Солнечная система. Химический состав вещества во Вселенной
Вселенная
Антропный принцип
Антропный принцип представляет и самостоятельный интерес. Поэтому рассмотрим его здесь подробно.
Корректным можно считать вопрос: почему так называемые физические: постоянные (например, постоянная Планка, заряд электрона, массы электрона и протона, скорость света в вакууме и др.) имеют такие, а не какие-нибудь иные значения, и что случилось бы с Вселенной, если бы эти значения оказались другими? Правомерность вопроса определяется тем, что численные значения физических постоянных теоретически не обоснованы. Они получены экспериментально и независимо друг от друга. Существуют достаточно узкие рамки в выборе подходящих значений физических постоянных. допускающие существование знакомой нам Вселенной. Например, если увеличить массу протона на 30%, то это лишает протон возможности объединиться с нейтроном, то есть делает невозможным протекание нуклеосинтеза. Выход за пределы определенных значений физических постоянных закрывает возможность протекания во Вселенной процессов нарастания сложности и упорядочения вещества.
Бросается в глаза и то, что небольшая ассиметрия между веществом и антивеществом позволила на ранней стадии образоваться барионной Вселенной. Без этого она бы выродилась в фотонно - лептонную пустыню. И еще пример: расположение энергетических уровней у ядра кислорода оказалось именно таким, что не позволяет в процессах звездного нуклеосинтеза превратиться всем ядрам углерода в кислород, а ведь углерод - это основа органической химии и, следовательно, жизни.
|
|
|
Совокупность многочисленных случайностей такого рода называется "тонкой подстройкой» Вселенной. Не менее удивительные совпадения встречаются и при рассмотрении процессов, связанных с возникновением и развитием жизни.
В 70-е годы 20 века был выдвинут так называемый антропный принцип. Формулируется в 2-х вариантах: слабый антропный принцип, сильный антропный принцип.
Слабый антропный принцип понимается так: в ходе эволюции Вселенной могли существовать самые различные условия. Однако человек как познающий субъект видит мир только на том этапе, на котором реализовались условия, необходимые для его существования. При этом все предшествовавшие появлению человека стадии эволюции Вселенной могли протекать только в мире, где существовала "тонкая подстройка” Это означает, что раз человек есть, то он увидит только вполне определенным образом устроенный мир. Ничего другого увидеть ему просто не дано.
С точки зрения сильного антропного принципа вводится предположение о множественном рождении Вселенных. В каждой из этих Вселенных случайным образом реализуется произвольный набор физических постоянных и соответствующих им физических законов. Случайный перебор всевозможных вариантов создает в одной (или нескольких) из них ситуацию "тонкой подстройки" со всеми вытекающими отсюда следствиями. Есть предположение и о самоорганизации единственной Вселенной, чем предопределяется появление в ней "тонкой подстройки" и познающего субъекта. Согласно этому взгляду появление разума не только заранее запланировано, но и имеет определенное предназначение. Оно должно себя проявить в последующем процессе развития Вселенной. Значит, человек вынужден будет заняться вопросом выяснения своего предназначения во Вселенной.
|
|
|
Солнечная система. Химический состав вещества во Вселенной
Все, что входит в сферу притяжения Солнца, составляет Солнечную систему. Возраст Солнца и всех тел Солнечной системы оценивается в 4,6 млрд. лет, а возраст Вселенной по последним данным – 13,7 млрд. световых лет. Температура внутри Солнца достигает 15 млн. градусов по Кельвину, а температура поверхности Солнца – 5806К. Мощность излучения Солнца составляет 3,86х1040 Дж/с. До Земли доходит только одна двухмиллиардная часть. Солнце движется среди звезд справа налево. Его путь называют эклиптикой. В Солнечной системе расстояние измеряется в астрономических единицах (а.е.). Одна а.е. – это среднее расстояние от Земли до Солнца. 1 а.е. = 149,6 млн км. Граница Солненчной системы четко определена. Она находится примерно на расстоянии в 100 тыс.раз больше, чем расстояние от Земли дол Солнца. На этой границе солнечное вещество взаимодействует с межзвездным веществом. Дальше – не попадает. Это и есть граница солнечной системы.
|
|
|
Солнце светится за счет энергии, выделяемой в термоядерной реакции превращения водорода в гелий, которая происходит в ядре Солнца. Все остальные объекты Солнечной системы светятся отраженным солнечным светом.
