выдвигает различные гипотезы и тут же их опровергает.  Однако астрономия не стоит на месте: появляются новые способы наблюдения, модернизируются старые. С изобретением радиотелескопов, например, астрономы могут заглянуть на расстояния, которые еще в 40-x. годах ХХ столетия казались недоступными. Однако надо себе ясно представить огромную величину этого пути и те колоссальные трудности, с которыми еще предстоит встретиться на пути к звездам.

 

 

 

 

Список литературы

1. Левитан С.П. «Астрономия» – Москва: «Просвещение», 1994.
2. Воронцов-Вельяминов Б.А. «Очерки о Вселенной» - Москва: «Наука», 1976.
3. В.В. Казютинский «Вселенная Астрономия, Философия», М., «Знание» 1972 г.
4. http://www.mashkov.ru/FILES/galaktik.zip
5. Новиков И.Д. «Эволюция Вселенной» – Москва: «Наука», 1983.