Современные космологические представления: человек во вселенной в контексте принципов универсального эволюционизма

Мегамир.

Провести строгую границу между макромиром и мегамиром достаточно сложно. Предполагают, что мегамир начинается с расстояний ≈ 107 м и с масс ≈ 1020 кг. Для измерения таких огромных величин введены специальные единицы:

• световой год (расстояние, которое проходит свет в течение одного года): 1 световой год равен 9,46·1015 м;

• астрономическая единица (среднее расстояние от Земли до Солнца): 1 а.е. равна 1,5·1011 м;

• парсек: 1 парсек равен 3,26 св.г. = 3,08·1016 м.

Вселенная.

Мегамир изучается, прежде всего, астрономией. Именно эта наука исследует движение и природу небесных тел, их происхождение и дальнейшее развитие. Мегамир образует систему небесных тел, которая, в свою очередь, имеет системную организацию в форме планет и планетных систем; звезд и звездных систем — галактик; системы галактик — Метагалактики. Материя во Вселенной представлена сконденсировавшимися космическими телами и диффузной материей, которая существует как в виде разобщенных атомов и молекул, так и в форме газово-пылевых туманностей (гигантских облаков пыли и газа). Материя может существовать также и в виде излучения.

В нашей Галактике 97% вещества сосредоточено в звездах — гигантских плазменных образованиях различной величины и температуры. Среди основных характеристик звезд: температура, которая определяет цвет звезды (красноватый, желтоватый, белый и голубоватый), светимость, радиус, магнетизм, химический состав (как правило, звезды представляют собой водородные и гелиевые плазмы).

Современная астрономия располагает большим числом аргументов, что звезды образуются путем конденсации облаков газопылевой межзвездной среды. Процесс образования звезд продолжается и в настоящее время. Источником звездной энергии являются термоядерные реакции синтеза, происходящие в недрах звезд при очень высокой температуре.

Картина эволюции звезды выглядит следующим образом. Эволюция начинается с конденсации облака межзвездной газопылевой среды. Под влиянием сил всемирного тяготения из него образуется сравнительно плотный газовый шар. Поскольку давление газа внутри шара не в состоянии пока уравновесить силы притяжения отдельных его частей, он будет непрерывно сжиматься (глобулы). При сжатии протозвезды температура ее повышается, и значительная часть энергии излучается в окружающее пространство. В этот период температура звездных недр уже оказывается достаточной для того, чтобы там начались термоядерные реакции. Газовый шар перестает сжиматься. При термоядерных реакциях происходит «выгорание» водорода и превращение его в гелий

(что имеет место только в центральных областях звезды, в то время как наружные слои сохраняют содержание водорода относительно неизменным). После выгорания водорода ядро звезды начинает сжиматься, в то же время происходят ядерные реакции на периферии. После того как температура плотного гелиевого ядра звезды достигнет 100 — 150 млн К, начнется новая ядерная реакция, которая приведет к образованию углерода и прекращению сжатия ядра.

Далее следует процесс медленного остывания звезды и превращения ее в белого карлика. Постепенно остывая, звезды все меньше и меньше излучают, переходя в невидимые черные дыры (холодные звезды или системы звездного вещества с очень большой плотностью).

Однако не все звезды проходят такой плавный путь эволюции: некоторые из них на заключительном этапе эволюции взрываются. В таких случаях говорят о вспышке «сверхновой» звезды.

Звезды образуют определенные системы — звездные скопления, которые являются частями более общей системы — галактики, включающей в себя помимо звезд и диффузную материю. По форме галактики бывают эллиптические, спиральные и неправильные (с вихревыми движениями газов). В настоящее время насчитывают около 10 миллиардов галактик. Галактика, включающая в себя Солнечную систему, является спиральной системой, состоящей приблизительно из 120 миллиардов звезд. Она имеет форму утолщенного диска, наибольший диаметр которого 100 тысяч световых лет. Ближайшей к нам галактической системой является туманность Андромеды (расстояние до нее — 2 миллиона 700 тысяч световых лет). Системы галактик образуют Метагалактику, включающую в себя все известные космические объекты.

При объяснении явлений мегамира велика роль гравитационного взаимодействия. Всякое тело притягивает другие тела, но сила гравитации быстро уменьшается с увеличением расстояния между ними.

Помимо звезд в мегамире существуют и планеты. Все различия между звездами и планетами являются следствием различия их масс.