Реферат: Пространственные, временные и массовые масштабы вселенной - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Пространственные, временные и массовые масштабы вселенной

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 197 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

18 Содержание Введение 1. Общие представления о прос транственных и временных ха рактеристиках Вс еленной 2. Измерение масс объектов Вс еленной Заключение Список литературы Введение Обычно под пространством (в том числе и космическим) мы пони маем некую протяженную пустоту, в которой могут (но не обязательно) наход иться какие-либо предметы. Однако между небесными телами (звездами, план етами, кометами) всегда имеется некоторое количество вещества, поэтому в науке пространство рассматривается не как вместилище материи, а как физ ическая сущность, обладающая конкретными свойствами и структурой. Кажд ый объект обладает в пространстве определенным положением и ориентаци ей, а расстояние между двумя событиями точно определено, даже если эти со бытия произошли в разные моменты времени. Простран ство и время тесно связаны с материей, они появляются и исчезают вместе с ней. В связи с этим хочется привести слова А.Эйнштейна по разъяснению им в 1921 г. сути теории относительности: «С уть такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же те ории относительности вместе с вещами исчезли бы и пространство, и время» . Аналогичный вывод следует и из теории Большого взрыва, объясняющей про исхождение нашей Вселенной. Можно отметить наиболее важные свойства пространства и времени по совр еменным представлениям. 1. Пространство и время ре альны и объективны. 2. Пространство и время - это универс альные и всеобщие формы бытия материи. 3. Пространство трехмерн о и обратимо, время - одномерно и необратимо. 4. Пространство однородн о и изотропно, время - однородно. Эти свойства пространства и времени нашли отражение в фундаментальных зак онах сохранения. Симметрии относительно сдвига времени (однородности в ремени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного сдвига (одноро дности пространства) соответствует закон сохранения импульса; симметр ии относительно поворота координатных осей (изотропности пространства ) соответствует закон сохранения момента импульса (или углового момента ). Из этих свойств вытекает абсолютность и инвариантность пространствен но-временного интервала S . 5. В геометрии Евклида бес конечность и безграничность пространства совпадали. В случае расширяю щейся Вселенной она, а, следовательно, и пространство безграничны и бесконечны. В случае сжимающейся Вселенной пространство будет конечным, н о безграничным. 6. Пространство и время св язаны между собой и образуют четырехмерный мир. Их свойства определяютс я движущейся материей. Понятно, что с понятиями пространства и времени связано не менее фундаментальное по нятие массы веществ (объектов) Вселенной. В связи с этим целью данной работы будет рассмотрение пространственных, временных и массовых масштабов Вселенной. 1. Общие представления о пространственных и временных характеристиках Вселенной Одна из важнейших задач естествознания - создание естественно-научной картины ми ра в виде целостной упорядоченной системы. Для ее решения используются о бщие и абстрактные понятия: время и пространство. Всеобщими универсальными формами существования и д вижения материи принято считать время и пространство. Движение материа льных объектов и различные реальные процессы происходят в пространств е и во времени. Особенность естественно-научного представления об этих п онятиях заключается в том, что время и пространство можно охарактеризовать количественно с помощь ю приборов. Время вы ражает порядок смены физических состояний и является объективной хара ктеристикой любого процесса или явления. Время - это то, что можно измерить с помощь ю часов. Принцип работы многих приборов для измерения времени основан на разных физических процессах, среди которых наиболее удобны периодичес кие процессы: вращение Земли вокруг своей оси, электромагнитное излучен ие возбужденных атомов и др. Многие крупные достижения