Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры icon

Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры



НазваниеСтруктурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры
Дата конвертации10.07.2012
Размер211.3 Kb.
ТипРеферат
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры


1. Введение. Весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материю в еёбесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми её свойствами,связями и отношениями. Рассмотрим подробнее, что же такое материя, а так жеее структурные уровни. 1. Что такое материя. История возникновения взгляда на материю. Материя (лат. Materia – вещество), «…философская категория дляобозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его,которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями,существуя независимо от нас». Материя – это бесконечное множество всех существующих в мире объектов исистем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Материявключает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и телаприроды, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем наоснове совершенствования средств наблюдения и эксперимента. С точки зрениямарксистско-ленинского понимания материи, она органически связана сдиалектико-материалистическим решением основного вопроса философии; оноисходит из принципа материального единства мира, первичности материи поотношению к человеческому сознанию и принципа познаваемости мира на основепоследовательного изучения конкретных свойств, связей и форм движенияматерии. В основе представлений о строении материального мира лежит системныйподход, согласно которому любой объект материального мира, будь то атом,планета, организм или галактика, может быть рассмотрен как сложноеобразование, включающее в себя составные части, организованные вцелостность. Для обозначения целостности объектов в науке было выработанопонятие системы. [1] Материя как объективная реальность включает в себя не только вещество вчетырех его агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном,плазменном), но и физические поля (электромагнитное, гравитационное,ядерное и т. д.), а также их свойства, отношения, продукты взаимодействия.Входит в нее и антивещество (совокупность античастиц: позитрон, илиантиэлектрон, антипротон, антинейтрон), недавно открытое наукой.Антивещество ни в коем случае не антиматерия. Антиматерии вообще быть неможет. Дальше «не» (не-материи) отрицание здесь не идет. Движение и материя органически и нерасторжимо связаны друг с другом: нетдвижения без материи, как нет и материи без движения. Иначе говоря, нет вмире неизменных вещей, свойств и отношений. «Все течет», все изменяется.Одни формы или виды сменяются другими, переходят в другие – движениепостоянно. Покой – диалектически исчезающий момент в беспрерывном процессеизменения, становления. Абсолютный покой равнозначен смерти, а вернее –несуществованию. Можно понять в данной связи А. Бергсона, рассматривавшеговсю реальность как неделимую движущуюся непрерывность. Или А.Н.Уайтхеда,для которого «реальность есть процесс». И движение, и покой сопределенностью фиксируются лишь по отношению к какой-то системе отсчета.
Так, стол, за которым пишутся эти строки, покоен относительно даннойкомнаты, она, в свою очередь, - относительно данного дома, а сам дом –относительно Земли. Но вместе с Землей стол, комната и дом движутся вокругземной оси и вокруг Солнца. Движущаяся материя существует в двух основных формах – в пространстве иво времени. Понятие пространства служит для выражения свойствапротяженности и порядка сосуществования материальных систем и их состояний.Оно объективно, универсально (всеобщая форма) и необходимо. В понятиивремени фиксируется длительность и последовательность смены состоянийматериальных систем. Время объективно, неотвратимо и необратимо. Следуетразличать философские и естественнонаучные представления о пространстве ивремени. Собственно философский подход представлен здесь четырьмяконцепциями пространства и времени: субстанциальной и реляционной,статической и динамической. [3] Основоположником взгляда на материю, как состоящую из дискретных частицбыл Демокрит. Демокрит отрицал бесконечную делимость материи. Атомы различаются междусобой только формой, порядком взаимного следования, и положением в пустомпространстве, а также величиной и зависящей от величины тяжестью. Они имеютбесконечно разнообразные формы с впадинами или выпуклостями. Демокритназывает атомы также «фигурами» или «видиками», из чего следует, что атомыДемокрита являются максимально малыми, далее неделимыми фигурами илистатуэтками. В современной науке много спорили о том, являются ли атомыДемокрита физическими или геометрическими телами, однако сам Демокрит ещене дошел до различения физики и геометрии. Из этих атомов, движущихся вразличных направлениях, из их «вихря» по естественной необходимости путемсближения взаимноподобных атомов образуются как отдельные целые тела, так ивесь мир; движение атомов вечно, а число возникающих миров бесконечно.