Строение и эволюция вселенной

Строениеи эволюция вселенной.

Мир, Земля, Космос, Вселенная…

Тысячелетиями пытливое человечество обращало своивзгляды на окружающий мир, стремилось постигнуть его, вырваться за пределымикромира в макромир.

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

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

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

Изучение Вселенной, даже только известной нам её частиявляется грандиозной задачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагаютсовременные ученые, понадобились труды множества поколений.

Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждаячастичка вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и впространстве, но вся Вселенная бесконечна и вечна так, как она является вечносамодвижущейся материей.

Вселенная — это всё существующее. От мельчайшихпылинок и атомов до огромных скоплений в-ва звездных миров и звездных систем. Поэтому не будет ошибкой сказать, что любая наука так или иначе изучаетВселенную, точнее, тем или иначе её стороны. Химия изучает мир молекул, физика- мир атомов и элементарных частиц, биология — явления живой природы. Носуществует научная дисциплина, объектом исследования которой служит самавселенная или «Вселенная как целое». Это особая отрасль астрономии такназываемая космология. Космология — учение о Вселенной в целом, включающая всебя теорию всей охваченной астрономическими наблюдениями области, как части Вселенной, кстати, не следует смешивать понятия Вселенной в целом и «наблюдаемой"(видимой) Вселенной. Во II случаеречь идет речь идет лишь о той ограниченной области пространства, котораядоступна современным методам научных исследований. С развитием кибернетики вразличных областях научных исследованиях приобрели большую популярностьметодики моделирования. Сущность этого метода состоит в том, что вместо тогоили иного реального объекта изучается его модель, более или менее точноповторяющая оригинал или его наиболее важные и существенные особенности. Модельне обязательно вещественная копия объекта. Построение приближенных моделейразличных явлений помогает нам всё глубже познавать окружающий мир. Так, например, на протяжении длительного времени астрономы занимались изучениемоднородной и изотронной (воображаемой) Вселенной, в которой все физическиеявления протекают одинаковым образом и все законы остаются неизменными длялюбых областей и в любых направлениях. Изучались так же модели, в которых кэтим двум условиям добавлялось третье, — неизменность картины мира. Этоозначает, что в какую бы эпоху мы не созерцали мир, он всегда должен выглядетьв общих чертах одинаково. Эти во многом условные и схематические модели помоглиосветить некоторые важные стороны окружающего нас мира. Но! Как бы сложна нибыла та или иная теоретическая модель, какие бы многообразные факты она ниучитывала, любая модель — это еще не само явление, а только более или менееточная его копия, так сказать образ реального мира. Поэтому все результатыполученные с помощью моделей Вселенной, необходимо обязательно проверить путемсравнения с реальностью. Нельзя отождествлять само явление с моделью. Нельзябез тщательной проверки, приписывать природе те свойства которыми обладаетмодель. Ни одна из моделей не может претендовать на роль точного «слепка"Вселенной. Это говорит о необходимости углубленной разработки моделейнеоднородной и неизотронной Вселенной.

Звезды во Вселенной объединены в гигантские Звездныесистемы, называемые галактиками. Звездная система. В составе которой, какрядовая звезда находится наше Солнце, называется Галактикой.

Число звезд в галактике порядка 1012(триллиона). Млечный путь, светлая серебристая полоса звезд опоясывает всёнебо, составляя основную часть нашей Галактики. Млечный путь наиболее ярок всозвездии Стрельца, где находятся самые мощные облака звезд. Наименее ярок он впротивоположной части неба. Из этого нетрудно вывести заключение, что солнечнаясистема не находится в центре Галактики, который от нас виден в направлениисозвездия Стрельца. Чем дальше от плоскости Млечного Пути, тем меньше тамслабых звезд и тем менее далеко в этих направлениях тянется звездная система. В общем наша Галактика занимает пространство, напоминающее линзу или чечевицу, еслисмотреть на нее сбоку. Размеры Галактики были намечены по расположению звезд, которые видны на больших расстояниях. Это цефиды и горячие гиганты. ДиаметрГалактики примерно равен 3000 пк (Парсек (пк) — расстояние, с которым большаяполуось земной орбиты, перпендикулярная лучу зрения, видна под углом в 1″. 1 Парсек = 3,26 светового года = 206 265 а.е. = 3*1013 км.) или 100 000 световых лет (световой год — расстояние пройденное светом в течении года), но четкой границыу нее нет, потому что звездная плотность постепенно сходит на нет.