в естествознании связаны с разработкой более точных приборов для определения времени. Временная характеристика реал ьных процессов основывается на постулате времени : одинаковые во всех отношения х явления происходят за одинаковое время. Хотя постулат времени кажется естественным и очевидным, его истинность все же относительна, так как ег о нельзя проверить на опыте даже с помощью самых совершенных часов, поск ольку, во-первых, они характеризуются своей точностью и, во-вторых, невозм ожно создать принципиально одинаковые условия в природе в разное время. Вместе с тем длительная практика естественно-научных исследований поз воляет не сомневаться в справедливости постулата времени в пределах то й точности, которая достигнута в данный момент времени. При создании классической механики окол о 300 лет назад И. Ньютон ввел понятие абсолютного, или истинного, математич еского времени, которое течет всегда и везде равномерно, и относительног о времени как меры продолжительности, употребляемой в обыденной жизни и означающей определенный интервал времени: час, день, месяц и т.д. В современном представлении время всегд а относительно. Из теории отно сительности следует, что при скорости, близкой к скорости света в вакуум е, время замедляется - происход ит релятивистское замедление времени, и что сильное поле тяготения приводит к г равитационному замедлению времени. В обычных земны х условиях такие эффекты чрезвычайно малы. Важнейшее свойство времени заключается в его необратимос ти. Прошлое во всех деталях и подробностях нельзя воспроизвести в реальн ой жизни - оно забывается. Необр атимость времени обусловлена сложным взаимодействием множества приро дных систем, в том числе атомов и молекул, и символически обозначается стрелой времени, «летящей» всегда из прошлого в будущее. Необратимос т ь реальных процессов в термодинамике св язывают с хаотичным движением атомов и молекул. Понятие пространства гораздо сложнее понятия времени. В отличие от одномерного времени, реальное прос транство трехмерно, т.е. имеет три измерения. В трехмерном пространстве с уществуют атомы и планетные системы, выполняются фундаментальные зако ны природы. Однако выдвигаются гипотезы, согласно которым пространство нашей Вселенной имеет много измерений, хотя наши органы чувств способны ощущать только три из них. Развитие представлений о пространстве и времени пр ошло длинный и сложный путь. Древнегреческие атомисты Левкипп, Демокрит и Эпикур ( V - III вв. до н.э.) считали, что существую т только атомы и чистое пространство (пустота). Аристотель в своем учении ( IV в. до н.э.) отвергает су ществование пустого пространства, аргументируя это различными доводам и. Физике понадобилось длительное время, чтобы разобраться в этой аргуме нтации великого философа. Это было сделано Галилеем и Эйнштейном. В «Началах» Евклида ( III в. до н.э.) пространственные хара ктеристики объектов приобрели строгую математическую форму, т.е. была оп ределена метрика пространства (плоская метрика). В работе К.Птолемея «Ве ликое математическое построение» («Альмагест») в 150 г. н.э. была представлена геоцентрическая систем а Мира (в центре Мира находится Земля). В ней пространство считалось конеч ным: оно включало круговое движение всех небесных тел вокруг неподвижно й Земли. Время мыслилось бесконечным. Следующий шаг в развитии представл ений о пространстве и времени был сделан Н.Коперник ом. В его работе «О вращениях небесных сфер» ( 1543 г.) была дана с соответствующими д оказательствами гелиоцентрическая система Мира (в центре Солнце), где пр изнавалась концепция единого однородного пространства (свойства всех точек пространства одинаковы) и равномерного течения времени. Поскольк у, по Копернику, Вселенная ограничена непроницаемой твердой сферой звез д, то она является конечной. Конечным является и пространство. Вопрос о то м, что находится дальше звездной сферы, Коперником не ставился. Дальнейш ий импульс развитию представлений о пространстве и Вселенной был дан Джордано Бруно (1548-1600). Развивая уч ение Коперника, Бруно в своем произведении «О бесконечности Вселенной и мирах» выдвигает смелую идею о бесконечном множестве обитаемых миров. Б есконечная Вселенная расположена в бесконечном и безграничном простра нстве, не имеющем «края, предела и поверхности». Работы Г.