Будова всесвіту, еволюція всесвіту

Тисячоліттями допитливе людство звертало свої погляди на навколишній світ, прагнуло спіткати його, вирватися за межі мікросвіту в макросвіт.

Велична картина небесного купола, усіяного міріадами зірок, з незапам'ятних зірок хвилювала розум і уяву вчених, поетів, кожного живе на Землі і зачарованого любующегося урочистій і дивовижною картиною, за висловом Лермонтова.

Що є Земля, Місяць, Сонце, зорі? Де початок і де кінець Всесвіту, як довго вона існує, з чого складається і де межі її пізнання?

У своєму рефераті я виклала все те, що відомо на сьогоднішній день науці про будову і еволюції Всесвіту.

Вивчення Всесвіту, навіть тільки відомої нам її частини є грандіозним завданням. Щоб отримати ті відомості, які мають сучасні вчені, знадобилися праці безлічі поколінь.

Всесвіт нескінченна в часі і просторі. Кожна частинка всесвіту має своє початок і кінець, як у часі, так і в просторі, але весь Всесвіт нескінченна і вічна так, як вона є вічно саморушної матерією.

Всесвіт - це все існуюче. Від найдрібніших пилинок і атомів до величезних скупчень в-ва зоряних світів і зоряних систем. Тому не буде помилкою сказати, що будь-яка наука так чи інакше вивчає Всесвіт, точніше, тих чи інакше її боку. Хімія вивчає світ молекул, фізика - світ атомів і елементарних часток, біологія -- явища живої природи. Але існує наукова дисципліна, об'єктом дослідження якої служить сама всесвіт або "Всесвіт як ціле". Це особлива галузь астрономії так звана космологія. Космологія - вчення про Всесвіт в цілому, що включає в себе теорію всієї охопленої астрономічними спостереженнями області, як частини Всесвіту, до речі не слід змішувати поняття Всесвіту в цілому і "Спостерігається" (видимого) Всесвіту. В II випадку мова йде мова йде лише про ту обмеженої області простору, яка доступна сучасним методам наукових досліджень. З розвитком кібернетики у різних галузях наукових дослідженнях набули велику популярність методики моделювання. Сутність цього методу полягає в тому, що замість того чи іншого реального об'єкта вивчається його модель, більш-менш точно повторює оригінал або його найбільш важливі та істотні особливості. Модель не обов'язково речова копія об'єкта. Побудова наближених моделей різних явищ допомагає нам все глибше пізнавати навколишній світ. Так, наприклад, протягом тривалого часу астрономи займалися вивченням однорідною і ізотронной (уявної) Всесвіту, в якій всі фізичні явища протікають однаковим чином і все закони залишаються незмінними для будь-яких областей і в будь-яких напрямках. Вивчалися так само моделі, у яких до цих двох умов додавалося третє, -- незмінність картини світу. Це означає, що в яку б епоху ми не споглядали світ, він завжди має виглядати в загальних рисах однаково. Ці багато в чому умовні і схематичні моделі допомогли висвітлити деякі важливі сторони оточуючого нас світу. Але! Як б складна не була та чи інша теоретична модель, які б різноманітні факти вона не враховувала, будь-яка модель - це ще не саме явище, а тільки більш-менш точна його копія, так би мовити образ реального світу. Тому всі результати отримані за допомогою моделей Всесвіту, необхідно обов'язково перевірити шляхом порівняння з реальністю. Не можна ототожнювати саме явище з моделлю. Не можна без ретельної перевірки, приписувати природі ті властивості якими володіє модель. Жодна з моделей не може претендувати на роль точного "зліпка" Всесвіті. Це говорить про необхідності поглибленої розробки моделей неоднорідною і неізотронной Всесвіту.

Зірки під Всесвіту об'єднані в гігантські Зоряні системи, що називаються галактиками. Зоряна система. У складі якої, як рядова зірка знаходиться наше Сонце, називається Галактикою.