[2] Мир доступной человеку объективной реальности постоянно расширяется.Концептуальные формы выражения идеи структурных уровней материимногообразны.[6] Современная наука выделяет в мире три структурных уровня. 2. Микро, Макро, Мега миры. Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы — мир предельномалых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственнаяразномерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни — отбесконечности до 10-24 с. Макромир — мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а такжекристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мирмакрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческогоопыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах икилометрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах. Мегамир — это планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики –мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в которомизмеряется световыми годами, а время существования космических объектов —миллионами и миллиардами лет. И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, микро-, макро - и мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны. На микроскопическом уровне физика сегодня занимается изучениемпроцессов, разыгрывающихся на длинах порядка 10 в минус восемнадцатойстепени см., за время - порядка 10 в минус двадцать второй степени с. Вмегамире ученые с помощью приборов фиксируют объекты, удаленные от нас нарасстоянии около 9-12 млрд. световых лет. Микромир. Демокритом в античности была выдвинута Атомистическая гипотезастроения материи, позже, в XVIII в. была возрождена химиком Дж. Дальтоном,который принял атомный вес водорода за единицу и сопоставил с ним атомныевеса других газов. Благодаря трудам Дж. Дальтона стали изучаться физико-химические свойства атома. В XIX в. Д. И. Менделеев построил системухимических элементов, основанную на их атомном весе. В физику представления об атомах как о последних неделимых структурныхэлементах материи пришли из химии. Собственно физические исследования атоманачинаются в конце XIX в., когда французским физиком А. А. Беккерелем былооткрыто явление радиоактивности, которое заключалось в самопроизвольномпревращении атомов одних элементов в атомы других элементов. История исследования строения атома началась в 1895 г. благодаряоткрытию Дж. Томсоном электрона - отрицательно заряженной частицы, входящейв состав всех атомов. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, а атомв целом электрически нейтрален, то было сделано предположение о наличиипомимо электрона и положительно заряженной частицы. Масса электронасоставила по расчетам 1/1836 массы положительно заряженной частицы. Существовало несколько моделей строения атома. В 1902 г. английский физик У. Томсон (лорд Кельвин) предложил первуюмодель атома — положительный заряд распределен в достаточно большойобласти, а электроны вкраплены в него, как «изюм в пудинг». В 1911 г. Э. Резерфорд предложил модель атома, которая напоминаласолнечную систему: в центре находится атомное ядро, а вокруг него по своиморбитам движутся электроны. Ядро имеет положительный заряд, а электроны - отрицательный. Вместо силтяготения, действующих в Солнечной системе, в атоме действуют электрическиесилы. Электрический заряд ядра атома, численно равный порядковому номеру впериодической системе Менделеева, уравновешивается суммой зарядовэлектронов — атом электрически нейтрален. Обе эти модели оказались противоречивы. В 1913 г. великий датский физик Н. Бор применил принцип квантования прирешении вопроса о строении атома и характеристике атомных спектров. Модель атома Н. Бора базировалась на планетарной модели Э. Резерфорда ина разработанной им самим квантовой теории строения атома. Н. Бор выдвинулгипотезу строения атома, основанную на двух постулатах, совершеннонесовместимых с классической физикой: 1) в каждом атоме существует несколько стационарных состояний (говоряязыком планетарной модели, несколько стационарных орбит) электронов,двигаясь по которым электрон может