В центре галактики расположено ядро диаметром1000−2000 пк — гигантское уплотненное скопление звезд. Оно находится от нас нарасстоянии почти 10 000 пк (30 000 световых лет) в направлении созвездияСтрельца, но почти целиком скрыто плотной завесой облаков, что препятствуетвизуальным и фотографическим обычным наблюдениям этого интереснейшего объектаГалактики. В состав ядра входит много красных гигантов и короткопериодическихцефид.

Звезды верхней части главной последовательности аособенно сверхгиганты и классические цефиды, составляют более молодыенаселение. Оно располагается дальше от центра и образует сравнительно тонкийслой или диск. Среди звезд этого диска находится пылевая материя и облака газа. Субкарлики и гиганты образуют вокруг ядра и диска Галактики сферическуюсистему.

Масса нашей галактики оценивается сейчас разнымиспособами, равна 2*1011 масс Солнца (масса Солнца равна 2*1030кг.) причем 1/1000 ее заключена в межзвездном газе и пыли. Масса Галактики вАндромеде почти такова же, а масса Галактики в Треугольнике оценивается в 20раз мменьше. Поперечник нашей галактики составляет 100 000 световых лет. Путемкропотливой работы московский астрономом В.В. Кукарин в 1944 г. нашел указания на спиральную структуру галактики, причем оказалось, что мы живем между двумяспиральными ветвями, бедном звездами.

В некоторых местах на небе в телескоп, а кое где даженевооруженным глазом можно различить тесные группы звезд, связанные взаимнымтяготением, или звездные скопления.

Существует два вида звездных скоплений: рассеянные (рис.) и шаровые (рис.).

Рассеяные скопления состоят обычно из десятков илисотен звезд главной последовательности и сверхгигантов со слабой концентрациейк центру.

Шаровые же скопления состоят обычно из десятков илисотен звезд главной последовательности и красных гигантов. Иногда они содержаткороткопериодические цефеиды. Размер рассеянных скоплений — несколько парсек. Пример их скопления Глады и Плеяды в созвездии Тельца. Размер шаровых скопленийс сильной концентрацией звезд к центру — десяток парсек. Известно более 100шаровых и сотни рассеянных скоплений, но в Галактике последних должно бытьдесятки тысяч.

Кроме звезд в состав Галктики входит еще рассеяннаяматерия, черезвычайно рассеянное вещество, состоящее из межзвездного газа ипыли. Оно образует туманности. Туманности бывают диффузными (клочковатой формы (рис.))и планетарными (рис.). Светлые они от того, что их освещаютблизлежащие звезды. Пример: газопылевая туманность в созвездии Ориона и темнаяпылевая туманность Конская голова.

Расстояние до туманности в созвездии Ориона равно 500пк, диаметр центральной части туманности — 6 пк, масса приблизительно в 100 разбольше массы Солнца.

Во Вселенной нет ничего единственного и неповторимогов том смысле, что в ней нет такого тела, такого явления, основные и общиесвойства которого не были бы повторены в другом теле, другими явлениями.

Внешний вид галактик чрезвычайно разнообразен, инекоторые из них очень живописны. Эдвин Пауэлла Хаббл (1889−1953), выдающийсяамериканский астроном — наблюдатель, избрал самый простой метод классификациигалактик по внешнему виду, и нужно сказать, что хотя в последствии другимивыдающимися исследователями были внесены разумные предположения поклассификации, первоначальная система, выведенная Хабблом, по прежнему остаётсяосновой классификации галактик.

Хаббл предложил разделить все галактики на 3 вида:

1. Эллиптические — обозначаемые Е (elliptical);

2. Спиральные (Spiral);

3. Неправильные — обозначаемые (irregular).

Эллиптические галактики (рис.) внешненевыразительные. Они имеют вид гладких эллипсов или кругов с постепеннымкруговым уменьшением яркости от центра к периферии. Ни каких дополнительныхчастей у них нет, потому что Эллиптические галактики состоят из второго типа звездногонаселения. Они построены из звезд красных и желтых гигантов, красных и желтыхкарликов и некоторого количества белых звезд не очень высокой светлости. Отсутствуют бело-голубые сверхгиганты и гиганты, группировки которых можнонаблюдать в виде ярких сгустков, придающих структурность системе, нет пылевойматерии которая, в тех галактиках где она имеется, создаёт темные полосы, оттеняющие форму звездной системы .