Число зірок у галактиці порядку 1012 (трильйона). Чумацький шлях, світла срібляста смуга зірок опоясує все небо, складаючи основну частину нашої Галактики. Чумацький шлях найбільш яскравий у сузір'ї Стрільця, де знаходяться потужні хмари зірок. Найменш ярок він у протилежній частині неба. З цього неважко вивести висновок, що сонячна система не знаходиться в центрі Галактики, який від нас видно у напрямку сузір'я Стрільця. Чим далі від площині Чумацького Шляху, тим менше там слабких зірок і тим менш далеко в цих напрямках тягнеться зоряна система. Загалом наша Галактика займає простір, що нагадує лінзу або сочевицю, якщо дивитися на неї збоку. Розміри Галактики були намічені за розташуванням зірок, які видно на великих відстанях. Це цефіди та гарячі гіганти. Діаметр Галактики приблизно дорівнює 3000 пк (Парсек (пк) - відстань, з яким велика піввісь земної орбіти, перпендикулярна променя зору, видно під кутом у 1 ". 1 Парсек = 3,26 світлового року = 206265 а.е. = 3 * 1013 км.) Або 100000 світлових років (світловий рік - відстань пройдена світлом протягом року), але чіткої межі в неї ні, тому що зоряна щільність поступово сходить нанівець.

У центрі галактики розташоване ядро діаметром 1000-2000 пк - гігантське ущільнене скупчення зірок. Воно знаходиться від нас на відстані майже 10000 пк (30000 світлових років) у напрямку сузір'я Стрільця, але майже цілком приховано щільної завісою хмар, що перешкоджає візуальним і фотографічним звичайним спостереженнями цього цікавого об'єкту Галактики. До складу ядра входить багато червоних гігантів і короткоперіодичні цефід.

Зірки верхній частині головної послідовності а особливо надгіганти і класичні цефіди, складають більш молоді населення. Воно розташовується далі від центру і утворює порівняно тонкий шар або диск. Серед зірок цього диску знаходиться пилова матерія і хмари газу. Субкарлики й гіганти утворюють навколо ядра і диска Галактики сферичну систему.

Маса нашої галактики оцінюється зараз різними способами, дорівнює 2 * 1011 мас Сонця (маса Сонця дорівнює 2 * 1030 кг.) Причому 1/1000 її укладена в міжзоряному газі й пилу. Маса Галактики в Андромеда майже така ж, а маса Галактики в трикутнику оцінюється в 20 раз мменьше. Поперечник нашої галактики становить 100000 світлових років. Шляхом кропіткої роботи московський астрономом В.В. Кукарін в 1944 р. знайшов вказівки на спіральну структуру галактики, причому виявилось, що ми живемо між двома спіральними гілками, бідному зірками.

У деяких місцях на небі в телескоп, а подекуди де навіть неозброєним оком можна розрізнити тісні групи зір, зв'язані взаємним тяжінням, або зоряні скупчення.

Існує два види зоряних скупчень: розсіяні (мал.) і кульові (мал.).

Розсіювання скупчення складаються зазвичай з десятків або сотень зірок головної послідовності і надгігантів із слабкою концентрацією до центру.

Кульові ж скупчення складаються зазвичай з десятків або сотень зір головної послідовності й червоних гігантів. Іноді вони містять короткоперіодичні цефеїди. Розмір розсіяних скупчень - кілька парсек. Приклад їх скупчення Гладій і Плеяди в сузір'ї Тельця. Розмір кульових скупчень із сильною концентрацією зір до центра -- десяток парсек. Відомо більше 100 кульових і сотні розсіяних скупчень, але в Галактиці останніх має бути десятки тисяч.

Крім зірок у склад Галктікі входить ще розсіяна матерія, надзвичайно розсіяне речовина, що складається з міжзоряного газу і пилу. Воно утворює туманності. Туманності бувають дифузними (клочковатой форми (мал.)) та планетарними (мал.). Світлі вони від того, що їх висвітлюють прилеглі зірки. Приклад: газопилової туманність в сузір'ї Оріона і темна пилова туманність Кінська голова.

Відстань до туманності в сузір'ї Оріона дорівнює 500 пк, діаметр центральної частини туманності - 6 пк, маса приблизно в 100 разів більше маси Сонця.

У Всесвіті немає нічого єдиного і неповторного в тому сенсі, що в ній немає такого тіла, такого явища, основні та загальні властивості якого не були б повторені в іншому тілі, іншими явищами.

Зовнішній вигляд галактик надзвичайно різноманітний, і деякі з них дуже мальовничі. Едвін Пауелла Хаббл (1889-1953), видатний американський астроном - спостерігач, обрав найпростіший метод класифікації галактик за зовнішнім виглядом, і потрібно сказати, що хоча в подальшому іншими видатними дослідниками були внесені розумні припущення за класифікацією, первісна система, виведена Хабблом, як і раніше залишається основою класифікації галактик.

Хаббл запропонував розділити всі галактики на 3 види:

Еліптичні -- позначаються Е (elliptical);

Спіральні (Spiral);

Неправильні -- позначаються (irregular).