Галилея (1564-1642) имели больше значение для развития механики. В его принцип е относительности утверждается равноправность всех инерциальных сист ем отсчета и даются математические правила (преобразования Галилея) для перехода от одной системы к другой. При этом координаты, скорость тела и е го импульс являются вариантными (изменяющимися) величинами; ускорение, в ремя, масса, длина отрезка при этом переходе остаются неизменными (инвар иантными). Дальнейшее развитие представлений о пространстве и времени с вязано с рационалистической физикой Р.Декарта (1596-1650). По Декарту, все явления природы объясняются механи ческим взаимодействием (давлением или ударом при соприкосновении) мель чайших материальных частиц. Так обосновывалась идея близкодействия. Вв едя координатную систему, Декарт показал единство физики и геометрии, со единил материальность и протяженность. Это означало отсутствие пустог о пространства и совпадение его с протяженностью. Кроме того, по Декарту, материальному миру «соприсуща» длительность, а время - это «способ, каки м мы эту длительность мыслим», т.е. время «соприсуще человеку и является м одусом мышления». Математическое и экспериментальное обоснование свой ств пространства и времени в рамках классической механики было сделано И.Ньютоном в его знаменитой ра боте «Математические начала натуральной философии» ( 1687 г.). Ньютон характеризует пространство и время « как вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располаг ается в смысле порядка последовательности, в пространстве - в смысле пор ядка положения». Он вводит два вида пространства и времени: абсолютное (и стинное, математическое) и относительное (кажущееся, обыденное). Абсолютное время само по себе и по сво ей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равно мерно и иначе называется длительностью. Относител ьное время есть или точная, или изменчивая, постигае мая чувствами, внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденн ой жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, меся ц, год. Абсолютное пространств о по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остает ся всегда одинаковым и неподвижным. Относительное пространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению ег о относительно некоторых тел и которая в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное. Как видно, разграничение пространства и врем ени на абсолютное и относительное связано у Ньютона с теоретическим и эм пирическим уровнями познания. Пространство и время у Ньютона обладают о дним признаком субстанции - абсолютная самостоятельность существовани я и независимость от материи и процессов. Но они не обладают другим важне йшим свойством субстанции - порождать другие тела и сохраняться в их осн ове при всех изменениях тел. Такой способностью обладает материя. Такое понимание пространства и време ни было неоднозначно воспринято современниками и потомками Ньютона - ес тествоиспытателями и философами. Г.Лейбниц (1646-1716), например, развил реляционную концепцию пространства и времени, в которой они отрицались как абсолютные сущности. Он считал их чисто относительными: «пространство - порядком сосуществования, время - порядком последовательности» . Он дальше развивает великолепную идею Аристотеля о связи пространства и времени с материей, о том, что они не могут рассматриваться «в отвлечени и» от самих вещей. Это явилось предвосхищением одного из основных положе ний общей теории относительности А.Эйнштейна. Следующий шаг в развитии представ лений о пространстве и времени был сделан в теории электромагнитного по ля (1860-1865 гг.) Максвелла. Оказалось, что взаимодействие между зарядами и токами передается с помощью электр омагнитного поля, которое распространяется со скоростью света в виде эл ектромагнитных волн. Это сыграло существенную роль для описания физиче ских свойств пространства и времени. В опытах со светом (Майкельсон) было установлено, что скорость света не зависит от движения системы отсчета, а значит, преобразования Галилея для электромагнитных явлений являютс я неверными. Эти преобразования были найдены Лоренцем, но там оказалось много непонятного: размеры тел сокращались в направлении движения, пром ежуток времени между событиями сокращался в движущихся системах, масса тел возрастала с ростом скорости их движения. Все эти трудности были объ яснены в специальной теории относительности (СТО) , разработанной А.Эйнштейном в 1905 г. Это была н овая теория пространства и времени. Эйнштейн распространил принцип относительности Галилея на все физические явления и пост улировал постоянство скорости света во всех инерциальных системах и ее предельность (самая большая скорость, существующая в природе). Пространство и время оказались относительными , т.е. зависящими от выбора системы отсчета. Вариантными оказал ись масса тел и их размер, считавшиеся абсолютными в механике Ньютона. Кр оме того, пространство и время оказались взаимосвязанными, образуя един ый четырехмерный континуум. Абсолютным в СТО оказался, наряду со скорост ью света, и пространственно-временной интервал, связывающий пространст во и время. Дальнейший этап в развитии представлении о пространстве и вр емени был связан с разработкой общей теории относи тельности (ОТО) , в которой принцип относительности б ыл распространен на все системы отсчета, т.е. на инерциальные и неинерциа льные. Это следовало из эквивалентности инертной и гравитационной масс ы и было принято А.Эйнштейном в качестве фундаментального закона природ ы. Оказалось, что свойства пространства зависят от движущейся материи. Е е скопления искривляют пространство, и его метрика описывается не геоме трией Евклида, а геометрией Римана. Массивные тела искривляют ход светов ого луча, уменьшают частоту колебаний, т.е. замедляют ход времени. Это проя вляется, в частности, в красном гравитационном смещении: чем больше тяго тение, тем больше увеличивается длина волны излучения и уменьшается его частота. При определенных условиях длина волны может устремиться к беск онечности, а частота - к нулю. Это происходит в условиях черной дыры. Таким образом, пространство и время - это не сцена, на которой разыгрываются все события, как полагал Ньютон, и к оторая остается, даже если исчезает материя. 2. Измерение масс объектов Все ленной Для того, чтобы понять, каковы массовые масштабы Все ленной, необходимо рассмотреть объекты Вселенной и измерить их массы. К объектам Вселенной от н осят космические объекты - звёзды, галактики и т.д. Метагалактикой называется д оступная наблюдениям часть Вселенной. Но наблюдать можно по-разному: нев ооруженным глазом, в бинокль, в 6-метровый телескоп. И каждый раз нашим наб людениям будет доступна разная часть Вселенной. Современная космологи я, основанная на теории относительности Эйнштейна, определяет возраст В селенной в 15 -20 млрд лет . Никаких галактик, кв азаров до этого не существовало. Все они возникли позже. Предположим, что на расстоянии 20 млрд световых лет находится галактика Икс, которая образ овалась, скажем, 12 млрд лет тому назад. Первые лучи, извещающие о рождении э той галактики, еще в пути, они находятся на расстоянии (20 - 12) = 8 млрд световых лет от нас и достигнут на с лишь через 8 млрд лет. Поэтому многие галактики нам не видны, но мы можем вычислить их местонахождение, плотность и массу. П риближенно определяя размеры и среднюю плотность в ещества в Метагалактике мы можем оценить полную массу вещества, содержа щегося внутри объема, ограниченного космологическим горизонтом, - массу Метагалактики. Получается величина порядка 10 53 кг. Зная расстояния до нескольких тысяч галактик, можно построи ть пространственную модель. В построе нн ой модел и четко проступала пространственная стр уктура распределения галактик. Оказалось, что гала ктики образуют ячейки типа пчелиных сот. Вдоль стен ок этих ячеек расположены галактики, а внутри – пустоты . Галактики расположены на небе и равномерно, и неравномерно. Если говорить о масштабе в несколько к вадратных градусов, то распределение галактик на небе оказывается на уд ивление