Внешне эллиптические галактики отличаются друг отдруга в основном одной чертой — большим или меньшим сжатием (NGG и 636, NGC4406, NGC 3115 и др.)

С несколько однообразными эллиптическими галактикамиконтрастируют спиральные галактики (рис.) являющиеся может быть даже самымиживописными объектами во Вселенной. У эллиптических галактик внешний видговорит о статичности, стационарности Спиральные ралактики наоборот являютсобой пример динамики формы. Их красивые ветви, выходящие из центрального ядраи как бы теряющие очертания за пределами галактики, указывает на мощноестремительное движение. Поражает также многообразие форм и рисунков ветвей. Какправило, у галактики имеются две спиральные ветви, берущие начало впротивоположных точках ядра, развивающимися сходным симметричным образом итеряющая в противоположных областях периферии, галактики. Однако известныпримеры большего, чем двух числа спиральных ветвей в галактике. В другихслучаях спирали две, но они неравны — одна значительно более развита чемвторая. Примеры спиральных галактик: М31, NGC 3898, NGC1302, NGC 6384, NGC 1232 и др.

Перечисленные мною до сих пор типы галактикхарактеризовались симметричностью форм определенным характером рисунка. Новстречаются большое число галактик неправильной формы (рис.). Без какой-либозакономерности структурного строения. Хаббл дал им обозначение от английскогослова irregular — неправильные.

Неправильная форма у галактики может быть, в следствиитого, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в нейматерии или из-за молодого возраста. Есть и другая возможность: галактика можетстать неправильной в следствии искажения формы в результате взаимодействия сдругой галактикой. По видимому эти оба случая встречаются среди неправильныхгалактик и может быть с этим связанно разделение неправильных галактик на 2подтипа.

Подтип II характеризуетсясравнительно высокой поверхностью, яркостью и сложностью неправильной структуры (NGM 25 744, NGC 5204). Французский астроном Вакулер в некоторыхгалактиках этого подтипа, например Магелановых облаках, обнаружил признакиспиральной разрушенной структуры.

Неправильные галактики другого подтипа обозначаемого III, отличаются очень низкой поверхностью и яркостью. Эта черта выделяет их из средыгалактик всех других типов. В то же время она препятствует обнаружению этихгалактик, вследствие чего удалось выявить только несколько галактик подтипа III расположенныхсравнительно близко (галактика в созвездии Льва.).

Только 3 галактики можно наблюдать невооруженнымглазом, Большое Магеланово облако, Малое Магеланово облако и туманностьАндромеды. В таблицы приведены данные о десяти ярчайших галактиках неба. (БМО, ММО — Большое Магеланов облако и Малое Магеланово облако.).

Не вращающаяся звездная система по истечениинекоторого срока должна принять форму шара. Такой вывод следует изтеоретических исследований. Он подтверждается на примере шаровых скоплений, которые вращаются и имеют шарообразную форму.

Если же звездная система сплюснута, то это означает, что она вращается. Следовательно, должны вращаться и эллиптические галактики, за исключением тех, из них, которые шарообразны, не имеют сжатия. Вращениепроисходит вокруг оси, которая перпендикулярна главной плоскости симметрии. Галактика сжата вдоль оси своего вращения. Впервые вращение галактик обнаружилв 1914 г. американский астроном Слайфер.

Особый интерес представляют галактики с резкоповышенной светимостью. Их принято называть радиогалактиками. Наиболеевыдающаяся галактика Лебедьl. Это слабая двойная галактика счрезвычайно тесно расположенными друг к другу компонентами, являющимисямощнейшим дискретным источником. Объекты подобные галактике Лебедьl безусловно очень редки в метагалактике, но Лебедьl не единственный объект подобного рода во Вселенной. Они должнынаходиться на громадном расстоянии друг от друга (более 200Мпс).

Поток проходящего от них радиоизлучения в видубольшого расстояния слабее, чем от источника Лебедьl.

Несколько ярких галактик, входящих в каталог NGC, также отнести к разряду радиогалактик, потому что их радиоизлучение аналогичносильное хотя оно значительно уступает по энергии световому. Из этих галактик NGC1273, NGC 5128, NGC 4782 и NGC 6186 являются двойными. Одиночные NGC2623 и NGC 4486.

