Лекция. Образование солнечной системы.
План лекции: Гипотезы Декарта, Канта, Лапласа и др.
Одной из интересных задач физики Солнца и солнечной системы является определение границы солнечной системы. Фактически влияние гравитационного поля Солнца может продолжаться до бесконечности, однако на некотором расстоянии от Солнца начинают действовать гравитационные поля других звезд и, можно будет не учитывать действие поля Солнца.
Ближайшая к Солнцу звезда – Альфа Центавра. Свет от этой звезды доходит до Земли за четыре года. Отсюда мы не можем говорить, что граница влияния гравитационного поля Солнца около двух световых лет или около 65 тысяч астрономических единиц (1 а.е.=150 млн. км.).
В шестидесятые годы прошлого столетия голландский астроном Оорт высказал гипотезу, что на расстоянии около 50 тысяч а.е. от Солнца находятся пояс астероидов, откуда время от времени прилетают кометы к Солнцу. Позже их стали называть облаками Оорта.
А.Д.Чернин высказал предположение, что наблюдаемое быстрое вращение дисковых галактик может быть вызвано неупругим столкновением и коалесценцией протогалакти-ческих облаков в группах небольшой численности. С целью проверки этого предположения в ходе численных экспериментов определялись величины моментов вращения тел, образующихся при слиянии пары фрагментов в моделях тройных систем газовых протогалактических облаков. Результаты моделирования показали, что двойная система газовых фрагментов в процессе их тесного сближения при r ~ 0.1d (r - взаимное расстояние фрагментов, d - средний размер тройной системы) остается достаточно изолированной от влияния отдаленного компонента (кроме случаев, когда начальная конфигурация близка к равностороннему треугольнику или, если один из компонентов тройной системы находится близко к линии, проходящей через центр масс двух других компонентов и перпендикулярной к прямой, соединяющей их центры). Предполагается, что слияние двух ближайших фрагментов может ускорить процесс звездообразования; к моменту близкого прохождения третьего компонента и «продукта слияния», возможно, «продукт слияния» близкой пары превратится в звездную систему, а отдаленный компонент останется газовым. При этом большая относительная скорость прохождения препятствует слиянию отдаленного компонента с «продуктом слияния» и подавляющая часть газа беспрепятственно пролетает сквозь звездную систему, практически не изменяя ее момент вращения.
|
|
|
Таким образом, изучение процесса образования галактик, в частности, механизма появления их собственного момента вращения, целесообразно начать с наиболее простой из моделей - модели двух сферических фрагментов равных масс. Однако, если фрагменты начинают свое движение из состояния покоя, то их столкновение между собой будет центральным и собственный момент вращения «продукта слияния» будет равен нулю. В случае, когда фрагменты находятся в объеме, внутри которого распределена «скрытая масса», столкновение не будет центральным («скрытая масса» играет как бы роль третьего тела); оно зависит от начального положения двойной системы относительно центра распределения «скрытых масс».
|
|
|
Выводы предыдущих глав с учетом результатов работ по исследованию распределения «скрытых масс» в Местной группе, а также результаты многих работ, подтверждающих существование массивных корон отдельных галактик, дают основание говорить о возможном появлении собственных моментов вращения спиральных галактик неупругим столкновением и слиянием газовых протогалактических фрагментов, двигающихся в поле «скрытой массы», распределенной по изотермическому закону в сферическом объеме.
1 5 -лекция. Проблема моментов в солнечной системе.
План лекции: Как объясняют проблему моментов солнечной системы современные гипотезы.
Исследование динамики двух сферических газовых протогалактических фрагментов в поле «скрытых масс» - определение таких параметров системы, как прицельное расстояние, орбитальный момент, относительные скорости в момент их тесного сближения может прояснить некоторые аспекты появления собственного вращательного момента галактик. Поэтому авторы статьи /108/ на основе численных моделей рассматривали вопрос о наборе орбитального момента протогалактических сгущений.
|
|
|
Положим, что два фрагмента равных масс находятся в сферическом объеме, внутри которого изотермически распределена «скрытая масса», превышающая суммарную массу фрагментов в 5, 7 и 10 раз. Учитывая размеры области распределения «скрытых масс» и фрагментов допустим, что фрагменты сливаются после первого же взаимного сближения. В момент слияния степени свободы поступательного движения фрагментов переходят в внутренние степени свободы «продукта слияния», т.е. орбитальный момент системы превращается в собственный момент вращения образовавшейся галактики.
Рассмотрение слияния только двух газовых фрагментов, по-видимому, должно быть наиболее приемлемым при изучении собственного момента вращения спиральных галактик: во-первых, анализ тройных систем сферических газовых фрагментов показывает, что сливаются, в основном, только два фрагмента, которые остаются «достаточно изолированными от влияния отдаленного компонента» /12/; во-вторых, почти все спиральные галактики имеют только две спиральные ветви, которых можно принимать как «хвосты» фрагментов, образовавщиеся в момент «быстрого слияния» их «тел». Кроме этого, большинство галактик входят в состав скоплений разной кратности, т.е. если в начальный момент в поле образовались несколько фрагментов (количество фрагментов зависит от того, как происходит распад исходного сгущения), то слившись парами, фрагменты могут образовать систему галактик (например, подгруппа Андромеды или Галактики).
|
|
|
В этом простом случае можно рассмотреть движение двух фрагментов как «точек» равных масс, находящихся в исходном состоянии в покое в протяженном сферическом распределении «скрытой массы». Предполагается, что для распределения скрытой массы справедлив изотермический закон
, 
(15.1)
где 
- плотность скрытого вещества, 
- расстояние от центра его распределения, 
, 
. Это предположение соответствует известным данным о массивных коронах из скрытого вещества в галактиках и их группах /8/.
Календарно-тематический план по курсу
«Современные проблемы астрономии»
| № | Содержание | Количество часов | неделя |
| Модуль 1. Современные проблемы астрономии. | |||
| 1
| Лекция 1. Введение. Предмет астрономии. Разделы астрономии. Возникновение и развитие астрономии. Методы физики в астрономии. Значение астрономии в науке и в народном хозяйстве. | 1 | 1 апта |
| Практическое занятие 1. Строение и образование солнечной системы. | 1 | ||
| СРСП 1. Открытие А.А.Фридманом расширяющейся Вселенной. | 1 | ||
| 2 | Лекция 2. Понятие о небесной сфере. Основные точки и круги на ней. Системы координат на небесной сфере. | 1 | 2 апта |
| Практическое занятие 2. История Земли. Физика Венеры. | 1 | ||
| СРСП 2. Закон Хаббла. Физическое значение постоянной Хаббла. | 1 | ||
| 3 | Лекция 3. Измерение времени. Звездное время. Истинное и среднее солнечное время. Уравнение времени. | 1 | 3 апта |
| Практическое занятие 3. Планета Марс. Сидония. | 1 | ||
| СРСП 3. Модели развития Вселенной. | 1 | ||
| 4 | Лекция 4. Планеты, видимые движения планет и их объяснение. Планетные конфигурации. Синодический и сидерический периоды. | 1 | 4 апта |
| Практическое занятие 4. Физика комет. | 1 | ||
| СРСП 4. Концепции об образовании галактик с точки зрения момента. | 1 | ||
| СРС 1. 1) Закон Хаббла. Физический смысл постоянной Хаббла. 2) Возникновение вихревых движений во Вселенной. Спиральная структура. 3) Модели развития Вселенной. | 7 7 6 | ||
| Модуль 2. Галактики. Строение солнечной системы. | |||
| 5 | Лекция 5. Движение луны. Фазы луны. Синодический, сидерический, драконические месяцы. Приливы и отливы. | 1 | 5 апта
|
| Практическое занятие 5. Происхождение звезд. | 1 | ||
| СРСП 5. Возникновение вихревых движений во Вселенной. Спиральная структура. | 1 | ||
| 6 | Лекция 6. Основы небесной механики и космонавтики Задача двух тел. Законы Кеплера. Космические скорости. Понятие о задаче n-тел. | 1 | 6 апта
|
| Практическое занятие 6. Сверхновые звезды. | 1 | ||
| СРСП 6. Межзвездная среда. Постоянная Джинса. | 1 | ||
| 7 | Лекция 7. Солнечные и лунные затмения. | 1 |
7 апта |
| Практическое занятие 7. Крабовидная туманность. | 1 | ||
| СРСП 7. Внутреннее сроение звезд. | 1 | ||
| СӨЖ 2 1) Межзвездная среда. Постоянная Джинса. 2) Внутреннее строение звезд. 3) Реакции в ядрах звезд | 5 5 5 | ||
| Модуль 3. Эволюция звездных систем. Сверхновые звезды. | |||
| 8 | Лекция 8. Методы астрономических исследований. Связь между яркостью объекта, его угловыми размерами и освещенностью, создаваемый им в месте наблюдения. | 1 | 8 апта
|
| Практическое занятие 8. Нейтронные звезды и пульсары. | 1 | ||
| СРСП 8. Реакции в ядрах звезд. | 1 | ||
| Аралық бақылау 1 (бақылау жұмысы) | |||
| 9 | Лекция 9. Физика солнца. Размеры, масса, светимость, средняя плотность температура Солнца. | 1 | 9 апта |
| Практическое занятие 9. Барстеры. Удивительная двойная в созвездии Орла | 1 | ||
| СРСП 9. Последняя стадия развития звезд: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. | 1 | ||
| 10 | Лекция 10. АТМОСФЕРА СОЛНЦА. Грануляция. Конвекция и конвективная зона. Цикличность солнечной активности. | 1 |
10 апта |
| Практическое занятие 10. Строение Галактики. | 1 | ||
| СРСП 10. Движение звезд в галактиках. | 1 | ||
| 11 | Лекция 11. Звезды. Определение основных характеристик звезд: температуры, радиусов, светимостей. | 1 |
11 апта |
| Практическое занятие 11. Межзвездная среда. | 1 | ||
| СРСП 11. Вириальный парадокс. Невидимые массы. | 1 | ||
| СӨЖ 3. 1) Движение звезд в галактиках. 2) Последняя стадия развития звезд: белый карлик, нейтронная звезда, черная дыра. 3) Вириальный парадокс. Невидимые массы. | 7 7 6 | ||
| Модуль 4. Современные теории о Вселенной. | |||
| 12 | Лекция 12. Внутреннее строение и эволюция звезд. Уравнение гидростатического равновесия. Перенос тепла конвекцией и излучением. Источник энергии звезд. | 1 | 12 апта |
| Практическое занятие 12. Космические лучи. Квазары. | 1 | ||
| СРСП 12. Нейтринные короны. Средняя и критическая плотности Вселенной. | 1 | ||
| 13 | Лекция 13. Млечный путь. Число звезд до данной величины. Галактическая концентрация. | 1 |
13 апта |
| Практическое занятие 13. Происхождение галактик. Короны галактик. | 1 | ||
| СРСП 13. Проблема моментов в солнечной системе. | |||
| 14 | Лекция 14. Космогония солнечной системы. | 1 |
14 апта |
| Практическое занятие 14. Реликтовое излучение. Жизнь и разум во Вселенной. | 1 | ||
| СРСП 14. Раздувающаяся Вселенная и ее особенность от расширяющейся Вселенной. | 1 | ||
| СӨЖ 4. 1) Проблема моментов в солнечной системе. 2) Нейтринные короны. Средняя и критическая плотности Вселенной. 3) Раздувающаяся Вселенная и ее особенность от расширяющейся Вселенной. | 7 7 6 | ||
| 15 | Лекция 15. Антигравитация. | 1 |
15 апта
|
| Практическое занятие 15. Что такое время? Климат. | 1 | ||
| СРСП 15. Гипотеза А.Д.Чернина о динамике Вселенной. | 1 | ||
| Рубежный контроль 2 (коллоквиум, контрольные вопросы | |||
| Экзамен | |||
| Всего: лекции - прак.занят. СРС( в том числе СРСП) | 90 15 15 60 | ||
Календарно-тематический план СРСП
| № СРСП | Тема и задание по СРСП | Кол.час | Неделя |
| 1 | Открытие А.А.Фридманом расширяющейся Вселенной. | 1 | 1 |
| 2 | Закон Хаббла. Физическое значение постоянной Хаббла. | 1 | 2 |
| 3 | Модели развития Вселенной. | 1 | 3 |
| 4 | Концепции об образовании галактик с точки зрения момента. | 1 | 4 |
| 5 | Возникновение вихревых движений во Вселенной. Спиральная структура. | 1 | 5 |
| 6 | Межзвездная среда. Постоянная Джинса. | 1 | 6 |
| 7 | Внутреннее сроение звезд. | 1 | 7 |
| 8 | Реакции в ядрах звезд. | 1 | 8 |
| 9 | Последняя стадия развития звезд: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. | 1 | 9 |
| 10 | Движение звезд в галактиках. | 1 | 10 |
| 11 | Вириальный парадокс. Невидимые массы. | 1 | 11 |
| 12 | Нейтринные короны. Средняя и критическая плотности Вселенной. | 1 | 12 |
| 13 | Проблема моментов в солнечной системе. | 1 | 13 |
| 14 | Раздувающаяся Вселенная и ее особенность от расширяющейся Вселенной. | 1 | 14 |
| 15 | Гипотеза А.Д.Чернина о динамике Вселенной. | 1 | 15 |
| Всего: | 15 |
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 506; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!