равномерным. Необходимо еще раз подчеркну ть, что в очень большом масштабе (больше масштаба ячеек) распределение ве щества оказывается совершенно равномерным. То есть если взять в разных м естах Вселенной два гигантских куба с ребрами в 100 млн световых лет и коли чество содержащегося в каждом из них вещества, то результат будет одинак овым, в каких бы местах Метагалактики мы ни помещали эти кубы. Разделив по лную массу на объем куба, мы получим среднюю плотность вещества во Вселе нной: p = 3 х 10 -27 – 1 0 - 26 кг/м 3 . Скопления галактик имеют почти сферическую форму; в них насчитывают сот ни и тысячи галактик. Ближайшее к нам крупное скопление галактик находит ся в созвездии Девы ( Virgo ), в него входят 3000 галактик. Характерные размеры скоплений галактик от 1 до 3 Мпк. Более аморфную форму имею т облака галактик. Известны т акже малочисленные группы галактик. Примером может служить так называемая Местная Группа галакт ик. В нее входят две большие спиральные галактики: наша Галактика и Туман ность Андромеды, а также ряд галактик меньших размеров. Кроме того, кажда я гласная спиральная галактика имеет по нескольку галактик-спутников. У Туманности Андромеды имеется пять больших и пять маленьких спутников. У нашей Галактики крупнейшими спутниками являются Большое и Малое Магел лановы Облака. Кроме того, у нее целая «свита» карликовых галактик (по кра йней мере 14 штук). Всего в Мерной Группе галактик насчитывается 38 галактик. На расстоянии 3 Мпк от нас в созвездии Гончих Псов находится другая групп а из 34 галактик. Всего сейчас известно несколько десятков подобных групп галактик. Типичные размеры - от 0,1 до 1 Мпк. Галактики - эти гигантские звездные острова - разнообразны по форме и размерам. Све чение галактик обусловлено свечением звезд - многих миллиардов звезд, входящих в их состав. Еще в гал актиках есть газ (главным образом водород и гелий) и пыль. Количество газа и пыли в галактиках обычно невелико. Масса газа и пыли, как правило, состав ляет несколько процентов от суммарной массы звезд. Суммарная масса звез д, газа и пыли в свою очередь составляет 1/10 от полной массы галактик; 9/10 веще ства галактик находится в скрытой, невидимой форме. Загадочная «скрытая масса » содержится в гигантски х гало (оболочках) галактик в виде слабо светящегося газа, в форме многочи сленных потухших или так никогда и не загоревшихся звезд (коричневых кар ликов) и темных планет . Су ществ уют методы определения масс галактик . С их помощью установлено, что массы большинства галактик изме няются в пределах от 10 9 до 10 I 2 М ° , где M ° - масса Солнца. Полная масса нашей Галактики (с учетом скрытой массы), по-видимому, приближается к верхнему и з указанных пределов. Размеры г алактик (их видимой части) обычно варьируются в пределах от 1 до 100 килопарс ек. Большинство галактик выгля дят как гигантские спирали, среди них Туманность Андромеды, Туманность Т реугольника и наша Галактика (разумеется, последнюю, в отличие от других галактик, никто не видел со стороны). Примерно четверть всех известных га лактик имеют круглую или эллиптическую форму. Третий тип галактик - галактики, имеющие неправильную а симметричную форму. Они так и называются - неправильные ( irregular ) галактики. У многих галактик в центральной части имеется яркое плотное ядро. Ядра галактик с остоят в основном из звезд (как и ядро нашей Галактики), но в некоторых ядр ах, в самом их центре, происходит колоссальное выделение энергии, которо е нельзя объяснить излучением или взрывами обычных звезд. Такие галакти ки получили название галактик с активными ядрами. В 1963 г. были обнаружены объекты, подо бные активным ядрам галактик. Это квазизвездные (т.е. похожие на звезды) об ъекты - кв азары . Квазары - самые удаленные объекты, наблюдаемые во Вселенной. Некоторые из них находятся на таких расстояниях, на которых обычные галактики уже нельзя обнаружить. Самый далекий из известных квазаров находится на расстоянии 14 млрд световых лет. П о-видимому, квазары - это ядра да леких галактик, находящиеся в состоянии очень высокой активности. Сейча с нам известно около 4 тыс. квазаров. Массы квазаров оцениваются в 10 6 M ° . Скопления звезд бывают двух типов: шаровые и рассе янные . В нашей Галактике около 500 шаровых скоплений и примерно 20 тыс. рассеянных. Шаровые скопления - самые старые образования в Галактике, своего рода рели кты ранней Галактики. Типичный возраст шарового скопления - 15 млрд лет. Шаровые скопления - это массивные объекты правильной сферической формы, содержа щие сотни тысяч или даже миллионы звезд. Их массы варьируются в широких п ределах от 10 3 до 10 7 M ° . Размеры шаровых скоплений - около 100 пк. Рассеянные звездные скопления можно найти в любой ча сти неба , но бол ьше всего их вблизи Млечного Пути. Они содержат десятки, сотни, а наиболее крупные - тысячи звезд. Среди ра ссеянных скоплений встречаются как сравнительно старые, с возрастом не сколько миллиардов лет, так и очень молодые. Пример сравнительно молодог о скопления - Плеяды: его возрас т оценивается в 60 млн лет. Невооруженному глазу доступны 6 - 7 звезд. В действительности в этом скоплен ии насчитывается несколько сотен звезд. В настоящее время надежно установлено, что в природе реализуе тся второй вариант. Звезды рождаются не поодиночке, а группами из массив ных газопылевых облаков. Звезда - основная структурная единица мегамира. Структуры б ольшего масштаба, рассмотренные выше, состоят из звезд. Видимое излучени е, приходящее от звездных скоплений, галактик и их скоплений, - это суммарное излучение звезд. Звезды - природные термоядерные реакт оры, в которых происходит химическая эволюция вещества, переработка его на ядерном уровне. Астрономам известно много различных типов звезд. Одна и та же звезда в зависимости о т массы и возраста проходит различные эволюционные фазы, переходит из од ного типа в другой. Все звезды можно разделить на две большие категории: о быкновенные звезды (иногда говорят, «нормальные звезды » ) и компактные звезды. К последнему класс у относятся белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры, т.е. все конечн ые продукты звездной эволюции. Размеры нормальных звезд варьируются от размеров Солнца (или немного меньших) до огромных размеров звезд-сверхги гантов, т.е. от 10 8 м до 10 11 м. Размеры компактных звезд изм еняются от нескольких километров (черные дыры, нейтронные звезды) до нес кольких тысяч километров (белые карлики). Массы звезд варьируются в сравнительно узком интервале - от 0,01 до 60 M ° . Как правило, вместе со звездами фигурируют планетные системы. Обычн о, когда мы говорим о планетной системе, мы подразумеваем нашу Солнечную систему. В то же время есть весомые косвенные свидетельства в пользу сущ ествования других планетных систем. В некоторых случаях можно оценить м ассы планет, входящих в эти системы. Известны объекты, представляющие со бой планетные системы в стадии формирования - протозвезда с протопланетным диском. И все же в настоящ ее время определенно известна только одна планетная система - наша Солнечная система. Ее размер можно о пределить как диаметр орбиты Плутона: 40 а.е., или 10 13 м. Планеты, кометы, астероиды и малые планеты усл овно названы космическими телами. Максимальный разм ер определяется размерами планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) с кольцами, а минимальный - размерами малых планет и комет ных ядер (-10 км). В основе методов определения масс космических объе ктов лежит теория гравитации и ее следствия. Чаще всего используется тре тий закон Кеплера в той обобщенной форме, которую придал ему Ньютон . В данном случае речь идет о свойст вах относительного движения двух тел с массами М и т. Если м асса одного тела (М) много больше массы другого тела (т), то можно считать, что большое тело неподвижно, а мало е тело движется вокруг него по эллиптической орбите. В качестве примера можно привести Земл ю и Лун у , Солнц е и З емл ю , Юпитер и его спутник (скаж ем, Ио), Солнце и Юпитер. В названных парах небесных тел масса первого тела много больше массы второго (например, масса Солнца в 1000 раз больше массы Юп итера). Размеры тел, составляющих пары, столь малы по сравнению с расстоян ием между ними (даже радиус Солнца в 1000 раз меньше расстояния Солнце--Юпите