Масса Земли приблизительно 6∙1027г, радиус - 6400 км, средняя плотность 5,5 г/см3. В недрах планет вещество находится под высоким давлением. При сжатии вещества проявляется тенденция “сглаживания” его свойств. Наружные электронные оболочки атомов, ответственные за “индивидуальность”, при давлениях 107 - 108 атм перестают существовать, ибо входящие в их состав электроны отрываются от атомов и становятся коллективными.
Земля - планета жидкая. Это утверждение звучит парадоксально, поскольку течения вещества Земли почти незаметны для нас. Они, однако, существуют, их скорость составляет несколько см в год. В результате за 0,5 млрд. лет земная поверхность меняется очень существенно.
По настоящему твердой является только тонкая (20-40 км) оболочка - кора Земли. Вещество на глубинах от 40 до 400 км способно течь под влиянием высоких температур и давлений.
Мантией называют весь слой глубиной от 40 до 2920 км, где температура недр повышается примерно до 4,5 тыс. градусов. Ниже мантии вещество находится в расплавленном состоянии. Это жидкое ядро Земли радиусом 3450 км. Наконец, в самом центре Земли есть еще внутреннее твердое ядро радиусом 1250 км, состоящее из вещества с плотностью около 13 г/см3.
Кора Земли, называемая литосферой, состоит из отдельных плит, медленно перемещающихся друг относительно друга. Новая земная кора образуется в районах срединно-океанических хребтов, а старая кора, покрытая трехкилометровым слоем осадков, исчезает, ныряя под континенты.
Взаимные перемещения плит, рождение и разрушение твердой коры Земли сопровождаются землетрясениями. Когда погружающаяся литосферная плита попадает в зону высоких температур, происходят химические реакции, преобразующие ее осадочный слой. При этом образуются газы и водяные пары, которые вулканами извергаются в атмосферу, и возможно, что органическое вещество осадков частично переходит в нефть.
Именно вулканическая деятельность привела к появлению первичной атмосферы Земли, а вода, образовавшаяся при дифференциации вещества мантии, составила Мировой океан.
Мегамир
Ближайшая к нам звезда Солнце (масса 2∙1033 г, радиус 6,9∙105 км, средняя плотность 1,4 г/см3) находится от Земли на расстоянии около 150 млн. км, которое свет проходит за 499 с - это расстояние называют астрономической единицей (а.е.). Самая далекая от Солнца планета Плутон находится от него на расстоянии около 39,75 а.е.
Центральные области Солнца имеют температуру около 107 K и давление около 1011 атм. В этих условиях вещество является полностью ионизованной плазмой: голые ядра и свободные электроны. При этом становятся возможными термоядерные реакции (слияние ядер водорода и превращение их в ядра гелия), которые служат источником энергии звезд.
Галактики - это звездные системы. Число звезд в них от одного миллиарда до одного и более триллиона (109-1012). Наша Галактика включает более ста миллиардов звезд (2∙1011). Со стороны она представляет собой диск, утолщающийся к центру. Этот диск имеет спиральную структуру и вращается с переменной угловой скоростью, большей в центральных областях диска, меньшей на его периферии. Кроме звезд в Галактике имеются и другие виды материи (пыль, межзвездный газ, космические лучи). В состав Галактики входят и темные туманности, образованные из пылинок железа.
Расстояния в галактиках измеряются в парсеках. Парсек (пс) около 3∙1018 см (тридцать триллионов км), или 3,2 светового года = 206265 а.е.
Толщина Галактики вблизи Солнца 2000 пс. Диаметр ее диска 30 000 пс, или около 100 000 световых лет. Солнце вместе с его планетной системой находится вблизи края Галактики, приблизительно в 10 000 пс от ее центра.
Известная нам часть Вселенной (Метагалактика) содержит около ста миллиардов (1011) галактик.
Мир галактик во Вселенной довольно разнообразен. Таких галактик, как наша (спиральных), приблизительно 80%. Встречаются неправильные галактики, имеющие достаточно произвольные геометрические очертания, и эллиптические, близкие по форме к эллипсоидам различной вытянутости.
Число звезд различно: карликовые галактики имеют приблизительно 109 звезд, гигантские - до 1014 звезд. Большинство галактик, подобно нашей, имеет 1011 - 1012 звезд.
Одиночные галактики встречаются редко. Подавляющее большинство их образует скопления, насчитывающие сотни и тысячи членов. Скопления не рассыпаются на отдельные галактики благодаря силам собственного тяготения. Как говорят, они являются гравитационно связанными объектами. Размеры скоплений галактик исчисляются мегапарсеками (Мпс), т.е. миллионами парсек.
Скопления галактик, в свою очередь, образуют сверхскопления, содержащие десятки членов. Может быть, такой процесс будет продолжаться без конца? Оказывается, нет. Согласно данным современных астрономических наблюдений, сверхскопления являются наиболее крупными структурными образованиями в Метагалактике - наблюдаемой части Вселенной.
Галактики, их скопления и свехскопления - это элементы ячеистой структуры Вселенной. Размеры ячеек - сотни мегапарсек, толщина их стенок порядка 2 - 4 Мпс. Крупные скопления располагаются в узлах ячеек. Сверхскопления представляют собой элементы этой ячеистой структуры.
В масштабах, превышающих тысячи мегапарсек, Вселенная бесструктурна. Более того, можно утверждать, что в таких масштабах она вообще однородна и изотропна, т.е. ее свойства везде одинаковы.
Всегда ли распределение материи во Вселенной было и будет таким, как сейчас? Современная физика дает отрицательный ответ, потому что Вселенная эволюционирует.
Вглядываясь по выражению М.Ломоносова в бездну, полную звезд, мы должны ясно представлять себе, что же на самом деле мы видим. Согласно А.Эйнштейну предельная скорость распространения электромагнитных, гравитационных и других взаимодействий не превышает скорости света (300 тысяч км/сек). Следовательно, Луну мы видим такой, какой она была секунду с небольшим назад. Солнце мы видим таким, каким оно было 8 минут назад. Самую яркую звезду в северном полушарии Сириус мы видим таким каким он был 8 лет назад. Одну из ближайших к нам галактик Туманность Андромеды мы видим такой, какой она была 2.2 млн лет тому назад. Самую далекую галактику, отстоящую от нас на 13 млрд. световых лет, мы и видим такой, какой она была 13 млрд. лет тому назад, т.е. почти в первые моменты развития Вселенной.
Таким образом, чем дальше отстоит от нас некоторый объект Вселенной, тем в более молодом возрасте мы его наблюдаем. Вселенную в целом мы наблюдаем одновременно и в пространстве, и во времени, или в пространстве-времени по Минковскому. Каковы в настоящий момент времени отдаленные части Вселенной – мы не знаем, и никогда не узнаем. Очень важно иметь в виду, что наблюдатели в других частях Вселенной видят ее другой. Например, если бы разумные существа на одной из планет в Туманности Андромеды могли наблюдать поверхность Земли, они видели бы то, что происходило на ней более 2 млн. лет назад, т.е. они видели бы австралопитеков. У каждого наблюдателя – своя вселенная.
Естественно возникает вопрос: что находится или может находиться за пределами наблюдаемой Метагалактики? Существуют ли другие Вселенные, похожие или непохожие на нашу?
Поможем написать любую работу на аналогичную тему