Вокруг Солнца по эллиптическим орбитам вращается 8 классических планет. По мере удаления от Солнца они расположены в следующей последовательности: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все планеты вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки, а Венера – по часовой. Сегодня к классическим планетам относят небесные тела, которые имеют достаточную массу для того, чтобы самогравитация превосходила твердотельные силы (твердотельные силы – это силы, которые выстраивают кристалическую решетку тела),в результате чего тело может принять гидростатически равновесную (близкую к сферической) форму. Кроме того, этот объект очищает окрестности своей орбиты, то есть рядом с планетой не должно быть других сравнимых с ней тел. Орбита классической планеты не должна пересекаться с орбитой предыдущей планеты. По второму и третьему параметру к классическим планетам не подходит Плутон. Поэтому он был исключен на последнем астрономическом съезде из числа классических планет. Его отнесли к карликовым планетам, предлагают назвать эти сильно удаленные от Солнца карликовые планеты Плутонами.
|
|
|
Первые четыре планеты называют планетами земного типа, а остальные четыре – планетами-гигантами.
Все планеты земной группы имеют твердые оболочки, в которых сосредоточена почти вся их масса Три из них (Венера Земля и Марс) обладают газовыми атмосферами Меркурий практически лишен атмосферы Только Земля имеет жидкую оболочку из воды - гидросферу, а также биосферу (результат прошлой и современной деятельности живых организмов). Огромное значение для Земли имеет наличие у нее магнитосферы. Могнитное поле Земли защищает нас от вещества Солнца. Солнце постоянно выбрасывает поток плазмы. Магнитное поле Земли отклоняет почти весь поток этой плазмы. Она оптекает нашу Землю и только потом, придя с другой стороны, попадает на Землою, вызывая полярное сияние.
Характеристики твердых оболочек планет относительно хорошо известны лишь у Земли. Как и у Земли, в твердых оболочках планет выделяют:
1 кору - самую внешнюю тонкую (10-100 км) твердую оболочку;
2 мантию - твердую и толстую (1000-3000 км) оболочку,
3. ядро.- наиболее плотная часть планетных недр
У Земли ядро, состоящее, скорее всего, из железа, подразделяется на внешнее (жидкое) и внутреннее (твердое), температура в центре Земли оценивается в 4000-5000 К. В земной коре наиболее распространены кислород и кремний
Наиболее распространенные элементы в твердом "теле" Земли -
Fe (3 4,6 %), О (2 9, 5 %), Si (1 5, 2 %) и Mg (1 2, 7 %).
Основными источниками энергии в недрах планет являются радиоактивный распад элементов и гравитационная дифференциация (постепенное перераспределение вещества по глубине в соответствии с плотностью - тяжелые фрагменты тонут, легкие всплывают). Подобное перераспределение на Земле еще далеко не завершилось. Такие процессы влияют на земную кору, вызывая перемещения отдельных ее участков, деформацию, горообразование - тектонические и вулканические процессы Вулканические процессы связаны с тем, что в верхней мантии существуют небольшие области, где температура достаточна для плавления ее вещества Расплавленное вещество (магма), выдавливающееся вверх, прорывается через кору и происходит вулканическое извержение.
Планеты-гиганты обладают иным химическим составом. Юпитер и Сатурн содержат водород и гелий в той же пропорции, что и Солнце. Вероятно, другие элементы также содержатся в пропорциях, соответствующих солнечному составу.
Кроме планет в солнечную систему входят спутники планет. У разных планет их разное число, от 1 (например, Земля) до 16 (у Сатурна). Марс имеет два спутника – Фобос (страх) и Деймос (ужас).
К солнечной системе относятся кометы. Это небесные тела, которые движутся вокруг Солнца по сильно вытянутым элиптическим орбитам на больших расстояниях от Солнца. Поэтому они то видны с Земли, то не видны. На небе это светящиеся пятнышки овальной формы. Когда комета приближается к Солнцу, у нее появляется голова и хвост. Ядро (голова) кометы – это лед,который состоит из замерзших газов и частиц пыли. Хвост – это улетучивающиеся из ядра под действие солнечных лучей молекулы газов и частиц пыли. Диаметр ядра от 0,5 до 50 км, а длина хвоста может достигать десятков миллионов километров.
К Солнечной системе относятся метеориты. Это малые тела, которые попадают в сферу притяжения Земли и поэтому падают на Землю. Большинство из них не достигает Земли, а сгорает в земной атмосфере. Различают железные и каменные метеориты.
К Солнечной системе относятся астероиды. Это тела неправильной формы, которые вращаются вокруг Солнца. На сегодня сохранился один пояс астероидов – между Марсом и Юпитером.
Кроме того, Солнечную систему пронизывают потоки элементарных частиц, различные поля, метеорная пыль.
Очень важным для понимания структуры и эволюции Вселенной является вопрос о химическом составе вещества во Вселенной.
При спектроскопическом исследовании астрономических объектов во всей доступной нам Вселенной обнаруживаются те же элементы, что и в земных условиях. Однако их распространенность во Вселенной иная, чем на Земле. Так, около 90% всех атомов во Вселенной - атомы водорода, около 10% - атомы гелия. И лишь на сотую долю процента приходятся все остальные химические элементы. Это так называемое белое вещество Вселенной. Сегодня астрофизики считают, что 95% вещества Вселенной – это так называемая черная материя.
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 24; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!