р), что их можно рассматривать как материальные точки. В ряде случаев картина движения тел не похожа на схе му с двумя материальными точками. Например, космическая станция «Мир» об ращается вокруг Земли на высоте 330 км , что составляет лишь 1/20 часть радиуса Земли. Однако и в этом случае кос мическая станция «чувствует» на себе притяжение Земли так, как будто вся масса Земли сосредоточена в ее центре на расстоянии 6700 км от станции. В примере с космической станцией получается, что и станция, и к осмонавт в ней, и карандаш космонавта (всё т ела разной массы) движутся совершенно независимо по одной и той же орбите, характеристики которой определяются только массой Земл и. Эта независимость приводит к явлению невесомости. Дл я всех спутников Земли отношение а 3 /Т 2 - величин а постоянная. Период Т обраще ния космической станции «Мир» вокруг Земли равен 84 мин. Чем дальше спутни к от Земли, тем больше период. На высоте 36000 км от поверхности Земли период обращения спутника равен периоду вращения самой Земли. Орбита с т акими характеристиками называется геостационарной. Если наблюдать за таким спутником с вращающейся Земли, то впечатление такое, что спутник неподвижно висит над одной и той же точкой Земли. Есть метод опр еделения массы центрального тела: находим размер орбиты спутника, перио д его обращения вокруг центрального тела и вычисляем искомую массу. С помощью этого метода по движению Юпитера можно найти массу Солнца. Этим же способом были найдены массы пл анет, имеющих естественные спутники (по движению этих спутников): Марса, Ю питера, Сатурна, Урана и Нептуна. Меркурий и Венера не имеют естественных спутников. Их массы бы ли измерены с высокой точностью только после появления около них рукотв орных (искусственных) спутников . Описанным методом можно определять также массы гигантских к осмических структур - шаровых с коплений и галактик. Подобно станции на околоземной орбите, звезда на кр аю скопления «чувствует» всю массу скопления так, как будто она (масса) со средоточена в центре скопления. Если найти размер орбиты этой звезды и п ериод ее обращения вокруг цент ра скопления, то по формуле (2.10) можно вычислить массу всего скопления. Разм ер орбиты найти нетрудно, если из вестно расстояние до скопления . Масса звезды - самая важная характеристика звезды, от к оторой зависят ее свечение, строение, время жизни и вооб ще вся эволюция . Можно определить массы д вух звезд, образующих гравитационно связанную пару - двойную звезду. Массы звезд, составляющих пар у, не сильно различаются, поэтому нельзя считать (как это мы делали в случа е планеты, обращающейся вокруг Солнца), что звезда меньшей массы обращае тся вокруг звезды большей массы. В действительности обе звезды обращают ся по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс (центра тяжести) системы . Теория тяготения позволяет вы вести ряд свойств абсолютных орбит. Одно из них: тела движутся по орбитам так, что их центры (А и В) и центр масс (точка С) всегда находятся на прямой ли нии. Другое свойство - хорошо из вестное из школьной физики правило рычага: отношение длин АС и ВС (плечи р ычага) обратно пропорционально массам звезд М 1 и М 2. . В данном слу чае следует опереться на третий з акон Кеплера. Звезды движутся вокр уг центра масс системы . При «уд ачной» ориентации плоскости орбиты первая звезда часть времени движет ся к нам, а вторая в это же время движется от нас. Тогда в соответствии с при нципом Доплера смещение линий в спектре первой звезды происходит в фиолетовую сторону, а второй - в красную. Через полпериода ситуац ия меняется на обратную. В спектре, на том месте, где должна быть одна лини я, Наб людается пара линий, го сх одящихся, то расходящихся. Звез да меньшей массы движется по орбите быстрее, скорость ее больше, а значит и величина доплеровского смещения у нее больше. Для звезды большей массы все наоборот. Отношение величин доплеровских смещений в спектрах двух з везд равно отношению лучевых скоростей и обратно пропорционально отношению масс звезд. Суммарное смещение пропорционально сумме масс . «Удачн ая» (с точки зрения возможности определения