МіністерствоСільського Господарства Російської Федерації
ФГТУВПО Самарська Державна Сільськогосподарська Академія
ІнститутУправлінських Технологій та Аграрного Ринку
КафедраДМУ
Контрольнаробота
подисципліни В«Астрономія і космонавтикаВ»
Тема:В«Поняття Всесвіту і її моделіВ»
САМАРА2010
Введення
З ранніх часів людина замислювався про пристрій навколишнього його світуяк єдиного цілого. І в кожній культурі воно розумілося і уявлялосяпо-різному. Так, у Вавилоні життя на Землі тісно пов'язували з рухом зірок, ав Китаї ідеї гармонії переносилися на весь Всесвіт.
Розвиток цих уявлень в різних частинах світу йшло по-різному. Алеякщо в Старому Світі накопичені знання і уявлення в цілому нікуди незникли, лише передаючись від однієї цивілізації до іншої, то про Новому Світі такогосказати не можна. Виною тому - колонізація Америки європейцями, нищилабагато пам'ятки давніх культур.
У період Середньовіччя уявлення про світ як про єдиний цілому незазнає суттєвих змін. І тому дві причини. Перша - сильний тискортодоксальних богословів, характерне як для католицької Європи, так і дляісламського світу. Друга - спадщина минулого, коли уявлення про світбудувалися з якихось філософських концепцій. Необхідно було усвідомити, щоастрономія була частиною фізики.
Перший значний поштовх у бік сучасних уявлень проВсесвіту скоїв Коперник. Другий за величиною внесок внесли Кеплер і Ньютон.Але воістину революційні зміни в наших уявленнях про Всесвітвідбуваються лише в XX столітті.
Всесвіт
Всесвіт - фундаментальне поняття астрономії, строго невизначуване, включає в себе весь навколишній світ. На практиці під Всесвітучасто розуміють частину матеріального світу, доступну вивченню природничонауковимиметодами.
Таке визначення містить у собі дві іпостасі: умоглядна,філософська, і щось матеріальне, доступне спостереженнями в даний час абов осяжному майбутньому. Якщо автор розрізняє ці іпостасі, то слідуючи традиції,першу називають Всесвіту, а другу - астрономічної Всесвіту абоМетагалактика (в останній час цей термін практично вийшов звживання).
В історичному плані для позначення В«всього просторуВ»використовувалися різні слова, включаючи еквіваленти і варіанти з різнихмов, такі як В«небесна сфераВ», В«космосВ», В«світВ». Використовувався також термінВ«МакрокосмосВ», хоча він призначений для визначення систем великого масштабу,включаючи їх підсистеми та частини. Аналогічно, слово В«мікрокосмосВ» використовується дляпозначення систем малого масштабу в складі набагато більшої системи, частиноюякої є вихідна система.
Будь-яке дослідження, будь спостереження, будь то спостереження дитини закішкою, фізика - за тим, як розколюється ядро ​​атома, або астронома, провідногоспостереження за далекої-далекої галактикою - все це спостереження за Всесвіті, аякщо бути точним - за окремими її частинами. Ці частини служать предметомвивчення окремих природничих наук, а Всесвіті в максимально великихмасштабах, і навіть Всесвіту як єдиним цілим займаються астрономія ікосмологія.
Етимологія
У російській мові слово Всесвіт є успадкованим із старослов'янськоїмови, де є калькою давньо-грецького слова ойкумена, В«населяти, живуВ»і в першому значенні мало сенс лише населеної частини світу. Російське словоВсесвіт тому родинно іменника В«вселенняВ» і лише співзвучноозначальні займенники В«всеВ». Саме загальне визначення для В«ВсесвітуВ»серед давньогрецьких філософів, починаючи з піфагорійців, було В«П„ОїПЂО±ОЅ В»(Усі), що включало в себе як всю матерію (П„ОїОїО»ОїОЅ), так і весь космос (П„ОїОєОµОЅОїОЅ).
Спостереження
На даний момент основні зусилля астрономів, що працюють вспостережної космології, спрямовані, в основному, в дві області:
-історію розвитку Всесвіту: від ранніх етапів і до наших днів;
-космологічну шкалу відстаней і пов'язане з нею явище розширенняВсесвіту.