Когда английские и австралийские астрономы, применивинтерференционный метод в 1963 г. определили с большой точностью положениязначительного числа дискретных источников радиоизлучения, они одновременноопределили и другие угловые размеры некоторого числа радиоисточников. Диаметрыбольшинства из них исчислялись минутами или десятками секунд дуги, но у 5источников, а именно у 3С48, 3С147, 3С196, 3С273 и 3С286, размеры оказалисьменьше секунды дуги.

Но поток их радиоизлучения не уступали поткирадиоизлучения других фирм дискретных источников, превосходящих их по площадиизлучения в десятки тысяч раз. Эти звездоподобные источники радиоизлучения былиназваны квадрами. Сейчас их открыто более 1000. Блеск квадра не остаетсяпостоянным. Массы квадров достигают миллиона солнечных масс. Итсочник энергииквадров до сих пор не ясен. Есть предположения, что квадры — это исключительноактивные ядра очень далеких галактик.

Теоретическое моделирование имеет важное значение также и для выяснения прошлого и будущего наблюдаемой Вселенной. В 1922 г. А.А. Фридман занялся разработкой оригинальной теоретической модели Вселенной. Он предположил, что средняя плотность не является постоянно, а меняется с течением времени. Фридман пришел к выводу, что любая достаточно большая часть Вселенной, равномерно заполняемая материя не может находится в состоянии равновесия: онадолжна либо расширяться, либо сжиматься. Еще в 1917 г. В.М. Слайдер обнаружил «красное смещение» спектральных линий в спектрах далёких галактик. Подобное смещение наблюдается тогда, когда источник света удаляется отнаблюдателя. В 1929 г. Э. Хаббл объяснил это явление взаимным разбеганием этихзвездных систем. Явление «красного смещения» наблюдается в спектрах почти всехгалактик, кроме ближайших (нескольких). И чем дальше от нас галактика, тембольше сдвиг линий в её спектре, т. е. все звездные системы удаляются от нас согромными скоростями в сотни, тысячи десятки тысяч километров в секунду, болеедалекие галактики обладают и большими скоростями. А после того, как эффект"красного смещения" был обнаружен и в радиодиапазоне, то не осталось, никакихсомнений в том, что наблюдаемая Вселенная расширяется. В настоящее времяизвестны галактики, удаляющиеся от нас со скоростью 0,46 скорости света. Асверхзвезды и квадры — 0,85 скорости света. Но почему они движутся, расширяются? На галактики постоянно действует какая-то сила. В отдаленномпрошлом материя в нашей области Вселенной находилась в сверхплонтом состоянии. Затем произошел «взрыв», в результате которого и началось расширение. Чтобывыяснить дальнейшую судьбу метагалактики, необходимо оценить среднюю плотностьмежзвездного газа. Если она выше 10 протонов на 1 м3, то общеегравитационное поле метагалактики достаточно велико, чтобы постепенноостановить расширение. И оно смещается сжатием.

Возникли два мнения по поводу состояния Метагалактикидо начала расширения. Согласно одному из них первоначальное веществометагалактики состояло из «холодной» смеси протонов, т. е. ядер атомов водорода, электронов и нейтронов. Согласно второй, температура была очень велика, аплотность излучения даже превосходила плотность вещества. Но после открытия в 1965 г. реликтового излучения А. Тицнасом и Р. Вилсоном предпочтение было отдано второй теории. Послебыла представлена попытка представить ход событий на первых стадиях расширенияМетагалактики: через 1с после начала расширения сверхплотной исходной плазмыплотность вещества снизилась до 500 кг/ см3, а t=1013Со. В течение следующих 100с плотность снизилась до 50 г/см2температура упала. Объединились протоны и нейтроны => ядра гелия. При t=4000о, это продолжалось несколько сотен тысяч лет. Затем, после того, как образовалисьатомы водорода, началось постепенное формирование горячих водородных облаков, из которых образовались галактики и звезды. Однако в процессе расширения моглисохраниться сгустки сверхплотного до звездного вещества, а в процессе ихраспада образовались звезды и галактики. Не исключено, что действовали обамеханизма. Понятие Метагалактика не является вполне ясным. Оно сформировалосьна основании аналогии со звездами. Наблюдения показывают, что галактики, подобно звездам, группирующиеся в рассеянные и шаровые скопления, такжеобъединяются в группы и скопления различной численности. Вся охваченнаясовременными методами астрономических наблюдений часть Вселенной называетсяМетагалактикой (или нашей Вселенной). В Метагалактике пространство междугалактиками заполнено чрезвычайно разряженным межгалактическим газом, пронизывается космическими лучами, в нем существуют магнитные и гравитационныеполя, и возможно невидимые массы веществ.

