7. Происхождение и структура Вселенной, Галактик, Солнечной системы.

Существую две теории рождения Вселенной: теория стационарной Вселенной и теория расширяющейся Вселенной (дання теория более научно обснована). До начала большого взрыва Вселенная была сосредоточена в очень малой области, «сиигулярной точке», она как бы представляла одну гиганскую «одерную каплю» где была исключительно высокая температура (10³² градусов Кельвина). В результате гигантского взрыва 13,7 млрд лет тому назад образовалась современная Вселенная. Вселенная нестандартная и расширяющаяся, которая имеет окончание. Часть Вселенной охваченная астрологическим наблюдением (радиус космического горизонта составляет 15 – 20 млрд. световых лет) называются мегогалактикой или нашей Вселенной. Вселенная предположительно состоит из 6 млрд. галактик.

Галактики – гишанские звёздные системы, которые подразделяются по форме на спиральные, эллиптические и неправильные. Процесс образования Галактик начался примерно 12 млрд лет назад в них образовались газовые облака, они сгущались и из них образовывались первые планеты и звёзды.

Наша галактика, считается рядовой звёздной системой, которая имеет сложное строение и состоит из:

- почти 200 млрд. звёзд (общая масса 10¹¹ масс солнца);

- мегапланетного пространства (газ – водород 76 %, гелий – 23 %, космическая пыль 1 %, масса которых составляет несколько процентов всех звёзд);

- космических лучей (поток заряженных частиц высокой энергии – до 10²⁰ ЭВ, по месту происхождения: мегагалактические, галактические, солнечные); по источникам излучения – Квазары, ядра галактик, сверх новые звёзды, пульсары, межпланетная среда, вспышки на звездах, солнце;

- магнитных полей (расположение магнитного поля Земли 42 тыс. км от экватора, 28 тыс. км полюса);

- измерений (фотонов) – это нейтральные безмасссовые электрические частицы, летящие в космическом пространстве со скоростью света.

Большинство звёзд Галактики находятся в объёме линзообразной формы поперечником около 100 тыс. световых лет (7 ∙ 10¹⁶ км).

Самой яркой областью любой Галактики в т.ч. и нашей является – ядро. Для нашей Галактики она расположена в направлении созвездие стрельца.

Мы ядро нашей Галактики не видим, т. к. оно закрыто от нас межпланетной пылью. Наша Галактика по внешнему виду имеет линзообразную форму в виде спирали.

Расстояние от Солнца до центра ядра нашей Галактики расположено на 33 тыс. световых лет. Световой год – расстояние, которое проходит свет в вакууме, за один земной год, 365 дней 5 часов 48 минуты 46 секунд. Это расстояние соответствует 2- 10¹⁷ км, свет проходит за год 9 млрд. км. Корабль из другой Галактики, двигаясь со скоростью света (≈ 300 тыс. км/сек) добирается до Земли за 1 млн. лет.

Вселенная и Галактика являются живой системой. Звёзды и туманности участвуют во вращении Галактик вокруг оси, перпендикулярной её экваториальной плоскости. Различные участки Галактики имеют различные участи вращения.

Наша Галактика имеет спиралевидную форму (структуру) и вращается вокруг своих центров масс со скоростью 100 – 300 км /сек. совершая вихревое движение.

Солнечная система

После Большого взрыва формирование Солнечной системы началось около 7 млрд. лет назад.

В бесформенной массе газового облака туманности, состоящего преимущественно из водорода. При определенных значениях массы, плотности и температуры газовая туманность начала сжиматься и образовалась не светящее солнце.

Под воздействием гравитационных сил солнечная туманность начинает приобретать форму, сжимаясь так, что самая плотная часть находиться в центе. Потоки газа и пыли оторвались от внешней неплотной оболочки солнца. Из этого вещества в последующем рождались планеты солнечной системы. В диске образовавшегося солнца увеличилась температура, росло давление, что препятствовало дальнейшему сжатию.

Когда температура достигла 10 млн. градусов, пошла термоядерная реакция и «загорелось» наше Солнце «началась» ядерная реакция превращения водорода в гелий сопровождается она превращением части массы в энергию. Учённые предсказывают, что приблизительно через

5 – 10 млрд. лет структура Солнца изменится, поскольку, запас водородного горючего начнёт истощатся, тогда солнце начнёт расширяться и превратится в красного гиганта. Наступит момент, когда она будет излучать в 100 раз больше энергии, чем сейчас. Для внутренних планет системы это действие будет катастрофическим: они потеряют атмосферу и распадутся. Затем Солнце сожмётся и превратится в «белый карлик».

Солнечная система состоит из:

А) Солнца: масса 2 ∙ 10³⁰ кг; радиус 696 тыс. км; светимость – мощность излучения 3,96 ∙ 10²³ кВт; температура фотосферы 6 тыс. градусов К; химический состав верхних слоёв: водород 90 %, гелий 10 %, оно светит практически неизменно 4,5 – 5 млрд. лет, солнечные лучи достигают Земли за 8 минут, Земля получает около 1017 Вт солнечной энергии.

Б) Земля получает около 1017 Вт солнечной энергии Планет (9): Меркурий – среднее расстояние от Солнца 58 млм. км, средний диаметр 488 а км, средняя масса 3,3 ∙ 10²³ кг (0,055 массы Земли), нет атмосферы как у луны, нет спутников;

Венера – среднее расстояние от солнца 180 млн. км, средний диаметр 12 1200 км, масса 4,9 ∙ 1024 кг (0,82 массы Земли), атмосфера в основном газ (97 %) углекислого газа, давление около 94 атм., температура около + 470 ⁰С (поверхность равнинная, сложена базальтами, следы вулканов).

Марс – среднее расстояние от Солнца 227,5 млн. км, средний диаметр 67 80 км, средняя масса 6,4 ∙ 10²³ кг (0,108 массы Земли, разряженная атмосфера в основном из углекислого газа). Среднее давление у поверхности 0,006 атм. Поверхность Марса – пыле-песчаная пустыня с каменными расстояниями, потухшими вулканами, ударными кратерами, ветвящимися каньонами, типа высоких русел – рек.

Два спутника – Фобос и Даймос. Температура колеблется от − 200 до − 16 ⁰С, замерзает не только вода, но и углекислый газ.

Юпитер – крупнейшая планета, средние нули расстояния от солнца около 748 км, диаметр 142 800 км, масса 1,9 ∙ 10²⁷ кг (317,8 массы Земли). Представляет собой газожидкое тело, твёрдой поверхности нет. Окружена мощной газовой оболочкой состоит из водорода и гелия. Температура очень низкая. Имеет 16 спутников, которые состоят из «скальных пород» и водяного льда.

Сатурн – средние расстояние до Солнца 1, 427 млн. км, средний диаметр 120500 км, масса 5,68 ∙ 10²⁶ кг (96,1 массы Земли). По строению и химическому составу похожи на Юпитер. Спутников – 18;

Уран – среднее расстояние от Солнца 2871 млн. км, диаметр 50540 км, масса 8,09 ∙ 10²⁵ кг (14,54 массы Земли). По строению и химическому составу в основном подобен Юпитеру, но содержит значительно больше метана и аммиака; имеет 15 спутников.

Нептун – среднее расстояние до Солнца 4,497 млн. км, средний диаметр около 50 000 км масса 1,02 ∙ 1026 кг (17,2 массы Земли). Подобен Урану имеет 8 спутников.

Плутон – самая удалённая планета Солнечной системы, среднее расстояние от Солнца 5,9 ∙ 10¹² км, диаметр 1,2 ∙ 10²² кг (0,02 массы Земли). Она состоит из каменных ядер, покрытых водяным льдом, один спутник, сопоставимый по размерам с планетой.

В) Спутников планет;

Г) Остероидов и их осколков.

Остероиды (малые планеты) преимущественно каменные тела солнечной системы диаметром от 1 до 1000 км. Орбиты большинства астероидов расположены между орбитами Марса и Юпитера (пояс астероидов). Суммарная масса всех астероидов около 1/1000 массы Земли.

Д) Комет.

Кометы (от греческого - длинноволосый) тела солнечной системы с притянутыми (до сотни млн.. км) нестандартными атмосферами, двигающиеся по сильно вытянутым орбитам. Кометы двигаются по орбитам вокруг солнца, они состоят из льда и камней и имеют длинный хвост. С Земли наблюдаются именно атмосферы комет, а не тела, их поражающее ядро. Кометы – глыбы неправильной формы (размер от 10 м до 30 км) состоящие из загрязненного пылью и другими примесями льда. По мере приближения комет к Солнцу усиливается испарение с поверхности ядра и возрастает плотность и размеры атмосферы комет. Зарегистрировано появление более 1000 комет. Некоторые из них наблюдались многократно. Наиболее хорошо изучена комета Галлея, появляющаяся с периода около

76 лет, в 1986 г. к ней приблизились космические аппараты с Земли.

Ж) Метеоритов и метеоров.

Метеорит – это камень, который возгорается при входе в атмосферу и взрывается на поверхности Земли, когда-то, он был частью кометы. Метеориты это тела солнечной системы (в основном осколки астероидов) попадающие на Землю (и другие планеты и их спутники), из межпланетного пространства. Различают железные, железо-каменные метеориты, масса одного из крупнейших метеоритов найденного в 1920 г. в Африке до 60 т.

Метеоры – это вспышки и другие явления в верхних слоях атмосферы Земли, вызванные вторжение в нее мелких, твёрдых частиц (т.е. метеоритных тел) – в основном продуктов распада астероидов и комет. Обычно метеоритные тела полностью сгорают, оставляя характерный светящийся след в атмосфере.

З) Межпланетной среды.

Возраст солнечной системы от 7 до5 млрд. лет. Она расположена на периферии нашей Галактики на расстоянии 26 тыс. световых лет (около 250 тыс. млрд. км 2,5 ∙ 10¹⁷ км) от Галактического центра и вращается вокруг него с линейной скоростью 220 км/сек, совершая полный оборот за 290 млн. лет. Исходя из этих скоростей движения, оказывается, что наша солнечная система и Земля в её составе пролетела вокруг центра нашей Галактики не более 30 раз.

Высокая скорость – означает высокий риск. Мы можем приблизиться к гигантским звёздам, к взрывам сверх новых звёзд, к «чёрным дырам». Всё это вызовет катастрофу на Земле.

Каждые 30 млн. лет наша планета в составе солнечной системы проходит в нашей галактике через область, густо заполненную звездами и возникает вероятность уничтожения Земли. Именно 60 млн. лет назад при столкновении кометы с Землёй произошла катастрофа, в результате которой вероятно погибли динозавры.

Опасность для солнечной системы и Земли могут нести звёзды в 100 раз большее чем наше Солнце, если мы приблизимся к ним они могут притянуть и у нас не останется шансов выжить.

В наше Галактике сотни «чёрных дыр» недавно американские астрофизики обнаружили вблизи центра ядра нашей Галактики «чёрн6ую дыру», настолько мощную, что она вращает вокруг себя звёзды с невероятной скоростью. Эта чёрная дыра с пугающим аппетитом пожирает нашу Галактику – звезду за звездой. Поскольку наша солнечная система находится на периферии Галактики, та очередь до нас дойдёт ещё не очень скоро.

Масса в «чёрных дырах» заключена в очень малом объёме 100 млн. тонн в кубическом сантиметре (100 млн. т. см³) – критическом для данной массы. Под воздействием собственного тяготения такое вещество начинает неудержимо сжиматься. Происходит гравитационный коллапс, в результате которого концентрация массы растёт дольше и наступает момент, когда сила тяготения на поверхности становится столь велика, что для её преодоления надо было бы развить скорость большую скорости света. Поэтому она никого не выпускает наружу и не отражает. «Чёрные дыры» имеют микроскопический размер 10³ см. Вещество и излучение как бы проваливаются в «чёрную дыру» и не могут выйти обратно.

Если сжатие продолжается дальше, тогда на каком-то этапе начинаются незатухающие ядерные реакции. Сжатие прекращается, а затем происходит взрыв и «чёрная дыра» превращается в «белую дыру».