Майже вся інформація про Всесвіт, відома на даний момент -Непрямим. Як правило, спочатку робляться якісь припущення, а потім вониперевіряються.
На даний момент лише наступні факти можна вважати твердовстановленими:
- Закон Хаббла з хорошим ступенем линеен до z ~ 0,1;
- Реліктовий фон флуктуірует на масштабах четвертого порядку малості;
- Температура реліктового фону залежить від z;
- Наявність LО±-лісу в спектрах далеких об'єктів (квазарів) з z>6;
- Наявність сильної неоднорідності в розподілі галактик на масштабах<100 Мпк.
Вивчення історії розвитку Всесвіту і її великомасштабної структури
Вкрай важкі завдання - вивчення історії розвитку Всесвіту і проблемавиникнення її великомасштабної структури - одночасно є вкрайважливими для всієї астрофізики в цілому: тільки їхнє рішення може показати вірністьрозуміння процесів, що відбуваються в окремих об'єктах і їх об'єднаннях наданий момент. Трудність даних завдань полягає в тому, що з одного бокунеобхідно так чи інакше спостерігати молоді і тому віддалені об'єкти, в масісвоєї є слабкими, і для цього треба звузити поле телескопа, щобзбільшити співвідношення сигнал/шум; а з іншого - необхідно спостерігати об'єктимасово, щоб виключити ефекти селекції і тому подібні при інтерполяціїрезультатів на весь Всесвіт, для чого необхідно якомога більше поле.
Причина слабкості ж старих об'єктів двояка: для близьких об'єктівстарість в основному означає, що період їх найвищої світності пройдений, іЗараз вони, з різних причин позбувшись основного джерела енергії, можутьсвітити лише завдяки мізерним старим запасам; далекі ж об'єкти ослаблені яксвоєї дальністю, так і тим, що їх спектр разом з вкрай важливою лінієюLО± через розширення Всесвіту зміщується в інфрачервоний діапазон,спостереження в якому пов'язані з великими технічними труднощами.
Є два підходи до вирішення даних проблем:
- Чисто силової: ми підвищуємо якість наших спостережень, досліджуємо всібільш слабкі об'єкти, знімаємо все більш якісні спектри, та/або робимомасові спостереження. Даний підхід дозволяє досягати найкращої на даниймомент точності при відносній простоті реалізації для спостерігача, алевимагає значних ресурсозатрат.
- Більш творчий: із застосуванням різних методик аналізу наявнихданих, отриманих з використанням вже наявних ресурсів.
Зазвичай їх застосовують у зв'язці: за допомогою другого способу намічаютьпроблеми і завдання, які потім вирішуються на якісно новому рівні за допомогоюкращих космічних і наземних телескопів.
Також є проблемою і те, що разом з Всесвіту еволюціонують іоб'єкти, за допомогою яких ведуться дослідження. А значить, необхідно разом здослідженням самого спостережуваного об'єкта необхідно вивчати і метод, за допомогоюякого він досліджується.
Загальні особливості та прийоми
Спостерігати космологічні об'єкти можна різними способами,деякі підходять тільки для одного типу об'єктів, деякі застосовні довсім. Ті, що характерні для всіх, частково прийшли з зоряної астрономії(Такі як метод зоряних підрахунків або порівняння різних ділянок спектра),частково винайдені тільки для потреб космології.
Загальні проблеми найбільш яскравим чином проявляються в галактиках.Класично, серед них виділяють чотири типи: еліптичні, лінзовідние,спіральні і іррегулярні. І ці чотири типи в чому схожі, але також підчому різні. Факторів, що впливають на еволюцію властивостей окремо взятійгалактики - величезна безліч. Все це відбивається на її спектральних та фотометричниххарактеристиках, причому часові масштаби еволюційних процесів - мільйонироків. У підсумку спостереження далеких об'єктів можна співвіднести зі спостереженнямиблизьких галактик і немає простих механізмів екстраполяції того стану донинішньому.
Теоретичні моделі