существовать, не излучая; 2) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атомизлучает или поглощает порцию энергии. В конечном итоге точно описать структуру атома на основаниипредставления об орбитах точечных электронов принципиально невозможно,поскольку таких орбит в действительности не существует. Теория Н. Бора представляет собой как бы пограничную полосу первогоэтапа развития современной физики. Это последнее усилие описать структуруатома на основе классической физики, дополняя ее лишь небольшим числомновых предположений. Создавалось впечатление, что постулаты Н. Бора отражают какие-то новые,неизвестные свойства материи, но лишь частично. Ответы на эти вопросы былиполучены в результате развития квантовой механики. Выяснилось, что атомнуюмодель Н. Бора не следует понимать буквально, как это было вначале.Процессы в атоме в принципе нельзя наглядно представить в виде механическихмоделей по аналогии с событиями в макромире. Даже понятия пространства ивремени в существующей в макромире форме оказались неподходящими дляописания микрофизических явлений. Атом физиков-теоретиков все больше ибольше становился абстрактно-ненаблюдаемой суммой уравнений. Макромир. В истории изучения природы можно выделить два этапа: донаучныйи научный. Донаучный, или натурфилософский, охватывает период от античности достановления экспериментального естествознания в XVI—XVII вв. Наблюдаемыеприродные явления объяснялись на основе умозрительных философскихпринципов. Наиболее значимой для последующего развития естественных наук былаконцепция дискретного строения материи атомизм, согласно которому все теласостоят из атомов — мельчайших в мире частиц. Со становления классической механики начинается научный этап изученияприроды. Поскольку современные научные представления о структурных уровняхорганизации материи были выработаны в ходе критического переосмысленияпредставлений классической науки, применимых только к объектам макроуровня,то начинать нужно с концепций классической физики. Формирование научных взглядов на строение материи относится к XVI в.,когда Г. Галилеем была заложена основа первой в истории науки физическойкартины мира — механической. Он не просто обосновал гелиоцентрическуюсистему Н. Коперника и открыл закон инерции, а разработал методологиюнового способа описания природы — научно-теоретического. Суть егозаключалась в том, что выделялись только некоторые физические игеометрические характеристики, которые становились предметом научногоисследования. Галилей писал: «Никогда я не стану от внешних тел требоватьчего-либо иного, чем величина, фигура, количество и более или менеебыстрого движения для того, чтобы объяснить возникновение вкуса, запаха извука»[1]. И. Ньютон, опираясь на труды Галилея, разработал строгую научную теориюмеханики, описывающую и движение небесных тел, и движение земных объектоводними и теми же законами. Природа рассматривалась как сложная механическаясистема. В рамках механической картины мира, разработанной И. Ньютоном и егопоследователями, сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности.Материя рассматривалась как вещественная субстанция, состоящая из отдельныхчастиц — атомов или корпускул. Атомы абсолютно прочны, неделимы,непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса. Существенной характеристикой ньютоновского мира было трехмерноепространство евклидовой геометрии, которое абсолютно постоянно и всегдапребывает в покое. Время представлялось как величина, не зависящая ни отпространства, ни от материи. Движение рассматривалось как перемещение в пространстве по непрерывнымтраекториям в соответствии с законами механики. Итогом ньютоновской картины мира явился образ Вселенной как гигантскогои полностью детерминированного механизма, где события и процессы являютсобой цепь взаимозависимых причин и следствий. Механистический подход к описанию природы оказался необычайноплодотворным. Вслед за ньютоновской механикой были созданы гидродинамика,теория упругости, механическая теория тепла, молекулярно-кинетическаятеория и целый ряд других, в русле которых физика достигла огромныхуспехов. Однако были две области — оптических и электромагнитных явлений,которые не могли быть полностью объяснены в рамках механистической картинымира. Наряду с механической корпускулярной теорией, осуществлялись попыткиобъяснить оптические явления принципиально иным путем, а именно - на основеволновой теории, сформулированной X. Гюйгенсом. Волновая теорияустанавливала аналогию между распространением света и движением волн наповерхности воды или звуковых волн в воздухе. В ней предполагалось наличиеупругой среды, заполняющей все пространство, - светоносного эфира. Исходяиз волновой теории X. Гюйгенс успешно объяснил отражение и преломлениесвета. Другой областью физики, где механические модели оказались неадекватными,была область электромагнитных явлений. Эксперименты английскогоестествоиспытателя М. Фарадея и теоретические работы английского физика Дж.