Posted Ноя 04, 2009 under Галактики и Вселенная |
Существует много теорий относительно природы Вселенной. Древние египтяне, греки и римляне верили, что миром управляют различные боги. Средневековые ученые полагали, что Вселенная совсем невелика, а Земля находится в ее центре. Все окружающее было небесами, обителью Бога и ангелов.
Однако со времен Ньютона ученые стали пытаться построить такие модели Вселенной, где се свойства объяснялись бы математическими и физическими законами, а не религиозными верованиями, мифами и традициями.
Область науки, изучающая и моделирующая Вселенную как целое, называется космологией.
Космологи хотят попять, что представляет собой Вселенная в самом крупном масштабе, каковы были ее свойства в прошлом и как Вселенная меняется во времени.
Posted Окт 18, 2009 under Галактики и Вселенная |
селенная расширяется, значит в прошлом она должна была быть более плотной. Насколько плотной? Одна из моделей Вселенной, теория Большого
взрыва, утверждает, что когда-то все вещество и вся энергия Вселенной были заключены в ничтожной области пространства. Все это было невероятно горячим и фантастически плотным.
Вселенная, которую мы наблюдаем, возникла в результате Большого взрыва.
После того как это произошло, Вселенная постоянно расширяется и остывает.
Возраст Вселенной пока не удается вычислить точно, поскольку результат расчетов зависит от степени кривизны пространства, а ее трудно измерить. Исходя из скорости расширения, можно предположить, что Вселенной сейчас от 10 до 20 миллиардов лет. Точная цифра пока неизвестна, по наверняка Вселенная старше, чем Солнце и Земля.
Вселенная далекого прошлого, когда она только-только родилась из Большого взрыва, сильно отличалась от той Вселенной планет, звезд и галактик, которую мы видим сегодня.
Posted Авг 04, 2009 under Солнце и звезды |
Наш обычный мир — скалистая Земля с ее океанами, атмосферой, растительной и животной жизнью - состоит примерно из 100 различных химических элементов.
Во Вселенной некоторые из них гораздо более распространены, чем другие. Сочетаясь между собой, элементы образуют бесчисленное множество различных веществ. Но откуда взялись сами элементы, эти основные строительные кирпичики мироздания? Сегодня астрономы в состоянии дать полную картину того, как образовались и как распределились по Вселенной различные элементы (см. также с. 20—21).
Простейший из всех элементов — водород. Ядро атома водорода состоит из единственного протона, а добавление к нему одного электрона завершает конструкцию атома. Ядра других элементов содержат различные количества протонов, а также нейтронов, которые входят в состав всех элементов, кроме водорода. В ходе ядерных реакций отдельные ядра могут слипаться с элементарными частицами, вроде нейтрона, и образовывать новые элементы. Для протекания ядерных реакций нужны очень высокие температуры. Такие температуры существовали па ранних стадиях развития Вселенной, а сейчас они встречаются внутри звезд, во взрывах сверхновых, а также при падении вещества па очень плотные звезды типа белых карликов. Весь водород по Вселенной, да и значительная часть гелия, появились на свет в течение нескольких первых ми-пут после начала мира. Первые из ci|x>p-мировавшихся звезд состояли почти целиком из водорода и гелия. Но мы уже видели, как звезды получают свою энергию путем слияния ядер водорода, приводящего к образованию гелия, а затем — слияния гелия с более тяжелыми элементами, когда получается все остальное, включая углерод, кислород, кремний, железо и так далее. Когда звезда сбрасывает оболочку, как сверхновая, большая часть материала выносится в космическое пространство. Тепловая энергия взрыва способствует созданию еще большего числа элементов. После того как произошло достаточно много
вспышек сверхновых, межзвездное вещество уже содержит зпачи тельное количество веществ, произведенных в звездах — наряду с водородом и гелием, которые были здесь с самого начала. Звезды, которые обходятся без взрыва, также вносят свою лепту, когда они постепенно освобождаются от своих внешних слоев, вызывая появление звездных «ветров» или планетарной туманности.
Теперь самое время напомнить, что звезды формируются из облаков межзвездного материала. Звезды, которые сегодня рождаются в пашей Галактике, образуются из гораздо более разнообразной смеси химических элементов, чем самые первые звезды. Даже паше Солнце уже не принадлежит к первому звездному поколению. Оно сформировалось из облака, в котором было немало углерода, кислорода, кремния, железа и др., — по крайней мере, этих элементов оказалось достаточно, чтобы собрать их воедино но вращающейся туманности, ставшей затем Солнечной системой, и образовать нашу планету. Это может показаться странным, по большинство атомов в твоем собственном теле было создано в недрах давно умерших звезд.