Еліптичні галактики (мал.) зовні невиразні. Вони мають вигляд гладких еліпсів або кіл з поступовим круговим зменшенням яскравості від центру до периферії. Ні яких додаткових частин у них немає, тому що Еліптичні галактики складаються з другого типу зоряного населення. Вони побудовані з зірок червоних і жовтих гігантів, червоних і жовтих карликів і певної кількості білих зірок не дуже високою світлості. Відсутні біло-блакитні надгіганти і гіганти, угруповання яких можна спостерігати у вигляді яскравих згустків, що додають структурність системі, немає пилової матерії яка, в тих галактиках де вона є, створює темні смуги, що відтіняють форму зоряної системи.

Зовні еліптичні галактики відрізняються один від одного в основному однією рисою -- більшим чи меншим стисненням (NGG і 636, NGC 4406, NGC 3115 та ін)

З кілька одноманітними еліптичними галактиками контрастують спіральні галактики (мал.) є може бути навіть самими мальовничими об'єктами у Всесвіті. У еліптичних галактик зовнішній вигляд говорить про статичності, стаціонарності Спіральні ралактікі навпаки являють собою приклад динаміки форми. Їх красиві гілки, що виходять з центрального ядра і як би втрачають обриси за межами галактики, вказує на потужний стрімкий рух. Вражає також різноманіття форм і малюнків гілок. Як правило, у галактики є дві спіральні гілки, що беруть початок у протилежних точках ядра, що розвиваються подібним симетричним чином і втрачає в протилежних областях периферії, галактики. Однак відомі приклади більшого, ніж двох числа спіральних гілок в галактиці. В інших випадках спіралі дві, але вони нерівні - один значно більш розвинена ніж друга. Приклади спіральних галактик: М31, NGC 3898, NGC 1302, NGC 6384, NGC 1232 та ін

Перераховані мною до сих пір типи галактик характеризувалися симетричністю форм певним характером малюнка. Але зустрічаються велике число галактик неправильної форми (мал.). Без будь-якої закономірності структурної будови. Хаббл дав їм позначення від англійського слова irregular - неправильні.

Неправильна форма у галактики може бути, в наслідок того, що вона не встигла прийняти правильної форми через малу щільності в ній матерії або з-за молодого віку. Є й інша можливість: галактика може стати неправильної в слідстві спотворення форми в результаті взаємодії з іншого галактикою. За Мабуть ці обидва випадки зустрічаються серед неправильних галактик і може бути з цим пов'язано розподіл неправильних галактик на 2 підтипи.

Підтип II характеризується порівняно високою поверхнею, яскравістю й складністю неправильної структури (NGM 25744, NGC 5204). Французький астроном Вакулер в деяких галактиках цього підтипу, наприклад Магеланових хмарах, виявив ознаки спіральної зруйнованої структури.

Неправильні галактики іншого підтипу позначається III, відрізняються дуже низькою поверхнею і яскравістю. Ця риса вирізняє їх з-поміж галактик всіх інших типів. У той же час вона перешкоджає виявленню цих галактик, внаслідок чого вдалося виявити тільки кілька галактик підтипу III розташованих порівняно близько (a у сузір'ї Лева .).

Тільки 3 галактики можна спостерігати неозброєним оком, Велике Магеланово хмара, Мале Магеланово хмара і туманність Андромеди. У таблиці наведено дані про десяти найяскравіших галактиках неба. (БМО, ММО - Велике Магеланов хмара і Мале Магеланово хмара .).

Не обертається зоряна система після закінчення деякого терміну повинна прийняти форму кулі. Такий висновок випливає з теоретичних досліджень. Він підтверджується на прикладі кульових скупчень, які обертаються і мають кулясту форму.

Якщо ж зоряна система сплюснута, то це означає, що вона обертається. Отже, повинні обертатися й еліптичні галактики, за винятком тих, з них, які кулясті, не мають стискання. Обертання відбувається навколо осі, яка перпендикулярна головної площини симетрії. Галактика стиснута уздовж осі свого обертання. Вперше обертання галактик виявив в 1914 р. американський астроном Слайфером.

Особливий інтерес представляють галактики з різко підвищеною світність. Їх прийнято називати радіогалактиками. Найбільш видатна галактика Лебедьl. Це слабка подвійна галактика з надзвичайно тісно розташованими один до одного компонентами, які є потужним дискретним джерелом. Об'єкти подібні галактиці Лебедьl безумовно дуже рідкісні в Метагалактика, але Лебедьl не єдиний об'єкт подібного роду у Всесвіті. Вони повинні знаходитися на величезній відстані один від одного (більше 200Мпс).

Потік що проходить від них радіовипромінювання на увазі великої відстані слабкіше, ніж від джерела Лебедьl.

Кілька яскравих галактик, що входять до каталогу NGC, також віднести до розряду радіогалактик, тому що їх радіовипромінювання аналогічно сильне хоча воно значно поступається за енергії світловому. З цих галактик NGC 1273, NGC 5128, NGC 4782 і NGC 6186 є подвійними. Одиночні NGC 2623 і NGC 4486.

Коли англійські й австралійські астрономи, застосувавши інтерференційний метод в 1963 р. визначили з великою точністю положення значного числа дискретних джерел радіовипромінювання, вони одночасно визначили і інші кутові розміри деякого числа радіоджерела. Діаметри більшості з них обчислювалися хвилинами або десятками секунд дуги, але у 5 джерел, а саме у 3С48, 3С147, 3С196, 3С273 і 3С286, розміри виявилися менше секунди дуги.

Але потік їх радіовипромінювання не поступалися поткі радіовипромінювання інших фірм дискретних джерел, що перевершують їх за площею випромінювання в десятки тисяч разів. Ці звездоподобние джерела радіовипромінювання були названі квадрат. Зараз їх відкрито понад 1000. Блиск квадра не залишається постійним. Маси квадрів сягають мільйона сонячних мас. Ітсочнік енергії квадрів до цих пір не ясний. Є припущення, що квадри - це винятково активні ядра дуже далеких галактик.

Теоретичне моделювання має важливе значення також і для з'ясування минулого і майбутнього спостережуваного Всесвіту. У 1922 р. А.А. Фрідман зайнявся розробкою оригінальної теоретичної моделі Всесвіту. Він припустив, що середня щільність не є постійно, а змінюється з часом. Фрідман прийшов до висновку, що будь-яка досить велика частина Всесвіту, рівномірно заповнюється матерія не може знаходиться в стані рівноваги: вона повинна або розширюватися, або стискуватися. Ще в 1917 р. В.М. Слайдер виявив "червоний зсув" спектральних ліній в спектрах далеких галактик. Подібне зміщення спостерігається тоді, коли джерело світла віддаляється від спостерігача. У 1929 р. Е. Хаббл пояснив це явище взаємним разбегания цих зоряних систем. Явище "червоного зсуву" спостерігається в спектрах майже всіх галактик, крім найближчих (декількох). І чим далі від нас галактика, тим більше зсув ліній у її спектрі, тобто всі зоряні системи віддаляються від нас із величезними швидкостями в сотні, тисячі десятки тисяч кілометрів на секунду, більш далекі галактики володіють і великими швидкостями. А після того, як ефект "червоного зсуву" був виявлений і в радіодіапазоні, то не залишилося, ніяких сумнівів у тому, що спостерігається Всесвіт розширюється. У даний час відомі галактики, що віддаляються від нас зі швидкістю 0,46 швидкості світла. А сверхзвезди і квадри - 0,85 швидкості світла. Але чому вони рухаються, розширюються? На галактики постійно діє якась сила. У віддаленому минулому матерія в нашій області Всесвіту перебувала в сверхплонтом стані. Потім стався "вибух", в результаті якого і почалося ?? асшіреніе. Щоб з'ясувати подальшу долю Метагалактика, необхідно оцінити середню щільність міжзоряного газу. Якщо вона вища 10 протонів на 1м3, те загальне гравітаційне поле Метагалактика досить велика, щоб поступово зупинити розширення. І воно зміщується стиском.

Виникли два думки з приводу стану Метагалактика до початку розширення. Відповідно до одного з них початкове речовина Метагалактика складалося з "холодної" суміші протонів, тобто ядер атомів водню, електронів та нейтронів. Відповідно до другої, температура була дуже велика, а щільність випромінювання навіть перевершувала щільність речовини. Але після відкриття в 1965 р. реліктового випромінювання А. Тіцнасом і Р. Вілсоном перевага була віддана другому теорії. Після була представлена спроба представити хід подій на перших стадіях розширення Метагалактика: через 1с після початку розширення надщільний вихідної плазми щільність речовини знизилася до 500 кг/см 3, а t = 1013 Со. Протягом наступних 100с щільність знизилася до 50 г/см2 температура впала. Об'єдналися протони і нейтрони => ядра гелію. При t = 4000о, це тривало кілька сотень тисяч років. Потім, після того, як утворилися атоми водню, почалося поступове формування гарячих водневих хмар, з яких утворилися галактики і зірки. Однак у процесі розширення могли зберегтися згустки надщільного до зоряного речовини, а в процесі їх розпаду утворилися зірки і галактики. Не виключено, що діяли обидва механізму. Поняття Метагалактика не є цілком зрозумілим. Воно сформувалося на підставі аналогією з зірками. Спостереження показують, що галактики, немов зорі, що групуються в розсіяні й кульові скупчення, також об'єднуються в групи і скупчення різної чисельності. Вся охоплена сучасними методами астрономічних спостережень частина Всесвіту називається Метагалактика (чи нашій Всесвіту). У Метагалактика простір між галактиками заповнено надзвичайно розрядженим межгалактіческіх газом, пронизує космічними променями, в ньому існують магнітні та гравітаційні поля, і можливо невидимі маси речовин.

Від найбільш віддалених метагалактіческіх об'єктів світ йде до нас багато мільйонів років. Але все-таки немає підстав стверджувати, що Метагалактика це весь всесвіт. Можливо існують інші, поки не ізветсние нам Метагалактика.

У 1929 р. Хаббл відкрив чудову закономірність яка була названа "законом Хаббла" або "Закон червоного зміщення": лінії галактик зміщених до червоного кінця, причому зміщення тим більше, чим далі знаходиться галактика.

Пояснивши червоні зміщення ефектом Доплера. Учені прийшли до висновку про те, що відстань між нашою та іншими галактиками безперервно збільшується. Хоча безумовно галактики не розлітаються в усі боки від нашої галактики, яка не займає ніякого особливого стану в Метагалактика, а відбувається взаємне віддалення всіх галактик. Отже, Метагалактика не стаціонарний.

Відкриття розширення Метагалактика свідчить про те, що минулого Метагалактика була не такою як зараз і інший стане в майбутньому, тобто Метагалактика еволюціонує.

По червоному зсуву визначені швидкості видалення галактик. У багатьох галактик вони дуже великі, співмірні зі швидкістю світла. Найбільш великими швидкостями (більше 250 000 км/с) мають деякі квадри, які вважаються найбільш віддаленими від нас об'єктами Метагалактика.

Ми живемо в розширюється Метагалактика; розширення Метагалактика виявляється тільки на рівні скупчень і сверхскопленій галактик. Метагалактика має одну особливість: не існує центру, від якого розбігаються галактики. Вдалося обчислити проміжок часу з початку розширення Метагалактика.

Проміжок розширення дорівнює 20-13 млрд. років. Розширення Метагалактика є самим грандіозним з відомих в наш час явищ природи. Це відкриття справило корінна зміна в поглядах філософів і вчених. Адже деякі філософи ставили знак рівності між Метагалактика і всесвіту, і намагалися довести, що розширення Метагалактика підтверджує релігійне уявлення про божественності походження всесвіту. Але Всесвіту відомі природні процеси, цілком ймовірно це вибухи. Є припущення, що розширення Метагалактика також почалося з явища нагадує. Колосальний вибух речовини, що володіє величезною температурою і щільністю.

Розрахунки виконані астрофізиками свідчать про те, що після початку розширення речовина Метагалактика мало високу температуру і складалося з елементарних часток (нуклонів) та їх античастинок. У міру розширення змінилася не тільки температура і щільність речовини, але й склад входили до нього частинок, тобто багато частки і античастинки маніпулювали, породжуючи при цьому електромагнітні кванти, випромінювання які в сучасній нам Метагалактика виявилося більше, ніж атомів, з яких складаються зірки, планети, дифузна матерія.

Ця теорія називається теорією "гарячого Всесвіту" щоб надщільного речовина перетворилося в речовину з близькою щільністю до щільності води. Через кілька годин щільність майже зрівнялася з щільністю нашого повітря, а зараз, після закінчення мільярдів років оцінка середньої щільності речовини в Метагалактика призводить до значенням порядку 10-28 кг/м3.

Але всі ці дані вдалося отримати тільки за допомогою унікального складного обладнання що дозволяє розширити межі Всесвіту. Досі людство удосконалює його, винаходили все більш геніальні прилади, але ще на зорі цивілізації, коли допитливий людський розум звернувся до захмарних висот, великі філософи мислили своє уявлення про Всесвіт, як про щось нескінченному. Давньогрецький філософ Анаксимандр (VI ст. До н.е.) ввів уявлення про якоїсь єдиної безмежності, не володіла ні якими звичними спостереженнями, якостями, першооснові за все - апейрон.

Стихії мислилися спочатку як полуматеріальние, напівбожественний, натхненні субстанції. Представлення чістоматеріальной основі всього сущого в давньогрецької основі досягли своєї вершини у вченні атомістів Левкіппа і Демокріта (V-IV в.в. до н.е.) про Всленной, що складається з бескачественних атомів і порожнечі.

Давньогрецький філософам належить ряд геніальних здогадок про структуру Всесвіту. Анаксіандр висловив ідею ізольованості Землі, в просторі. Ейлалай перший описав піфагорейської систему світу, де Земля як і Сонце зверталися навколо якогось "гігантського вогню". Шаррообразность Землі стверджував інший піфагорец Парменід (VI-V в.в. до н.е.) Гераклід Понтійський (V-IV ст до н.е.) стверджував так ж її обертання навколо своєї осі і доніс до греків ще більш давню ідею єгиптян про те, що саме сонце може служити центром обертання деяких планет (Венера, Меркурій).

Французька філософ і вчений, фізик, математик, фізіолог Рене Декарт (1596-1650) створив теорію про еволюційної вихровий моделі Всесвіту на основі геліоцентралізма. У своєї моделі він розглядав небесні тіла та їх системи в їхньому розвитку. Для XVII в.в. його ідея була надзвичайно сміливою. За Декарту, всі небесні тіла утворювалися в результаті вихрових рухів, що відбувалися в однорідної в початку, світової матерії. Абсолютно однакові матеріальні частки перебуваючи в безперервному русі і взаємодії, змінювали свою форму і розміри, що призвело до нинішнього нами багатого розмаїття природи.

Сонячна система згідно Декарту, являє собою один з таких вихорів світової матерії. Планети не мають власного руху - вони рухаються, захоплюємося світовим вихором. Декарт вніс і нову ідею для пояснення тяжкості: він вважав, що в вихори, що виникають навколо планет частки тиснуть один на одного і тим викликають явище тяжкості (наприклад на Землі). Таким чином Декарт, першим став тяжкість розглядати не як вроджена, а як похідне якість тел.

Великий німецький учений, філософ Іммануїл Кант (1724-1804) створив першу універсальну концепцію еволюціонує Всесвіту, збагативши картину її рівної структури і представляв Всесвіт нескінченної в особливому значенні. Він обгрунтував можливості і значну ймовірність виникнення такого Всесвіту винятково під дією механічних сил притягання і відштовхування і намагався з'ясувати подальшу долю цього Всесвіту на всіх її масштабних рівнях - починаючи з планетної системних і кінчаючи світом туманності.

Ейнштейн здійснив радикальну наукову революцію, запровадивши свою теорію відносності. Це було порівняно просто, як і все геніальне. Йому не довелося попередньо відкрити нові явища, встановити кількісні закономірності. Він лише дав принципово нове пояснення.

Ейнштейн розкрив більш глибокий зміст встановлених залежностей, ефектів вже пов'язаних в якусь фізико-математичну систему (у вигляді постулатів Пуанкаре). Замінивши в даному випадку теорію абсолютність простору і часу ідей їх відносності "Пуанкаре", яку тепер вже не пов'язували з ідеєю абсолютного в просторі, абсолютної системи відліку. Такий переворот знімав основне протиріччя, що створювала кризову ситуацію, в теоретичному осмисленні дії. Більш того відкрився шлях для подальшого проникнення в властивості та закони навколишнього світу, настільки глибоко, що сам Ейнштейн не відразу усвідомив ступінь революційності своєї ідеї.

У статті від 30.06.1905 р., що заклала основи спеціальної теорії відносності Ейнштейн, узагальнюючи принципи відносності Галілея, проголосив рівноправність всіх інерційних систем відліку не тільки в механічних, але також електромагнітних явищ.

Спеціальна або приватна теорія відносності Ейнштейна стала результатом узагальнення механіки Галілея і електродинаміки Максвелла Лоренца. Вона описує закони всіх фізичних процесів при швидкостях руху близьких до швидкості світла.

Вперше принципово нові космогологіческіе наслідком загальної теорії відносності розкрив видатний радянський математик і фізик - теоретик Олександр Фрідман (1888-1925 рр..). Виступивши в 1922-24 рр.. він розкритикував висновки Ейнштейна про те, що Всесвіт скінченна і має форму чотиривимірного циліндра. Ейнштейн зробив свій висновок, виходячи з припущення про стаціонарності Всесвіту, але Фрідман показала необгрунтованість його вихідного постулату.

Фрідман навів дві моделі Всесвіту. Незабаром ці моделі знайшли дивно точне підтвердження в безпосередніх спостереженнях рухів далеких галактик в ефекті "червоного зсуву "в їх спектрах.

Цим Фрідман довів, що речовина у Всесвіті не може знаходитися в спокої. Своїми висновками Фрідман теоретично сприяв відкриттю необхідність глобальної еволюції Всесвіту.

Існує кілька теорії еволюції: Теорія пульсуючого Всесвіту стверджує, що наш світ стався в результаті гігантського вибуху. Але розширення Всесвіту не буде тривати вічно, тому що його зупинить гравітація.

За цією теорією наш Всесвіт розширюється протягом 18 млрд. років з часу вибуху. У майбутньому розширення повністю сповільниться й відбудеться зупинка, а потім вона почне стискатися до тих пір, поки речовина знову не стиснеться і станеться новий вибух.

Теорія стаціонарного вибуху: згідно з нею Всесвіт не має не початку, не кінця. Вона весь час прибуває в одному і тому ж стані. Постійно йде освіта нового виру, щоб відшкодувати речовина віддаляється галактиками. Ось по цієї причини Всесвіт завжди однакова, але якщо Всесвіт, початок якої поклав вибух буде розширюватися до нескінченності, то вона поступово остудиться і зовсім згасне.

Але поки що жодна з цих теорій не доведена, тому що на даний момент не існує ніяких точних доказів хоча б однієї з них.

Відкриття різноманітних процесів еволюції в різних системах і тілах, що становлять Всесвіт, дозволило вивчити закономірності космічної еволюції на основі спостережних даних і теоретичних розрахунків.

Як одним з найважливіших завдань розглядається визначення віку космічних об'єктів та їх систем. Оскільки в більшості випадків важко вирішити, що потрібно вважати і розуміти під "моментом народження" тіла або системи, то встановлюючи вік характеристики мають на увазі дві оцінки:

Час, в протягом якого система вже знаходиться в спостережуваному стані.

Повний час життя даної системи від моменту її появи. Очевидно, що друга характеристика може бути отримана тільки на основі теоретичних розрахунків.

Зазвичай перший з висловлених величин називають віком, а другий - часом життя.

Факт взаємного видалення галактик, що становлять Метагалактика свідчить про те, що деякий час тому вона перебувала в якісно іншому стані і була більш щільною.

Найбільш ймовірне значення постійною Хаббла (коефіцієнта пропорційності, зв'язує швидкості видалення позагалактичних об'єктів і відстань до них що становить 60 км/сек - мегапарсек), призводить до значення часу розширення Метагалактика до сучасного стану 17 млрд. років.

З усіх перерахованих вище і тих доказів, які не увійшли в мій реферат з-за свою громіздкість та математично-фізичної складності можна з упевненістю зробити висновок: Всесвіт еволюціонує, бурхливі процеси відбувалися в минулому, відбуваються зараз і будуть відбуватися в майбутньому.

Проблема життя в космосі - один з найбільш захоплюючих і популярних проблем у науці про Всесвіту, що з давніх пір хвилює не тільки вчених, але і всіх людей. Ще Дж. Бруно і М. Ломоносов висловлювали припущення про множинність заселених світів. Вивчення життя у Всесвіті - одна з найскладніших завдань, з якою коли-небудь зустрічалося людство. Мова йде про явище, з яким стикалося людство. Мова йде про явище, з яким людям по суті ще не доводилося безпосередньо стикатися. Всі дані про життя поза Землею, носять суто гіпотетичний характер. Тому глибоким дослідженням біологічних закономірностей і космічних явищ займається наукова дисципліна - "екзобналогія".

Так дослідження неземних, космічних форм життя допомогло б людині, по перше, зрозуміти сутність життя, тобто те, що відрізняє всі живі організми від неорганічної природи, по-друге, з'ясувати шляхи виникнення і розвитку життя і, по-третє, визначити місце і роль людини у Всесвіті. Зараз можна вважати досить твердо встановленим, що на нашій власній планеті життя виникла у віддаленому минулому із неживої, неорганічної матерії при певних зовнішніх умовах. З числа цих умов можна виділити три головних. Перш за все, це присутність води, що входить до складу живого речовини, живої клітини. По-друге, наявність газової атмосфери, необхідної для газового обміну організму з зовнішнім середовищем. Щоправда, можна уявити собі і яку-небудь інше середовище. Третьою умовою є наявністю на поверхні цього небесного тіла відповідного діапазону температур. Також необхідна зовнішня енергія для синтезу молекули живої речовини з вихідних органічних молекул енергія космічних променів, або ультрафіолетової радіації або енергія електронних розрядів. Зовнішня енергія потрібна і для подальшої життєдіяльності живих організмів. Умови необхідні для виникнення життя, свого часу склалася природним шляхом, в ході еволюції Землі, немає таких підстав вважати, що вони не можуть складатися і процесі розвитку інших небесних тіл. Було висунуто багато гіпотез з цього приводу. Академік А.І. Опарін, вважає, що життя повинна була з'явитися тоді, коли поверхня нашої планети являла собою суцільний океан. У результаті з'єднання С2СН 2 і N2 виникли найпростіші органічні сполуки. Потім у водах первинного океану молекули цих сполук, об'єдналися і зміцнилися, утворюючи складний розчин органічних речовин на третій стадії з цього середовища виділилися комплекси молекул, які й дали початок первинним живим організмам. Оро і Фесенков помітили, що своєрідними переносниками якщо не самого життя, то принаймні її вихідних елементів можуть бути комети і метеорити. Однак, якщо не вступати в область близьку до фантастики, і залишатися на грунті лише досить твердо встановлених наукових фактів, то при пошуках живих організмів на інших небесних тілах ми повинніперш за все виходити з того, що нам відомо про земне життя.

Що стосується нашої сонячної системи, то різні її планети рухаються на різних відстанях від Сонця і отримують неоднакова кількість сонячної енергії. У зв'язку з цим. У сонячній системі може бути виділений своєрідний тепловий пояс життя, в який входять Земля, Марс і Венера, а також Місяць на перший погляд фізичні умови на Місяці повністю не виключає можливість існування живих організмів: на Місяці відсутній атмосферна оболонка, немає води, температура змінюється від-1500С до +1300 С, поверхню Місяця піддається постійному бомбардуванні метеоритами, космічними променями, ультрафіолетовою радіацією Сонця тощо. І поки можна гадати про те, чи існує Чи в природі високоорганізовані форми життя, здатні розвиватися при подібних умовах. Виняток можуть становити лише мікроби і бактерії, які, як відомо здатні пристосовуватися до самих несприятливих умовам: нагрівання і глибоке охолодження; ультрафіолетові і радіоактивні випромінювання: інтенсивна радіація і т.д. В даний час ряд вчених вважає, що на Місяці є органічні речовини. Вони могли утворитися тут на зорі існування Місяця або бути занесеними метеоритами. Висловлюються припущення, що над шаром місячного грунту (10м) розташований цілий потужний шар складних органічних сполук. Так само і Венера, якщо температура на її поверхні висока, то не дивлячись на наявність атмосфери, умови для життя на малопридатні цій планеті. Набагато перспективніше в цьому відношенні Марс.

У наші дні астрономів перш за все цікавить питання про фізичні умови на Марсі. Живі організми, що живуть на небесному тілі, безперервно взаємодіють з навколишнім середовищем. Так, наприклад, на поверхні Марса є темні плями "моря". Вони змінюють своє забарвлення у відповідності зі зміною пір року. Це явище нагадує сезонні зміни кольору зеленої рослинності. Атмосфера Марса значно розряджена, ніж земна. У повітряній оболонці морів до сих пір не виявлений вільний кисень. У зв'язку з цим можна припустити, що марсіанські рослини виділяють кисень не в атмосферу а в грунт, або утримують його в корені, або рослин так мало, що вони виділяють невелику кількість кисню, щоб його можна було виявити з Землі. Вода. Відомо, що на Марсі немає відкритих водних поверхонь. Але дослідники вважають, що на поверхні планети вода є: про це свідчило зменшення в весняно-літній періоди білих плям, полярних шапок. При тих фізичних умовах, що існують на Марсі, вода в рідкому стані знаходиться там не може. Вона повинна негайно випаровуватися і замерзати осідаючи у вигляді тонкого шару інею. Грунт шар льоду або вічної мерзлоти. Рідка вода ж може існувати на значній глибині. Було відзначено, що у марсіанських рослин відсутня хлорофіл, його замінює каротиноїдів, пігмент червоного кольору. Особливий інтерес викликають марсіанські канали. Американський астроном Ловелл рах