Зміст

1. АСТРОНОМИЧЕСКАЯ КАРТА СВІТА И ЕЕ ТВОРЦЫ

2. ГАЛАКТИКИ

3. МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ

4. ЧТО ТАКОЕ ЗВЕЗДЫ

5. РОЖДЕНИЕ АСТРОНОМИИ

6. КОМЕТЫ И ИХ ПРИРОДА

7. КАЛЕНДАРИ

8. СОЛНЦЕ И ЖИЗНЬ ЗЕМЛИ

9. СОЛНЦЕ – БЛИЖНЯЯ ЗВЕЗДА

Список литературы

1. Астрономічна карта світу і її творці

Протягом століть людина прагнула розгадати таємницю великого світового «порядку» Всесвіту, який старогрецькі філософи і назвали Космосом (в перекладі з грецького - «порядок», «краса»), на відміну від Хаосу, що передував, як вони вважали, появі Космосу.

Перші, дійшли до нас природничонаукові уявлення про навколишній нас Всесвіт сформулювали старогрецькі філософи в 7-5 вв. до н.е. Їх натурфілософскі навчання, спиралися на накопичені раніше астрономічні знання єгиптян, шумерів, вавілонян, арійців, але відрізнялися істотною роллю пояснюючих гіпотез, прагненням проникнути в прихований механізм явищ.

Нагляд круглих дисків Сонця, Місяці, закруглюючої лінії горизонту, а так само межі тіні Землі, що наповзає на місяць при її затьмареннях, правильна повторюваність дня і ночі, пір року, сходу і заходів світил - все це наводило на думку, що в основі будови всесвіту лежить принцип кругових форм і рухів, «циклічності» і рівномірності змін. Але аж до 2 в. до н.е. не існувало окремого вчення про небо, яке об'єднало б всі знання в цій області в єдину систему. Уявлення про небесні явища, як і явищах «у верхньому повітрі» - буквально про «метеорні явища», довгий час входили в загальні умоглядні вчення про природу в цілому. Ці навчання дещо пізніше стали називати фізикою (від грецького слова «фюзіс» - природа - в значенні періоди, істоти речей і явищ). Головним змістом цієї стародавньої підлозі філософської «фізики», або в нашому розумінні - швидше за натурфілософію, що включала в якості навряд чи не головних елементів космологію і космогонію, були пошуки того незмінного початку, який, як думали, лежить в основі світу мінливих явищ.

Всі накопичені століттями знання про природу аж до технічного і житейського досвіду були з'єднані, систематизовані, логічно гранично розвинені в першій універсальній картині світу, яку створив в 4 столітті до н.е. найбільший старогрецький філософ (і, по суті, перший фізик) Арістотель (384 - 322 рр. до н. э.) велику частину життя що провів в Афінах, де він заснував свою знамениту наукову школу. Це було вчення про структуру, властивості і рух всього, що входить в поняття природи. Разом з тим, Арістотель вперше відділив світ земних (вірніше, «підмісячних») явищ від світу небесного, від власне Космосу з його нібито особливими законами і природою об'єктів. В спеціальному тракті «про небо» Арістотель намалював свою натурфілософску картину світу.

Під Всесвітом Арістотель мав на увазі всю існуючу матерію (полягаючу, по його теорії, з чотирьох звичайних елементів - землі, води, повітря, вогню і п'ятого - небесного - вічно ефіру, який від звичайної матерії відрізнявся ще і тим, що не мав не легкості, ні тяжкості, що рухається). Арістотель критикував Анаксагора за ототожнення ефіру із звичайним матеріальним елементом - вогнем. Таким чином, Всесвіт, по Арістотелю, існував в однині.

В картині світу Арістотеля вперше була виказана ідея взаємозв'язаної властивостей матерії, простору і часу. Всесвіт представлявся кінцевим і обмежувався сферою, за межами якої не мислилося нічого матеріального, а тому не могло бути і самого простору, оскільки воно визначалося, як щось, що було (або могло бути заповнено матерією). За межами матеріального всесвіту не існувало і часу, який Арістотель з геніальною простотою і чіткістю визначив як міру руху і пов'язав з матерією, пояснивши, що «немає руху без тіла фізичного». За межами матеріального Всесвіту Арістотель поміщав нематеріальний, духовний світ божества, існування якого постулювалось.

Великий старогрецький астроном Гиппарх (ок.190-125 р. до н. э.) першим спробував розкрити механізм спостережуваних рухів світил. З цією метою він вперше використовував в астрономії запропонований за сто років до нього знаменитим математиком Аполлонієм Пергськім геометричний метод опису нерівномірних періодичних рухів як результату складання більш простих - рівномірних кругових. Тим часом саме до розкриття простого єства спостережуваних складних астрономічних явищ закликав ще Платон. нерівномірний періодичний рух можна описати за допомогою кругового двома способами: або вводячи поняття ексцентрика – кола, по якому зміщений, щодо спостерігача, або розкладаючи спостережуваний рух на два рівномірних кругових, із спостерігачем в центрі кругового руху. В цій моделі по колу навкруги спостерігача рухається не саме тіло, а центр вторинного кола (епіцикла), по якому і рухається тіло. Перше коло називається деферентом (несучої). Надалі в старогрецькій астрономії використовувалися обидві моделі. Гиппарх же використовував першу для опису руху Сонця і Місяця. Для Сонця і Місяця він визначив положення центрів їх ексцентриків, і вперше в історії астрономії розробив метод і склав таблиці для передобчислювання моментів затьмарень (з точністю до 1-2 годин).

Що з'явилася в 134 р. до н.е. нова зірка в сузір'ї Скорпіона навела Гиппарха на думку, що зміни відбуваються і в світі зірок. Щоб в майбутньому було легше помічати подібні зміни, Гиппарх склав каталог положень на небесній сфері 850 зірок, розбивши всі зірки на шість класів і назвавши найяскравіші зірками першої величини.

Початий математичний опис астрономічних явищ через майже три століття досяг своєї вершини в системі світу знаменитого александрійського астронома, географа і оптика Клавдія Птолемея (? - 168 р.). Птолемей доповнив власними наглядами до 1022 зірок каталог Гиппарха. Він винайшов новий астрономічний інструмент – стінний круг, що зіграв згодом істотну роль в середньовічній астрономії Сходу і в європейській астрономії XVI в., особливо в наглядах Тихо Бразі.

Його фундаментальна праця – «Велика математична побудова астрономії в XVI книгах», по-грецьки «Мег але Синтаксис», ще в старовині здобув широку популярність під назвою «Мгисте» («найбільше»). Європейці дізналися про нього від арабських астрономів – під спотвореною назвою «Яскраво-червоний Маджісті», або влатинізованої трактації, «Альмагест». В ньому була представлена вся сукупність астрономічних знань стародавнього світу. В цій праці Птолемей математичний апарат сферичної астрономії – тригонометрію. Протягом сторіч використовували обчислені їм таблиці синусів.

Спираючись на досягнення Гиппарха, Птолемей пішов далі у вивченні головних тоді для астрономів рухомих світил. Він істотно доповнив і уточнив теорію Місяця, зновперевідкривши евекцію. Обчислені Птолемєєм на цій підставі більш точні таблиці положення Місяця дозволили йому удосконалити теорію затьмарень. Для визначення географічної довготи місця нагляду точний прогноз моменту настання затьмарень мав велике значення. Але справжнім науковим подвигом ученого стало створення ним першої математичної теорії складного видимого руху планет, чому присвячено п'ять з тринадцяти книг «Альмагеста».

2. Галактики

Галактики сталі предметом космогонічних досліджень з 20-х років нашого століття, коли була надійно встановлена їх дійсна природа і виявилося, що це не туманності, тобто не хмари газу і пилу, що знаходяться недалеко від нас, а величезні зоряні світи, що лежать від нас на дуже великих відстанях від нас. В основі всієї сучасної космології лежить одна фундаментальна ідея - висхідна до Ньютона ідея гравітаційної нестійкості. Речовина не може залишатися однорідно розсіяною в просторі, бо взаємне тяжіння всіх частинок речовини прагнути створити в ньому згущування тих або інших масштабів і мас. В ранньому Всесвіті гравітаційна нестійкість усилювала спочатку дуже слабкі нерегулярності в розподілі і русі речовини і в певну епоху привела до виникнення сильних неоднорідностей: "млинців" - протоскоплений. Межами цих шарів ущільнення служили ударні хвилі, на фронтах яких первинне необертальне, безобертовий рух речовини набувзавіхреность. Розпад шарів на окремі згущування теж відбувався, мабуть, через гравітаційну нестійкість, і це дало початок протогалактикам. Багато хто з них виявлявся тими, що швидко обертаються завдяки завихреному стану речовини, з якої вони формувалися. Фрагментація протогалактичених хмар в результаті їх гравітаційної нестійкості вела до виникнення перших зірок, і хмари перетворювалися на зоряні системи - галактики. Ті з них, які володіли швидким обертанням, придбавали через це двокомпонентну структуру - в них формувалися гало більш менш сферичної форми і диск, в якому виникали спіральні рукави, де і дотепер продовжується народження зірок Протогалактіки, у яких обертання було повільніше або зовсім було відсутнє, перетворювалися на еліптичні або неправильні галактики. Паралельно з цим процесом відбувалося формування великомасштабної структури Вселеною - виникали надскоплення галактик, які, з'єднуючись своїми краями, утворювали подібність осередків або бджолиних стільників; їх вдалося розпізнати останніми роками.

В 20-30 рр. XX століття Хаббл розробив основи структурної класифікації галактик - гігантських зоряних систем, згідно якої розрізняють три класи галактик:

I. Спіральні галактики - характерні двома порівняно яскравими гілками, розташованими по спіралі. Гілки виходять або з яскравого ядра (такі галактики позначаються S), або з кінців світлої перемички, що перетинає ядро (позначаються - SB).

II. Еліптичні галактики (позначаються Е) - мають форму еліпсоїдів.

Представник - кільцева туманність в сузір'ї Ліри знаходиться на відстані 2100 світлових років від нас і складається з світиться газу, що оточує центральну зірку. Ця оболонка утворилася, коли постаріла зірка скинула газові покриви і вони спрямувалися в простір. Зірка стиснулася і перейшла в стан білого карлика, по масі порівнянного з нашим сонцем, а за розміром із Землею.

III. Іррегулярні (неправильні) галактики (позначаються I) - володіючі неправильними формами.

По ступеню клочковатості гілок спіральні галактики розділяються на підтипи а, в, з. У перших з них - гілки аморфні, у других - дещо клочковаті, у третіх - дуже клочковаты, а ядро завжди неяскраве і мале.

Густина розподілу зірок в просторі росте з наближенням до екваторіальної площини спіральних галактик. Ця площина є площиною симетрії системи, і більшість зірок при своєму обертанні навкруги центру галактики залишається поблизу неї; періоди обігу складають 107 - 109 років. При цьому внутрішні частини обертаються як тверде тіло, а на периферії кутова і лінійна швидкості обігу убувають з видаленням від центру. Проте в деяких випадках те, що знаходиться, усередині ядра ще менше ядро ("керн") обертається швидше за все. Аналогічно обертаються і неправильні галактики, що є також плоскими зоряними системами.

Еліптичні галактики складаються із зірок другого типу населення. Обертання знайдено лише у самих стислих з них. Космічного пилу в них, як правило, ні, ніж вони відрізняються від неправильних і особливо спіральних галактик, в яких поглинаюча світло пилова речовина є у великій кількості.

В спіральних галактиках поглинаюча світло пилова речовина є в більшій кількості. Воно складає від декількох тисячних до сотої частки повної їх маси. Унаслідок концентрації пилової речовини до екваторіальної площини, воно утворює темну смугу у галактик, повернених до нас ребром і мають вид веретена.

Подальші нагляди показали, що описана класифікація недостатня, щоб систематизувати все різноманіття форм і властивостей галактик. Так, були знайдені галактики, що займають в деякому розумінні проміжне положення між спіральними і еліптичними галактиками (позначаються Sо). Ці галактики мають величезне центральне згущування і навколишній його плоский диск, але спіральні гілки відсутні. В 60-х роках ХХ століття були відкрито численні пальцеподібні і дископодібні галактики зі всіма градаціями великої кількості гарячих зірок і пилу. Ще в 30-х роках ХХ століття були відкрито еліптичні карликові галактики в сузір'ях Печі і Скульптора з украй низькою поверхневою яскравістю, настільки малою, що ці, одні з найближчих до нас, галактик навіть в центральній своїй частині насилу видні на фоні неба. З другого боку, на початку 60-х років ХХ століття була відкрита безліч далеких компактних галактик, з яких найдальші по своєму виду не відрізнювані від зірок навіть в найсильніші телескопи. Від зірок вони відрізняються спектром, в якому видні яскраві лінії випромінювання з величезними червоними зсувами, відповідними таким великим відстаням, на яких навіть найяскравіші одиночні зірки не можуть бути видні. На відміну від звичайних далеких галактик в які, через поєднання істинного розподілу енергії в їх спектрі і червоного зсуву виглядають червонуватими, найкомпактніші галактики (що називаються також квазізірковими галактиками) мають голубуватий колір. Як правило, ці об'екти в сотні раз яскравіше за звичайні надгігантські галактики, але є і більш слабкі. У багатьох галактик знайдено радіовипромінювання нетеплової природи, що виникає, згідно теорії руського астронома І.С.Шкловського, при гальмуванні в магнітному полі електронів і важчих заряджених частинок, що рухаються з швидкостями, близькими до швидкості світла (так зване синхотроне випромінювання). Такі швидкості частинки одержують в результаті грандіозних вибухів усередині галактик.

Компактні далекі галактики, що володіють могутнім нетепловим радіовипромінюванням, називаються N-галактиками.

Зіркоподібні джерела з таким радіовипромінюванням, називаються квазарами (квазізірковими радіоджерелами), а галактики володіючі могутнім радіовипромінюванням і мають помітні кутові розміри, - радіогалактиками. Всі ці об'єкти надзвичайно далекі від нас, що утрудняє їх вивчення. радіогалактики, що мають особливо могутнє нетеплове радіовипромінювання, володіють переважно еліптичною формою, зустрічаються і спіральні.

радіогалактики - це галактики, у яких ядра знаходяться в процесі розпаду. Викинуті щільні частини, продовжують дробитися, можливо, утворюють нові галактики - сестри, або супутники галактик меншої маси. При цьому швидкості розльоту осколків можуть досягати величезних значень. Дослідження показали, що багато груп і навіть скупчення галактик розпадаються : їх члени необмежено віддаляються один від одного, неначебто вони всі були породжено вибухом.

Галактики – надгіганти мають світимості, в 10 разів перевищуючі світимість Сонця, квазари в середньому ще в 100 разів яскравіше; сама слабка ж з відомих галактик - карликів порівнянні із звичайними кульовими зоряними скупченнями в нашій галактиці. Їх світимість складає близько 10 світимості сонця.

Розміри галактик вельми різноманітні і коливаються від десятків парсек до десятків тисяч парсек.

Простір між галактиками, особливо усередині скупчень галактик, мабуть, містить іноді космічний пил. Радіотелескопи не знаходять в них відчутної кількості нейтрального водню, але космічне проміння, пронизують його наскрізь так само, як і в електромагнітне випромінювання.

Галактика складається з безлічі зірок різних типів, а також зоряних скупчень і асоціацій, газових і пилових туманностей і окремих атомів і частинок, розсіяних в міжзоряному просторі. Велика частина їх займає об"ем лінзоподібної форми поперечником близько 30 і товщиною близько 4 кілопарсек (відповідно близько 100 тисяч і 12 тисяч світлових років). Менша частина заповнює майже сферичний об"ем з радіусом близько 15 кілопарсек (близько 50 тисяч світлових років).

Всі компоненти галактики зв'язані в єдину динамічну систему, що обертається навкруги малої осі симетрії. Земному спостерігачу, що знаходиться усередині галактики, вона представляється у вигляді Чумацького Шляху (звідси і її назва - "Галактика") і всієї безлічі окремих зірок, видимих на небі.

Зірки і міжзоряна газо-пилова матерія заповнюють об'єм галактики нерівномірно : найбільш зосереджені вони біля площини, перпендикулярної осі обертання галактики і площиною її симетрії, що складається (так званою галактичною площиною). Поблизу лінії перетину цієї площини з небесною сферою (галактичного екватора) і видний Чумацький Шлях, середня лінія якого є майже великим кругом, оскільки Сонячна система знаходиться недалеко від цієї площини. Чумацький Шлях є скупченням величезної кількості зірок, що зливаються в широку білясту смугу; однак зірки, що проектуються на небі поряд, видалені один від одного в просторі на величезні відстані, що виключають їх зіткнення, не дивлячись на те, що вони рухаються з великими швидкостями (десятки і сотні км/сек) у напрямі полюсів галактики (її північний полюс знаходиться в сузір'ї Волосся вероніки). Загальна кількість зірок в галактиці оцінюється в 100 мільярдів.

Міжзоряна речовина розсіяна в просторі також не рівномірно, концентруючись переважно поблизу галактичної площини у вигляді глобул, окремих хмар і туманностей (від 5 до 20 - 30 парсек в поперечнику), їх комплексів або аморфних дифузних утворень. Особливо могутні, відносно близькі до нас темні туманності представляються неозброєному оку у вигляді темних прогалин неправильних форм на фоні смуги Чумацького Шляху; дефіцит зірок в них є результатом поглинання світла цими пиловими хмарами, що не світяться. Багато міжзіркових хмар освітлено близькими до них зірками великої світимості і представляються у вигляді світлих туманностей, оскільки світяться або відображеним світлом (якщо складаються з космічних порошинок) або в результаті збудження атомів і подальшого випуску ними енергії (якщо туманності газові).

Наші дні з повною підставою називають золотим століттям астрофізики - чудові і частіше за все несподівані відкриття в світі зірок слідують зараз одне за іншим. Сонячна система стала останній час предметом прямих експериментальних, а не тільки наглядових досліджень. Польоти міжпланетних космічних станцій, орбітальних лабораторій, експедиції на Місяць принесли безліч нових конкретних знань про Землю, навколоземний простір, планети, Сонце. Ми живемо в епоху вражаючих наукових відкриттів і великих звершень. Найнеймовірніші фантазії несподівано швидко реалізуються. З давніх пір люди мріяли розгадати таємниці Галактик, розкиданих в безмежних просторах Всесвіту. Доводиться тільки вражатися, як швидко наука висуває різні гіпотези і тут же їх спростовує. Проте астрономія не стоїть на місці : з'являються нові способи нагляду, модернізуються старі. З винаходом радіотелескопів, наприклад, астрономи можуть «заглянуть» на відстані, які ще в 40-х.


28-04-2015, 23:35