К. Максвелла окончательно разрушили представления ньютоновской физики одискретном веществе как единственном виде материи и положили началоэлектромагнитной картине мира. Явление электромагнетизма открыл датский естествоиспытатель X. К.Эрстед, который впервые заметил магнитное действие электрических токов.Продолжая исследования в этом направлении, М. Фарадей обнаружил, чтовременное изменение в магнитных полях создает электрический ток. М. Фарадей пришел к выводу, что учение об электричестве и оптикавзаимосвязаны и образуют единую область. Его работы стали исходным пунктомисследований Дж. К. Максвелла, заслуга которого состоит в математическойразработке идей М. Фарадея о магнетизме и электричестве. Максвелл «перевел»модель силовых линий Фарадея в математическую формулу. Понятие «поле сил»первоначально складывалось как вспомогательное математическое понятие. Дж.К. Максвелл придал ему физический смысл и стал рассматривать поле каксамостоятельную физическую реальность: «Электромагнитное поле — это тачасть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся вэлектрическом или магнитном состоянии»[2]. Исходя из своих исследований, Максвелл смог заключить, что световыеволны представляют собой электромагнитные волны. Единая сущность света иэлектричества, которую М. Фарадей предположил в 1845 г., а Дж. К. Максвеллтеоретически обосновал в 1862 г., была экспериментально подтвержденанемецким физиком Г. Герцем в 1888 г. После экспериментов Г. Герца в физике окончательно утвердилось понятиеполя не в качестве вспомогательной математической конструкции, а какобъективно существующей физической реальности. Был открыт качественноновый, своеобразный вид материи. Итак, к концу XIX в. физика пришла к выводу, что материя существует вдвух видах: дискретного вещества и непрерывного поля. В результате же последующих революционных открытий в физике в концепрошлого и начале нынешнего столетий оказались разрушенными представленияклассической физики о веществе и поле как двух качественно своеобразныхвидах материи. Мегамир. Мегамир или космос, современная наука рассматривает каквзаимодействующую и развивающуюся систему всех небесных тел. Все существующие галактики входят в систему самого высокого порядка -Метагалактику. Размеры Метагалактики очень велики: радиус космологическогогоризонта составляет 15— 20 млрд. световых лет. Понятия «Вселенная» и «Метагалактика» — очень близкие понятия: онихарактеризуют один и тот же объект, но в разных аспектах. Понятие«Вселенная» обозначает весь существующий материальный мир; понятие«Метагалактика» — тот же мир, но с точки зрения его структуры — какупорядоченную систему галактик. Строение и эволюция Вселенной изучаются космологией. Космология какраздел естествознания, находится на своеобразном стыке науки, религии ифилософии. В основе космологических моделей Вселенной лежат определенныемировоззренческие предпосылки, а сами эти модели имеют большоемировоззренческое значение. В классической науке существовала так называемая теория стационарногосостояния Вселенной, согласно которой Вселенная всегда была почти такой же,как сейчас. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет,описывались звезды, создавались их классификации, что было, конечно, оченьважно. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился. Современные космологические модели Вселенной основываются на общейтеории относительности А. Эйнштейна, согласно которой метрика пространстваи времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной. Еесвойства как целого обусловлены средней плотностью материи и другимиконкретно-физическими факторами. Уравнение тяготения Эйнштейна имеет не одно, а множество решений, чем иобусловлено наличие многих космологических моделей Вселенной. Первая модельбыла разработана самим А. Эйнштейном в 1917 г. Он отбросил постулатыньютоновской космологии об абсолютности и бесконечности пространства ивремени. В соответствии с космологической моделью Вселенной А. Эйнштейнамировое пространство однородно и изотропно, материя в среднем распределенав ней равномерно, гравитационное притяжение масс компенсируетсяуниверсальным космологическим отталкиванием. Время существования Вселенной бесконечно, т.