Строение Вселенной

 

  Главная      Учебники - Геология     Общая, нефтяная и нефтепромысловая геология 2-е изд. (Абрикосов И.X., Гутман И.С.) - 1982 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

РАЗДЕЛ   1 ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ

ГЛАВА   I

ЗЕМЛЯ И ВСЕЛЕННАЯ

 

§ 1. Солнечная система

В состав Солнечной системы входят звезда Солнце, планеты, вращающиеся вокруг него, естественные спутники этих планет, мелкие космические тела, называемые астероидами, кометы, метеориты, пыль и газ в рассеянном состоянии. Диаметр Солнеч­ной системы около 12 млрд. км.

В центре Солнечной системы расположено Солнце
ближайшая к Земле звезда. В Солнце сосредоточено 99,86 %
массы вещества Солнечной системы. Наше Солнце это раска­
ленная водородно-гелиевая газовая сфера, слегка разбавленная
примесью всех остальных химических элементов. Источником
энергии Солнца служат постоянно протекающие на нем ядерные
реакции. Солнце излучает огромное количество энергии, однако
до планет доходит лишь малая ее часть.        *

Вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, близким к окруж1 ностям, вращаются девять планет с запада на восток. Ближе всех к Солнцу расположена орбита Меркурия, далее следуют орбиты Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона. Планеты не обладают способностью самосвечения из-за недостаточно высокой температуры.

Планеты Солнечной системы подразделяются на внутрен­ние планеты земного типа и внешние. К внутренним относятся ближайшие к Солнцу Меркурий, Венера, Земля и Марс, к внеш­ним остальные. Внутренние и внешние планеты характеризуются различными плотностью и массой. Внутренние состоят из твердых материалов, имеют высокую плотность (4,005,62 г/см3) и неболь­шую массу. Внешние, наоборот, отличаются низкой плотностью (0,712,47 г/см3) и значительной массой, что свидетельствует об их газовом составе.

Различия средних плотностей внутренних планет обусловлены неодинаковым химическим составом, разным соотношением сили­катного и металлического материалов. Ближайшие к Солнцу планеты отличаются более высоким содержанием металлического железа. На основании этого ученые делают вывод, что по мере удаления от Солнца степень окисления железа возрастала.

Вокруг большинства планет, за исключением Меркурия, Ве­неры и Плутона, вращаются естественные спутники, характери­зующиеся значительно меньшими, чем их планеты, размерами.

 


Астероиды представляют собой небольшие космические тела неправильной формы. Самый крупный из них, астероид Церера, имеет в, поперечнике 770 км, остальные до нескольких километров. В Солнечной системе насчитывается свыше 1600 асте­роидов, причем подавляющее большинство их образует так назы­ваемый Пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера.

Кометы (хвостатые звезды) состоят из ядра, комы и хвоста. Ядро образовано протопланетным веществом, окруженным снегом и льдом, загрязненными пылью. Оно окружено светящейся обо­лочкой комой, в состав которой входят сильноразреженные газы и пыль. Ядро и кома представляют собой голову кометы, которая движется вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите. С приближением к Солнцу от головы кометы отделяется ионный хвост, который формируется под воздействием солнечного ветра.

Метеориты это тела, залетающие в атмосферу Земли из космического пространства. По составу метеориты разделяют на каменные, железо-каменные и железные. Наиболее часто на поверхность Земли выпадают каменные метеориты хондриты, состоящие из зернышек размером 1 мм и менее, называемых хондрами. Ахондритовые метеориты подобны земным изверженным породам.

Наибольший интерес представляют малораспространенные углистые хондриты, содержащие продукты взаимодействия сили­катов с водой, а также органические соединения. Ученые пола­гают, что углистые хондриты с самой низкой плотностью (2,2 г/см3) наиболее близки к тому протопланетному веществу, из которого возникли планеты и астероиды.

 

 

 

§ 2. Галактика

Солнечная система является частью более крупной системы, называемой звездным скоплением, которое, в свою очередь, пред­ставляет собой составную часть еще более крупной системы звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманно­стей, отдельных атомов и частиц, рассеяннвтх в межзвездном пространстве, Галактики. В состав нашей Галактики входят звездные скопления Млечного Пути. В нем насчитывается более сотни миллиардов звезд. Он представляет собой гигантское спи­ралеобразное скопление звезд в форме линзы. Солнце сравни­тельно небольшая по размерам звезда. Его масса в 2,3 раза меньше массы средней звезды Галактики.

Расстояние между звездами измеряется в световых годах. Световой год это путь,''пройденный светом за один год. В по­перечнике размер Галактики достигает 100 тыс. световых лет.

Тела каждой звездной системы связаны силами взаимного притяжения и имеют общее движение в пространстве. Все тела, входящие в состав Галактики, движутся вокруг ее оси, проходя-

щей через центральную часть Млечного Пути, в созвездии Стрельца. Полный оборот вокруг оси Галактика совершает более чем за 200 млн. лет.

§ 3. Строение Вселенной

В настоящее время твердо установлено, что Вселенная состоит из галактик, подобно нашей, объединенных в скопления и сверх­скопления. Галактики и их скопления удаляются друг от друга, обусловливая расширение Вселенной. Скорость разлета галактик возрастает с увеличением расстояния между ними. Рассчитано, что от начала расширения Вселенной нас отделяет 10 млрд. лет. До этого ее вещество находилось в горячем состоянии в виде почти однородной расширяющейся плазмы. К такому выводу ученые пришли в результате открытия в 60*х годах реликтового высоко­температурного электромагнитного излучения, оставшегося от начала расширения Вселенной. Революционным с точки зрения познания Вселенной следует считать установление советскими учеными, возглавляемыми В. А. Любимовым (1980 г.), факта отли­чия от нуля массы покоя электронных нейтрино. Полученная величина 6-10~32 г еще подлежит тщательной проверке, однако это открытие уже сейчас позволило астрофизикам следующим образом представить гипотезу развития и строения Вселенной с учетом тяготения нейтрино (И. Новиков, 1980 г.).

В первые мгновения расширения плазмы под действием грави­тационной неустойчивости в ней образовались случайные ма­ленькие сгустки. Уже через секунду снижение плотности расширя­ющихся сгустков позволило нейтрино, обладавшим в этот период огромной энергией, вылетать из них с околосветовой скоростью. Это привело к сглаживанию образующихся неоднородностей в рас­пределении нейтрино. Такое сглаживание могло иметь место до тех пор, пока скорость нейтрино позволяла им вылетать из рас­ширяющихся сгустков. Ученые оценивают этот период в 300 лет, а размеры участков, на которых произошло выравнивание, соот­ветственно в 300 световых лет. Падение скорости нейтрино на боль­ших расстояниях не позволило им покинуть пределы расширя­ющихся сгустков. Нейтрино скапливались в них, а сами сгустки усиливались тяготением, уплотнялись, расширялись, тем самым давая начало отдельным облакам из нейтрино. Естественно, масса этих облаков в сфере радиусом 300 световых лет при указанной выше массе покоя нейтрино составит 1015 солнечных масс, что почти в 30 раз больше общей массы всех скоплений галактик, оцениваемой в 3-Ю13 солнечных масс.

Академик Я. Б. Зельдович убедительно доказал, что возни­кающие подобным образом облака должны были быть сплюсну­тыми, по форме напоминая блины. Хаотично располагаясь в про­странстве, невидимые нейтринные облака «блины» создают яче­истую структуру, влияющую на формирование пространственных


структур обычного вещества Вселенной, т. е. галактик, их скопле­ний, сверхскоплений.

Первоначально обычное вещество Вселенной (кроме нейтрино) представляло собой горячую плазму. Расширяясь, плазма охла­ждалась и постепенно превращалась в нейтральный газ. К концу первого миллиона лет с начала расширения давление в нейтраль­ном газе упало, и дальнейшая его эволюция происходила под влиянием поля тяготения возникающих нейтринных облаков. Нейтральный газ стягивался к их центральной части, постепенно сгущался, тем самым давая начало будущим звездам, галактикам и их скоплениям. Так как масса и средняя плотность последних во Вселенной в 30 раз меньше этих же параметров электронных нейтрино, то расположение и движение галактик и их скоплений должно определяться невидимыми нейтринными облаками.

Действительно, наблюдениями советских астрономов во главе с Я. Э. Эйнасто и ряда американских ученых установлено, что скопления- и сверхскопления галактик во Вселенной сосредото­чены в тонких слоях, имеющих ячеистую структуру, что со­гласуется с гипотезой об ее связи с ячеистой структурой нейтрин­ных облаков.

Изучение квантов реликтового излучения позволило устано­вить однородность Вселенной на участках с размерами в сотни миллионов световых лет. Это, в свою очередь, дало ответ на одну из принципиальных проблем: крупнейшей структурной единицей Вселенной является сверхскопление галактик с размерами в де­сятки миллионов световых лет.

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..