Posted Авг 04, 2009 under Солнечная система |
Совершая свое ежегодное путешест пне вокруг Солнца, Земля сметает на своем пути около 1000 тонн космических камнем и пыли. Значительная часть этот материала совершает вращение в Солнечной системе в виде потоков, которые возникают, когда комета, проносясь сквозь Солнечную систему, оставляет за собой хвост каменного мусора. Когда Земля проходит сквозь такой ноток, па небе бывают видны метеорные дожди. От крупинок пыли, сгорающих в атмосфере, на небе вспыхивают яркие черточки, которые кажутся исходящими из одной точки. Появление метеорных дождей можно довольно точно предсказывать, поскольку Земля ежегодно пересекает метеорные потоки более или менее в одно и то же время.
Posted Авг 04, 2009 under Солнечная система |
Плутон — холодная планета. Зимой температура па его поверхности равна -230"С. При наибольшем приближении Плутона к Солнцу, когда он тем не менее в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, температура па Плутоне поднимается до -200"С. Солнце с Плутона выглядит просто как довольно яркая звезда — по все-таки диск, а не светящаяся точка. Слой атмосферы на Плутоне очень тонок, и зимой она, вероятно, нримердест к поверхности планеты. Толстый слой водяного и метанового льда покрывает каменное ядро. Плутон не похож на планеты типа Земли, которые имеют более высокую плотность и содержат железо и никель. Кардинально отличается Плутон и от своих ближайших соседей, газовых гигантов, таких, как Нептун. Так что же он такое — Плутон?
Posted Авг 04, 2009 under Солнечная система |
«Вояджер-2» пронесся мимо Нептуна 24 августа 1989 г., после 12-летнего путешествия к этой планете, и добытые им сведения преподнесли нам многочисленные сюрпризы. Поскольку Нептун в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, солнечный свет, достигающий его поверхности, чрезвычайно слаб, и температура па Нептуне равна -213°С. Однако здесь немного теплее, чем па Уране, хотя Уран и ближе к Солнцу. Это объясняется тем, что у Нептуна имеется внутренний источник тепловой энергии, который дает в три раза больше тепла, чем планета получаст от Солнца.
В атмосфере Нептуна имеют место разнообразные погодные явления. «Вояджер-2» наблюдал там Большое Темное пятно, подобное, по-видимому, Большому Красному пятну Юпитера. Есть там также тонкие перистые облака. Некоторые из них состоят из замерзшего метана.
Сейчас «Вояджср-2» мчится к краю Солнечной системы. Он пс приблизится к Плутону, последней планете, по астрономы смогут поддерживать радио-контакт с кораблем по крайней мере до 2020 г. В течение этого времени «Вояджер-2» будет посылать на Землю информацию о газе и ныли в отдаленных областях Солнечной системы.
Posted Авг 04, 2009 under Солнечная система |
Прежде чем ученые увидели лунные камни, у них имелись три теории происхождения Луиы, но не было возможности доказать правильность какой-либо из них. Одни считали, что новообразованная Земля вращалась настолько быстро, что (бросилас себя часть вещества, ставшую затем Лупой. Другие предполагали, что Луна прилетела из глубин космоса и была захвачена силой земного тяготения. Третья теория состояла и том, что Земля и Лупа образовались независимо, почти одновременно и примерно па одинаковом расстоянии or Солнца. Различия в химическом составе Земли и Луиы указывают на то, что .тги небесные тела вряд ли юида-либо составляли одно целое.
Не так давно возникла чотпгртая теория, которая и принята сейчас как наиболее правдоподобная. Эта гипотеза гигантского столкновения. Основная идея состоит в том, что, когда планеты, которые мы видим теперь, только еще формировались, некое небесное тело величиной с Марс с огромной силой врезалось в молодую Землю под скользящим углом. При этом более легкие вещества наружных слоев Земли должны были бы оторваться от нее и разлететься в пространстве, образован вокруг Земли кольцо из обломков, в то время как ядро Земли, состоящее из железа, сохранилось бы в целости. В конце концов это кольцо из обломков слиплось, образовав Луну. Теория гигантского столкновения объясняет, почему Земля содержит большое количество железа, а па Лупе его почти нет. Кроме того, из вещества, которое должно было превратиться и Лупу, и результате этого столкновения выделилось много различных газов и частности кислород.
Posted Авг 04, 2009 under Солнечная система |
Луна находится на расстоянии всего лишь 380 000 км
от Земли. Это единственный внеземной мир в космосе,
который посетили люди. На Луне нет ни воздуха, ни
воды, ни погоды. Поверхность ее покрыта горами,
кратерами, морями затвердевшей лавы и слоями пыли.
Возможно, в следующем столетии мы построим
космические станции для научной работы на Луне.
Земля единственная планета внутренней Солнечной системы, имеющая большую лупу. Масса Земли и 81 рал больше массы Луны, а радиус почти п четыре раза больше лунного. Пара Земля Луна удерживается вместе силой тяготения. На лунной поверхности сила тяготения и шесть раз меньше, чем на Земле, поскольку Лупа имеет значительно меньшую массу. Сила тяготения настолько слаба, что весь воздух и вся кода, которые были па Лупе, улетучились в космос.
Луна постоянно обращена к Земле
одной и той же своей стороной. Правда, она немного колеблется, поэтому с Земли иногда можно видеть дополнительные участки поверхности Лупы; в результате наблюдают почти три пятых лунного глобуса. Слабые колебания в движении Лупы, которые называются либрацией, позволяют нам видеть в течение месяца немного больше половины Лупы. Фотографии, сделанные с космического корабля, летавшего но орбите Boicpyi Луны, показали, что обратная сторона Лупы в основном покрыта горами.
Posted Авг 04, 2009 under Солнечная система |
4,5 миллиарда лег назад, когда Земля только сформировать, она тоже имела очень плот ную атмосферу из углекислого газа точно так же, как Венера. Этот газ, однако, растворяется в иоде. Земля была не такой горячей, как Венера, поскольку она дальше от Солнца; в результате дожди вымывали углекислый газ из атмосферы и направляли его в океаны. Из раковин и костей морских животных возникали горные породы, такие, как мел и известняк, в состав которых входят углерод и кислород. Кроме того,-углекислый газ извлекался из атмосферы нашей планеты и при образовании угля и нефти. В атмосфере Венеры не очень много воды. А вследствие парникового эффек-та температура атмосферы превышает точку кипения воды вплоть до высоты около 50 км. Возможно, когда-то в прошлом па Всперс были океаны, по если и были, они давно уже выкипели.
Posted Авг 04, 2009 under Что изучает астрономия |
Космическим летательным аппаратам, которые отправляют па другие планеты, приходится преодолевать огромные расстояния. Например, чтобы достичь Марса, космический корабль должен пролететь 450 млн км, несмотря на то что Марс каждые два года подходит к Земле ближе, чем па 100 млн км. Ученые, изучающие космос, делят путешествие па другую планету па три этапа. На первом этапе корабль должен вырваться из-под действия земного притяжения, для чего необходима скорость не менее 11 км/с. После этого космический корабчь выходит па эллиптическую орбиту вокруг Солнца, но которой он и летит к намеченной планете под действием одной лишь силы притяжения Солнца. Выбрав правильную орбиту, можно направить корабль к тем планетам, которые расположены ближе к Солнцу, чем Земля, или же к тем, что удалены от Солнца больше Земли. Такая стратегия позволяет сэкономить огромное количество горючего, по требует длительного времени месяцев в случае Марса и лет, если речь идет о других планетах.
Когда корабль, двигаясь но орбите вокруг Солнца, достигает точки, ближайшей к намеченной планете, включаются двигатели ракет, находящихся па борту корабля, и он идет па последнее сближение с планетой. При подходе к планете вступают в действие дополнительные двигатели для тою, чтобы скорость корабля уменьшилась и он вышел па орбиту вокруг планеты.
Если корабль направляется к планете более далекой, чем Маре, ученые иногда используют также и силу притяжения какой-нибудь другой планеты, чтобы придать кораблю дополнительное ускорение. Космический корабль сознательно направляется на сближение с другой планетой, чтобы набольшей скорости подтолкнуть его к цели. Такой прием был использован в программе «Галилей» при запуске корабля к Юпитеру: сначала корабль был направлен к Венере юм получения от нее гравитационного толчка, а затем пролетел мимо Земли, где получил дополнительное ускорение. Хотя в результате время путешествия к Юпитеру увеличилось па несколько лет, по зато для запуска была использована ракета значительно меньшей мощности.