Лекция. Цефеиды. Определение расстояния.

План лекции: Цефеиды, их место в определении расстояния. Постоянная Хаббла, ее физический смысл.

Скорости близких спутников и скорость отрыва звезд - это, пожалуй, единственные наблюдательные данные по Галактике, которые можно интерпретировать как указание на существование массивной короны. Они вряд ли представлялись бы убедительными аргументами, если бы не результаты кривых вращения спиральных галактик на больших расстояниях от видимых дисков галактик.

Весьма существенно, что наблюдениям стал доступен нейтральный водород на таких расстояниях от центра, где оптические методы для изучения кинематики уже становятся бессильными. Исследования А.С. Шаровым кинематики нейтрального водорода в Туманности Андромеды на волне 21 см показали, что на расстояниях от 5 до 37 кпк от центра круговая скорость вращения остается постоянной (@230 км/с), а радиальных движений обнаружено не было /13/.

Кривая вращения за пределами оптического диска не падает, а остается на почти неизменном уровне вплоть до 30-50 кпк и далее (граница может достигнуть до 300-500 кпк); другими словами, на больших расстояниях кривые вращения становятся «плоскими», причем в большинстве случаев даже в конце, на границе наблюдательных возможностей, они не обнаруживают тенденцию к падению /7/. Это является аргументом в пользу массивной короны, невидимой («скрытной») в оптическом диапазоне волн. В стационарной системе такое вращение уравновешивает гравитационную силу, создаваемую распределением плотности , такое распределение скрытой массы называется изотермическим.

Если наша Галактика существенно не отличается от изученных систем типа Sbc, то она обладает такой же кривой вращения и столь же большой массой. Кроме того, она имеет более десяти галактик-спутников и образует с ними гравитационно-связанную систему, т.е. является гипер-галактикой.

Лекция. Модели развития Вселенной.

План лекции:

1. Возраст Вселенной, модели развития Вселенной:

2. закрытая, открытая модели.

3. Раздувающая Вселенная.

Л.Фанг /4/ выделяет три группы методов определения параметра замедления расширения Вселенной:

1) методы, основанные: либо на измерении средней плотности вещества, заполняющего Вселенную - подсчет среднего числа галактик в единице объема (как было упомянуто выше); либо на наблюдательное определение и теоретический расчет средней плотности дейтерия; либо на динамический расчет средней плотности с помощью теоремы вириала;

2) методы, основанные на определении соотношения «угловой размер - красное смещение» для различных объектов;

3) методы, основанные на использовании соотношения «видимая звездная величина - красное смещение».

Первая группа методов дает оценку , вторая - W ~ 0.5 и, наконец, третья - W > 0.5 /4/. Обсуждая причины, объясняющие эти различия Л.Фанг приходит к заключению, что возможно во Вселенной имеется большое количество невидимой («скрытой») материи, имеющей небарионную структуру.

Однако гравитационное взаимодействие галактик со слабовзаимо-действующей компонентой массы препятствует сегрегации массы от галактик. Таким образом, либо современные теории образования галактик не учитывают каких-то существенных факторов, либо космологическая модель с W = 1 не адекватна наблюдаемой Вселенной.

В связи с вышесказанным в настоящее время очень актуальной является проблема «скрытых масс», решение которой может, по-видимому, прояснить многие аспекты поставленной задачи.

Познание Вселенной человеком

Первоначально небеса изображались весьма похожими на земной мир.

Повседневные наблюдения говорили также, что земля неподвижна и, кроме земного мира, не может быть ничего сущего. Изо дня в день, из года в год человек убеждался на опыте, что Солнце, Луна, планеты и звезды движутся по небу, восходят на востоке и заходят на западе.

Историки древнего мира говорят, что уровень, достигнутый древней астрономией, был очень высок. Это верно. Но нельзя забывать, что астрономия была в ту пору чисто описательной наукой, бессильной что-либо противопоставить религиозным представлениям об устройстве мира. От нее была совершенно скрыта действительная природа изучаемых ею явлений.

Поэтому размышления древних о природе небес строились главным образом на домыслах, обрастали фантастическими, часто религиозными образами.

Древнегреческий математик Пифагор (VI в. до н. э.), много путешествовавший, первым высказал мысль о шарообразности Земли. Философ Аристотель (IV в. до н. э.) доказывал, что Земля - шар, ибо в южных странах на небе появляются новые созвездия, невидимые в северных, а чем дальше мы двигаемся к северу, тем все больше появляется на небосводе незаходящих звезд.

Постепенно идея о том, что Земля - шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, все шире распространялась среди античных мыслителей.

Так шаг за шагом двигались люди к разгадке тайны мироздания. Однако на этом пути у них были два серьезных препятствия. Во-первых, люди не имели необходимых для наблюдения небесных тел приборов. Во-вторых, успехи античной науки были на много столетий приостановлены утверждением христианства.

Еще в древнегреческой философии возникло течение, резко противопоставлявшее небесное и земное. В то время как великий материалист древности Демокрит (V - IV в. до н. э.) развенчивал веру в богов и отрицал божественность небесных светил, Платон (V - IV в. до н. э.) философ-идеалист, говорил, что астрономия изучает на небе идеальный мир, соответствующий достоинствам обитающих там богов. Все небесное, по учению Платона, вечно и неизменно. Это представление поддерживал и ученик Платона Аристотель. Он считал, что земной мир состоит из четырех элементов - огня, воздуха, воды и земли.

Представления Платона и Аристотеля оказали сильное влияние на картину мира, созданную греческим астрономом Птолемеем во II веке до нашей эры. Птолемей пытался объяснить видимые движения по небосводу планет Солнечной системы -Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна. Птолемей же считал, что Земля находится в центре мира и не может двигаться. Поэтому он придумал сложную схему, согласно которой Солнце оказывается на третьем месте от Земли, а все планеты движутся не только вокруг Земли, но еще и по дополнительным орбитам, объясняющим видимые пути планет на земном небе.

Система Птолемея легла в основу христианской космологии. По учению христианской церкви, человек - царь природы. Ради него созданы Земля и Солнце, небеса и преисподняя.

Так выглядели небеса на протяжении многих лет господства христианской веры.

Рассмотренные этапы человеческих представлений о Земле и Вселенной являлись, таким образом, смесью наблюдений и домыслов. Небесный мир строился поэтому или по прямой аналогии с земным или в прямом противопоставлении ему.

Но наука не может опираться только на здравый смысл, ограничивающийся рамками каждодневной обыденности. Она утверждает, что мир бесконечен в своих масштабах и свойствах и то, что оказывается, бесспорно правильным в окружающем человека земном мире, неприменимо в мире мельчайших частиц материи - молекул и атомов или в мире бесконечно больших космических тел - звезд и галактик. Наблюдение и опыт, научные эксперименты, в конечном счете общественная и производственная практика - вот единственно верные средства отличить истину от заблуждения, говорят ученые. Только эти средства могут подтвердить или опровергнуть смелые предположения человеческого разума.

Система Птолемея была поставлена под сомнение польским математиком и астрономом Николаем Коперником (1473-1543). Выдающийся мыслитель, Николай Коперник в течение более чем 30 лет разрабатывал идею гелиоцентрической картины мира (от греческого “гелиос” - солнце), в соответствии с которой Земля оказывается рядовой планетой, в числе прочих обращающейся вокруг центрального светила - Солнца. Коперник решительно отбросил былые предрассудки о том, что Земля является центром мира и центром тяжести, вокруг которого якобы должны двигаться все небесные тела.

Коперник доказывал, что не Вселенная движется вокруг неподвижной Земли, а, наоборот, Земля перемещается в космическом пространстве.

Но идеи Коперника были поначалу только гипотезой, не доказанной фактами. Ведь в XVI веке астрономия не обладала приборами, способными помочь человеку постичь природу небесных тел. Все известные тогда астрономические инструменты имели значение для наблюдательной астрономии, помогали изучать видимые движения и положение звезд и планет на небосклоне. Эти наблюдения, в конце концов, тоже сыграли свою роль в создании подлинной картины мира, но они не могли рассказать людям об устройстве, размерах небесных тел и масштабах Вселенной.

Гипотеза Коперника противоречила христианскому учению о месте человека в мире. Она подрывала ту древнюю картину Вселенной, которая была закреплена в “священном писании” (Библии).

Прежде всего, оказалось, что небеса состоят из таких же материальных объектов, как и Земля: на Луне обнаружились горы, “моря” и долины; на Солнце - пятна; Млечный Путь распался на бесчисленное множество отдельных звезд и т. д.

Оказалось также, что неверна и теория о тяготении всех небесных тел к центру мира - Земле. Уже при первых наблюдениях Галилей (1564-1642) обнаружил, что вокруг планеты Юпитер движутся четыре спутника и что, следовательно, во Вселенной помимо Земли могут быть другие центры притяжения.

Наблюдения Венеры обнаружили, что она проходит, подобно Луне, смену видимых фаз, приобретая вид то узкого серпика, то полного диска. Это было прямым доказательством ее обращения вокруг Солнца.

Так за несколько месяцев рухнула под ударами новых фактов вся средневековая картина мира. Недаром Галилея, совершившего этот научный подвиг современники прозвали Колумбом Вселенной.

Вплоть до начала нынешнего столетия в науке господствовала возникшая в Новое время ньютоновско-картезианская парадигма - система мышления, основанная на идеях И. Ньютона и Р. Декарта.

Учения Декарта и Ньютона отбросили один очень важный момент - фигуру Бога. Рационально-механистический образ мира, сформировавшийся в трудах последователей, демонстрирует нам мир как единый и единственный: мир твердой материи, подчиненный жестким законам. Сам по себе он лишен духа, свободы, благодати, он безмолвен и слеп. Понятая действительность - гигантские космические просторы, в которых движутся по четким траекториям массы материи - не несет в себе никакой необходимости появления человека и сознания. Человек в этом мире - ошибка, описка, курьезный случай. Он - побочный продукт звездной эволюции. Лишенная Бога и сознания Вселенная, не живет, а существует без смысла и цели, более того, всякий смысл для нее - ненужная роскошь, разрушающаяся под влиянием закона энтропии.

В начале XX в. был сделан целый ряд открытий, в корне изменивших видение мира современным естествознанием. Теория относительности А. Эйнштейна, опыты Резерфорда с альфа-частицами, работы Нильса Бора, исследования в химии, биологии, психологии и других науках показали. что мир гораздо разнообразнее, сложнее, чем это представлялось механистической науке, и что сознание человека изначально включено в само наше восприятие действительности.

Согласно теории относительности пространство не трехмерно, а время не линейно. И то, и другое не являются отдельными самостоятельными сущностями. Они тесно переплетены и образуют пространственно-временной континуум. Поток времени не является равномерным и однородным, он зависит от позиции наблюдателя и его скорости относительно наблюдаемого события. Кроме того, в общей теории относительности речь идет о том, что пространство и время находятся в тесной связи с массой тел: возле гигантских космических тел пространство способно искривляться, а время - замедляться.

Нобелевский лауреат Илья Пригожин положил начало новому принципу осмысления действительности. В свете этого принципа, признающего за Вселенной первичную динамическую неопределенность, оказалось возможным выработать новое понимание эволюции. Второй закон термодинамики не всесилен, ибо все существующие системы имеют прирожденную способность мутировать в направлении большей сложности.

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 248; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!