ё. не имеет ни начала, никонца, а пространство безгранично, но конечно. Вселенная в космологической модели А. Эйнштейна стационарна, бесконечнаво времени и безгранична в пространстве. В 1922г. русский математик и геофизик А.А Фридман отбросил постулатклассической космологии о стационарности Вселенной и получил решениеуравнения Эйнштейна, описывающее Вселенную с “расширяющимся” пространством. Поскольку средняя плотность вещества во Вселенной неизвестна, то сегоднямы не знаем, в каком из этих пространств Вселенной мы живем. В 1927 г. бельгийский аббат и ученый Ж. Леметр связал “расширение”пространства с данными астрономических наблюдений. Леметр ввел понятиеначала Вселенной как сингулярности (т.е. сверхплотного состояния) ирождения Вселенной как Большого взрыва. В 1929 году американский астроном Э.П. Хаббл обнаружил существованиестранной зависимости между расстоянием и скоростью галактик: все галактикидвижутся от нас, причем со скоростью, которая возрастает пропорциональнорасстоянию, - система галактик расширяется. Расширение Вселенной считается научно установленным фактом. Согласнотеоретическим расчетам Ж. Леметра, радиус Вселенной в первоначальномсостоянии был 10-12 см, что близко по размерам к радиусу электрона, а ееплотность составляла 1096 г/см3. В сингулярном состоянии Вселеннаяпредставляла собой микрообъект ничтожно малых размеров. От первоначальногосингулярного состояния Вселенная перешла к расширению в результате Большоговзрыва. Ретроспективные расчеты определяют возраст Вселенной в 13-20 млрд. лет.Г.А. Гамов предположил, что температура вещества была велика и падала срасширением Вселенной. Его расчеты показали, что Вселенная в своей эволюциипроходит определенные этапы, в ходе которых происходит образованиехимических элементов и структур. В современной космологии для наглядностиначальную стадию эволюцию Вселенной делят на “эры”[3] Эра адронов. Тяжелые частицы, вступающие в сильные взаимодействия. Эра лептонов. Легкие частицы, вступающие в электромагнитноевзаимодействие. Фотонная эра. Продолжительность 1 млн. лет. Основная доля массы —энергии Вселенной — приходится на фотоны. Звездная эра. Наступает через 1 млн. лет после зарождения Вселенной. Взвездную эру начинается процесс образования протозвезд и протогалактик. Затем разворачивается грандиозная картина образования структурыМетагалактики. В современной космологии наряду с гипотезой Большого взрыва весьмапопулярна инфляционная модель Вселенной, в которой рассматривается творениеВселенной. Идея творения имеет очень сложное обоснование и связана сквантовой космологией. В этой модели описывается эволюция Вселенной начинаяс момента 10-45 с после начала расширения. Сторонники инфляционной модели видят соответствие между этапамикосмической эволюции и этапами творения мира, описанными в книге Бытия вБиблии[4]. В соответствии с инфляционной гипотезой космическая эволюция в раннейВселенной проходит ряд этапов. Начало Вселенной определяется физиками-теоретиками как состояниеквантовой супергравитации с радиусом Вселенной в 10-50 см Стадия инфляции. В результате квантового скачка Вселенная перешла всостояние возбужденного вакуума и в отсутствие в ней вещества и излученияинтенсивно расширялась по экспоненциальному закону. В этот периодсоздавалось само пространство и время Вселенной. За период инфляционнойстадии продолжительностью 10-34. Вселенная раздулась от невообразимо малыхквантовых размеров 10-33 до невообразимо больших 101000000см, что на многопорядков превосходит размер наблюдаемой Вселенной — 1028 см. Весь этотпервоначальный период во Вселенной не было ни вещества, ни излучения. Переход от инфляционной стадии к фотонной. Состояние ложного вакуумараспалось, высвободившаяся энергия пошла на рождение тяжелых частиц иантичастиц, которые, проаннигилировав, дали мощную вспышку излучения(света), осветившего космос. Этап отделения вещества от излучения: оставшееся после аннигиляциивещество стало прозрачным для излучения, контакт между веществом иизлучением пропал. Отделившееся от вещества излучение и составляетсовременный реликтовый фон, теоретически предсказанный Г. А. Гамовым иэкспериментально обнаруженный в 1965 г. В дальнейшем развитие Вселенной шло в направлении от максимальнопростого однородного состояния к созданию все более сложных структур —атомов (первоначально атомов водорода), галактик, звезд, планет, синтезутяжелых элементов в недрах звезд, в том числе и