От наиболее удаленных метагалактических объектов светидет до нас много миллионов лет. Но все-таки нет оснований утверждать, чтометагалактика это вся вселенная. Возможно существуют др., пока не изветсные намметагалактики.

В 1929 г. Хаббл открыл замечательную закономерностькоторая была названная «законом Хаббла» или «закон красного смещения»: линиигалактик смещенных к красному концу, причем смещение тем больше, чем дальшенаходится галактика.

Объяснив красные смещения эффектом Доплера. Ученыепришли к выводу о том, что расстояние между нашей и другими галактикаминепрерывно увеличивается. Хотя безусловно галактики не разлетаются во всестороны от нашей галактики, которая не занимает никакого особого положения вметагалактике, а происходит взаимное удаление всех галактик. Следовательно, Метагалактика не стационарна.

Открытие расширения метагалактики свидетельствует отом, что в прошлом метагалактика была не такой как сейчас и иной станет вбудущем, т. е. метагалактика эволюционирует.

По красному смещению определены скорости удалениягалактик. У многих галактик они очень велики, соизмеримы со скоростью света. Самым большими скоростями (более 250 000 км/с) обладают некоторые квадры, которые считаются самыми удаленными от нас объектами Метагалактики.

Мы живем в расширяющейся Метагалактики; расширениеметагалактики проявляется только на уровне скоплений и сверхскоплений галактик. Метагалактика имеет одну особенность: не существует центра, от которогоразбегаются галактики. Удалось вычислить промежуток времени с начала расширенияметагалактики.

Промежуток расширения равен 20−13 млрд. лет. Расширениеметагалактики является самым грандиозным из известных в настоящие время явленийприроды. Это открытие произвело коренное изменение во взглядах философов иученых. Ведь некоторые философы ставили знак равенства между метагалактикой ивселенной, и пытались доказать, что расширение метагалактики подтверждаетрелигиозное представление о божественности происхождения вселенной. НоВселенной известны естественные процессы, по всей вероятности это взрывы. Естьпредположение, что расширение метагалактики также началось с явлениянапоминающего. Колоссальный взрыв вещества, обладающего огромной температурой иплотностью.

Расчеты выполненные астрофизиками свидетельствуют отом, что после начала расширения вещество метагалактики имело высокуютемпературу и состояло из элементарных частиц (нуклонов) и их античастиц. Помере расширения изменилась не только температура и плотность вещества, но исостав входивших в него частиц, т. е. многие частицы и античастицыманипулировали, порождая при этом электромагнитные кванты, излучения которые всовременной нам метагалактики оказалось больше, чем атомов, из которых состоятзвезды, планеты, диффузная материя.

Эта теория называется теорией «горячей Вселенной"чтобы сверхплотное вещество превратилось в вещество с близкой плотностью кплотности воды. Через несколько часов плотность почти сравнялась с плотностьюнашего воздуха, а сейчас, по истечении миллиардов лет оценка средней плотностивещества в метагалактике приводит к значению порядка 10-28 кг/м3.

Но все эти данные удалось получить только с помощьюуникального сложного оборудования позволяющего расширить границы Вселенной. Досих пор человечество совершенствует его, изобретали все более гениальныеприборы, но еще на заре цивилизации, когда пытливый человеческий ум обратился кзаоблачным высотам, великие философы мыслили свое представление о Вселенной, как о чем-то бесконечном. Древнегреческий философ Анаксимандр (VI в. до н.э.) ввел представление онекой единой беспредельности, не обладавшей ни какими привычными наблюдениями, качествами, первооснове всего — апейроне.

Стихии мыслились сначала как полуматериальные, полубожественные, одухотворенные субстанции. Представление чистоматериальнойоснове всего сущего в древнегреческой основе достигли своей вершины в ученииатомистов Левкиппа и Демокрита (V-IV в.в.до н.э.) о Всленной, состоящей из бескачественных атомов и пустоты.

Древнегреческим философам принадлежит ряд гениальныхдогадок об устройстве Вселенной. Анаксиандр высказал идею изолированностиЗемли, в пространстве. Эйлалай первым описал пифагорейскую систему мира, гдеЗемля как и Солнце обращались вокруг некоего «гигантского огня».Шаррообразность Земли утверждал другой пифагорец Парменид (VI-V в.в. до н.э.) ГераклидПонтийский (V-IV в дон.э.) утверждал так же ее вращение вокруг своей оси и донес до греков еще болеедревнюю идею египтян о том, что само солнце может служить центром вращениенекоторых планет (Венера, Меркурий).

Французский философ и ученый, физик, математик, физиолог Рене Декарт (1596−1650) создал теорию о эволюционной вихревой моделиВселенной на основе гелиоцентрализма. В своей модели он рассматривал небесныетела и их системы в их развитии. Для XVII в.в. его идея была необыкновенно смелой. По Декарту, все небесные тела образовывались в результате вихревых движений, происходившихв однородной в начале, мировой материи. Совершенно одинаковые материальныечастицы находясь в непрерывном движении и взаимодействии, меняли свою форму иразмеры, что привело к наблюдаемому нами богатому разнообразию природы.

Солнечная система согласно Декарту, представляет собойодин из таких вихрей мировой материи. Планеты не имеют собственного движения -они движутся, увлекаемые мировым вихрем. Декарт внес и новую идею дляобъяснения тяжести: он считал, что в вихрях, возникающих вокруг планет частицыдавят друг на друга и тем вызывают явление тяжести (например на Земле). Такимобразом Декарт, первым стал рассматривать тяжесть не как врожденное, а какпроизводное качество тел.

Великий немецкий ученый, философ Иммануил Кант (1724−1804) создал первую универсальную концепцию эволюционирующей Вселенной, обогатив картину ее ровной структуры и представлял Вселенную бесконечной вособом смысле. Он обосновал возможности и значительную вероятностьвозникновение такой Вселенной исключительно под действием механических силпритяжения и отталкивания и попытался выяснить дальнейшую судьбу этой Вселеннойна всех ее масштабных уровнях — начиная с планетной системных и кончая миромтуманности.

Эйнштейн совершил радикальную научную революцию, введясвою теорию относительности. Это было сравнительно просто, как и всёгениальное. Ему не пришлось предварительно открыть новые явления, установитьколичественные закономерности. Он лишь дал принципиально новое объяснение.

Эйнштейн раскрыл более глубокий смысл установленныхзависимостей, эффектов уже связанных в некую физико-математическую систему (ввиде постулатов Пуанкаре). Заменив в данном случае теорию абсолютностипространства и времени идей их относительности «Пуанкаре», которую теперь ужене связывали с идеей абсолютного в пространстве, абсолютной системы отсчета. Такой переворот снимал основное противоречие, создававшее кризисную ситуацию, втеоретическом осмыслении действия. Более того открылся путь для дальнейшегопроникновения в свойства и законы окружающего мира, настолько глубоко, что самЭйнштейн не сразу осознал степень революционности своей идеи.

В статье от 30.06.1905 г., заложившей основыспециальной теории относительности Эйнштейн, обобщая принципы относительностиГалилея, провозгласил равноправие всех инерциальных систем отсчета не только вмеханических, но также электромагнитных явлений.

Специальная или частная теория относительностиЭйнштейна явилась результатом обобщения механики Галилея и электродинамикиМаксвелла Лоренца. Она описывает законы всех физических процессов при скоростяхдвижения близких к скорости света.

Впервые принципиально новые космогологическиеследствие общей теории относительности раскрыл выдающийся советский математик ифизик — теоретик Александр Фридман (1888−1925 гг.). Выступив в 1922−24 гг. онраскритиковал выводы Эйнштейна о том, что Вселенная конечна и имеет формучетырехмерного цилиндра. Эйнштейн сделал свой вывод исходя из предположения остационарности Вселенной, но Фридман показал необоснованность его исходного постулата.

Фридман привел две модели Вселенной. Вскоре эти моделинашли удивительно точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движенийдалёких галактик в эффекте «красного смещения» в их спектрах.

Этим Фридман доказал, что вещество во Вселенной неможет находится в покое. Своими выводами Фридман теоретически способствовалоткрытию необходимости глобальной эволюции Вселенной.

Существует несколько теории эволюции: Теорияпульсирующей Вселенной утверждает, что наш мир произошел в результате гигантскоговзрыва. Но расширение вселенной не будет продолжаться вечно, т.к. его остановитгравитация.

По этой теории наша Вселенная расширяется в течении 18млрд. лет со времени взрыва. В будущем расширение полностью замедлится ипроизойдет остановка, а затем она начнёт сжиматься до тех пор пока веществоопять не сожмется и произойдет новый взрыв.

Теория стационарного взрыва: согласно ей Вселенная неимеет не начала, не конца. Она все время прибывает в одном и том же состоянии. Постоянно идет образование нового водоворота, чтобы возместить веществоудаляющимися галактиками. Вот по этой причине Вселенная всегда одинакова, ноесли Вселенная, начало которой положил взрыв будет расширятся до бесконечности, то она постепенно охладится и совсем угаснет.

Но пока ни одна из этих теорий не доказана, т.к. наданный момент не существует ни каких точных доказательств хотя бы одной из них.

Открытие многообразных процессов эволюции в различныхсистемах и телах, составляющих Вселенную, позволило изучить закономерностикосмической эволюции на основе наблюдательных данных и теоретических расчетов.

В качестве одной из важнейших задач рассматриваетсяопределение возраста космических объектов и их систем. Поскольку в большинствеслучаев трудно решить, что нужно считать и понимать под «моментом рождения"телаили системы, то устанавливая возраст характеристики имеют ввиду две оценки:

1. Время, в течении которого системауже находится в наблюдаемом состоянии.

2. Полное время жизни данной системыот момента её появления. Очевидно, что вторая характеристика может бытьполучена только на основе теоретических расчетов.

Обычно первую из высказанных величин называют возрастом, а вторую -временем жизни.

Факт взаимного удаления галактик, составляющихметагалактики свидетельствует о том, что некоторое время тому назад онанаходилась в качественно ином состоянии и была более плотной.

Наиболее вероятное значение постоянной Хаббла (коэффициента пропорциональности, связывающего скорости удалениявнегалактических объектов и расстояние до них составляющее 60 км/сек -мегапарсек), приводит к значению времени расширения метагалактики досовременного состояния 17 млрд. лет.

Из всех вышеперечисленных и тех доказательств, которые не вошли в мой реферат из-за своей громоздкости иматематическо-физической сложности можно с уверенностью сделать вывод: Вселеннаяэволюционирует, бурные процессы происходили в прошлом, происходят сейчас ибудут происходить в будущем.

Проблема жизни в космосе- одна из наиболее увлекательных и популярных проблем в науке о Вселенной, которая с давних пор волнует не только ученых, но и всех людей. Еще Дж. Бруно иМ. Ломоносов высказывали предположение о множественности обитаемых миров. Изучение жизни во Вселенной — одна из сложнейших задач, с которой когда-либовстречалось человечество. Речь идет о явлении, с которым сталкивалосьчеловечество. Речь идет о явлении, с которым людям по существу еще неприходилось непосредственно сталкиваться. Все данные о жизни вне Земли, носятчисто гипотетический характер. Поэтому глубоким исследованиям биологическихзакономерностей и космических явлений занимается научная дисциплина -«экзобналогия».

Так исследованиявнеземных, космических форм жизни помогло бы человеку, во первых, понятьсущность жизни, т. е. то, что отличает все живые организмы от неорганическойприроды, во-вторых, выяснить пути возникновения и развития жизни и, в-третьих, определить место и роль человека во Вселенной. Сейчас можно считать достаточнотвердо установленным, что на нашей собственной планете жизнь возникла вотдаленном прошлом из неживой, неорганической материи при определенных внешнихусловиях. Из числа этих условий можно выделить три главных. Прежде всего, этоприсутствие воды, которая входит в состав живого вещества, живой клетки. Во-вторых, наличие газовой атмосферы, необходимой для газового обмена организмас внешней средой. Правда, можно представить себе и какую-либо иную среду. Третьим условием является наличием на поверхности данного небесного телаподходящего диапазона температур. Также необходима внешняя энергия для синтезамолекулы живого вещества из исходных органических молекул энергия космическихлучей, или ультрафиолетовой радиации или энергия электронных разрядов. Внешняяэнергия нужна и для последующей жизнедеятельности живых организмов. Условиянеобходимые для возникновения жизни, в своё время сложилась естественным путём, в ходе эволюции Земли, нет таких оснований считать, что они не могутскладываться и процессе развития других небесных тел. Было выдвинуто множествогипотез по этому поводу. Академик А.И. Опарин, считает, что жизнь должна былапоявиться тогда, когда поверхность нашей планеты представляла собой сплошнойокеан. В результате соединения С2СН 2 и N2возникли простейшие органические соединения. Затем в водах первичного океанамолекулы этих соединений, объединились и укрепились, образуя сложный растворорганических веществ на третьей стадии из этой среды выделились комплексымолекул, которые и дали начало первичным живым организмам. Оро и Фесенковзаметили, что своеобразными переносчиками если не самой жизни, то по крайнеймере её исходных элементов могут быть кометы и метеориты. Однако, если невступать в область близкую к фантастике, и оставаться на почве лишь достаточнотвердо установленных научных фактов, то при поисках живых организмов на другихнебесных телах мы должны прежде всего исходить из того, что нам известно оземной жизни.

Что касается нашейсолнечной системы, то различные ее планеты движутся на разных расстояниях отСолнца и получают неодинаковое количество солнечной энергии. В связи с этим. Всолнечной системе может быть выделен своеобразный тепловой пояс жизни, вкоторый входят Земля, Марс и Венера, а также Луна на первый взгляд физическиеусловия на Луне полностью не исключает возможность существования живыхорганизмов: на Луне отсутствует атмосферная оболочка, нет воды, температураизменяется от -1500С до +1300С, поверхность Луныподвергается постоянной бомбардировке метеоритами, космическими лучами, ультрафиолетовой радиацией Солнца и т. п. И пока можно гадать о том, существуетли в природе высокоорганизованные формы жизни, способные развиваться приподобных условиях. Исключение могут составлять лишь микробы и бактерии, которые, как известно способны приспосабливаться к самым неблагоприятнымусловиям: нагревание и глубокое охлаждение; ультрафиолетовые и радиоактивныеизлучения: интенсивная радиация и т. д. В настоящее время ряд ученых считает, что на Луне имеются органические вещества. Они могли образоваться здесь назаре существования Луны или быть занесенными метеоритами. Высказываютсяпредположения, что над слоем лунного грунта (10м) расположен целый мощный слойсложных органических соединений. Так же и Венера, если температура на еёповерхности высока, то не смотря на наличие атмосферы, условия для жизни наэтой планете малопригодны. Гораздо перспективнее в этом отношении Марс.

В наши дни астрономовпрежде всего интересует вопрос о физических условиях на Марсе. Живые организмы, обитающие на небесном теле, непрерывно взаимодействуют с окружающей средой. Так, например, на поверхности Марса имеются темные пятна «моря». Они меняютсвою окраску в соответствии со сменой времен года. Это явление напоминаетсезонные изменения цвета зеленой растительности. Атмосфера Марса значительноразряжена, чем земная. В воздушной оболочке морей до сих пор не обнаруженсвободный кислород. В связи с этим можно предположить, что марсианские растениявыделяют кислород не в атмосферу, а в почву, или удерживают его в корнях, илирастений так мало, что они выделяют небольшое количество кислорода, чтобы егоможно было обнаружить с Земли. Вода. Известно, что на Марсе нет открытых водныхповерхностей. Но исследователи считают, что на поверхности планеты вода есть: об этом свидетельствовало уменьшение в весенне-летний периоды белых пятен, полярных шапок. При тех физических условиях, существующих на Марсе, вода вжидком состоянии находится там не может. Она должна немедленно испаряться изамерзать оседая в виде тонкого слоя инея. Почва слой льда или вечной мерзлоты. Жидкая вода же может существовать на значительной глубине. Было отмечено, что умарсианских растений отсутствует хлорофилл, его заменяет каратиноид, пигменткрасного цвета. Особый интерес вызывают марсианские каналы. Американскийастроном Ловелл считает, что это ирригационная система построенная разумными обитателямиМарса. Они выглядят темными жилками неправильной формы и цепочками отдельныхпятнышек. На протяжении десятилетий был высказан целый ряд гипотез: