11050 (596859), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Согласно современным данным критическая плотность оценивается в 10‾²⁶кг/м (в кубе), а значение средней плотности вещества во Вселенной составляет 3*10‾²⁷ кг/м (в кубе). Следовательно, Вселенная будет расширяться, но современное состояние наблюдений не дает возможность точного определения средней плотности вещества во Вселенной, т.к. неясна скрытая масса вещества, в состав которой могли бы входить нитрино, черные дыры, несветящиеся звезды и другие типы космических объектов, тогда средняя плотность вещества может оказаться выше критической величины и в отдаленном будущем расширение Вселенной сменится ее сжатием.

11. СТРУКТУРА ВСЕЛЕННОЙ

Систем самого высокого порядка – Метагалактика – это доступное наблюдение части Вселенной, она представляет собой систему взаимодействия скоплений галактик, она имеет сетчатую («ячеистую») структуру, т.е. галактики расположены неравномерно, а именно, они образуют ячейки типа пчелиных сот. Вдоль стенок этих ячеек расположены галактики, а внутри – пустота.

Больше всего галактик сосредоточено в узлах (местах пересечения стенок) – насчитываются до 10-ков тысяч отдельных галактик. Но в очень больших масштабах (скопления и сверхскопления галактик) распределение вещества оказывается равномерным, значит если обозревать Вселенную с любой из галактик, то она всюду будет выглядеть практически одинаково.

Скопление галактик – группы галактик, связанных в одну систему, благодаря взаимному гравитационному притяжению, облака скоплений галактик образуют сверхскопления галактик.

Галактики – это гигантские звездные системы, содержащие от нескольких миллионов до многих сотен миллионов звезд, газа, пыли. Они содержат различного рода поля и космические лучи.

По форме различают:

1. эллиптические. Имеют форму кругов или эллипсов с разной степенью сжатия. Количество звезд убывает равномерно от центра.

2. спирали: туманность Андромеды, Млечный путь (наша галактика).

3. неправильные галактики не имеют определенной формы, центральных ядер (Магеллановы облака).

В центрах многих галактик имеется яркое плотное ядро, состоящее в основном из звезд, но в некоторых ядрах наблюдаются активные процессы, связанные с колоссальным выделением энергии. Такие ядра называют радиогалактиками.

В 1963 году обнаружены галактики – источники радиоизлучения, которые назвали квазары, при сравнительно небольших размерах они выделяют колоссальное количество энергии. Это самые удаленные объекты наблюдения во Вселенной. Предполагают, что квазары являются ядрами далеких галактик, находящихся в стадии чрезвычайно сильной активности.

Скопления звезд – это группы звезд, связанных силами тяготения и движущиеся в пространстве как единое целое.

Бывают 2-ух типов:

Шаровые – это массивные объекты правильной сферической формы, содержат десятки, сотни тысяч, и иногда, и миллионы звезд. Это самые старые звезды в галактике – 12-14 млн. лет.

Рассеянные – не имеют правильной формы. Содержат десятки, сотни наиболее крупных тысяч звезд.

Звезды – это громадные раскаленные светящиеся газовые шары – водородно-гелиевые.

В них протекают ядерные реакции и за счет этого звезды постоянно излучают энергию, звезды имеют разную величину – гиганты и сверхгиганты, звезды-карлики. Звезды обладают различными температурами. Соответственно различен цвет звезд. Сравнительно «холодные» звезды – красноватые, а самые горячие – голубоватые, белые.

Большинство звезд в галактике расположены подобно нашей солнечной системе. Звезды возникли из газово-пылевых облаков. Они проходят различные эволюционные циклы жизни и в конечные стадии своей эволюции превращаются в белые, затем в черные карлики, затем в черные дыры и т.д.

12. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В СОВРЕМЕННОЙ НАУЧНОЙ КАРТИНЕ МИРА

В истории науки существовали различные концепции пространства и времени. Их можно разделить на 2:

1. Субстанциональные (Демокрит, Ньютон). Пространство и время рассматриваются как объективные самостоятельные сущности, независящие друг от друга и от характера протекающих в них материальных процессов. Ньютон вводит понятие «абсолютное пространство» и «абсолютное время».

2. Реляционная. Отрицала существование пространства и времени, как абсолютных сущностей. Пространство и время - это особые отношения между объектами и отдельно от них не существуют. Лейбниц считал, что время – это порядок последовательности событий, а пространство – порядок сосуществования тел. Реляционная концепция сложилась после создания теории относительности и неевклидовой геометрии.

Тема 5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

1. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Релятивистская теория создана в 1905 году. В основу этой теории Эйнштейн положил 2 постулата:

1. Принцип относительности (сначала Галилей относительно к механическим процессам). Согласно принципу относительности Галилея все инерциальные системы (движущиеся прямолинейно и равномерно друг относительно друга) равноправны между собой в отношении описания взаимодействий.

Эйнштейн сформулировал обобщенный принцип относительности: в отношении электромагнитных явлений все инерциальные системы координат совершенно равноправны.

1. Принцип постоянства скорости света в вакууме: скорость света в вакууме не зависит от источника движения света или наблюдателя, одинаково во всех системах отсчета и является предельной скоростью распространения.

Постулаты специальной теории относительности находятся в очевидном противоречии с теми представлениями о пространстве и времени, которые сложились в механике Ньютона. В классической механике считалась очевидной абсолютность одновременных событий, происходящих и в одной и в разных точках пространства.

В специальной теории относительности одновременность 2-ух событий, происходящих в разных точках пространства относительна: события одновременные в одной инерциальной системе отсчета не будут одновременными в другой, движущейся относительно первой.

Следствием этого вывода стало признание относительности измерения размеров тел: длина тела, измеренная разными наблюдателями или с разными скоростями должна быть различна, то же самое относится и ко времени, а именно время протекания процесса будет различным, если измерять его с разными скоростями. При приближении к скорости света все процессы в системе замедляются, размеры тел сокращаются.

Вывод: Таким образом, специальная теория относительности установила неразрывную связь между пространством и временем – то есть изменение временных свойств и процессов всегда связано с изменением их пространственных свойств.

Подчеркивая эту связь, немецкий ученый Минковский ввел понятие «пространственно-временного континуума» или «четырехмерного пространства», в котором 3 измерения характеризуют положение, занимаемое предметом в пространстве. 4-ое пространство – это время, когда событие совершается.

2. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

В общей теории относительности было установлено, что метрические свойства зависят от силы гравитационного поля.

Массы вещества создают особое поле тяготения на свойства пространства и времени. Например, было установлено, что на Солнце все происходит медленнее, чем на Земле из-за более высокого гравитационного потенциала на его поверхности.

Вывод: В зависимости от гравитационных масс время замедляется или ускоряется, а пространство искривляется.

Неевклидова геометрия – геометрия искривленного пространства, например, в геометрии Евклида (на плоскости) предполагается, что сумма углов треугольника составляет 180⁰ , поверхность сферы в неевклидовой геометрии называется поверхностью положительной кривизны, а поверхности седла – отрицательной кривизны.

4-хмерное пространство Римана оказалось адекватным явлению гравитации.

С точки зрения общей теории относительности величина поля тяготения в каждой точке пространства зависит от его кривизны, таким образом, движение материальной точки в поле тяготения осуществляется непрямолинейно и равномерно, а по геодезической линии искривленного пространства.

Вывод общей теории относительности: общая теория относительности доказала связь пространства и времени с движущейся материей.

3. ФИЛОСОФСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

1. Исключила из науки понятия абсолютного пространства и времени, как самостоятельных независимых от материи форм существования.

2. Показала зависимость пространственно-временных форм от характера движения и взаимодействия материальных систем, доказав тем самым, что пространство и время – основные формы существования материи.

Сам Эйнштейн, отвечая на вопрос о сути теории относительности, сказал: «Суть такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли и пространство, и время».

4. СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Пространство – форма существования материи, характеризующая ее протяженность, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех материальных системах.

Время – форма существования материи, характеризующая длительность существования всех объектов и последовательность смены состояний всех материальных систем.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА:

1. Объективность пространства и времени заключается в том, что они существуют независимо от сознания.

2. Всеобщность характеризуется тем, что нет и не может быть ни одного события, явления, которые существовали вне пространства и времени.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА:

1. трехмерность;

2. однородность заключается в равноправии всех точек пространства, отсутствия в нем каких-либо выделенных точек.

3. Изотропность – равноправие всех возможных направлений.

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВРЕМЕНИ:

1. Одномерность. Положение объекта во времени описывается одной величиной.

2. Необратимость, т.е. однонаправленность. Время течет из прошлого, через настоящее, в будущее.

3. Однородность заключается в равноправии его моментов. Не существует преимущественной точки отсчета любую можно принимать за начальную.

5. СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ. ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕТИКИ

1. Предмет, структура и этапы развития биологии как науки.

Биология – наука о живом, строении и функционировании живых существ и их сообществ, распространении, происхождении и развитии живых организмов, связи их друг с другом и с неживой природой.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ:

Первые систематические попытки описания животных и растений, сведения об анатомии, физиологии человека и животных сделали мыслители античности (Гиппократ, Аристотель, Голен и др.), но самостоятельной наукой биология стала в 18-19 веках.

1. традиционная – зачатки классификации растительного и животного мира (Бюффон, Линней и др.).

2. эволюционная – утверждение развития.

3. молекулярно-генетическая биология (Мендель).

Биология представляет собой комплекс наук о живой природе. В зависимости от предмета изучения в биологии выделяются микробиология, ботаника, зоология и т.д.

По уровню организации живых объектов выделяют 3 уровня:

1. уровень биологических организмов (морфология, физиология, эмбриология)

2. суборганизменный уровень – исследования организмов на молекулярном уровне: генетика (о наследственности), цитология (строение живых клеток), молекулярная биология изучает микроструктуру живых тканей.

3. уровень надорганизменных образований. Сложно взаимодействующие между собой и окружающей средой (экология – связь живого с окружающей средой, биография, биоценология, др.)

Итак, объектом изучения в биологии является живое.

СВОЙСТВА ЖИВОГО:

1. живые организмы имеют сложную упорядоченную структуру. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах.

2. раздражимость – способность живых организмов целесообразно отвечать на воздействия среды.

3. обмен с окружающей средой энергией и веществом, в результате чего поддерживается уровень упорядоченности организма и его частей, т.е. это открытые системы (см. синергетику).

4. способность к росту, развитию и усложнению, причем развитие живого представлено как индивидуальным развитием (онтогенез), так и историческим, сопровождающимся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни (филогенез).

5. способность к самовоспроизведению, размножению, основано на способности молекул ДНК передавать потомкам наследственную информацию о признаках, свойствах и функциях организма.

6. способность к саморегуляции. Живые организмы способны приспосабливаться к непрерывно изменяющимся условиям среды и интенсивности течения физиологических процессов.

7. все живые организмы устроены из биополимеров – высокомолекулярных природных соединений (белков, нуклеиновых кислот и др.), участвующих во всех процессах жизнедеятельности организма.

Из совокупности этих признаков можно дать следующее определение жизни:

Характеристики

Список файлов книги