РЕФЕРАТ
Походження Всесвіту
Введення......................................................................................................... 3
Утворення Всесвіту....................................................................................... 5
Будова Галактики. Види Галактик............................................................. 7
Будова Землі................................................................................................. 15
Висновок...................................................................................................... 21
Всесвіт – це весь існуючий матеріальний світ, безмежний в часі і просторі і нескінченно різноманітний по формах, які приймає матерія в процесі свого розвитку. Частина Всесвіту, охоплена астрономічними наглядами, називається Метагалактикою, або нашим Всесвітом. Розміри метагалактики дуже великі: радіус космологічного горизонту складає 15-20 млрд. світлових років.
Космологія – один з тих розділів природознавства, які завжди знаходяться на стику наук. Будова і еволюція Всесвіту вивчаються космологією. Космологія використовує досягнення і методи фізики, математики, філософії. Предмет космології – весь оточуючий нас мегасвіт, весь "великий Всесвіт", і задача полягає в описі самих загальних властивостей, будови і еволюції вселеної.
Сучасна астрономія не тільки відкрила грандіозний мир галактик, але і знайшла унікальні явища: розширення Метагалактики, космічну поширеність хімічних елементів, реліктове випромінювання, що свідчать про те, що Всесвіт безперервно розвивається.
З еволюцією структури Всесвіту пов'язано виникнення скупчень галактик, відособлення і формування зірок і галактик, утворення планет і їх супутників. Сам Всесвіт виник приблизно 20 млрд. років тому з якогось щільної і гарячої проторечовини. Існує точка зору, що з самого початку проторечовина з гігантською швидкістю почало розширюватися. На початковій стадії ця щільна речовина розліталася на всіх напрямках і була однорідною вируючою сумішшю нестійких, постійно розпадаються при зіткненні частинок. Остигаючи і взаємодіючи протягом мільйонів років, вся ця маса розсіяної в просторі речовини концентрувалася у великі і малі газові утворення, які протягом сотень мільйонів років, зближуючись і зливаючись, перетворювалися на величезні комплекси. В цих комплексах, у свою чергу виникали більш щільні ділянки – там згодом і утворилися зірки і навіть цілі галактики.
В результаті гравітаційної нестабільності в різних зонах галактик, що утворилися, можуть сформуватися щільні "протозоряні утворення" з масами, близькими до маси Сонця. Процес стиснення, що почався, швидшатиме під впливом власного поля тяжіння. Процес цей супроводжує вільне падіння частинок хмари до його центру – відбувається гравітаційне стиснення. В центрі хмари утворюється ущільнення, що складається з молекулярного водню і гелію. Зростання густини і температури в центрі приводить до розпаду молекул на атоми, іонізації атомів і утворення щільного ядра протозірки.
Існує гіпотеза про циклічність стану Всесвіту. Колись виникнувши з надщільного згустка матерії, Всесвіт, можливо, вже в першому циклі породив усередині себе мільярди зоряних систем і планет. Н потім Всесвіт починає прагнути того стану, з якого починалася історія циклу. Врешті-решт речовина Всесвіту повертається в первинний надщільний стан, знищивши все життя, що трапилася на шляху. І так повторюється кожного разу, в кожному циклі протягом вічності.
До початку 30-х років ХХ в. склалася думка, що головні складові Всесвіту - галактики, кожна з яких в середньому складається з 100 млрд. зірок. Сонце разом з планетною системою входить в нашу Галактику, основну масу зірок якої ми спостерігаємо у формі Чумацького Шляху. Окрім зірок і планет, Галактика містить значну кількість розріджених газів і космічного пилу.
Кінцевий або нескінченний Всесвіт, яка у неї геометрія – ці і багато інші питання пов'язані з еволюцією Вселеної, зокрема із спостережуваним розширенням. Якщо швидкість "розльоту" галактик збільшиться на 75 км/с на кожний мільйон парсек, то екстраполяція до минулого приводить до дивного результату: приблизно 10-20 млрд. років тому весь Всесвіт був зосереджений в дуже маленькій області. Багато учених вважають, що у той час густина Всесвіту була така ж, як у атомного ядра: Всесвіт був однією гігантською "ядерною краплею". З якихось причин ця "крапля" прийшла в нестійкий стан і вибухнула. Наслідки цього вибуху ми спостерігаємо зараз як системи галактик.
При даній оцінці часу утворення Всесвіту передбачалося, що спостережувана нами зараз картина розльоту галактик відбувалася з однаковою швидкістю і в скільки завгодно далекому минулому. А саме на такому припущенні і заснована гіпотеза первинного Всесвіту – гігантської "ядерної краплі", що прийшла в стан нестійкості.
В даний час космологи припускають, що Всесвіт не розширявся "від крапки до крапки", а як би пульсує між кінцевими межами густини. Це означає, що у минулому швидкість розльоту галактик була менше ніж зараз, а ще раніше система галактик стискалася, тобто Галактики наближалися один до одного з тим більшою швидкістю, ніж більша відстань їх розділяла. Сучасна космологія розташовує ряд аргументів на користь картини "пульсуючого Всесвіту". Такі аргументи носять чисто математичний характер; найголовніший з них – необхідність обліку реально існуючої неоднорідності Вселеної. Вирішити питання, яка з двох гіпотез справедлива, ми зараз не можемо. Буде потрібно величезна робота, щоб вирішити цю одну з найважливіших проблем космології.
Сучасна космологія виникла на початку ХХ в. після створення релятивістської теорії тяжіння. Перша релятивістська модель, заснована на новій теорії тяжіння і претендуюча на опис всього Всесвіту, була побудована А. Эйнштейном в 1917 р. Проте вона описувала статичний Всесвіт і, як показали астрофізичні нагляди, виявилося невірною.
В 1922-1924 рр. радянським математиком А.А. Фридманом були запропоновані загальні рівняння для опису всього Всесвіту, змінного з часом. Зоряні системи не можуть знаходитися в середньому на незмінних відстанях один від одного. Вони повинні або віддалятися, або зближуватися. Такий результат – неминуче слідство наявності сил тяжіння, які очолюють в космічних масштабах. Висновок Фрідмана означав, що Всесвіт повинен або розширюватися, або стискатися. Звідси слідував перегляд загальних уявлень про Всесвіт. В 1929 р. американський астроном Э. Хаббл (1889-1953) за допомогою астрофізичних наглядів відкрив розширення Всесвіту, підтверджуюче правильність висновків Фрідмана.
Моделі Фрідмана служать основою всього подальшого розвитку космології. Вони описують механічну картину руху величезних мас Всесвіту і її глобальну структуру. Якщо колишні космологічні побудови покликані описувати спостережувану тепер структуру Всесвіту з незмінним в середньому рухом світів в ній, то моделі Фрідмана за своєю суттю були еволюційними, зв'язували сьогоднішній стан Всесвіту з її попередньою історією. З цієї теорії виходить, що у далекому минулому Вселена не була зовсім схожа на спостережувану нами сьогодні. Тоді не було ні окремих небесних тіл, ні їх систем, вся речовина була майже однорідною, дуже щільною, швидко розширялося. Тільки значно пізніше з такої речовини виникли галактики і їх скупчення.
Починаючи з кінцем 40-х років нашого століття, вся більша увага в космології привертає фізика процесів на різних етапах космологічного розширення. У висунутій в цей час Г.А. Гамовим теорії гарячого Всесвіту розглядалися ядерні реакції, що протікали на самому початку розширення Всесвіту в дуже щільній речовині. При цьому передбачалося, що температура речовини була велика і падала з розширенням Всесвіту. Теорія передбачала, що речовина, з якої формувалися перші зірки і галактики, повинна складатися в основному з водню (75%) і гелію (25%), домішка інших хімічних елементів незначна. Інший висновок теорії – в сьогоднішньому Всесвіті повинне існувати слабке електромагнітне випромінювання, що залишилося від епохи великої густини і температури речовини. Таке випромінювання в ході розширення Всесвіту було названо реліктовим випромінюванням.
Тоді ж з'явилися принципово нові наглядові можливості в космології: виникла радіоастрономія, розширилися можливості оптичної астрономії. Зараз Всесвіт аж до відстаней в декілька парсек досліджується різними методами.
На сучасному етапі в розвитку космології інтенсивно досліджується проблема початку космологічного розширення, коли густина матерії і енергії частинок була величезною. Керівними ідеями є нові відкриття у фізиці взаємодії елементарних частинок при дуже великих енергіях. При цьому розглядається глобальна еволюція Всесвіту. Сьогодні еволюція Всесвіту всесторонньо обгрунтовується численними астрофізичними наглядами, які спираються на теоретичний базис всієї фізики.
Навколишні Сонце зірки і саме Сонце складають малу частину гігантського скупчення зірок і туманностей, яку називають Галактикою. Галактика має досить складну структуру. Істотна частина зірок в Галактиці знаходиться в гігантському диску діаметром приблизно 100 тис. і завтовшки близько 1500 світлових років. В цьому диску налічується більше сотні мільярдів зірок самих різних видів. Наше Сонце – одна з таких зірок, що знаходяться на периферії Галактики поблизу її екваторіальної площини.
Зірки і туманності в межах Галактики рухаються досить складним чином: вони беруть участь в обертанні Галактики навкруги осі, перпендикулярної її екваторіальної площини. Різні ділянки Галактики мають різні періоди обертання.
Зірки видалені один від одного на величезні відстані і практично ізольовані один від одного. Вони практично не стикаються, хоча рух кожної з них визначається полем сили тяжіння, створюваним всіма зірками Галактики.
Астрономи останні декілька десятиріч вивчають інші зоряні системи, схожі з нашою. Це дуже важливі дослідження в астрономії. За цей час позагалактична астрономія добилася вражаючих успіхів.