В 1963 году на очень больших расстояниях от нашей Галактики, на границах
наблюдаемой Вселенной, были обнаружены удивительные объекты, получившие
впоследствии название квазаров. При сравнительно небольших размерах,
квазары выделяют колоссальную энергию, примерно в 100 раз превосходящую
энергию излучения самых гигантских галактик, состоящих из десятков и сотен
миллиардов звезд.
Оказывается, чем дальше от нас находится тот или иной космический объект,
тем в более отдаленном прошлом мы его наблюдаем. Это связано с конечной
скоростью распространения света. Хотя она и составляет 300 тысяч км/сек.
даже при такой огромной скорости для преодоления космических расстояний
необходимы долгие годы, десятки, сотни, миллионы и миллиарды лет. Поэтому,
глядя на небо, мы видим космические объекты - Солнце, планеты, звезды,
галактики в прошлом. Причем различные объекты - в разном прошлом. Например,
Полярную звезду - такой, какой она была около шести веков назад.
Все это говорит о том, что излучение квазаров и активность ядер галактик
связаны со сходными физическими процессами. Однако вопрос о природе этих
процессов все еще остается открытым.
Еще один очень интересный вопрос, связанный с изучением Вселенной, -
геометрические свойства пространства, его конечность или бесконечность. Эту
проблему пытались решить еще великие философы древности.
В прошлом понятие Вселенной отождествлялось с понятием материального
мира. И когда речь шла о конечности или бесконечности Вселенной, то
фактически рассматривался вопрос о конечности или бесконечности
материальною мира.
На протяжении истории науки представления о геометрических свойствах
пространства менялись не раз. Аристотель и Птолемей ограничивали мир
“сферой неподвижных звезд”, классическая физика Ньютона, наоборот,
приходила к выводу о бесконечности мирового пространства. И лишь с
возникновением теории относительности А. Эйнштейна появилась возможность
более глубоко разобраться в существе этой проблемы. Если физика Ньютона
рассматривала пространство как простое вместилище небесных тел, то А.
Эйнштейну удалось вскрыть тесную связь между геометрией пространства и
материей.
Таким образом, пространство, в котором мы живем, искривлено. А в
искривленном мире “неограниченность” и “бесконечность” - не одно и то же.
Оказывается, неограниченное пространство, то есть пространство, не имеющее
“края”, границы, в то же время может быть конечным, как бы замкнутым в
себе.
Что касается мирового пространства, то его неограниченность не вызывает
сомнения. Мир - это материя, а материя не может иметь границ в том смысле,
что за материальным миром может располагаться нечто нематериальное. И это,
разумеется, принципиальный философский вопрос - вопрос о материальном
единстве мира.
Что же касается его конечности или бесконечности, то этот вопрос могут
решить только конкретные науки - астрономия и физика.
Современные средства астрономических наблюдений - мощные телескопы и
радиотелескопы - охватывают огромную область пространства радиусом около 12
миллиардов световых лет.
Развитие астрономии в XX веке выявило тесную взаимосвязь и
взаимозависимость между существованием жизни на Земле и свойствами
Вселенной. В физическом отношении человечество является частью Вселенной и
подчиняется действующим в ней физическим и другим закономерностям. В
частности, само возникновение жизни на Земле обусловлено всем ходом
эволюции материи во Вселенной, эволюции, на определенном этапе которой
сложились условия, сделавшие возможным образование живых структур.
Таким образом, в широком смысле слова Вселенная является средой нашего
обитания. Поэтому немаловажное значение для практической деятельности
человечества имеет то обстоятельство, что во Вселенной господствуют
необратимые физические процессы, что она изменяется с течением времени.
Человек приступил к освоению космоса, наши свершения приобретают все
больший размах, глобальные и даже космические масштабы. И для того, чтобы
учесть их близкие и отдаленные последствия, те изменения, которые они могут
внести в состояние среды нашего обитания, в том числе и космической, мы
должны принимать во внимание не только земные процессы, но и закономерности
космического масштаба.
Семья Солнца
Солнечная система - это, прежде всего звезда Солнце и девять планет,
обращающихся вокруг него. В порядке расстояний от светила, они
располагаются следующим образом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер,
Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Три последние планеты с Земли можно
наблюдать только в телескопы. Остальные видны как более или менее яркие
кружки и известны людям со времен глубокой древности.
Солнце служит центром притяжения не только для девяти больших планет, но
и для десятков (а возможно, и сотен) тысяч различных космических тел:
планетных спутников, астероидов, комет, а также метеоритов, частиц
газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов,
потоков атомных частиц и т. д.
Солнечная система, таким образом, весьма сложное образование, ряд
закономерностей которого стал доступен для изучения лишь в последние
десятилетия. Огромную роль в их исследовании приобретает сейчас
космонавтика - наиболее мощное и перспективное средство познания Вселенной.
Один из центральных вопросов, связанных с изучением нашей планетной
системы, - проблема ее происхождения. Как возникла семья небесных тел,
обращающихся вокруг Солнца? Ответ на этот вопрос имеет не только важное
естественнонаучное, но и мировоззренческое, философское значение. На
протяжении веков ученые пытались выяснить прошлое, настоящее и будущее
Вселенной. Нередко их представления были в той или иной степени связаны с
господствовавшими религиозными воззрениями. Но еще в глубокой древности
зародилась мысль, что мир не был создан никем из богов. Он всегда
существовал и будет существовать. Одни миры возникают, развиваются, другие
- разрушаются и умирают. Земля, как и другие миры, сформировалась в
результате естественных причин.
Однако такие гениальные догадки настолько опережали эпоху, что не могли
быть восприняты современниками. В споре о путях происхождения и развития
Земли и планет столкнулись два прямо противоположных и непримиримых
суждения о том, что лежит в основе мироздания - дух или вечно существующая
материя? Создан ли мир богом, или он существует вечно?
В отличие от идеалистов, утверждающих первичность духа и считающих мир
продуктом творения бога, материалисты признают первичность материи.
Подтверждая свои выводы практикой исследований и наблюдений, основываясь на
повседневном опыте, материалисты доказывают, что все небесные тела, в том
числе Земля и планеты, могли возникнуть лишь из других форм материи, то
есть, сформировались естественным путем. В наше время все сколько-нибудь
значительные космогонические гипотезы являются последовательно
материалистическими.
Важной закономерностью является то, что все планеты движутся вокруг
Солнца в одном направлении, в единой плоскости (за исключением Плутона) и
почти по круговым орбитам.
По своим физическим характеристикам планеты образуют две различные
группы, отличающиеся размерами, плотностью, химическим составом планет.
Одна из них состоит из сравнительно небольших планет земной группы -
Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Их вещество отличается высокой плотностью:
в среднем около 5,5 г/см3, что в 5,5 раза превосходит плотность воды.
Другую группу составляют планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Эти планеты обладают огромными массами. Так, масса Урана равна 15 земным
массам, а Юпитера - 318. Все планеты этой группы сравнительно быстро
вращаются вокруг своей оси. Сутки на Нептуне длятся, например, 15 часов 48
минут, а на Юпитере - всего 9 часов 50 минут. Состоят планеты - гиганты
главным образом из водорода и гелия, а средняя плотность их вещества близка
к плотности воды. Судя по всему, у этих планет нет твердой поверхности,
подобной поверхности планет земной группы. Особое место занимает девятая
планета - Плутон, - открытая в марте 1930 года. По своим размерам она ближе
к планетам земной группы. Не так давно астрономам удалось обнаружить, что
Плутон - двойная планета: она состоит из центрального тела и очень большого
спутника. Оба небесных тела обращаются вокруг общего центра масс. Плутон
необычен и в другом отношении. В то время как орбиты всех остальных планет
лежат приблизительно в одной плоскости, плоскость орбиты Плутона наклонена
к ней под углом около 17 градусов.
Согласно современным представлениям, планеты Солнечной системы
образовались из холодного газопылевого облака, окружавшего Солнце миллиарды
лет назад. Наиболее последовательно такая точка зрения проведена в работах
советского ученого академика О.Ю. Шмидта.
В основе теории О. Ю. Шмидта лежит мысль об образовании планет путем
объединения твердых тел и пылевых частиц. Возникшее около Солнца
газопылевое облако вначале состояло на 98% из водорода и гелия. Остальные
элементы конденсировались в пылевые частицы. Однако беспорядочное движение
газа в облаке быстро прекратилось: оно сменилось спокойным обращением
облака вокруг Солнца.
Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, образовав
слой повышенной плотности. Когда плотность слоя достигла некоторого
“критического“ значения, его собственное тяготение стало “соперничать” с
тяготением Солнца. Слой пыли оказался неустойчивым и распался на отдельные
пылевые сгустки. Сталкиваясь друг с другом, они образовали множество
сплошных плотных тел. Наиболее крупные из них приобрели почти круговые
орбиты и в своем росте начали обгонять другие тела, став потенциальными
зародышами будущих планет. Как более массивные тела, новообразования
присоединили к себе оставшееся вещество газопылевого облака. В конце концов
сформировалось девять больших планет, движение которых по орбитам остается
устойчивым на протяжении миллиардов лет.
Таким образом, почти круговые орбиты планет явились результатом
осреднения орбит тел, объединившихся в планеты. Деление планет на две
группы связано с тем, что в далеких от Солнца частях облака температура
была низкой и все вещества, кроме водорода и гелия, образовали твердые
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
