Читайте также:
|
1. самые малые размеры среди всех элементарных частиц
2. неспособность к участию в сильном взаимодействии
3. полуцелый спин
4. стабильность
Раздел III. Космология и геологическая эволюция
Космология – раздел естествознания, изучающий строение и эволюцию Вселенной. Здесь используются достижения и методы физики, математики, философии, химии. Предмет космологии – весь окружающий нас мегамир. Задача космологии – описание наиболее общих свойств строения и эволюции Вселенной. Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам. Выводы космологии имеют мировоззренческое значение.
Первые космологические модели представлены мифотворчеством древних народов. Так, например, в древнекитайской космологии, считалось, что планета Земля закрыта небом, наподобие полога над колесницей, который вращается в горизонтальной плоскости.
С возникновением первых теоретических моделей космоса в античную эпоху, отдавалось предпочтение такой картине мира, где не происходило существенных изменений (стационарная модель Вселенной). Догма о неизменности космоса просуществовала вплоть до начала ХХ в.
Современная космология базируется на постулатах общей теории относительности и физике элементарных частиц. Первое исследование на эту тему, опирающееся на ОТО, А. Эйнштейн опубликовал в 1916 г. Он ввел три предположения: Вселенная однородна, изотропна и стационарна. Однако чтобы обеспечить последнее требование, Эйнштейн ввёл гипотетический «космологический член» как фактор устойчивости, уравновешивающий гравитацию. Полученное им решение означало, что Вселенная имеет конечный объём (замкнута) и положительную кривизну.
В начале 20-х гг. ХХ в. советский математик А.А. Фридман на основе уравнений ОТО получил нестационарную модель космоса, изменяющегося во времени из начальной сингулярности. Эмпирическим подтверждением данной модели послужило открытие, сделанное американским астрофизиком Э. Хабблом. В 1929 г. он обнаружил эффект красного смещения галактик, что подтвердило закономерность, о том, что: чем дальше галактика, тем больше скорость ее удаления от земного наблюдателя. Закон Хаббла стал подтверждением теории А.Фридмана о расширяющейся модели Вселенной. Это привело к возникновению теории большого взрыва – современной космологической концепции, описывающей начало расширения Вселенной, перед которой она находилась в сингулярном состоянии.
На сегодняшний день, несмотря на некоторые затруднения, концепция Большого Взрыва, разрешает большинство кардинальных вопросов возникновения и устройства Вселенной.
Основные термины: космология, стационарная модель Вселенной, эффект Доплера, закон Хаббла, модель расширяющейся Вселенной, Модель горячего начала, теория Большого Взрыва, антропный принцип,
I. Вопросы для самопроверки.
1.В чем различия между космологической моделью А. Эйнштейна и А. Фридмана?
2. В чем состоит физический смысл эффекта Доплера? Приведите примеры этого явления в практической жизни и в астрофизике.
3. В чем состоит фундаментальный смысл закона Хаббла. Что такое реликтовое излучение?
4. Укажите, по каким основаниям классифицируются галактики. К какому типу галактик относится Млечный Путь?
5. Опишите строение Земли. Каков возраст Земли, и какие методы использовались в его определении за всю историю естествознания?
II. Темы докладов/презентаций
1. Гипотезы происхождения Солнечной системы.
2. Большой Взрыв. Доказательства и критика.
3. Антропный принцип в космологии.
4. Сценарии будущего Вселенной: от большого разрыва до большого сжатия.
5. Черные дыры: гипотеза или реальность?
6. Одинок ли человек во Вселенной? Внеземные цивилизации и парадокс Ферми.
III. Задания для самостоятельной работы.
1. Перед вами представлены различные объекты мегамира. Определите, к какой категории космических тел (комета, астероид, планета и т.д.), относится каждое изображение:
1 2
3 4
5 6
2. Составить таблицу: «Планеты солнечной системы»
| параметры | планета | Меркурий | Венера | Земля | Марс | Юпитер | Сатурн | Уран | Нептун |
| Масса (m) | |||||||||
| Диаметр (км) | |||||||||
| Плотность (кг/м3) | |||||||||
| Притяжение (м/с2 кг) | |||||||||
| Период вращения (час) | |||||||||
| Продолжительность суток (час) | |||||||||
| Расстояние от Солнца (а.е./км.) | |||||||||
| Афелий | |||||||||
| Перигелий | |||||||||
| Орбитальный период (дней) | |||||||||
| Орбитальная скорость (км/с) | |||||||||
| Наклон оси | |||||||||
| Спутники | |||||||||
| Атмосферное давление |
3. Перед вами диаграмма Герцшрунг-Рассела, согласно которой, звезды, в зависимости от своих физических параметров делятся на различные группы, соответствующие стадиям их эволюции:
а) Прокомментируйте диаграмму Герцшпрунга-Рессела по характеристикам: температура –
светимость – абсолютная звездная величина.
б) Используя диаграмму Г-Р проследите «биографию» Солнца. Каков дальнейший эволюционный путь звезды?
4. Подробно опишите механизм парникового эффекта (см. рис.). Существует ли в Солнечной системе антипарниковый эффект?
5. Как вам известно, с уроков географии, у каждой точки на Земном шаре есть так называемая точка антиподальности, т.е. диаметрально противоположный пункт на поверхности Земли. Например, если бы вы находились на Северном полюсе, то антиподом был бы соответственно Южный полюс (просто представьте, что вы проткнули глобус спицей так, что она проходит насквозь). А как определить антипод в другой точке Земли?
Вычисляем с помощью широты и долготы. Широта полушария, где вы находитесь (северного) всегда численно равна широте южного полушария. За исключением, если вы находитесь на экваторе, тогда антипод будет через 180° напротив по экватору. А долгота вашего антипода будет через 180° противоположной вашей.
С помощью географической карты (глобуса) определите следующие географические координаты и соответствующие антиподы:
а) город Киров 58°36′00″ с. ш. 49°39′00″ в. д.
б) город Москва
в) 41°02′20″ с. ш. 73°36′50″ з. д.
г) Новая Зеландия
Дата добавления: 2015-08-20; просмотров: 189 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Установите соответствие между положениями квантовой механики и их формулировками. | | | IV. Работа с текстами. |