необходимых для созданияжизни, возникновению жизни и как венца творения — человека. Различие между этапами эволюции Вселенной в инфляционной модели и моделиБольшого взрыва касается только первоначального этапа порядка 10-30 с,далее между этими моделями принципиальных расхождений в понимании этаповкосмической эволюции нет. Пока же эти модели с помощью знаний и фантазии можно рассчитывать накомпьютере, а вопрос остается открытым. Самая большая трудность для ученых возникает при объяснении причинкосмической эволюции. Если отбросить частности, то можно выделить двеосновные концепции, объясняющие эволюцию Вселенной: концепциюсамоорганизации и концепцию креационизма. Для концепции самоорганизации материальная Вселенная являетсяединственной реальностью, и никакой другой реальности помимо нее несуществует. Эволюция Вселенной описывается в терминах самоорганизации: идетсамопроизвольное упорядочивание систем в направлении становления все болеесложных структур. Динамичный хаос порождает порядок. В рамках концепции креационизма, т.е. творения, эволюция Вселеннойсвязывается с реализацией программы, определяемой реальностью болеевысокого порядка, чем материальный мир. Сторонники креационизма обращаютвнимание на существование во Вселенной направленного номогенца — развитияот простых систем ко все более сложным и информационно емким, в ходекоторого создавались условия для возникновения жизни и человека. В качестведополнительного аргумента привлекается антропный принцип, сформулированныйанглийскими астрофизиками Б. Карром и Риссом. Среди современных физиков – теоретиков имеются сторонники, как концепциисамоорганизации, так и концепции креационизма. Последние признают, чторазвитие фундаментальной теоретической физики делает насущнойнеобходимостью разработку единой научно – технической картины мира,синтезирующей все достижения в области знания и веры. Вселенной на самых разных уровнях, от условно элементарных частиц и догигантских сверхскоплений галактик, присуща структурность. Современнаяструктура Вселенной является результатом космической эволюции, в ходекоторой из протогалактик образовались галактики, из протозвезд – звезды, изпротопланетного облака – планеты. Метагалактика – представляет собой совокупность звездных систем –галактик, а ее структура определяется их распределение в пространстве,заполненном чрезвычайно разреженным межгалактическим газом и пронизываемоммежгалактическими лучами. Согласно современным представлениям, для метагалактики характерноячеистая (сетчатая, пористая) структура. Существуют огромные объемыпространства (порядка миллиона кубических мегапарсек), в которых галактикпока не обнаружено. Возраст Метагалактики близок к возрасту Вселенной, поскольку образованиеструктуры приходиться на период, следующий за разъединением вещества иизлучение. По современным данным, возраст Метагалактики оценивается в 15млрд. лет. Галактика – гигантская система, состоящая из скоплений звезд итуманностей, образующих в пространстве достаточно сложную конфигурацию. По форме галактики условно распределяются на три типа: эллиптические,спиральные, неправильные. Эллиптические галактики – обладают пространственной формой эллипсоида сразной степенью сжатия они являются наиболее простыми по структуре:распределение звезд равномерно убывает от центра. Спиральные галактики – представлены в форме спирали, включая спиральныеветви. Это самый многочисленный вид галактик, к которому относится и нашаГалактика – млечный путь. Неправильные галактики – не обладают выраженной формой, в нихотсутствует центральное ядро. Некоторые галактики характеризуются исключительно мощнымрадиоизлучением, превосходящим видимое излучение. Это радиогалактики. В ядре галактики сосредоточенны самые старые звезды, возраст которыхприближается к возрасту галактики. Звезды среднего и молодого возрастарасположены в диске галактики. Звезды и туманности в пределах галактики движутся довольно сложнымобразом вместе с галактикой они принимают участие в расширении Вселенной,кроме того, они участвуют во вращении галактики вокруг оси. Звезды. На современном этапе эволюции Вселенной вещество в ней находитсяпреимущественно в звездном состоянии. 97% вещества в нашей Галактикесосредоточено в звездах, представляющих собой гигантские плазменныеобразования различной величины, температуры, с разной характеристикойдвижения. У многих других галактик, если не у большинства, «звезднаясубстанция» составляет более чем 99,9% их массы. Возраст звезд меняется в достаточно большом диапазоне значений: от 15млрд. лет, соответствующих возрасту Вселенной, до сотен тысяч — самыхмолодых. Есть звезды, которые образуются в настоящее время и находятся впротозвездной стадии, т.