массы) ориентация спектраль но-двойной системы - такая, при к оторой плоскость орбиты совпадает с лучом зрения. Идеальный случай, когд а наблюдаются затмения: одна звезда затмевает другую. Это проявляется и регулярном (периодическом) изменении блеска двойной звез ды. По характеру изменения блеска в такой затменной системе астрономы умеют определять ряд важных характеристик звезд - компонентов системы: ма ссы, размеры, среднюю плотность. Теория затмений, позволяющая это делать, проста и тщательно разработана. Совокупность данных о массах компонентов более ста двойных звезд в том числе спектрально-двойных и затменных) позволила об наружить важную статистическую зависимость между их массами и светимо стя м и . Таким образом, определение масс звезд разбивается на тр и этапа. На первом этапе опреде ляют массы звезд, входящих состав двойных звездных систем. На втором - по известны м массам и светимостям этих звезд строят диаграмму «м асса светимость». И, наконец, на третьем этапе с помощью этой диаграммы определяют массу любой звезды, дл я которой известна светимость. Можно сказать, что н аибольшее количество звезд имеют массу от 0,ЗМ ° до 3 М ° . Средняя масса звезд в окрестност ях Солнца составляет примерно 0,5 М ° . Так что масса нашего светила - Солнца - очень типичн а в Галактике. А вообще массы звезд находятся в пределах от 0,03 М ° до 60 М ° (ни меньше, ни больше). Также ученые, измеряя плотность вещества, определя ют массы галактик. Понятно, что, измеряя массы различных космических объектов, можно приблизительно вы числить массовые масштабы Вселенной. Заключение Вселенная - это весь существующий материальный мир, безграничный во врем ени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые приним ает материя в процессе своего развития. Часть Вселенной, доступная иссле дованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому у ровню развития науки, называется Метагалактикой . Иначе говоря, Метагалактика - охваченная астрономи ческими наблюдениями часть Вселенной. Она находится в пределах космоло гического горизонта. Главные составляющие Вселенной - галактики - грома дные звездные системы, содержащие десятки, сотни миллиардов звезд . Солнце вместе с планетной систе мой входят в нашу Галактику, наблюдаемую в форме М лечного Пути. Кроме звезд и планет галактики содержат разреженный газ и космическую пыль. Основное «население» галактик - звезды. Мир звезд необыкновенно разнообразен. У всех космических объектов е сть пространственные, врем енные и массовые харак теристики. Протяженность, время образования и жизни, а также масса вещес тва существуют как у больших (галактики), так и у малых объектов (звезды). Дл я того чтобы измерить пространственно-временные и массовые масштабы Вс еленной, необходимо вычислить данные параметры космических объектов, с оставляющих саму Вселенную. Список литературы 1. Гуляев С. А., Жуковский В.М., Комов С.В. Основы естествознания. Учебное пособие для гум анитарных направлений бакалавриата. – Екатеринбург: Изд-во «УралЭкоЦе нт р », 2001. – 560 с. 2. Данилова В.С, Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания: Учебн. пособие дл я вузов. – М.: Аспект Пресс, 2000. – 256 с. 3. Дубни щ ева Т.Я. Концепции современного естествознания: учеб. Пособие для студ. вузов.- М.: Издательск ий центр «Академия», 2006. – 608 с. 4. Игнатова В.А. Основы современного естествознания: Учебное пособие. – Тю мень: Изд-во Тюменского государственного университета, 1997. – 244 с. 5. Лихин А.Ф. Концепции современного естествознан ия: учебник. - М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2007. – 264 с. 6. Рау В.Г. Общее естествознание и его концепции: Учебное пособие. – М.: Высш. шк., 2003. – 192 с. 7. Соломатин В.А. История науки. Учебное пособие. – М.: ПЕР СЕ, 2003. – 352 с.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- По закону, принятому ООН, нельзя есть существ, IQ которых превышает твой собственный.
- И чо?
- Положи мандарин на место!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Пространственные, временные и массовые масштабы вселенной", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru