Наша Галактика

Галактики з активними ядрами

Галактики можуть випромінювати найрізноманітнішу кількість енергії. Так звані галактики з активним ядрами випромінюють набагато більше енергії, ніж її можуть дати зорі, що їх утворюють. Припускають що джерелом додаткової енергії слугує матерія, яка потрапляє в чорну діру, розташовану в центрі такої галактики.

Чорні діри - це щільні астрофізичні об'єкти, які створюють настільки велику силу тяжіння, що ніякі як завгодно швидкі частинки не можуть відірватися з їхньої поверхні. Пошуки їх у Всесвіті - одна з актуальних задач астрофізики. Припускають, що чорні діри можуть бути невидимими компонентами деяких подвійних систем. Виявити їх при цьому можна по рентгенівському випромінюванню, яке виникає в наслідок перетікання газу на чорну діру з сусідньої (звичайної) зорі. Припускають також, що в ядрах активних Галактик і квазарах можуть бути надмасивні чорні діри.

Найважча Чорна дірка

28 листопада 2001 року група астрономів в обсерваторії Парана, що належить Південо-Європейській обсерваторії, вивили чорну дірку на відстані 40 000 світлових років від Землі, а маса її у 14 раз більша за масу Сонця

Еліптичні гіганти. Еліптичні галактики сферичної чи овальної форми містять дуже мало газу й пилу. Вони бувають різних розмірів - від гігантських до карликових. Еліптичні гіганти можуть включати до 10 трлн зір; це найбільші з усіх відомих галактик.

Чумацький Шлях. Чумацький шлях - велика спіральна галактика діаметром близько 100 тис. світлових років ( світловий рік дорівнює 9,46 трлн км ). Її вік близько 14 млрд років, а один оберт вона здійснює і всі спіральні галактики, вона містить газ і пил, з яких утворюються нові зорі. Щільне ядро - найстаріша частина галактики, де вже не лишилося газу для формування нових зір.

Ядро. Центральну частину галактики називають ядром. Тут зорі розташовані щільніше одна до одної, ніж на околицях. Сучасні астрономи вважають, що в центрі багатьох великих галактик розташовані великі чорні діри. Вірогідно, чорна діра є і в центрі нашої галактики.

зоряний всесвіт космічний галактика

На що схожа спіральна галактика

На восьминога. Що потрапив у вир. щупальця” з зоряних скупчень закручені,тому що галактика обертається. Наша галактика - спіральна

Проблема зародження всесвіту, подібна старому питанню:

Що було першим курка яйце. Іншими словами, яка сила створила всесвіт. І що створило цю силу. Чи можливо, всесвіт, чи сила, що створювало все це, існували завжди, і не мали початку.

Аж до недавнього часу, учені мали тенденцію не торкатися таких питань тому, що вони належали до метафізики чи релігії, а не до науки.

Проте, останнім часом виникло вчення про те, що Закони Науки можуть бути навіть на початку всесвіту. У цьому випадку, всесвіт міг визначатися цілком Законами Науки.

Багато ранніх традицій, Єврейська, Християнська й Ісламська релігії, вважали що всесвіт створився досить недавно. Наприклад, Єпископ Ушер обчислив дату в чотири тисячі чотириста років, для створення всесвіту, додаючи вік людей у Старому Завіті. Фактично, дата біблійного створення не так далека від дати кінця останнього Льодовикового Періоду, коли з'явилася перша сучасна людина.

З іншого боку, деякі люди, як наприклад, Грецький філософ Аристотель, Декарт, Ньютон , Галілей не визнавали ідею про те, що всесвіт мав початок. Вони відчували, що це могло бути. Але вони зволіли вірити в те, що всесвіт існував, і повинен був існувати завжди тобто вічно і нескінченно. Всесвіт був власне кажучи немінливий в часі. Час абсолютний однорідний і синхронізований. У будь-якій точці всесвіту він однаковий. Простір теж однорідний і ізотропно. Масштаб, однаковий у будь-якій крапці всесвіту. Чи вона була створена у своїй дійсній формі, чи вона існував завжди, подібно сьогоднішньої. Це було природне переконання в той час, оскільки людське життя, насправді, дуже короткий відрізок історії, що всесвіт значно не змінив у порівнянні з віком самого всесвіту. У статичне, немінливе вселений, питання про те, що всесвіт існував завжди, чи створилася в минулому, - дійсно матеріал для чи метафізики релігії: кожна теорія могла б узяти до уваги такий всесвіт.

Насправді, у 1781, філософ, Іммануил Кант, написав незвичайну і дуже неясну роботу, Критику Чистого Розуму. Там, він вирішив, що були однаково правильні доводи, обоє для віри, що всесвіт мав початок, і для віри ж, що його не було. Як говорить його назва , його висновки були засновані просто на причині. Іншими словами, вони не узяли в рахунок спостереження про всесвіт. Зрештою, у немінливому всесвіті, чи було що спостерігати?

У такий спосіб перед ученими вставала проблема вибору між вірою в бога і матеріальну віру. Вони ще не знали першопричин походження вселеної, тому що в них не було в той час достатньої наукової бази. Віра в Бога була більш краща. Історично християнство було старше чим наука і природно деякі сприймали науку серйозно , але згодом вона набирала силу і всі частіше люди повертали голову в її сторону.

Таємниця в науці - це те , що наука не може пояснити, як вона не може пояснити те , що було до великого вибуху. Адже усе, що відбувалося до моменту виникнення вселеної, крапки сингулярности, не обговорюється - це догма. А непізнане в науці - це та таємниця , що найближчим часом не може бути розкрита.

У 19-і сторіччі підтвердження початку всесвіт накопичувалися. Земля й інша частина всесвіт, фактично змінилися згодом. З одного боку, геологи зрозуміли що утворення скель, і копалин у них, мало вік чи сотні тисячі мільйонів років. Це було набагато більш довгим терміном ,чим вік Землі, відповідно до Християнства.

З іншого боку, німецький фізик, Больцман, вивів так називаний Другий Закон Термодинаміки. Він указує на те, що загальна сума безладно рухаються часток у вселеної (який виміряється кількістю ентропія), завжди збільшується згодом. Це, припускає, що всесвіт міг бути в стиснутому стані тільки в один час у крапці початку. У противному випадку, всесвіт повинний вироджуватися в стан повного безладдя з однаковою температурою.

Інші труднощі з ідеєю статичного всесвіту були в тім, що відповідно до Закону Сили Ваги Ньютона, кожна зірка у всесвіті повинний притягатися до кожної іншої зірки. Те як вони могли б залишитися на постійній відстані від один одного? Чи не будуть вони усі разом падати? Ньютон був обізнаний про цю проблему про зірки, що залучають один одного. У листі до Ричарда Бентли, що веде філософу того часу, він погодився, що кінцеве скупчення зірок не може залишитися нерухомим: вони б усі упали разом, у деякій центральній крапці. Проте, він посперечався, що нескінченне скупчення зірок, не повинне падати разом: для них не було б центральної крапки , щоб туди упасти. Цей аргумент являє приклад пасток, одну з яких ми можемо зустріти, коли одні говорять про нескінченні системи. Використовуючи інші шляхи, щоб додати силу в кожній зірці, з нескінченної кількості інших зірок у вселеної, один раз ми можемо одержати інші відповіді на питання: вони можуть залишатися на постійній відстані від один одного. Ми тепер знаємо, що правильна методика повинна розглядати випадок початкової крапки , відкіля відбувся світ.

Незважаючи на цих труднощів з ідеєю статичної і немінливий всесвіту ніхто в сімнадцятих, вісімнадцятих, дев'ятнадцятих чи ранніх двадцятих сторіччях, не вважав що всесвіт могла розвиватися згодом. Ньютон і Ейнштейн, обоє пропустили шанс, що всесвіт міг би чи скорочуватися, чи розширюватися. Не можна дійсно ставити це проти Ньютона, через те, що він жив двісті п'ятдесят років перед відкриттям розширення всесвіт. Але Ейнштейн повинний був знати це краще. Коли він сформулював Теорію Відносності, щоб перевірити теорію Ньютона з його власною Спеціальною Теорією Відносності, він додав так називану, "космічну константу''. Це являло собою відразливий гравітаційний ефект, що міг би балансувати ефект притягання матеріалу у всесвіті. Таким чином, було можливо мати статичну модель всесвіту.

Ейнштейн пізніше сказала: космічна константа була найбільшою помилкою мого життя. Це відбулося після спостережень віддалених галактик, Эдвином Хабблом у 1920 році, і показало, що вони переміщаються далеко від нас, зі швидкостями, що були приблизно пропорційними їх відстані від нас. Іншими словами, всесвіт не статична, як колись було прийнято думати: вона розширюється. Відстань між галактиками зростає згодом.

У 1929 році Хаббл відкриває ефект так називаний ефект «червоного зсуву». Він затверджує, що у всіх спектрах усіх що спостерігаються, що спостерігаються, галактик він бачить червоне підсвічування в частині спектра. Він брав у приклад спостерігача, що коштує біля джерела світла, що чи віддалявся наближався. При видаленні джерела світла ми спостерігаємо червоне світло спектра, а при наближенні - фіолетовий.

h'/ h = 1+V/C

якщо V>0 то h'>h

h - довжина хвилі нерухомого джерела світла

h'- довжина хвилі джерела світла, що рухається

V=HR - Закон Хаббла

де R- відстань до досліджуваної галактики

H- постійна Хаббла

V- швидкість галактики

H=15км/з на 1млн.світлового років

Це означає, що всі галактики від нас віддаляються. Але наука , як не дивно , забула про це до 1964 року. І лише в 1964 році вчені Пензиас і Вільсон відкривають ефект «реліктового тла». Вони затверджують , що у всіх крапках всесвіту спостерігається постійний і однорідний шум- реліктове тло рівний 3 градусам К.

Це означає, що галактики віддаляються з визначеною швидкістю. А якщо вони віддаляються, значить була і початкова крапка відліку.

Ці два незаперечних і цілком доведених факти підтверджують теорію Великого Вибуху. Значить початок були і всі ранні наукові догми по проблемі початку всесвіт цілком спростовуються. З цього моменту наукове поняття початку всесвіт прийшло в деяку згоду з християнською точкою зору на це питання. Адже християни також вважають, що початок був, але правда в них початком був БОГ і він же створив всесвіт.

На початку створив Бог небо і землю. Земля ж була порожня, і пітьма над бездною, і Дух Божий носився над водою. І сказав Бог: так буде світло. І стало світло. І побачив Бог світло, що він гарний, і відокремив Бог світло від пітьми. І назвав Бог світло вдень, а пітьму вночі. І був вечір, і був ранок: день один. 6 И сказав Бог: так буде твердінь посередині води, і так відокремлює вона воду від води. [І стало так.] И створив Бог твердінь, і відокремив воду, що під твердінню, від води, що над твердінню. І стало так. І назвав Бог твердінь небом. [І побачив Бог, що це добре.] И був вечір, і був ранок: день другий. І сказав Бог: так збереться вода, що під небом, в одне місце, і так з'явиться суша. І стало так. [І зібралася вода під небом у свої місця, і з'явилася суша.] И назвав Бог сушу землею, а збори вод назвав морями. І побачив Бог, що це добре. І сказав Бог: так земля зелень, траву, що сіяє насіння [по роду і по подобі її, і] дерево плідне, що приносить по роду своєму плід, у якому насіння його на землі. І стало так. І зробила земля зелень, траву, що сіяє насіння по роду [і по подобі] її, і дерево [плідне], що приносить плід, у якому насіння його по роду його [на землі]. І побачив Бог, що це добре. І був вечір, і був ранок: день третій. І сказав Бог: так будуть світила на твердіні небесної [для висвітлення землі і] для відділення дня від ночі, і для знамень, і часів, і днів, і років; і так будуть вони світильниками на твердіні небесної, щоб світити на землю. І стало так. І створив Бог два світила великі: світило більше, для керування вдень, і світило менше, для керування вночі, і зірки; і поставив їхній Бог на твердіні небесної, щоб світити на землю, і керувати вдень і вночі, і відокремлювати світло від пітьми. І побачив Бог, що це добре. І був вечір, і був ранок: день четвертий. І сказав Бог: так зробить вода плазуючих, душу живу; і птаха так полетять над землею, по твердіні небесної. [І стало так.] И створив Бог риб великих і всяку душу тваринних плазуючих, котрих зробила вода, по роду їхній, і всякого птаха пернату по роду її. І побачив Бог, що це добре. І благословив їхній Бог, говорячи: плодитеся і розмножуйтеся, і наповняйте води в морях, і птахи так розмножуються на землі. І був вечір, і був ранок: день п'ятий. І сказав Бог: так зробить земля душу живу по роду її, скотов, і гадів, і звірів земних по роду їх. І стало так. І створив Бог звірів земних по роду їх, і худоба по роду його, і всіх гадів земних по роду їх. І побачив Бог, що це добре.

І сказав Бог: створимо людини по образі Нашому [і] по подобі Нашому, і так володарюють вони над рибами морськими, і над птахами небесними, [і над звірами,] і над худобою, і над всією землею, і над усіма гадами, що плазують по землі. І створив Бог людини по образі Своєму, по образі Божою створив його; чоловіка і жінку створив їх. І благословив їхній Бог, і сказав їм Бог: плодитеся і розмножуйтеся, і наповняйте землю, і володійте нею, і володарюйте над рибами морськими [і над звірами,] і над птахами небесними, [і над усякою худобою, і над землею,] і над усякою твариною, що плазує по землі. І сказав Бог: от, Я дав вам усяку траву, що сіяє насіння, яка є на всій землі, і всяке дерево, у якого плід деревний, що сіяє насіння; -і вам це буде в їжу; а всім звірам земним, і всім птахам небесним, і всякому [гаду,] плазуючому по землі, у якому душу живаючи, дав Я всю зелень трав'яну в їжу. І стало так. І побачив Бог усе, що Він створив, і от, добре дуже. І був вечір, і був ранок: день шостий.

Бог створив світ за шістьох днів, але якщо виходити з теорії Великого Вибуху вік утворення всесвіт дорівнює приблизно 15-20 млрд. років. Зараз теоретичні фізики намагаються як би згорнути всесвіт, щоб точніше довідатися її вік. Але для нас же важливий сам факт, що всесвіт мав початок.

У момент, що був названий Великим Вибухом, щільність всесвіту була дорівнює 1000 000 г/м(куб), а температура дорівнювала 10 у 32 ступені градусів К. Цей момент був названий крапкою сингулярности, тобто була крапка, був початок, виникла маса, абсолютний простір і всі закони, яким зараз підкоряється всесвіт.

0

невідомо ніщо Час

t>1/100 сек

t=10 сек 10 сек 1млн.років мільйони років

Т=10 ДО 10 ДО 10 ДО 10 ДО

Ця схема нам показує, що згодом температура всесвіт знижується.

Якщо виходити з фактів , то теорія Великого Вибуху здається дуже переконливої , але тому що ми дотепер не знаємо, що ж було до нього , це напускає небагато туману на цю проблему. Але все-таки наука просунулася набагато далі, ніж це було раніш і як будь-яка революційна теорія , теорія Великого Вибуху дає гарний поштовх розвитку наукової думки.

Перейдемо тепер до ще одній, не менш цікавої теорії виникнення світу. Це Антропний принцип. У чому його сутність?

Антропний (людський) принцип першим сформулював у 1960 році Иглис Г.И. , але він є як би неофіційним його автором. А офіційним автором був учений на прізвище Картер.

Антропний принцип говорить про те, що на початку всесвіту був план світобудови, вінцем цього плану є виникнення життя , а вінцем життя- людини. Антропний принцип дуже добре укладається в релігійну концепцію програмування життя.

Антропний принцип затверджує, що всесвіт така, яка вона є тому, що є чи спостерігач же він повинний з'явитися на визначеному етапі розвитку. На доказ вищевикладеного творці цієї теорії приводять дуже цікаві факти. Це Критичність Фундаментальних Констант і Збіг Больших Чисел.

Розглянемо перший факт.

Фундаментальними константами називаються

швидкість світла- З

постійна планка- h

заряд електрона- е

маса електрона- mе

маса протона- mр

маса нейтрона-mn

електромагнітна постійна- до

Виходячи з цих констант знайшли їхній взаємозв'язок:

між масою протона, електрона і нейтрона:

mр - mn > me

me= 5,5x10 г/моль

mp-mn=13,4x10 г/моль

а також критичність значень щільності у всесвіті:

q=10 г/см

якщо q>10 ,то всесвіт пульсуюча

якщо q<10 ,то у всесвіті буде відсутній тяжіння

Тепер розглянемо Збіг Больших Чисел(фундаментальних констант).

r уселеної / r e =10

/re =10

qe /q уселеної =10

- вік утворення всесвіт

Вік утворення всесвіт був запрограмований у момент Великого Вибуху і визначається як 15-20 млрд. років .

Як ми бачимо з усього вище викладеного сам факт зв'язку фундаментальних констант незаперечний. Вони цілком взаємозалежні і їхня найменша зміна приведе до повного хаосу. Те, що такий явний збіг і навіть можна сказати закономірність існує, дає цієї безумовно цікавої теорії шанси на життя. Хоча наука і не визнає її, але в зв'язку з тією невизначеністю і протиріччям, що існує в самій науці, я б не став списувати з рахунків цю теорію, а прийняв би її як один з варіантів.

Як зароджується Всесвіт

Спочатку всесвіт мав вигляд крихітної кульки, яка вміщувала всю речовину й енергію , як і сучасний Всесвіт.

Який вік Всесвіту

Спостерігаючи рух найвіддаленіших галактик, вчені дізналися, з якою швидкістю розширюється Всесвіт. Таким чином обчислити, що вік Всесвіту - від 13 до 15 млрд, років.

На рубежі XIX--XX сторіч, в епоху панування класичної фізики, наука про Всесвіт зіткнулася з низкою так званих парадоксів. Логічний розвиток загальноприйнятих на той час уявлень про світобудову привів до висновків, які вступили в явну суперечність з реальним станом речей.

Одним з таких «світових парадоксів» став «термодинамічний парадокс», що виник під час спроби застосування науки про теплові процеси -- термодинаміки до всього Всесвіту.

У середині минулого сторіччя відомий німецький фізик Р. Клаузіус сформулював так зване друге начало термодинаміки, згідно з яким теплота може сама по собі переходити Тільки від більш нагрітого тіла до менш нагрітого і цей процес триває доти, доки температура обох тіл не зрівняється. При цьому деяка частина теплоти знецінюється -- втрачає здатність здійснювати роботу. Цю необоротну, «втрачену» енергію Клаузіус запропонував називати грецьким словом «ентропія», що означав «звернена всередину».

З другого начала термодинаміки безпосередньо випливає, що в будь-якій замкненій фізичній системі всі види енергії повинні поступово перетворитися на теплоту, «збігти» в «тепловий океан», а теплота рівномірно розподілиться між усіма тілами. Як тільки це відбудеться, настане «теплова смерть» системи -- всі термодинамічні процеси в ній повністю припиняться.

Цей фундаментальний закон, справедливий для будь-яких замкнених фізичних систем, Клаузіус поширив на весь Всесвіт. Ентропія Всесвіту, твердив він, прагне до певного максимуму і чим більше Всесвіт наближається до цього граничного стану, тим менше залишається можливостей!? до дальших змін. А коли цього стану буде досягнуто, всі зміни повністю припиняться і Всесвіт застигне у мертвому спокої. Настане «теплова смерть» світу. Всесвіт продовжуватиме своє існування, він не зникне, не перетвориться на ніщо, але всі термодинамічні процеси в ньому повністю припиняться.

Неважко бачити, що теорія «теплової смерті» світу вступає в одверту суперечність з матеріалістичними уявленнями про вічність руху матерії.

Тому немає нічого дивного в тому, що висновки термодинаміки були активно Використані захисниками релігії як своєрідний «природничо-науковий» доказ існування бога.

Закон ентропії, відкритий Клаузіусом, твердив, наприклад, папа Пій XII, привів нас до пізнання того, що стихійні процеси природи завжди пов'язані із зменшенням вільної і корисної енергії. Ця фатальна доля настійливо вимагає буття необхідної сутності... Іншими словами, буття бога. Ще відвертіше висловлюються інші релігійні теоретики. Наука в цьому випадку, заявляють вони,-- у союзі з вірою: вона також твердить, що світ небезначальний, що він не в собі самому має причину й основу буття, не у властивостях вічної субстанції; ця основа є поза світом, у бозі.

Коли спробувати узагальнити міркування богословів з цього питання, то вони зводяться приблизно до такого: у момент створення світу йому була, незбагненним для нас чином, тобто божественною силою надана певна енергія, що найбільшою мірою здатна до дії. З часу акту творення ця заведена богом «пружина світового годинника» поступово розкручується. При цьому процеси руйнування переважають у Всесвіті над процесами творення. Всесвіт іде до своєї загибелі...

Ф. Енгельс піддав теорію «теплової смерті» Всесвіту ґрунтовній критиці. Він вказав на те, що перенесення другого начала термодинаміки, тобто закону зростання ентропії, на увесь Всесвіт абсолютно неправомірне.

Ця думка, висловлена Енгельсом, у сучасній науці дістала переконливе теоретичне підтвердження. Як показав видатний американський фізик Р. Толмен, висновок про неминучість переходу замкненої фізичної системи у стан термодинамічної рівноваги справедливий тільки для таких систем, які перебувають у незмінних, стаціонарних зовнішніх умовах.

Якщо замкнена система має перемінне гравітаційне поле, то з погляду загальної теорії відносності це поле стає щодо системи, яка його породила, нестаціонарним зовнішнім фактором, воно не є її складовою частиною. Інтими словами, таку систему вже не можна вважати замкненою. Отже, висновок про прагнення її ентропії до певного максимуму виявляється зовсім неправомірним.

Оскільки наш Всесвіт розширюється, створюване ним гравітаційне поле якраз е змінним. А це й означав, що не можна вважати Всесвіт замкненою системою і застосовувати до нього друге начало термодинаміки.

Найдетальніша зйомка галактик

Зйомка понад 100 000 галактик з 2- градусним полем огляду - на сьогодні найбільше та найдетальніше галактичне дослідження. Зроблене одним з найяскравіших астрономічних інститутів у світі (Австралія), зйомка дала змогу міжнародній групі астрономів створити великомасштабну карту Всесвіту ( з точністю до 3 градусів).

Размещено на Allbest.ru