Жизнь во вселеной и ее формы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

АЛЕКСЕЕВСКИЙ  ФИЛИАЛ

ГОСУДАРСТВЕННОГО  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСЕГО ПРОФЕССИОНОЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

кафедра экономических  дисциплин

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

 

на тему: Жизнь во Вселенной и ее возможные формы

 

 

 

 

 

Выполнила студентка:

Скороходова Светлана Сергеевна  

группы 100902

 

 

Научный руководитель:

Кутоманов Сергей Алексеевич

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алексеевка 2009

 

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………3

1. Возникновение жизни во Вселенной.....................................................4
2. Строение Вселенной……………………………………………………6
3. Модели Вселенной ……………………………………………………8
1. Наша Галактика………………………………………………………...8
2. История развития взглядов о Вселенной……………………………
4. Теории,  на основании которых созданы современные представления

    о эволюции Вселенной…………………………………………………12

1. Возраст Вселенной…………………………………………………….14
5. Вселенная и жизнь……………………………………………………...14
1. Пояс жизни……………………………………………………………..16
2. Проблема внеземных цивилизаций………………………………….. 18

Заключение…………………………………………………………………21

Литература………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

Тысячелетиями пытливое человечество обращало свои взгляды на окружающий мир, стремилось постигнуть его, вырваться за пределы микромира в макромир.

Величественная  картина небесного купола, усеянного  мириадами звезд, с незапамятных времен волновала ум и воображение  ученых, поэтов, каждого живущего на Земле и зачарованного любующегося  торжественной и чудной картиной, по выражению Лермонтова.

Что есть Земля, Луна, Солнце, звезды? Где начало и  где конец Вселенной, как долго  она существует, из чего состоит  и где границы ее познания?

Изучение Вселенной, даже только известной нам её части  является грандиозной задачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды множества поколений.

Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждая частичка вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся Вселенная бесконечна и вечна так, как она является вечно самодвижущейся материей.

В своем реферате я изложила всё то, что известно на сегодняшний день науке о строении и эволюции Вселенной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Возникновение жизни во Вселенной

 

Несколько поколений  ученый рассматривали астрономическую  картину мира, в основе которой  лежат не только данные астрономических  наблюдений, теории и гипотезы, но и  важнейшие понятия и законы современной  физики.

Революционными  вехами на пути развития астрономии были обоснование идеи о шарообразности Земли, открытие Коперником гелиоцентрической картины мира, изобретение телескопа, открытие основных законов небесной механики, применение в астрономии спектрального анализа и фотографии, изучение структуры нашей Галактики, открытие Метагалактики и ее расширение, начало радиоастрономических исследований и, наконец, начало космической эры и эпохи непосредственных астрономических экспериментов в космическом пространстве.

Благодаря этим открытиям постепенно вырисовывалась величественная картина мироздания, по сравнению с которой, наивными сказками кажутся старинные легенды о плоской Земле, неподвижно покоящейся в центре мире, и о небесной тверди с воткнутыми в нее звездами-булавками. В наши дни астрономия находится на переднем крае современного естествознания и развивается необычайно быстрыми темпами.

Астрономическая картина мира — это картина  эволюционирующей Вселенной. Современная  астрономия не только открыла грандиозный  мир галактик, но и обнаружила явления (расширение Метагалактик, космическая распространенность химических элементов, реликтовое излучение), свидетельствующие о том, что Вселенная непрерывно эволюционирует. Эволюция Вселенной включает в себя эволюцию вещества и эволюцию структуры. Эволюция вещества сопровождалась понижением его температуры, плотности, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников.

С течением времени  менялась и роль физических взаимодействий в процессе эволюции Вселенной. В  мире планет, звезд и галактик основную роль играет гравитационное взаимодействие: им обусловлено движении и в значительной степени эволюция небесных тел и их систем.

Но, кроме гравитационного  существует три вида взаимодействий: слабое, с которым связан, например, радиативный распад, сильное, с которым связан синтез ядер атомов, и электромагнитное, с которым связано взаимодействие квантов электромагнитного излучения с электронами и другими заряженными частицами. "В горячей вселенной", представляющей своеобразную "лабораторию высоких энергий", при огромных температурах различные виды физических взаимодействий ныне могут быть представлены единым взаимодействием. Исследования такой возможности представляет огромный интерес для физики и космологии, потому как свойства вселенной оказываются неразрывно связаны со свойствами микромира.

Мало известно об особенностях процессов, происходивших  еще раньше. Ученые предполагают, что  следствием именно этих процессов стали  такие фундаментальные свойства Метагалактики, как, например, ее расширение, или тот факт, что в Метагалактике небесные тела состоят из вещества, а не из антивещества.

Таким образом, Вселенная предстает перед нами как бесконечно развертывающийся во времени и пространстве процесс  эволюции материи. В этом процессе взаимосвязанными оказываются самые разнообразные объекты и явления микромира и мегамира.

На определенном этапе эволюции материи при появлении  подходящих условий во Вселенной  возникает жизнь. Ее возникновение, существование и развитие также  обусловлены рядом фундаментальных свойств Вселенной, выражающихся, например, в константах, характеризующих гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия. Ученые считают, что при значениях этих констант, например гравитационной постоянной, отличающихся от наблюдаемых, жизнь во Вселенной просто не могла бы существовать.

Ясно, что жизнь  не могла возникнуть и на ранних стадиях расширения Метагалактики. Но именно в первые минуты расширения вещество уже имело "стандартный  химический состав" (около 70% ядер атомов водорода и 30% ядер гелия). Если бы состав вещества был иным, то трудно сказать, какой стала бы дальнейшая химическая эволюция вещества Метагалактики. Образовавшиеся в поздних стадиях расширения Метагалактики звезды оказались не только источниками энергии, но и теми объектами Вселенной, в недрах которых синтезировались необходимые для возникновения жизни химические элементы. Для существования жизни небезразлично и то, что Метагалактика расширяется. Если бы по каким-либо причинам несколько миллиардов лет назад началось сжатие Метагалактики, то постепенное повышение температуры превысило бы значение, при котором возможно существование жизни.

 

2. Строение Вселенной

 

Вселенная - это  всё существующее. От мельчайших пылинок  и атомов до огромных скоплений звездных миров и звездных систем. Поэтому не будет ошибкой сказать, что любая наука так или иначе изучает Вселенную. Химия изучает мир молекул, физика – мир атомов и элементарных частиц, биология – явления живой природы. Но существует научная дисциплина, объектом исследования которой служит сама вселенная или “Вселенная как целое”. Это особая отрасль астрономии так называемая космология. Космология – учение о Вселенной в целом, включающая в себя теорию всей охваченной астрономическими наблюдениями области, как части Вселенной, кстати, не следует смешивать понятия Вселенной в целом и “наблюдаемой” (видимой) Вселенной. Во втором случае речь идет лишь о той ограниченной области пространства, которая доступна современным методам научных исследований. С развитием кибернетики в различных областях научных исследованиях приобрели большую популярность методики моделирования. Сущность этого метода состоит в том, что вместо того или иного реального объекта изучается его модель, более или менее точно повторяющая оригинал или его наиболее важные и существенные особенности. Модель не обязательно вещественная копия объекта. Построение приближенных моделей различных явлений помогает нам всё глубже познавать окружающий мир. Так, например, на протяжении длительного времени астрономы занимались изучением однородной и изотропной (воображаемой) Вселенной, в которой все физические явления протекают одинаковым образом и все законы остаются неизменными для любых областей и в любых направлениях. Изучались так же модели, в которых к этим двум условиям добавлялось третье, - неизменность картины мира. Это означает, что в какую бы эпоху мы не созерцали мир, он всегда должен выглядеть в общих чертах одинаково. Эти во многом условные и схематические модели помогли осветить некоторые важные стороны окружающего нас мира. Но как бы сложна ни была та или иная теоретическая модель, какие бы многообразные факты она ни учитывала, любая модель – это еще не само явление, а только более или менее точная его копия, так сказать образ реального мира. Поэтому все результаты, полученные с помощью моделей Вселенной, необходимо обязательно проверить путем сравнения с реальностью. Нельзя отождествлять само явление с моделью. Нельзя без тщательной проверки, приписывать природе те свойства, которыми обладает модель. Ни одна из моделей не может претендовать на роль точного “слепка” Вселенной. Это говорит о необходимости углубленной разработки моделей неоднородной и неизотропной Вселенной.

 

 

 

 

3. Модели Вселенной
1. Наша Галактика

 

Звезды во Вселенной  объединены в гигантские Звездные системы, называемые галактиками. Звездная система, в составе которой, как рядовая звезда находится наше Солнце, называется Галактикой.

Число звезд  в галактике порядка 10¹² (триллиона). Млечный путь, светлая серебристая полоса звезд опоясывает всё небо, составляя основную часть нашей Галактики. Млечный путь наиболее ярок в созвездии Стрельца, где находятся самые мощные облака звезд. Наименее ярок он в противоположной части неба. Из этого нетрудно вывести заключение, что солнечная система не находится в центре Галактики, который от нас виден в направлении созвездия Стрельца. Чем дальше от плоскости Млечного Пути, тем меньше там неярких звезд и тем менее далеко в этих направлениях тянется звездная система. В общем, наша Галактика занимает пространство, напоминающее линзу или чечевицу, если смотреть на нее сбоку. Размеры Галактики были намечены по расположению звезд, которые видны на больших расстояниях. Это цефеиды и горячие гиганты. Диаметр Галактики примерно равен 3000 пк (Парсек (пк) – расстояние, с которым большая полуось земной орбиты, перпендикулярная лучу зрения, видна под углом в 1” . 1 Парсек = 3,26 светового года = 206265 а. е. = 3*10¹³ км.) или 100000 световых лет (световой год – расстояние пройденное светом в течение года), но четкой границы у нее нет, потому что звездная плотность постепенно сходит на нет.

В центре галактики  расположено ядро диаметром 1000-2000 пк – гигантское уплотненное скопление  звезд. Оно находится от нас на расстоянии почти 10000 пк (30000 световых лет) в направлении созвездия Стрельца, но почти целиком скрыто плотной завесой облаков, что препятствует визуальным и фотографическим обычным наблюдениям этого интереснейшего объекта Галактики. В состав ядра входит много красных гигантов и короткопериодических цефеид.

Звезды верхней  части главной последовательности, а особенно сверхгиганты и классические цефеиды, составляют более молодые население. Оно располагается дальше от центра и образует сравнительно тонкий слой или диск. Среди звезд этого диска находится пылевая материя и облака газа. Субкарлики и гиганты образуют вокруг ядра и диска Галактики сферическую систему.

Масса нашей  галактики оценивается сейчас разными  способами, равна 2*10¹¹ масс Солнца (масса Солнца равна 2*10³⁰ кг.) причем 1/1000 ее заключена в межзвездном газе и пыли. Масса Галактики в Андромеде почти такова же, а масса Галактики в Треугольнике оценивается в 20 раз меньше. Поперечник нашей галактики составляет 100000 световых лет. Путем кропотливой работы московский астроном В. В. Кукарин в 1944 г. нашел указания на спиральную структуру галактики, причем оказалось, что мы живем между двумя спиральными ветвями, бедном звездами.