Лекция №3: «Космологический метод».

1) Галактики

2) эволюция вселенной

3) модель горячей вселенной или большой взрыв

4) этапы космической эволюции

5) антропный принцип космологии

«1»Галактики

Галактики – это крупные системы, состоящие из звезд, газа и пыли. Они разделяются на эллиптические, спиральные и галактики неправильной формы.

А) Эллиптические – шаровые скопления звезд сферические или эллиптические по форме.

Б) Галактики неправильной формы

В) спиральные галактики – это галактики, центральная часть которых имеет вид выпуклости. Типичный представитель - наша галактика (млечный путь). Она состоит из ядра и нескольких двух спиральных ветвей. Большая часть звезд спиральной галактике сосредоточенно в диске, которое выглядит как выпуклая линза.

Реальные размеры нашей галактики 120 тыс. световых лет. Масса 1,4 *10¹¹ массы солнца.

Расстояние спирал. Рукавов от центра 30-40 свет. лет. Делает полный оборот каждые 180 млн. лет. Содержит более 100млрд. звезд.

В нее входит:

- межзвездное вещество (газ и пыль)

- космические лучи

- магнитные поля

Ближайшие к солнечной системе галактики Магеллановы облака и туманность Андромеды.

Солнце расположено вблизи галактической плоскости на расстоянии около 30 тыс. лет на расстоянии галактики.

Масса туманность Андромеды 3*10¹¹массы солнца.

Масса Магеллановых облаков 10¹⁰ масс солнца.

Местная система галактик включает в себя 20 галактик.

«2»Эволюция вселенной

А) для теории стационарного состояния вселенной общим является ее представление о ее постоянстве:

- вселенная не претерпевает эволюции

- изменяться могут только отдельные космические объекты, но не мир в целом

- пространство и время в ней абсолютны, однородны и изотропны

Б) для теории нестационарного состояния вселенной является общим представление о нестационарном ее пространстве:

- вселенные ее пространства расширяется

- либо вселенная сжимается

-либо во вселенной чередуется цикл сжатия и расширения.

Общая теория относительности Эйнштейна имеет три варианта:

1. В случае когда средняя плотности вещества и излучения равна критической величине, то мировое пространство является Евклидовым и вселенная неограниченно расширяется от первоначального точечного состояния.

2. Если же средняя плотность меньше критической, то пространство обладает геометрией Лобачевского и так же расширяется.

3. Если плотность больше критической расширение вселенной на определенном этапе сменяется сжатием и продолжается вплоть до точечного состояния.

Расширение вселенной считается установленным фактом в результате обнаружения эффекта Доплера, который гласил: «при удалении от нас какого-либо источника колебаний воспринимаемая нами частота колебаний уменьшается, а длина волны увеличивается, появляется эффект красного смещения – смещение линий видимой части спектра в сторону красной части.

В прошлом столетии Хаббл обнаружил, что все галактики движутся от нас со скоростью возрастающей пропорционально расстоянию, что также убедительно свидетельствует о расширении вселенной.

«3» модель горячей вселенной или большой взрыв

В соответствии с этой моделью вселенная возникла спонтанно. В результате этого взрыва из состояния с очень большой плотностью и энергией (такое состояние сверх плотности называется состоянием сингулярности). По мере расширения, температура вселенной снижалась от очень большой до низкой, при которой возникли условия для образования звезд и галактик. И в течение 1 млн. лет температура вселенной была больше 3 тыс. градусов, при которой атомы образовываться не могут.

Благодаря энергии возникло вещество и антивещество. Затем в процессе остывания возникла инфляционная модель вселенной.

«4» этапы космической эволюции

В подтверждении теории космической эволюции даются следующие ее этапы:

До 20 млрд. лет тому назад (до большого взрыва) – разбегание галактик (красное смещение).

До реликтовые излучения фотонов и нетрина, образовавшихся в ранней горячей стадии расширения вселенной.

20 млрд. лет тому назад произошел Большой взрыв.

3 минуты спустя – образование вещественной основы вселенной, современные фотоны с примесью ядер водорода, гелия и электронов.

Через несколько сотен тыс. лет - появились атомы легких элементов

19 – 17 млрд. лет тому назад – образование галактик.

15 млрд. лет тому назад - появление звезд первого поколения с образованием атомов тяжелых элементов.

5 млрд. лет тому назад – рождение солнца.

4,5 млрд. лет тому назад – образование земли.

3, 8 млрд. лет назад – зарождение жизни на земле.

450 млн. лет назад – появление растений.

150 млн. лет тому назад – появление млекопитающих.

3-2 млн. лет тому назад – начало антропогенеза.

«5» антропный принцип космологии

Суть антропного принципа - это единства человека и космоса. Он включает 2 фактора: во-первых, сама возможность существования человека обеспечивает характером объективных законов и зависит от значений фундаментальных физических постоянных. Во-вторых, человек как существо способное к пониманию занимает особое место во вселенной на ряду с такими существами, если такие имеются. Таким образом, человек существо космическое, который познает мир доступным ему способом. Антропный принцип был впервые сформулирован в 1961г. автор Дикке и развил Картер, Картеру принадлежит термин антропный принцип.

Антропный принцип утверждает, что мир таков каков он есть, потому что в противном случае некому было бы спрашивать о том, почему мир таков. Выделяют слабый и сильный антропный принцип:

А) то, что человек может наблюдать ограниченно условиями его существования, или вселенная такая, потому что мы ее такой видим.

Б) вселенная должна быть такой, чтобы в ней на определенном этапе развития было возможным существование наблюдателя – разумного существа – человека.

Во вселенной нет принципиально непознаваемых явлений, процесс недоступных прогрессирующих научному познанию. В космологическом знании нет альтернативы науке.

Лекция №4: «Учение Вернадского о биосфере».

1. Биосфера – это совокупность всех живых организмов на земле.

2. По Вернадскому: Биосфера – это единство живого и не живого.

Первый биогеохимический принцип Вернадского: Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

Второй принцип: Эволюция видов, в ходе геологического времени приводящих к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении усиливающим биогенную миграцию атомов.

Третий принцип: Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей средой, создающейся и поддерживающаяся на Земле космической энергией солнца.

Данные геохимические принципы соотносятся со следующими важными выводами Вернадского:

1. Каждый организм может существовать, только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природы.

2. Жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие ее изменения на нашей планете. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распространялись по планете, стимулируя перераспределение энергии и вещества.

Первый вывод учения о биосфере

1)Принцип целостного мира. Можно говорить о всей, жизни о всем живом веществе как о едином целом в механизме биосферы. Строение Земли есть согласованный механизм. Все твари Земли являются созданием сложного космического процесса , стоенного космического механизма.

2)Принцип гармонии биосферы и ее организованности. Все учитывается и все приспособляется с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии какую мы видим в строенных движениях небесных светил.

3)Космическая роль биосферы и трансформация энергии. Можно рассматривать всю часть живой природы как дальнейшее развитие того же процесса превращение солнечной световой энергии в действенную энергию Земли.

4)Космическая энергия вызывает давление жизни, которая достигается размножением.

5) Растекание жизни есть проявление ее геохимической энергии.

6)Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности, а пределы этой жизни физико-химическими свойствами соединения.