е. они еще не стали настоящими звездами. Рождение звезд происходит в газово-пылевых туманностях под действиемгравитационных, магнитных и других сил, благодаря которым идет формированиенеустойчивых однородностей и диффузная материя распадается на ряд сгущений.Если такие сгущения сохраняются достаточно долго, то с течением времени онипревращаются в звезды. Основная эволюция вещества во Вселенной происходилаи происходит в недрах звезд. Именно там находится тот «плавильный тигель»,который обусловил химическую эволюцию вещества во Вселенной. На завершающем этапе эволюции звезды превращаются в инертные («мертвые»)звезды. Звезды не существуют изолированно, а образуют системы. Простейшиезвездные системы — так называемые кратные системы состоят из двух, трех,четырех, пяти и больше звезд, обращающихся вокруг общего центра тяжести. Звезды объединены также в еще большие группы - звездные скопления,которые могут иметь «рассеянную» или «шаровую» структуру. Рассеянныезвездные скопления насчитывают несколько сотен отдельных звезд, шаровыескопления - многие сотни тысяч. Ассоциации, или скопления звезд, также не являются неизменными и вечносуществующими. Через определенное количество времени, исчисляемоемиллионами лет, они рассеиваются силами галактического вращения. Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьмаразличных по размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце,девять больших планет, десятки спутников планет, тысячи малых планет(астероидов), сотни комет и бесчисленное множество метеоритных тел,движущихся как роями, так и в виде отдельных частиц. К 1979 г. былоизвестно 34 спутника и 2000 астероидов. Все эти тела объединены в однусистему благодаря силе притяжения центрального тела — Солнца. Солнечнаясистема является упорядоченной системой, имеющей свои закономерностистроения. Единый характер Солнечной системы проявляется в том, что всепланеты вращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и почти водной и той же плоскости. Большинство спутников планет (их лун) вращается втом же направлении и в большинстве случаев в экваториальной плоскости своейпланеты. Солнце, планеты, спутники планет вращаются вокруг своих осей в томже направлении, в котором они совершают движение по своим траекториям.Закономерно и строение Солнечной системы: каждая следующая планета удаленаот Солнца примерно в два раза дальше, чем предыдущая. Солнечная система образовалась примерно 5 млрд. лет назад, причем Солнце- звезда второго (или еще более позднего) поколения. Таким образом,Солнечная система возникла на продуктах жизнедеятельности звезд предыдущихпоколений, скапливавшихся в газово-пылевых облаках. Это обстоятельство даетоснование назвать Солнечную систему малой частью звездной пыли. Опроисхождении Солнечной системы и ее исторической эволюции наука знаетменьше, чем необходимо для построения теории планетообразования. Первые теории происхождения Солнечной системы были выдвинуты немецкимфилософом И. Кантом и французским математиком П. С. Лапласом. Согласно этойгипотезе система планет вокруг Солнца образовалась в результате действиясил притяжения и отталкивания между частицами рассеянной материи(туманности), находящейся во вращательном движении вокруг Солнца. Началом следующего этапа в развитии взглядов на образование Солнечнойсистемы послужила гипотеза английского физика и астрофизика Дж. X. Джинса.Он предположил, что когда-то Солнце столкнулось с другой звездой, врезультате чего из него была вырвана струя газа, которая, сгущаясь,преобразовалась в планеты. Современные концепции происхождения планет Солнечной системыосновываются на том, что нужно учитывать не только механические силы, но идругие, в частности электромагнитные. Эта идея была выдвинута шведскимфизиком и астрофизиком X. Альфвеном и английским астрофизиком Ф. Хойлом. Всоответствии с современными представлениями, первоначальное газовое облако,из которого образовались и Солнце и планеты, состояло из ионизированногогаза, подверженного влиянию электромагнитных сил. После того как изогромного газового облака посредством концентрации образовалось Солнце, наочень большом расстоянии от него остались небольшие части этого облака.