ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2019
Просмотров: 18999
Скачиваний: 11
тики. Період обертання Сонячної систем на-
вколо ядра Галактики становить приблизно
200 млн років при швидкості руху близько
220 км/с. Усього в складі нашої Галактики
понад 100 млрд зір, однією з яких є Сонце.
На рис. 27.1 подано схему нашої Галактики,
місцезнаходження Сонячної системи показа-
но стрілкою з хрестиком.
Одне з найближчих до нас зоряних скуп-
чень розміщене в сузір'ї Геркулеса (рис. 27.2).
Кульові скупчення утворюють у нашій Галак-
тиці сферичну систему з яскраво вираженою концентрацією зір до центру
Галактики. Діаметри кульових зоряних скупчень становлять десятки пар-
сек, а кількість зір, що входять до них, - десятки і сотні тисяч.
§ 268. Інші галактики. Нескінченність Всесвіту
Галактики
Встановлено, що, крім нашої Галактики, є безліч подібних до
неї зоряних систем, які називають
галактиками.
Порівнюючи нашу Галактику з іншими галактиками, було визначено:
наша Галактика, як
і
галактики в Андромеді і в Трикутнику, мас
спіральну
будову.
Крім спіральних є еліптичні (зокрема, кульові) галактики, сочевицепо-
дібні, голкоподібні, неправильні. За розмірами наша Галактика менша,
ніж галактики в Андромеді. Водночас є галактики, менші за розмірами
від нашої, наприклад Великі і Малі Магелланові Хмари, які є супутника-
ми нашої Галактики і розміщені на відстані близько 120 тис. світлових
років від неї. Всі галактики обертаються навколо своїх осей, як і наша
Галактика.
Радіогалактики
Особливо цікаві галактики, які є потужними дискретними
джерелами радіовипромінювання, їх називають
радіогалактиками.
На
думку В. А. Амбарцумяна, радіогалактика виникає внаслідок процесу по-
ділу початкової маси на дві галактики, які віддаляються одна від одної.
Стадія поділу - перехід матерії з густішого в менш густий стан - спричи-
нюється вибуховими процесами і супроводиться інтенсивним радіови-
промінюванням. Вважають, що
Рис. 27.2
620
радіогалактика - стадій, через яку проходить кожна галактика в
ранній період свого розвитку.
Найбільш відома радіогалактика Лебідь А.
Квазари
Це потужні позагалактичні джерела електромагнітного ви-
промінювання. Випромінювання квазарів у 10
3
— 10
4
разів перевищує
випромінювання всіх зір галактики. Одна з основних властивостей кваза-
рів - змінність їх випромінювання в радіо-, ГЧ- і оптичному діапазонах.
Фізична природа активності квазарів ще до кінця не розкрита. За гіпоте-
зами, потужне випромінювання квазарів може бути зумовлене процесами
зіткнення зір, спалахами наднових зір, перетворенням у випромінювання
енергії магнітних полів обертового масивного магнітоплазмового тіла.
Особливий інтерес квазари становлять як далекі об'єкти, що беруть
участь у космологічному розширенні Метагалактики. Вивчення квазарів
може кинути світло на ранні стадії еволюції Всесвіту.
Метагалактика
У сузір'ї Діви розміщене величезне скупчення галактик, діа-
метр цього скупчення близько 100 млн світлових років, а маса дорівнює
приблизно квадрильйону сонячних мас. Таке скупчення галактик назвали
Надгалактикою
. Всі доступні області спостереження Всесвіту входять до
складу більш грандіозної системи, ніж Надгалактика; її називають Мета-
галактикою, межі якої поки що неприступні для спостереження в найпо-
тужніші сучасні телескопи. Але й Метагалактика - лише мізерна частина
нескінченного Всесвіту.
Нескінченність Всесвіту
Всесвіт - це безмежний світ, нескінченний у просторі і в часі,
який являє собою всю різноманітність форм існування матерії.
Всесвіт ніколи не мав початку і ніколи не матиме кінця, він завжди іс-
нував і буде існувати. Усе це стосується Всесвіту в цілому, точніше ка-
жучи - матерії, з якої він складається. Окремі його частини, наприклад
Земля, Сонячна система, зорі і навіть зоряні системи - галактики, постій-
но деінде виникають, зароджуються, здійснюють довгий шлях розвитку і,
нарешті, припиняють своє існування в цьому вигляді для того, щоб мате-
621
рія, яка їх утворила, набула нової форми. Сама матерія, постійно змінюю-
чи свою форму, не знищується ніколи: вона вічна, і вічний її рух. На змі-
ну світам, які віджили, утворюються нові, на яких з часом також виникає
життя, яке через поступове ускладнення відтворює своє найвище вияв-
лення - розумних мислячих істот.
З розвитком науки і техніки розширюються межі дослідження Всесві-
ту, відкриваються більш далекі від нас світи і підтверджується вчення про
нескінченність Всесвіту.
§ 269. Поняття про космологію
Розділ астрономії, який вивчає властивості Всесвіту як єди-
ного цілого, називають
космологією.
Сучасна космологія базується на
працях А. Ейнштейна, О. О. Фрідмана і Е. Хаббла і спирається на два ос-
новних спостережуваних явища.
Перше полягає в тому, що
галактики і їх скупчення рівномірно розподілені у Всесвіті.
Друге явище -
лінії спектрів усіх галактик (крім деяких найближчих) зміщені в
червоний бік.
Якщо це явище розглядати як ефект Доплера, то можна зробити ви-
сновок, що всі галактики віддаляються від нас із швидкістю
(27.1)
X
Хаббл установив, що відношення
АХ і X
, яке визначають за спектром
Галактики, пропорційне відстані Я до Галактики, тобто галактики відда-
ляються зі швидкостями, пропорційними відстаням до них:
V
=
НК
, (27.2)
де
Н
- стала Хаббла, яка характеризує швидкість розбігання галактик.
Тепер вважають, що
Н
= 50... 80 км • с"
1
• Мпк""
1
.
Співвідношення (27.2) називають
законом Хаббла.
Його можна трак-
тувати як підтвердження розширення спостережуваної області Всесвіту -
Метагалактики. Оскільки галактики мають додатні швидкості, пропор-
ційні їх відстаням, то з цього випливає, що в минулому всі галактики ви-
летіли одночасно, але з різними швидкостями з деякого порівняно малого
об'єму. Очевидно, це відбулося внаслідок вибухового процесу.
Додатковим доведенням правильності гіпотези "початкового вибуху"
було відкриття в 1965 р. так званого реліктового випромінювання, Мож-
622
ливість існування цього випромінювання була передбачена американсь -
ким фізиком-теоретиком С. Гамовим ще в 1949 р. Дослідження показали,
що інтенсивність цього випромінювання є майже точною сталою для всіх
напрямів, а розподіл за довжинами хвиль відповідає випромінюванню
абсолютно чорного тіла, яке має температуру З К. Це випромінювання не
пов'язане, очевидно, з жодними об'єктами Всесвіту, які існують тепер, а
відображає розподіл матерії у Всесвіті на початковій стадії її розвитку.
Коли припустити, що "початковий вибух" стався 15-20 млрд років тому і
внаслідок розширення простору Всесвіту його температура почала різко
зменшуватись, то розрахунки ведуть саме до значення З К. Така гіпотеза
гарячого Всесвіту.
§ 270. Розвиток Всесвіту
Виходячи з гіпотези гарячого Всесвіту, мав би існувати осо-
бливий початковий
сингулярний
(невимовний)
стан
, коли густина речо-
вини була формально нескінченно великою (ТО
93
г/см
3
). Цей момент умо-
вно вважають за нуль часу, В умовах великої густини і дуже високої тем-
ператури
{т
> 10
13
к)
поблизу сингулярності не могли існувати не тільки
молекули або атоми, а й атомні ядра, існувала лише рівноважна суміш
елементарних частинок, включаючи фотони і нейтрино.
Оскільки Всесвіт спочатку розширюється з великою швидкістю, то
очевидно, що висока густина і температура могли існувати дуже корот-
кий час. На момент часу приблизно 10"
4
с густина досягає приблизно
10
і4
г/см
3
, а на момент часу приблизно 0,01 с густина зменшується до
Ю
10
г/см
3
. На цей час у Всесвіті мали б існувати фотони, електрони, по-
зитрони, нейтрино і антинейтрино, а також невелика кількість протонів і
нейтронів. Внаслідок наступних перетворень на момент часу приблизно
З хв з нуклонів утворюється суміш легких ядер (2/3 водню і 1/3 гелію),
всі інші хімічні елементи синтезуються з цієї дозоряної речовини наба-
гато пізніше внаслідок термоядерних р е а к і ^ у надрах зір (див. § 266).
Нуклони й електрони рекомбінували в атомі протягом приблизно 10
6
років, після чого речовина Всесвіту стає прозорою для решти фотонів, які
тепер спостерігаються у вигляді реліктового випромінювання.
Викладена вище космологічна картина ще дуже приблизна і недостат-
ньо обґрунтована, але вона дає можливість з єдиного погляду зрозуміти
множину абсолютно різних фактів і цілеспрямованіше планувати нові
астрономічні дослідження.
623
Короткі висновки
• Астрономія - наука, яка вивчає рух, будову і розвиток небесних тіл і їх
систем. Нагромаджені нею знання застосовують для практичних по-
треб людства.
• Молочний Шлях - це видима на небі срібляста смуга, а наша Галактика -
це просторова зоряна система. Більшість її зір ми бачимо в смузі Мо-
лочного Шляху, але ними вона не вичерпується. До Галактики входять
зорі всіх сузір'їв.
• Світ галактик також різноманітний, як і світ зір. Особливий інтерес
становлять: радіогалактики - стадії, через які проходить кожна галак-
тика в ранній період свого розвитку, квазари - зореподібні джерела ра-
діовипромінювання.
• Всесвіт - безмежний світ, нескінченний у просторі і в часі, являє собою
всю різноманітність форм існування матерії.
• Реальний Всесвіт досить добре описується моделлю розширюваного
Всесвіту.
Розширення Всесвіту свідчить про те, що раніше галактики були в се-
редньому ближче одна до одної, ніж тепер, а близько 10-15 млрд років
тому середня густина матерії у Всесвіті, очевидно, була такою висо-
кою, що речовина в ньому не могла існувати у формі зір і галактик. Був
густий газ, який швидко розширювався; він складався в основному з
водню і гелію. З цього газу потім і утворилися галактики і зорі.
• Доведенням гіпотези гарячого Всесвіту було відкриття в 1965 р. релік-
тового випромінювання.
Запитання для самоконтролю і повторення
1. Що вивчає астрономія? 2. Що називають Галактичним екватором?
3. Яку будову має наша Галактика? 4. Як виникають радіогалактики?
5. Що таке квазари? 6. Як Ви розумієте нескінченність Всесвіту? 7. Що
вивчає космологія? 8. Сформулюйте закон Хаббла. 9. Розкажіть про гі-
потезу гарячого Всесвіту. 10. Що таке реліктове випромінювання?