Гипермаркет знаний>>Естествознание>>Естествознание 11 класс>> Смена классической концепции мироздания

                                                                     4. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

                                                  4.1. Смена классической концепции мироздания

Классическая парадигма мироустройства была основана на данных астрономических  наблюдений  в  том  диапазоне  электромагнитных  излучений (ЭМИ),  который воспринимает  зрение  человека,  округленно  от 0,4  мкм  до 0,8 мкм. Если учесть то обстоятельство, что спектр ЭМИ необычайно широк, от гамма-лучей с длиной волны порядка 10-17 м до радиоволнового излучения с длиной волны достигающей 1 км, то станет очевидной ограниченность наблюдений в диапазоне видимого света и неполнота информации классической астрономии об окружающем мире.

Вплоть до 20-х годов прошлого столетия Вселенная отождествлялась с Галактикой, в которой находится солнечная система. В рамках классической концепции объектами Вселенной являлись звезды, туманности, планеты, кометы, астероиды и более мелкие метеоры и метеориты. Физическая природа всех объектов, кроме  туманностей, была более или менее ясной. Для исследования  же  подробностей  строения  туманностей  не  было  технических  возможностей, которые появились лишь после ввода в строй телескопов с оптически совершенными зеркалами более чем метрового размера. В частности, в 1924 г. в США на высокогорной обсерватории Маунт Вилсон был сооружен телескоп с диаметром главного зеркала 2,5 м. Это позволило Эдвину Хабблу (1889-1953)  установить,  что  ближайшая  к  нам  туманность Андромеды  (туманность  в  созвездии Андромеды)  имеет  спиральную  структуру  и  является галактикой,  содержащей  в  своем  составе сотни  миллиардов  звезд.  Постепенно выяснилось, что большинство туманностей также  представляют  собой  галактики разнообразных  форм,  шаровых, эллиптических,  спиральных,  спиральных с поперечной полосой...



Открытие   других  галактик  имело революционное  значение  не  только  для астрономии, но и для всего естествознания в  целом.  Наша  галактика казалась  одной из множества  других, и хотя мы  лишены  озможности  взглянуть  на  ее  со стороны, но наличие Млечного пути среди созвездий позволило определить ориентацию серединной плоскости нашей галактики и признать, что по форме она отвечает спиральной конфигурации, подобной галактике М31 (туманности  Андромеды).  Вселенная  стала Метагалактикой,  то  есть  более  общей категорией (то, что над одной  галактикой). Сам  горизонт человеческого осмысливания  окружающего  мира  скачком  раздвинулся  на новые  гигантские космические расстояния.

Достаточно сказать, что до туманности Андромеды свет распространяется в течение 2 млн. 300 тыс. лет! Имя Эдвина Хаббла по праву должно стоять  в  ряду  таких  великих  имен,  как Галилео Галлилей, Тихо Браге Бруно.

Необходимость  здания  стала  очевидной.  Резонанс в общественном сознании  был сравним с тем влиянием, которое оказало установление планетарной модели строения атома Э.Резерфордом.  

                                                           И страшным, страшным креном
                                                           К другим каким-нибудь
                                                           Неведомым вселенным
                                                           Повернут Млечный путь … –

такими словами выразил свои впечатления от открытия Хаббла русский поэт Б. Пастернак.

Вместе с тем стало ясно, что одних только оптических наблюдений будет недостаточно  для исследования Вселенной  как Метагалактики. По мере открытия  высокоэнергетических космических  излучений,  начинают  проводить эксперименты по их регистрации на высотных аэростатах, на поверхности  Земли,  в  толще  гор  и  под  водой. Были  открыты  линии  радиоизлучения водорода на длине волны 21 см, оксида углерод ксила - на длине волны 18 см.  Поэтому ачинают строить радиотелескопы  в  виде  гигантских радиоантенн. Примером может  служить РАТАН - радиотелескоп  академии наук СССР в Крыму,  где  элементы  сборной  антенны передвигаются по круговому рельсовому пути.

После  запуска  первых  искусственных  спутников  Земли,  показавших возможность вывода научной аппаратуры в околоземный космос, начинается время  запусков на орбиту  телескопов, работающих в различных диапазонах длин  волн. Первый  запущенный  рентгеновский  телескоп  носил  символическое  название «Ухуру» - «Разведчик» (на  языке  племени  ирокезов). Небо  в рентгеновских  лучах  оказалось  совсем  не  похожим  на  привычную  картину созвездий,  хотя  целый  ряд  источников  оказался  видим «во  всех  лучах», включая гамма-лучи.

Сравнительно  недавно  были  открыты  рентгеновские  пульсары  и  барстеры, квазизвездные объекты - квазары,  вспышки  сверхновых  теперь регистрируют сначала с помощью нейтринных детекторов и в рентгеновских лучах,  затем,  с опозданием до нескольких суток, наблюдается вспышка светового  излучения. В  настоящее  время  разрабатываются  проекты  спутниковых лазерных  интерференционных  гравитационных  обсерваторий.  Таким  образом, современная астрономия становится всеволновой, а горизонт Вселенной отодвигается  все  дальше.  По  каким причинам последнее  обстоятельство очень  важно  для  естествознания,  мы  рассмотрим  в  последующем  разделе. Сейчас же отметим, что галактики не располагаются во Вселенной хаотически, а образуют локальные группы или скопления.


Рис. 4.2. Расположение  галактик

Наша  галактика  входит  в  Местную группу,  членами  которой  являются  также М31 (Андромеда),  М33 (Треугольник),  галактики  Большого Магелланового  облака  и ряд других (всего около 25). Члены Местной группы  разбросаны  по  пространству  в  пределах  до 3  млн.  световых  лет.  Центр  масс группы расположен на одной трети расстояния  от  нашей  галактики (ее  название  - Млечный  путь)  до  галактики  М31. Самые  массивные  галактики могут иметь маломассивные  галактики-спутники.  Например, Большое Магелланово облако является спутником нашей галактики и совершает один оборот вокруг Млечного пути за 2,5 млн. лет.

С развитием компьютерной техники стала возможной обработка больших массивов информации о расположении галактик и их скоплений. В 1977 г. были опубликованы  первые  результаты  компьютерного  анализа  положения  более  чем 1000 галактик в достаточно узком клине неба в  направлении  созвездия  Волосы  Вероники. На  экране  компьютера  получилась  картина распределения,  которую  позднее  назвали ячеистой.



В  начале  80-   гг.  окончательно  сложилась  новая  идея  о  том,  что  скопления  галактик,  в  свою  очередь,  образуют  ленты  огромной  пространственной  сети.  Средний  размер ячейки (не содержащей звезд) такой трехмерной сети составляет примерно 330 млн. световых лет (1 световой год = 9,5.10¹⁵м). Ячейки представляют  собой "пузыри"  пустого  пространства,  а Вселенная  на  самом грандиозном масштабном уровне напоминает «губку».
 
                                                           Открылась бездна, звезд полна.  
                                                           Звездам числа нет, бездне - дна, -

так писал о ночном небе российский ученый-энциклопедист М. Ломоносов. Фактически в этой строфе выражена классическая парадигма устройства мегамира. В ее рамках роль основных структурных единиц отведена звездам. В современном естествознании основной единицей (или, скорее, строительным блоком) выступаю

ктик в Местной группе  галат галактики, несущие в себе от 10¹⁰  до 10¹² звезд типа нашего Солнца. К  концу ХХ  в. наши представления о Вселенной  стали более структурированными и более полными, чем в его начале.

Концепции современного естествознания. Стародубцев В.А., 2-е изд., доп. — Томск.: Том. политех. ун-т, 2002. — 184 с.

Содержание урока
 конспект урока
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.