Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Астрономия /

Происхождение и развитие галактики

←предыдущая  следующая→
1 2 



Скачать реферат


Содержание:

1. Введение.

2. Начало Вселенной.

3. Рождение сверхгалактик и скоплений галактик.

4. Рождение галактик.

5. Газово-пылевые комплексы - колыбель звезд.

6. Звездные ассоциации.

7. Кратко о всем процессе рождения.

Введение

Процесс эволюции Вселенной происходит очень медленно. Ведь Все-ленная во много раз старше астрономии и вообще человеческой культу-ры. Зарождение и эволюция жизни на земле является лишь ничтожным звеном в эволюции Вселенной. И все же исследования проведенные в нашем веке, приоткрыли занавес, закрывающий от нас далекое прошлое.

Современные астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что началом Вселенной, приблизительно десять миллиардов лет назад, был гигантский огненный шар, раскаленный и плотный. Его состав весьма прост. Этот огненный шар был на столько раскален, что состоял лишь из свободных элементарных частиц, которые стремительно двигались, сталкиваясь друг с другом.

На протяжении десяти миллиардов лет после “большого взрыва” про-стейшее бесформенное вещество постепенно превращалось в атомы, мо-лекулы, кристаллы, породы, планеты. Рождались звезды, системы, со-стоящие из огромного количества элементарных частиц с весьма простой организацией. На некоторых планетах могли возникнуть формы жизни.

Начало Вселенной

Вселенная постоянно расширяется. Тот момент с которого Вселенная начала расширятся, принято считать ее началом. Тогда началась первая и полная драматизма эра в истории вселенной, ее называют “большим взрывом” или английским термином Big Bang.

Под расширением Вселенной подразумевается такой процесс, когда то же самое количество элементарных частиц и фотонов занимают постоянно возрастающий объем. Средняя плотность Вселенной в результате расшире-ния постепенно понижается. Из этого следует, что в прошлом Плотность Вселенной была больше, чем в настоящее время. Можно предположить, что в глубокой древности (примерно десять миллиардов лет назад) плот-ность Вселенной была очень большой. Кроме того высокой должна была быть и температура, настолько высокой, что плотность излучения превы-шала плотность вещества. Иначе говоря энергия всех фотонов содержа-щихся в 1 куб. см была больше суммы общей энергии частиц, содержащих-ся в 1 куб. см. На самом раннем этапе, в первые мгновения “большого взрыва” вся материя была сильно раскаленной и густой смесью частиц, античастиц и высокоэнергичных гамма-фотонов. Частицы при столкнове-нии с соответствующими античастицами аннигилировали, но возникаю-щие гамма-фотоны моментально материализовались в частицы и античас-тицы.

Рождение сверхгалактик и скоплений галактик

С возникновением атомов водорода начинается звездная эра - эра частиц, точнее говоря, эра протонов и электронов.

Вселенная вступает в звездную эру в форме водородного газа с огром-ным количеством световых и ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ расширялся в различных частях Вселенной с разной скоростью. Не-одинаковой была также и его плотность. Он образовывал огромные сгу-стки, во много миллионов световых лет. Масса таких космических водо-родных сгустков была в сотни тысяч, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики. Расширение газа внутри сгустков шло медленнее, чем расширение разреженного водорода между самими сгущениями. Позднее из отдельных участков с помощью собственного притяжения образовались сверхгалактики и скопления галактик. Итак, крупнейшие структурные единицы Вселенной - сверхгалактики - явля-ются результатом неравномерного распределения водорода, которое происходило на ранних этапах истории Вселенной.

Рождение галактик

Колоссальные водородные сгущения - зародыши сверх галактик и скоп-лений галактик - медленно вращались. Внутри их образовывались вихри, похожие на водовороты. Их диаметр достигал примерно ста тысяч свето-вых лет. Мы называем эти системы протогалактиками, т.е. зародышами галактик. Несмотря на свои невероятные размеры, вихри протогалактик были всего лишь ничтожной частью сверхгалактик и по размеру не пре-вышали одну тысячную сверхгалактики. Сила гравитации образовывала из этих вихрей системы звезд, которые мы называем галактиками. Неко-торые из галактик до сих пор напоминают нам гигантское завихрение.

Астрономические исследования показывают, что скорость вращения завихрения предопределила форму галактики, родившейся из этого вих-ря. Выражаясь научным языком, скорость осевого вращения определяет тип будущей галактики. Из медленно вращающихся вихрей возникли эл-липтические галактики, в то время как из быстро вращающихся родились сплющенные спиральные галактики.

В результате силы тяготения очень медленно вращающийся вихрь сжимался в шар или несколько сплюнутый эллипсоид. Размеры такого правильного гигантского водородного облака были от нескольких десят-ков до нескольких сотен тысяч световых лет. Нетрудно определить, ка-кие из водородных атомов вошли в состав рождающейся эллиптической, точнее говоря эллипсоидальной галактики, а какие остались в космиче-ском пространстве вне нее. Если энергия связи сил гравитации атома на периферии превышала его кинетическую энергию, атом становился со-ставной частью галактики. Это условие называется критерием Джинса. С его помощью можно определить, в какой степени зависела масса и ве-личина протогалактики от плотности и температуры водородного газа.

Протогалактика, которая вообще не вращалась, становилась родона-чальницей шаровой галактики. Сплющенные эллиптические галактики рождались из медленно вращающихся протогалактик. Из-за недостаточ-ной центробежной силы преобладала сила гравитационная. Протогалак-тика сжималась и плотность водорода в ней возрастала. Как только плотность достигала определенного уровня, начали выделятся и сжима-ется сгустки водорода. Рождались протозвезды, которые позже эволю-ционировали в звезды. Рождение всех звезд в шаровой или слегка при-плюснутой галактике происходило почти одновременно. Этот процесс продолжался относительно недолго, примерно сто миллионов лет. Это значит, что в эллиптических галактиках все звезды приблизительно оди-накового возраста, т.е. очень старые. В эллиптических галактиках весь водород был исчерпан сразу же в самом начале, примерно в первую со-тую существования галактики. На протяжении последующих 99 сотых этого периода звезды уже не могли возникать. Таким образом, в эллип-тических галактиках количество межзвездного вещества ничтожно.

Спиральные галактики, в том числе и наша, состоят из очень старой сферической составляющей ( в этом они похожи на эллиптические галак-тики) и из более молодой плоской составляющей, находящейся в спи-ральных рукавах. Между этими составляющими существует несколько переходных компонентов разного уровня сплюснутости, разного возрас-та и скорости вращения. Строение спиральных галактик, таким образом, сложнее и разнообразнее, чем строение эллиптических. Спиральные га-лактики кроме этого вращаются значительно быстрее, чем галактики эл-липтические. Не следует забывать, что они образовались из быстро вра-щающихся вихрей сверхгалактики. Поэтому в создании спиральных га-лактик участвовали и гравитационная и центробежная силы.

Если бы из нашей галактики через сто миллионов лет после ее возник-новения (это время формирования сферической составляющей) улету-чился весь межзвездный водород, новые звезды не смогли бы рождаться, и наша галактика стала бы эллиптической.

Но межзвездный газ в те далекие времена не улетучился, и, таким об-разом гравитация и вращение могли продолжать строительство нашей и других спиральных галактик. На каждый атом межзвездного газа дейст-вовали две силы - гравитация, притягивающая его к центру галактики и центробежная сила, выталкивающая его по направлению от оси враще-ния. В конечном итоге газ сжимался по направлению к галактической плоскости. В настоящее время межзвездный газ сконцентрирован к га-лактической плоскости в весьма тонкий слой. Он сосредоточен прежде всего в спиральных рукавах и представляет собой плоскую или промежуточную со-ставляющую, названную звездным населением второго типа.

На каждом этапе сплющивания межзвездного газа во все более утончающийся диск рождались звезды. Поэтому в нашей галактике можно найти, как старые, воз-никшие примерно десять миллиардов лет назад, так и звезды родившиеся недавно в спиральных рукавах, в так называемых ассоциациях и рассеянных скоплениях. Можно сказать, что чем более сплющена система, в которой родились звезды, тем они моложе.

Вселенная развивается и в наше время. В спиральных галактиках рождаются и умирают звезды. Вселенная продолжает расширятся.

Газово-пылевые комплексы - колыбель звезд

Откуда же берутся в нашей Галактике молодые и "сверхмолодые" звезды? С давних пор, по установившейся традиции, восходящей к гипотезе Канта и Лапласа о происхождении Солнечной системы, астрономы предполагали, что звезды образу-ются из рассеянной диффузной газово-пылевой среды. Было только одно строгое теоретическое основание такого убеждения - гравитационная неустойчивость пер-воначально однородной диффузной среды. Дело в том, что в такой среде неизбежны малые возмущения плотности, то есть отклонения

←предыдущая  следующая→
1 2 



Copyright © 2005—2007 «Mark5»