Гравитационная сила стала притягивать остатки газа к образовавшейся звезде— Солнцу, но его магнитное поле остановило падающий газ на различныхрасстояниях — как раз там, где находятся планеты. Гравитационная имагнитные силы повлияли на концентрацию и сгущение падающего газа, и врезультате образовались планеты. Когда возникли самые крупные планеты, тотже процесс повторился в меньших масштабах, создав, таким образом, системыспутников. Теории происхождения Солнечной системы носят гипотетический характер, иоднозначно решить вопрос об их достоверности на современном этапе развитиянауки невозможно. Во всех существующих теориях имеются противоречия инеясные места. В настоящее время в области фундаментальной теоретической физикиразрабатываются концепции, согласно которым объективно существующий мир неисчерпывается материальным миром, воспринимаемым нашими органами чувств илифизическими приборами. Авторы данных концепций пришли к следующему выводу:наряду с материальным миром существует реальность высшего порядка,обладающая принципиально иной природой по сравнению с реальностьюматериального мира.[4,5] Вывод. Издавна люди пытались найти объяснение многообразию и причудливостимира. Изучение материи и её структурных уровней является необходимым условиемформирования мировоззрения, независимо от того, окажется ли оно в конечномсчёте материалистическим или идеалистическим. Достаточно очевидно, что очень важна роль определения понятия материи,понимания последней как неисчерпаемой для построения научной картины мира, решения проблемы реальности и познаваемости объектов и явлений микро,макро и мега миров. Список литературы: 1. Большая Советская энциклопедия БСЭ, т.15, 2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М.: 1997 3. Философия http://websites.pfu.edu.ru/IDO/ffec/philos-index.html 4. Владимиров Ю. С. Фундаментальная физика и религия. — М.: Архимед, 1993; 5. Владимиров Ю. С., Карнаухов А. В., Кулаков Ю.И. Введение в теорию физических структур и бинарную геометрофизику. — М.: Архимед, 1993. 6. Учебное пособие «Концепции современного естествознания»-----------------------[1] Кузнецов Б.Т. От Галилея до Эйнштейна — М.: Наука, 1966. — С.38.[2] См.: Кудрявцев П.С. Курс истории физики. — М.: Просвещение, 1974. — С.179.[3] См.: Дубнищева Т.Я. Указ. Соч. – С. 802 – 803.[4] См.: Гриб А.А. Большой взрыв: творение или происхождение? /В кн.Взаимосвязь физической и релиптозной картин мира. — Кострома: Изд-воМИИЦАОСТ, 1996. — С. 153—166.




Похожие:

Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconСтруктурные уровни организации материи: концепции микро-, макро- и мегамиров

Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconМикро макро и мега миры

Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры icon1. Предмет, сущность и цели современного естествознания. Естествознание
Естествознание-система наук о природе. Природа-это вселенная, то, куда может достигнуть человеческий опыт. Природа делится на 3 мира:...
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры icon1. Предмет, сущность и цели современного естествознания. Естествознание
Естествознание-система наук о природе. Природа-это вселенная, то, куда может достигнуть человеческий опыт. Природа делится на 3 мира:...
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconКонцепции современного естествознания Вариант №9«Структурные уровни организации материи»
Основные идеи системного анализа объектов научного познания, в том числе и материи
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconКонтрольная работа По дисциплине: «Концепции современного естествознания» На тему: «Структурные уровни живого»
Системно-структурные уровни организации многообразных форм живого достаточно многочисленны. Среди них: молекулярный, клеточный, тканевой,...
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconЛекции по биологической картине мира + разобрать структурные уровни организации живой материи
Живое вещество как системообразующий фактор биосферы (свойства и функции живого вещества)
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconУровни организации жизни
А кольцевая хромосома бактерии представляет собой уровень организации живой материи
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconКонтрольная работа по дисциплине: «Концепции современного естествознания» Вариант №20 Структурные уровни живого
Охватывает биоценотический и биосферный уровни
Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры iconУрок по теме «Структура и уровни материи. Атрибуты материи»
Поведская Ольга Константиновна, преподаватель социально-гуманитарных дисциплин гоу спо ро «Вешенский педагогический колледж имени...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы