Abstrakt: Solsystemets oprindelse. Universets struktur og liv

09.10.2019

Værkets tekst er opslået uden billeder og formler.
Fulde version arbejde er tilgængeligt på fanen "Arbejdsfiler" i PDF-format

Introduktion

Solsystemet blev dannet for omkring 4,6 milliarder år siden. Den består af himmellegemer - disse er stjerner, inklusive Solen, 8 planeter og deres satellitter, samt asteroider og kometer. Planeterne er arrangeret i rækkefølge efter afstand fra Solen som følger: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto. Alle himmellegemer kredser om en massiv stjerne (Solen) i elliptiske (fig. 15) baner.

Solsystemets centrale objekt er Solen, hvortil langt størstedelen af hele systemets masse er koncentreret dens tyngdekraft. Nogle gange er solsystemet opdelt i regioner. Det indre solsystem omfatter de fire jordiske planeter og asteroidebæltet. Ekstern del begynder uden for asteroidebæltet og omfatter fire gasgiganter. Planeter inde i asteroidebæltet kaldes nogle gange indre planeter, mens planeter uden for bæltet kaldes ydre planeter.

En af vigtige spørgsmål relateret til studiet af vores planetsystem- problemet med dets oprindelse. Når man i øjeblikket tester en eller anden hypotese om solsystemets oprindelse, er den i høj grad baseret på data vedr. kemisk sammensætning og alderen for Jordens klipper og andre kroppe i Solsystemet. Løsningen på dette problem har naturvidenskabelig, ideologisk og filosofisk betydning. Vores mål er at etablere kronologien for udviklingen af ideer om solsystemets oprindelse.

Analyse af udviklingen af hypoteser om solsystemets oprindelse

Tid	Personlighed	Personlig historie	Essensen af hypotesen
384 f.Kr e.	Aristoteles (fig. 1)	Oldtidens græske filosof, elev af Platon.	Han argumenterede for, at Jorden er universets centrum.
	Claudius Ptolemæus (fig. 2)	Ptolemæus boede og arbejdede i Alexandria, hvor han udførte astronomiske observationer. Han var astronom, astrolog, matematiker, mekaniker, optiker, musikteoretiker og geograf. Der er ingen referencer til hans liv og aktiviteter i kilderne.	Ptolemæus var den første til at foreslå en model af universet. Ifølge denne model indtager den stationære Jord den centrale position i universet, og Solen, Månen, planeterne og stjernerne kredser omkring den i forskellige sfærer. Hans model blev accepteret af kristne teologer og faktisk kanoniseret – ophøjet til rang af absolutte sandheder.
	Nicolaus Copernicus (fig. 3)	Polsk astronom, matematiker, mekaniker, økonom, renæssancens kanon. Han er bedst kendt som forfatteren til det heliocentriske verdenssystem, som markerede begyndelsen på den første videnskabelige revolution.	Nicolaus Copernicus afviste Claudius Ptolemæus' hypotese og beviste videnskabeligt, at Jorden ikke er universets centrum. Copernicus placerede Solen i centrum og skabte en heliocentrisk model af universet. Kopernikus var bange for kirkens forfølgelse og udgav derfor sit værk kort før sin død. Men kirken forbød officielt hans bog.
	Galileo Galilei (fig. 4)	Italiensk fysiker, mekaniker, astronom, filosof, matematiker, som havde en betydelig indflydelse på sin tids videnskab. Han var den første, der brugte et teleskop til at observere himmellegemer og gjorde en række fremragende astronomiske opdagelser.	Galileo Galilei var tilhænger af Copernicus' lære. Han brugte et teleskop for første gang til at studere stjernehimlen og så, at universet var meget større end hidtil antaget, og at der var satellitter rundt om planeterne, der ligesom planeterne omkring Solen kredsede om deres planeter. Galileo studerede eksperimentelt bevægelseslovene. Men kirken forfulgte videnskabsmanden og stillede ham for retten ved inkvisitionen.
	Giordano Bruno (fig. 5)	Italiensk dominikansk munk, panteistisk filosof og digter, og også anerkendt som en fremragende tænker fra renæssancen.	Giordano Bruno skabte doktrinen om, at stjerner er som Solen, og at planeter også bevæger sig i kredsløb omkring stjerner. Han argumenterede også for, at der er mange beboede verdener i universet, at der ud over mennesker er andre tænkende væsener i universet. Men for dette blev Giordano fordømt af den kristne kirke og brændt på bålet.
	Rene Descartes (fig. 6)	Fransk filosof, matematiker, mekaniker, fysiker og fysiolog, skaberen af analytisk geometri og moderne algebraisk symbolik.	Descartes mente, at universet var fuldstændig fyldt med bevægende stof. Ifølge hans ideer blev solsystemet dannet af en urtåge, som havde form som en skive og bestod af gas og støv. Denne teori har markante ligheder med den teori, der i øjeblikket er accepteret.
	Buffon Georges Louis Leclerc (fig. 7)	Fransk naturforsker, biolog, matematiker, naturforsker og forfatter. I 1970 blev et krater på Månen opkaldt efter Buffon.	I 1745 foreslog Buffon, at stoffet, som planeterne blev dannet af, blev revet væk fra Solen af en eller anden stor komet eller stjerne, der passerede for tæt på. Men hvis Buffon havde ret, ville udseendet af en planet som vores, for eksempel, være en yderst sjælden begivenhed, og sandsynligheden for at finde liv hvor som helst i universet ville blive ubetydelig.
	Immanuel Kant (fig. 8)	Tysk filosof og grundlægger af tysk klassisk filosofi. Kant skrev grundlæggende filosofiske værker, der gav videnskabsmanden ry som en af de fremragende tænkere i det 18. århundrede og havde en enorm indflydelse på den videre udvikling af verdens filosofiske tankegang.	Kendte teorier var matematikeren Laplaces og filosoffen Kants teorier, hvis essens er, at stjerner og planeter blev dannet fra kosmisk støv ved gradvis komprimering af den oprindelige gas-støvtåge. Men hypoteserne fra Kant og Laplace var forskellige. Kant gik ud fra den evolutionære udvikling af en kold støvtåge, hvor den centrale krop først opstod - Solen og derefter planeterne. Men Laplaces hypotese...
	Pierre-Simon Laplace (fig. 9)	Fransk matematiker, mekaniker, fysiker og astronom. Han er kendt for sit arbejde inden for celestial mekanik, en af skaberne af sandsynlighedsteori og Laplace Demon Paradox. Hans navn er inkluderet på listen over de største videnskabsmænd i Frankrig, placeret på første sal i Eiffeltårnet.	Ifølge Laplace blev planeterne dannet tidligere end Solen. Det vil sige, at den oprindelige tåge var gasformig og varm og roterede hurtigt. På grund af centrifugalkræfter i ækvatorialbæltet blev ringene successivt adskilt fra det. Efterfølgende kondenserede disse ringe, og planeter blev dannet (fig. 17).
	James Hopwood-jeans (fig. 10)	Britisk teoretisk fysiker, astronom og matematiker. Givet vigtige bidrag til flere områder af fysikken, bl.a kvanteteori, teorien om termisk stråling og stjerneudvikling.	Jeans-hypotesen er fuldstændig modsat Kant- og Laplace-hypotesen. Hun forklarer dannelsen af solsystemet tilfældigt, idet hun betragter det som et sjældent fænomen. Stoffet, som planeterne senere blev dannet af, blev udstødt fra den ret "gamle" Sol. Takket være tidevandskræfter, der virker fra siden af en indkommende stjerne, som ved et uheld passerede nær Solen, fra kl. overfladelag En gasstråle blev kastet ud fra solen. Denne jet forblev i Solens tyngdekraftsfære. Efterfølgende kondenserede strålen, og der blev dannet planeter. Men hvis Jeans' hypotese var korrekt, så ville der være væsentligt færre planetsystemer i galaksen. Derfor bør Jeans' hypotese forkastes (fig. 16, 19).
			Wolfson antog, at gasstrålen, som planeterne blev dannet af, blev kastet ud fra en løs stjerne af enorm størrelse, der fløj forbi. Beregninger viser, at hvis planetsystemer blev dannet på denne måde, ville der være meget få af dem i galaksen (fig. 19).
	Hannes Olof Gösta Alven (Fig. 12)	Svensk fysiker, plasmafysiker og prisvinder Nobel pris i fysik i 1970 for sit arbejde i teorien om magnetohydrodynamik. I 1934 underviste han i fysik ved Uppsala Universitet og i 1940 blev han professor i teorien om elektromagnetisme og elektriske målinger ved det kgl. teknologisk Institut i Stockholm.	For at redde hypotesen fra Kant og Laplace foreslog Alfven, at Solen havde et meget stærkt elektromagnetisk felt. Tågen omkring Solen bestod af neutrale atomer. Under påvirkning af stråling og kollisioner blev atomerne ioniseret. Og ionerne faldt i fælder fra magnetiske kraftlinjer og blev båret væk efter den roterende sol. Gradvist mistede Solen sin rotationsmomentum og overførte den til gasskyen.
	Otto Yulievich Schmidt (fig. 13)	Sovjetisk matematiker, geograf, geofysiker, astronom. En af grundlæggerne og chefredaktøren af Great Soviet Encyclopedia. Fra 28. februar 1939 til 24. marts 1942 var han vicepræsident for USSR Academy of Sciences.	I 1944 foreslog Schmidt en hypotese, hvorefter planetsystemet blev dannet af stof fanget fra en gas-støvtåge, som Solen engang passerede igennem, som allerede dengang havde et næsten "moderne" udseende. Der er ingen vanskeligheder med moment i denne hypotese (fig. 18, 20).
	Littleton Raymond Arthur (fig. 14)		Fra 1961 blev Schmidts hypotese udviklet af den engelske kosmogonist Littleton. Det skal bemærkes: For at Solen kan fange en tilstrækkelig stor mængde stof, skal dens hastighed i forhold til tågen være meget lille, i størrelsesordenen hundrede meter i sekundet. Simpelthen burde Solen sidde fast i denne sky og bevæge sig med den. I denne hypotese er dannelsen af planeter ikke forbundet med processen med stjernedannelse.

Konklusion

Så vi er nået til afslutningen på projektet. Processen med dannelse af solsystemet kan ikke betragtes som grundigt undersøgt. Oprindelsen af solsystemet, dannelsen af galakser og fremkomsten af universet er stadig langt fra fuldstændige. Faktum er, at forskere observerer et stort antal stjerner, der er på forskellige stadier af udviklingen. Solsystemet og dets oprindelse studeres i mange institutioner rundt om i verden. Dette emne får en vigtig plads i livet.

Fra projektet kan der skelnes mellem to teorier om solsystemets oprindelse og universet som helhed. Den første handler om Big Bang-teorien, og den anden er, at stof, energi, rum og tid altid har eksisteret.

Vi har alle ret til at tro, at der er andre planeter, hvorpå liv, inklusive intelligent liv, kan eksistere. I begyndelsen af projektet sagde vi, at vores mål var at etablere en kronologi over udviklingen af ideer om solsystemets oprindelse. Og nu kan vi med tillid sige, at vores mål er nået.

Bibliografi

Agekyan T.A. Stjerner, galakser, metagalakse. - M.: Nauka, 1970.

Weinberg S. De første tre minutter. Et moderne syn på universets oprindelse (oversat fra engelsk af Ya. Zeldovich). - M.: Energoizdat, 1981.

Gorelov A.A. Begreber af moderne naturvidenskab. - M.: Center, 1997.

Kaplan S.A. Stjerners fysik. - M.: "Science", 1970.

Ksanfomality L.V. Planeter genopdaget. - M.: Nauka, 1978.

Novikov I.D. Universets udvikling. - M.: Nauka, 1983.

Osipov Yu.S. Gravitationsfangst // Quark. - 1985. - Nr. 5.

Rege T. Skitser om universet. - M.: Mir, 1985.

Filippov E.M. Univers, Jord, liv. - Kiev: "Naukova Dumka", 1983.

Shklovsky I.S. Univers, liv, sind. - M.: Videnskab, 1980

http://mirznanii.com/a/183/proiskhozhdenie-solnechnoy-sistemy 1

http://ukhtoma.ru/universe8.htm 2

https://ru.wikipedia.org 3

4. 5. 6. 7. 8. 9.

1 En stjerne passerer ved siden af Solen og trækker stof ud af den (fig. A og B); planeter dannes

fra dette materiale (fig. C)

Historie

Solsystemet og dets oprindelse

Introduktion

jordisk solplanet

Solsystemet består af et centralt himmellegeme - Solens stjerne, 9 store planeter, der kredser omkring den, deres satellitter, mange små planeter - asteroider, talrige kometer og det interplanetariske medium. Store planeter er arrangeret i rækkefølge efter afstand fra Solen som følger: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto. Et af de vigtige spørgsmål relateret til studiet af vores planetsystem er problemet med dets oprindelse. Løsningen på dette problem har naturvidenskabelig, ideologisk og filosofisk betydning. I århundreder og endda årtusinder har videnskabsmænd forsøgt at finde ud af universets fortid, nutid og fremtid, inklusive solsystemet.

Varestuderer dette værk: Solsystemet, dets oprindelse.

Målet med arbejdet:undersøgelse af strukturen og funktionerne i solsystemet, karakterisering af dets oprindelse.

Jobmål:overvej mulige hypoteser for solsystemets oprindelse, karakteriser solsystemets objekter, overvej solsystemets struktur.

Arbejdets relevans:det menes i øjeblikket, at solsystemet er ret godt undersøgt og blottet for alvorlige hemmeligheder. Men der er endnu ikke skabt grene af fysikken, der gør det muligt at beskrive de processer, der opstår umiddelbart efter Big Bang, intet kan siges om årsagerne, der gav anledning til det, og der er fuldstændig usikkerhed om mørkt stofs fysiske natur. Solsystemet er vores hjem, så det er nødvendigt at være interesseret i dets struktur, dets historie og udsigter.

1. Solsystemets oprindelse

.1 Hypoteser om solsystemets oprindelse

Videnskabshistorien kender mange hypoteser om solsystemets oprindelse. Disse hypoteser dukkede op, før mange vigtige mønstre i solsystemet blev kendt. Betydningen af de første hypoteser er, at de forsøgte at forklare himmellegemernes oprindelse som et resultat naturlig proces, og ikke en handling af guddommelig skabelse. Derudover indeholdt nogle tidlige hypoteser korrekte ideer om oprindelsen af himmellegemer.

I vores tid er der to vigtigste videnskabelige teorier om universets oprindelse. Ifølge steady state-teorien har stof, energi, rum og tid altid eksisteret. Men spørgsmålet melder sig straks: hvorfor er ingen nu i stand til at skabe stof og energi?

Den mest populære teori om universets oprindelse, støttet af de fleste teoretikere, er big bang-teorien.

Big Bang-teorien blev foreslået i 20'erne af det 20. århundrede af forskerne Friedman og Lemaitre. Ifølge denne teori var vores univers engang en uendelig lille klump, supertæt og opvarmet til meget høje temperaturer. Denne ustabile formation eksploderede pludselig, rummet udvidede sig hurtigt, og temperaturen på de flyvende højenergipartikler begyndte at falde. Efter omkring den første million år blev brint- og heliumatomerne stabile. Under påvirkning af tyngdekraften begyndte stofskyer at koncentrere sig. Som et resultat blev galakser, stjerner og andre himmellegemer dannet. Stjernerne ældes, supernovaer eksploderede, hvorefter tungere grundstoffer dukkede op. De dannede stjerner af en senere generation, såsom vores sol. Som bevis på, at en stor eksplosion fandt sted på et tidspunkt, taler de om det røde skift af lys fra objekter placeret på lange afstande og mikrobølgebaggrundsstråling.

Faktisk er det stadig et alvorligt problem at forklare, hvordan og hvor det hele startede. Eller der var intet, hvorfra alt kunne begynde - intet vakuum, intet støv, ingen tid. Eller noget eksisterede, i så fald kræver det en forklaring.

Et stort problem med big bang-teorien er, hvordan den formodede primordiale højenergistråling spredte sig ind i forskellige sider, kunne kombineres til strukturer som stjerner, galakser og galaksehobe. Denne teori antager tilstedeværelsen af yderligere massekilder, der giver de tilsvarende værdier af den tiltrækkende kraft. Den sag, der aldrig blev opdaget, blev kaldt koldt mørkt stof. For at galakser kan dannes, skal sådant stof udgøre 95-99% af universet.

Kant udviklede en hypotese, hvorefter det kosmiske rum i begyndelsen var fyldt med stof i en tilstand af kaos. Under indflydelse af tiltrækning og frastødning ændrede stof sig over tid til mere forskelligartede former. Grundstoffer med høj tæthed, ifølge loven universel tyngdekraft tiltrak mindre tætte, som et resultat af hvilke separate klumper af stof dannede. Under påvirkning af frastødende kræfter blev den retlinede bevægelse af partikler mod tyngdepunktet erstattet af en cirkulær. Som et resultat af kollisionen af partikler omkring individuelle klumper blev planetsystemer dannet.

En helt anden hypotese om planeternes oprindelse blev præsenteret af Laplace. På et tidligt stadium af sin udvikling var Solen en enorm, langsomt roterende tåge. Under påvirkning af tyngdekraften trak proto-solen sig sammen og fik en oblate form. Så snart tyngdekraften ved ækvator var afbalanceret af inertiens centrifugalkraft, blev en kæmpe ring adskilt fra proto-solen, som afkølede og brød i separate klumper. Ud fra dem blev planeterne dannet. Denne ringadskillelse fandt sted flere gange. Planeternes satellitter blev dannet på lignende måde. Laplaces hypotese var ikke i stand til at forklare omfordelingen af momentum mellem Solen og planeterne. For denne og andre hypoteser, ifølge hvilke planeter er dannet af varm gas, er anstødsstenen følgende: en planet kan ikke dannes af varm gas, da denne gas udvider sig meget hurtigt og forsvinder i rummet.

Stor rolle Vores landsmand Schmidts værker spillede en rolle i udviklingen af syn på planetsystemets oprindelse. Hans teori er baseret på to antagelser: planeterne dannet af en kold sky af gas og støv; denne sky blev fanget af Solen, da den kredsede om galaksens centrum. Ud fra disse antagelser var det muligt at forklare nogle mønstre i solsystemets struktur - planeternes fordeling efter afstand fra Solen, rotation mv.

Der var mange hypoteser, men mens hver af dem forklarede en del af forskningen godt, forklarede den ikke den anden del. Når man udvikler en kosmogonisk hypotese, er det først nødvendigt at løse spørgsmålet: hvor kom stoffet, hvorfra planeterne til sidst blev dannet, fra? Der er tre mulige muligheder her:

1.Planeter er dannet af den samme gas- og støvsky som Solen (I. Kant).

2.Skyen, som planeterne blev dannet af, fanges af Solen under dens omdrejning omkring galaksens centrum (O.Yu. Schmidt).

3.Denne sky adskilte sig fra Solen under dens udvikling (P. Laplace, D. Jeans osv.)

1.2 Teori om jordens oprindelse

Processen med dannelse af planeten Jorden, som enhver af planeterne, havde sine egne karakteristika. Jorden blev født omkring 5 109år siden i en afstand af 1 a. e. fra solen. For cirka 4,6-3,9 milliarder år siden blev det intensivt bombarderet med interplanetarisk affald og meteoritter, da de faldt til Jorden, blev deres stof opvarmet og knust. Det primære stof blev komprimeret under påvirkning af tyngdekraften og tog form af en kugle, hvis dybder blev varmet op. Blandingsprocesser fandt sted, kemiske reaktioner fandt sted, lettere silikatsten blev presset ud fra dybet til overfladen og dannede jordskorpen, mens tungere blev inde. Opvarmningen blev ledsaget af voldsom vulkansk aktivitet, dampe og gasser brød ud. Til at begynde med havde de jordiske planeter ikke atmosfærer, som Merkur og Månen. Aktiveringen af processer på Solen forårsagede en stigning i vulkansk aktivitet, hydrosfæren og atmosfæren blev født fra magma, skyer dukkede op, og vanddamp kondenserede i havene.

Dannelsen af oceaner er ikke stoppet på Jorden den dag i dag, selvom det ikke længere er en intensiv proces. Jordskorpen fornyes, vulkaner udsender enorme mængder kuldioxid og vanddamp til atmosfæren. Jordens primære atmosfære bestod hovedsageligt af CO 2. En skarp ændring i atmosfærens sammensætning fandt sted for cirka 2 milliarder år siden, den er forbundet med skabelsen af hydrosfæren og livets oprindelse. Kulholdige planter optog det meste af CO 2og mættede atmosfæren med O 2. I løbet af de sidste 200 millioner år er sammensætningen af jordens atmosfære stort set uændret. Indskud beviser dette kul og tykke lag af carbonataflejringer i sedimentære bjergarter. De indeholder store mængder kulstof, som tidligere var en del af atmosfæren i form af CO2 og CO.

Jordens eksistens er opdelt i 2 perioder: tidlig historie og geologisk historie.

I. Tidlig Jordhistorie er opdelt i tre faser: fødselsfasen, smeltefasen af den ydre sfære og den primære skorpefase (månefasen).

Fødselsfase varede 100 millioner år. Under fødselsfasen erhvervede Jorden cirka 95% af sin nuværende masse.

Smeltefasen går tilbage til 4,6-4,2 milliarder år siden. Jorden forblev et koldt kosmisk legeme i lang tid, først i slutningen af denne fase, da intensivt bombardement af store genstande begyndte, skete der stærk opvarmning og derefter fuldstændig smeltning af stoffet i den ydre zone og den indre zone af planeten. Fasen med gravitationsdifferentiering af stof begyndte: tunge kemiske grundstoffer gik ned, lette gik op. Derfor blev tunge kemiske elementer (jern, nikkel osv.) i processen med differentiering af stof koncentreret i jordens centrum, hvorfra kernen blev dannet, og jordens kappe opstod fra lettere forbindelser. Silicium blev grundlaget for dannelsen af kontinenter, og det letteste kemiske forbindelser dannede jordens oceaner og atmosfære. Jordens atmosfære indeholdt i starten en masse brint, helium og brintholdige forbindelser som metan, ammoniak og vanddamp.

Månefasen varede 400 millioner år fra 4,2 til 3,8 milliarder år siden. I dette tilfælde førte afkølingen af det smeltede stof i jordens ydre sfære til dannelsen af en tynd primær skorpe. Samtidig fandt dannelsen af kontinentalskorpens granitlag sted. Kontinenterne er sammensat af sten, der indeholder 65-70% silica og betydelige mængder kalium og natrium. Havbunden er beklædt med basalt - klipper, der indeholder 45-50% Si0 2 og rig på magnesium og jern. Kontinenter er bygget med mindre tæt materiale end havbundene.

II. Geologisk historie - dette er udviklingsperioden for Jorden som en planet som helhed, især dens skorpe og naturlige miljø. Efter afkøling af jordoverfladen til en temperatur under 100°C dannedes der en enorm masse flydende vand på den, som ikke var en simpel ophobning af ubevægeligt vand, men var i en aktiv global cirkulation. Jorden har den største masse af de terrestriske planeter og har derfor den største indre energi - radiogen, gravitationel.

På grund af drivhuseffekten stiger overfladetemperaturen, i stedet for -23°C blev den +15°C. Hvis dette ikke var sket, ville flydende vand i det naturlige miljø ikke være 95% af den samlede mængde i hydrosfæren, men mange gange mindre.

Solen forsyner Jorden med den varme, der er nødvendig for at holde dens temperatur i et passende område. Man skal huske på, at en lille ændring på blot et par procent i mængden af varme, Jorden modtager fra Solen, vil føre til store ændringer i Jordens klima. Jordens atmosfære spiller en ekstremt vigtig rolle for at holde temperaturen inden for acceptable grænser. Det fungerer som et tæppe, der forhindrer, at temperaturen stiger for meget i løbet af dagen, og at temperaturen falder for meget om natten.

2. Sammensætning af solsystemet og dets funktioner

.1 Solsystemets struktur

De vigtigste mønstre observeret i solsystemets struktur, bevægelse og egenskaber:

Banerne for alle planeter (undtagen Plutos kredsløb) ligger praktisk talt i samme plan, næsten sammenfaldende med solækvatorplanet.
Alle planeter kredser omkring Solen i næsten cirkulære baner i samme retning, der falder sammen med Solens rotationsretning omkring dens akse.
Planeternes aksiale rotationsretning (med undtagelse af Venus og Uranus) falder sammen med retningen for deres omdrejning omkring Solen.
Planeternes samlede masse er 750 gange mindre end Solens masse (næsten 99,9 % af Solsystemets masse falder på Solen), men de tegner sig for 98 % af hele solsystemets samlede vinkelmomentum.
Planeterne er opdelt i to grupper, som adskiller sig markant i struktur og fysiske egenskaber – terrestriske planeter og kæmpeplaneter.

Hoveddelen af solsystemet består af planeter.

De planeter, der er tættest på Solen (Merkur, Venus, Jorden, Mars) er meget forskellige fra de næste fire. De kaldes planeter jordtype, da de ligesom Jorden består af faste sten. Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun kaldes kæmpeplaneter og består hovedsageligt af brint.

Ceres er navnet på den største asteroide med en diameter på omkring 1000 km.

Disse er blokke med diametre, der ikke overstiger flere kilometer i størrelse. De fleste asteroider kredser om Solen i det brede "asteroidebælte", der ligger mellem Mars og Jupiter. Nogle asteroiders kredsløb strækker sig langt ud over dette bælte og kommer nogle gange tæt på Jorden.

Disse asteroider kan ikke ses med det blotte øje, fordi deres størrelse er for små, og de er meget langt væk fra os. Men andet affald - såsom kometer - kan være synligt på nattehimlen på grund af deres klare glans.

Kometer er himmellegemer, der er sammensat af is, faste partikler og støv. Det meste af tiden bevæger kometen sig langt ude i vores solsystem og er usynlig for det menneskelige øje, men når den nærmer sig Solen, begynder den at gløde. Dette sker under påvirkning af solvarme.

Meteoritter er store meteoroidlegemer, der når jordens overflade. På grund af kollisionen af enorme meteoritter med Jorden i en fjern fortid, blev der dannet enorme kratere på dens overflade. Næsten en million tons meteoritstøv sætter sig på Jorden hvert år.

2.2 Terrestriske planeter

Til nummeret generelle mønstre udviklingen af de terrestriske planeter omfatter følgende:

.Alle planeter opstod fra en enkelt gas- og støvsky (tåge).

For cirka 4,5 milliarder år siden, under påvirkning af hurtig ophobning af termisk energi, gennemgik planeternes ydre skal fuldstændig smeltning.
Som et resultat af afkølingen af de ydre lag af litosfæren blev der dannet en skorpe. På det tidlige stadie af eksistensen af planeter skete differentiering af deres stof til en kerne, kappe og skorpe.
Det ydre område af planeterne udviklede sig individuelt. Den vigtigste betingelse her er tilstedeværelsen eller fraværet af en atmosfære og hydrosfære på planeten.

Merkur er den planet, der er tættest på Solen solsystem. Afstanden fra Merkur til Solen er kun 58 millioner km. Merkur er en lysende stjerne, men det er ikke så let at se den på himlen. Da vi er tæt på Solen, er Merkur altid synlig for os ikke langt fra solskiven. Derfor kan den kun ses på de dage, hvor den bevæger sig væk fra Solen på dens største afstand. Det blev fastslået, at Kviksølv har en meget sjælden gasskal, der hovedsageligt består af helium. Denne atmosfære er i dynamisk ligevægt: hvert heliumatom forbliver i det i omkring 200 dage, hvorefter det forlader planeten, og en anden partikel fra solvindens plasma indtager dens plads. Merkur er meget tættere på Solen end Jorden. Derfor skinner Solen på den og varmer 7 gange stærkere end vores. På dagsiden af Merkur er det frygteligt varmt, temperaturen der stiger til 400 OM over nul. Men på natsiden er der altid hård frost, som nok når op på 200 OM under nul. Den ene halvdel er en varm klippeørken, og den anden halvdel er en iskold ørken dækket af frosne gasser.

Venus er den næstnærmeste planet til Solen, næsten samme størrelse som Jorden, og dens masse er mere end 80 % af Jordens masse. Af disse grunde kaldes Venus for Jordens tvilling eller søster. Imidlertid er overfladen og atmosfæren på disse to planeter helt forskellige. På Jorden er der floder, søer, oceaner og atmosfæren, som vi indånder. Venus er en brændende varm planet med en tyk atmosfære, der ville være dødelig for mennesker. Venus modtager mere end to gange mere lys og varme fra Solen end Jorden på skyggesiden, Venus er domineret af frost på mere end 20 minusgrader, da folk ikke kommer hertil; solstråler. Planeten har en meget tæt, dyb og overskyet atmosfære, hvilket gør det umuligt at se planetens overflade. Planeten har ingen satellitter. Temperaturen er omkring 750 K over hele overfladen både dag og nat. Årsagen til en så høj temperatur ved overfladen af Venus er Drivhuseffekt: Solens stråler passerer let gennem atmosfærens skyer og opvarmer planetens overflade, men termisk infrarød stråling selve overfladen kommer ud gennem atmosfæren tilbage i rummet med stort besvær. Atmosfæren på Venus består hovedsageligt af carbondioxid(CO 2) - 97%. Salt- og flussyre blev fundet i form af små urenheder. I løbet af dagen er planetens overflade oplyst af diffust sollys med omtrent samme intensitet som på en overskyet dag på Jorden. Der er set meget lyn på Venus om natten. Venus er dækket hårde sten. Varm lava cirkulerer under dem og forårsager spændinger i det tynde overfladelag. Lava bryder konstant ud fra huller og sprækker i fast bjergart.

På overfladen af Venus blev der opdaget sten rig på kalium, uran og thorium, som under terrestriske forhold svarer til sammensætningen af sekundære vulkanske sten. Således viste overfladeklipperne på Venus sig at være de samme som dem på Månen, Merkur og Mars, udbrudte magmatiske bjergarter af grundlæggende sammensætning.

OM indre struktur Lidt er kendt om Venus. Det har sandsynligvis en metalkerne, der optager 50% af radius. Men planeten har ikke et magnetfelt på grund af dens meget langsomme rotation.

Jorden er den tredje planet fra Solen i solsystemet. Jordens form er tæt på en ellipsoide, fladtrykt ved polerne og strakt i ækvatorial zone. Jordens overfladeareal 510,2 millioner km ², hvoraf cirka 70,8% forekommer i Verdenshavet. Land udgør henholdsvis 29,2 % og udgør seks kontinenter og øer. Bjerge optager over 1/3 af jordoverfladen.

Takket være sine unikke forhold blev Jorden stedet, hvor organisk liv opstod og udviklede sig. For omkring 3,5 milliarder år siden opstod der gunstige forhold for livets fremkomst. Homo sapiens(Homo sapiens) dukkede op som art for omkring en halv million år siden.

Omdrejningsperioden omkring Solen er 365 dage, med daglig rotation - 23 timer 56 minutter. Jordens rotationsakse er placeret i en vinkel på 66,5º .

Jordens atmosfære består af 78 % nitrogen og 21 % ilt. Vores planet er omgivet af en enorm atmosfære. Alt efter temperatur kan atmosfærens sammensætning og fysiske egenskaber opdeles i forskellige lag. Troposfæren er det område, der ligger mellem jordens overflade og en højde på 11 km. Dette er et ret tykt og tæt lag, der indeholder det meste af vanddampen i luften. Næsten alt foregår i den atmosfæriske fænomener, som er af direkte interesse for Jordens indbyggere. Troposfæren indeholder skyer, nedbør mv. Laget, der adskiller troposfæren fra det næste atmosfæriske lag, stratosfæren, kaldes tropopausen. Dette er et område med meget lave temperaturer.

Månen er Jordens naturlige satellit og det tætteste himmellegeme på os. Den gennemsnitlige afstand til Månen er 384.000 kilometer, Månens diameter er omkring 3.476 km. Månens overflade, der ikke er beskyttet af atmosfæren, opvarmes til +110 C i løbet af dagen og afkøles til -120 ° C om natten. Månens oprindelse er genstand for en række hypoteser. En af dem er baseret på teorierne fra Jeans og Lyapunov - Jorden roterede meget hurtigt og smed en del af sit stof, den anden - på Jordens fangst af et forbipasserende himmellegeme. Den mest plausible hypotese er, at Jorden kolliderede med en planet, hvis masse svarer til massen af Mars, som opstod i en høj vinkel, som et resultat af hvilken en enorm ring af affald blev dannet, som dannede grundlaget for Månen. Det blev dannet nær Solen på grund af de tidligste præmetalliske kondensater ved høje temperaturer.

Mars er den fjerde planet i solsystemet. I diameter er det næsten halvt så stort som Jorden og Venus. Den gennemsnitlige afstand fra Solen er 1,52 AU. Den har to satellitter - Phobos og Deimos.

Planeten er indhyllet i en gasformig skal – en atmosfære, der har en lavere tæthed end jordens. Dens sammensætning ligner Venus atmosfære og indeholder 95,3% kuldioxid blandet med 2,7% nitrogen.

Gennemsnitstemperaturen på Mars er betydeligt lavere end på Jorden, omkring -40° C. Under de mest gunstige forhold om sommeren, på daghalvdelen af planeten, varmes luften op til 20° C. Men på en vinternat, frost kan nå -125° C. Sådanne pludselige temperaturændringer skyldes, at Mars' tynde atmosfære ikke er i stand til at holde på varmen i lang tid. Stærke vinde blæser over planetens overflade, hvis hastighed når 100 m/s.

Der er meget lidt vanddamp i atmosfæren på Mars, men lavt tryk og temperatur er den i en tilstand tæt på mætning og samler sig ofte i skyer. Marshimlen i klart vejr har en lyserød farve, som forklares ved spredningen af sollys på støvpartikler og oplysningen af disen af planetens orange overflade.

Mars' overflade ligner ved første øjekast månen. Men i virkeligheden er dens relief meget forskelligartet. I løbet af Mars' lange geologiske historie er dens overflade blevet ændret af vulkanudbrud.

.3 Kæmpeplaneter

Kæmpeplaneterne er de fire planeter i solsystemet: Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun. Disse planeter, som har en række lignende fysiske egenskaber, kaldes også ydre planeter.

I modsætning til de jordiske planeter er de alle gasplaneter og har betydeligt store størrelser og masser, lavere tætheder, kraftige atmosfærer, hurtig rotation, såvel som ringe (mens jordiske planeter ikke har dem) og et stort antal satellitter.

Kæmpeplaneterne roterer meget hurtigt om deres akser; Det tager Jupiter mindre end 10 timer at gennemføre en omdrejning. Desuden roterer de gigantiske planeters ækvatorialzoner hurtigere end de polære.

Kæmpeplaneterne er langt fra Solen, og uanset årstidernes karakter er der altid lave temperaturer på dem. Der er ingen årstider overhovedet på Jupiter, da denne planets akse er næsten vinkelret på planet for dens bane.

De gigantiske planeter er forskellige et stort antal satellitter; Jupiter har indtil videre fundet 16 af dem, Saturn - 17, Uranus - 16, og kun Neptun - 8. Et bemærkelsesværdigt træk ved de gigantiske planeter er ringene, som er åbne ikke kun på Saturn, men også på Jupiter, Uranus og Neptun .

Nøglefunktion Kæmpeplaneternes struktur er, at disse planeter ikke har faste overflader, da de hovedsageligt består af brint og helium. I øverste lag I brint-helium-atmosfæren i Jupiter findes kemiske forbindelser, kulbrinter (ethan, acetylen) samt forskellige forbindelser, der indeholder fosfor og svovl, farver detaljerne i atmosfæren i rød-brun og gule farver. I deres kemiske sammensætning adskiller de gigantiske planeter sig således kraftigt fra de jordiske planeter.

I modsætning til de terrestriske planeter, som har en skorpe, kappe og kerne, passerer den gasformige brint, der er en del af atmosfæren, på Jupiter ind i væsken og derefter ind i den faste (metalliske) fase. Forekomsten af sådanne usædvanlige aggregerede brinttilstande er forbundet med en kraftig stigning i trykket, når man dykker ned i dybden.

Kæmpeplaneterne står for 99,5 % af solsystemets samlede masse (ekskl. Solen). Af de fire gigantiske planeter er den bedst studerede Jupiter, den største og nærmeste planet i denne gruppe til Solen. Det er 11 gange større end 3 Jorden i diameter og 300 gange større i masse. Perioden for dens revolution omkring Solen er næsten 12 år.

Da de gigantiske planeter er meget langt fra Solen, er deres temperatur (iht i det mindste over deres skyer) er meget lav: på Jupiter - 145°C, på Saturn - 180°C, på Uranus og Neptun endnu lavere.

Den gennemsnitlige tæthed af Jupiter er 1,3 g/cm3, Uranus er 1,5 g/cm3, Neptun er 1,7 g/cm3, og Saturn er endda 0,7 g/cm3, det vil sige mindre end tætheden af vand. Lav tæthed og overflod af brint adskiller gigantiske planeter fra resten.

Den eneste formation af sin art i solsystemet er en flad ring flere kilometer tyk omkring Saturn. Det er placeret i planet for planetens ækvator, som hælder 27° til planet for sin bane. Derfor er ringen i løbet af Saturns 30-årige omdrejning omkring Solen synlig for os enten helt åben eller helt på kanten, når den kun kan ses som en tynd linje i store teleskoper. Bredden af denne ring er sådan, at hvis den var solid, kunne den rulle jorden.

Konklusion

Der er således to teorier om universets oprindelse: teorien om en stabil tilstand, ifølge hvilken stof, energi, rum og tid altid har eksisteret, og teorien om Big Bang, som siger, at universet, som optræder at være en uendelig varm klat, pludselig eksploderede, hvilket resulterede i fremkomsten af skyer, hvorfra galakser efterfølgende dukkede op.

Tre synspunkter på planetdannelsesprocessen er blevet udbredt: 1) planeterne blev dannet af den samme gas- og støvsky som Solen (I. Kant); 2) skyen, hvorfra planeterne blev dannet, fanges af Solen under dens omdrejning omkring galaksens centrum (O.Yu. Shmidt); 3) denne sky adskilte sig fra Solen under dens udvikling
(P. Laplace, D. Jeans osv.). Jordens eksistens er opdelt i 2 perioder: tidlig historie og geologisk historie. Jordens tidlige historie er repræsenteret af sådanne udviklingsstadier som: fødselsfasen, smeltefasen af den ydre sfære og den primære skorpefase (månefasen). Geologisk historie - dette er udviklingsperioden for Jorden som en planet som helhed, især dens skorpe og naturlige miljø. Jordens geologiske historie er karakteriseret ved atmosfærens fremkomst og overgangen af vanddamp til flydende vand; udviklingen af biosfæren er en udviklingsproces organisk verden, startende med de enkleste celler i den arkæiske periode og slutter med fremkomsten af pattedyr i den cenozoiske periode.

Processen med jordens fødsel havde sine egne karakteristika. For cirka 4,6-3,9 milliarder år siden blev den intensivt bombarderet med interplanetarisk affald og meteoritter. Det primære stof blev komprimeret under påvirkning af tyngdekraften og tog form af en kugle, hvis dybder blev varmet op.

Blandingsprocesser fandt sted, kemiske reaktioner fandt sted, lettere sten blev presset ud fra dybet til overfladen og dannede jordskorpen, tunge sten forblev indeni. Opvarmningen blev ledsaget af voldsom vulkansk aktivitet, dampe og gasser brød ud.

Planeterne er placeret i følgende rækkefølge fra Solen: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto.

Terrestriske planeter har en solid skal, i modsætning til gigantiske planeter, som har en gasformig skal. Kæmpeplaneterne er flere gange større end de terrestriske planeter. Kæmpeplaneter har en lav gennemsnitlig tæthed sammenlignet med andre planeter. Terrestriske planeter har en skorpe, kappe og kerne, mens på Jupiter passerer den gasformige brint, der indgår i atmosfæren, først ind i væsken og derefter ind i den faste metalliske fase. Forekomsten af sådanne aggregerede brinttilstande er forbundet med en kraftig stigning i tryk, når man dykker ned i dybden. Kæmpeplaneter har også kraftfulde atmosfærer og ringe.

Bibliografi

1.Gromov A.N. Fantastisk solsystem. M.: Eksmo, 2012. -470 s. Med. 12-15, 239-241, 252-254, 267-270.

2.Guseikhanov M.K. Begreber om moderne naturvidenskab: Lærebog. M.: "Dashkov og Co", 2007. - 540 s. Med. 309, 310-312, 317-319, 315-316.

.Dubnischeva T.Ya. Begreber om moderne naturvidenskab: en lærebog for universitetsstuderende. M.: "Akademiet", 2006. - 608 s. Med. 379, 380

.Karakteristika for gigantiske planeter: #"justify">. Solsystemets struktur: http://o-planete.ru/zemlya-i-vselennaya/stroenie-solnetchnoy-sistem.html

Vejledning

Har du brug for hjælp til at studere et emne?

Vores specialister rådgiver eller yder vejledningstjenester om emner, der interesserer dig.
Send din ansøgning med angivelse af emnet lige nu for at finde ud af om muligheden for at få en konsultation.

Kants teori

I mange århundreder forblev spørgsmålet om jordens oprindelse filosoffers monopol, da faktuelt materiale på dette område næsten var fuldstændig fraværende. De første videnskabelige hypoteser vedrørende Jordens og solsystemets oprindelse, baseret på astronomiske observationer, blev først fremsat i det 18. århundrede. Siden da er flere og flere nye teorier ikke holdt op med at dukke op, svarende til væksten i vores kosmogoniske ideer. Den første i denne serie var den berømte teori formuleret i 1755 af den tyske filosof Immanuel Kant. Kant mente, at solsystemet opstod fra noget urstof, der tidligere var frit spredt i rummet. Partikler af dette stof flyttede til forskellige retninger og ved at kollidere med hinanden mistede farten. Den tungeste og tætteste af dem, under påvirkning af tyngdekraften, forbundet med hinanden og danner en central klump - Solen, som igen tiltrak fjernere, små og lette partikler.

Der opstod således et vist antal roterende kroppe, hvis baner krydsede hinanden. Nogle af disse kroppe, der oprindeligt bevægede sig i modsatte retninger, blev til sidst trukket ind i en enkelt strøm og dannede ringe af gasformigt stof, placeret omtrent i samme plan og roterende rundt om Solen i samme retning uden at forstyrre hinanden. Mere tætte kerner dannet i individuelle ringe, hvortil lettere partikler gradvist blev tiltrukket, og dannede sfæriske ophobninger af stof; Sådan blev planeterne dannet, som fortsatte med at kredse om Solen i samme plan som de oprindelige ringe af gasformigt stof.

Nebular teori om Laplace

I 1796 fremsatte den franske matematiker og astronom Pierre-Simon Laplace en teori, der var noget anderledes end den foregående. Laplace mente, at Solen oprindeligt eksisterede i form af en enorm varm gaståge (tåge) med ubetydelig tæthed, men af kolossal størrelse. Denne tåge roterede ifølge Laplace oprindeligt langsomt i rummet. Under påvirkning af gravitationskræfter trak tågen sig gradvist sammen, og hastigheden på dens rotation steg. Den resulterende centrifugalkraft steg og gav tågen en fladtrykt og derefter en linseformet form. I tågens ækvatorialplan ændrede forholdet sig mellem tiltrækning og centrifugalkraft til fordel for denne sidstnævnte, således at massen af stof, der akkumuleredes i tågens ækvatoriale zone, til sidst adskilte sig fra resten af kroppen og dannede en ring. Fra tågen, der fortsatte med at rotere, blev der successivt adskilt flere og flere nye ringe, som ved at kondensere på visse punkter gradvist blev til planeter og andre kroppe i solsystemet. I alt adskilte ti ringe sig fra den oprindelige tåge, der brød op i ni planeter og et bælte af asteroider - små himmellegemer. Satellitterne på individuelle planeter blev dannet af stoffet af sekundære ringe, adskilt fra planeternes varme gasformige masse.

På grund af den fortsatte komprimering af stof var temperaturen i de nydannede legemer usædvanlig høj. På det tidspunkt var vores Jord ifølge P. Laplace en varm gasformig kugle, der glødede som en stjerne. Efterhånden afkølede denne bold dog, dens materie gik over i flydende tilstand, og så, da det afkølede yderligere, begyndte det at dannes på overfladen. hård bark. Denne skorpe var indhyllet i tunge atmosfæriske dampe, hvorfra vand kondenserede, mens det afkøledes.

Disse to teorier supplerede hinanden, så i litteraturen omtales de ofte under det generelle navn som Kant-Lallas-hypotesen. Da videnskaben ikke havde mere acceptable forklaringer på det tidspunkt, havde denne teori mange tilhængere i det 19. århundrede.

Jeans teori.

En ny teori foreslået i 1916 af James Jeans, ifølge hvilken en stjerne passerede nær Solen og dens tiltrækning forårsagede udstødningen af solstof, hvorfra planeter efterfølgende blev dannet, skulle forklare paradokset ved fordelingen af vinkelmomentum. Eksperter støtter dog ikke denne teori i øjeblikket. I 1935 foreslog Russell, at Solen var en dobbeltstjerne. Den anden stjerne blev revet fra hinanden af tyngdekraften under en tæt tilgang til en anden, tredje stjerne. Ni år senere foreslog Hoyle en teori om, at Solen var en dobbeltstjerne, hvor den anden stjerne gik hele vejen gennem evolutionen og eksploderede som en supernova og kastede hele sin hylster af sig. Fra resterne af denne skal blev planetsystemet dannet. I 40'erne af det tyvende århundrede foreslog den sovjetiske astronom Otto Schmidt, at Solen blev fanget af en støvsky, mens den kredsede om galaksen. Fra substansen af denne enorme kolde støvsky blev der dannet kolde tætte præplanetariske legemer - planetesimaler. Elementer af mange af teorierne nævnt ovenfor bruges af moderne kosmogoni.

Schmidts teori.

I 1944 foreslog den sovjetiske videnskabsmand O. Yu Schmidt sin teori om solsystemets oprindelse. Ifølge O. Yu Schmidt blev vores planetsystem dannet af stof fanget fra en gasstøvtåge, som Solen engang passerede igennem, som allerede dengang havde et næsten "moderne" udseende. I dette tilfælde opstår der ingen vanskeligheder med planeternes rotationsmoment, da skystoffets begyndelsesmoment kan være vilkårligt stort. Begyndende i 1961 blev denne hypotese udviklet af den engelske kosmogonist Littleton, som lavede væsentlige forbedringer af den. Det er let at se, at blokdiagrammet for Schmidt-Littleton "tilvækst"-hypotesen falder sammen med blokdiagrammet for Jeans-Wolfsons "indfangningshypotesen". I begge tilfælde kolliderer den "næsten moderne" Sol med et mere eller mindre "løst" kosmisk objekt og fanger dele af dets stof. Det skal dog bemærkes, at for at Solen kan fange en tilstrækkelig stor mængde stof, skal dens hastighed i forhold til tågen være meget lille, i størrelsesordenen hundrede meter i sekundet. Hvis vi tager i betragtning, at hastigheden af indre bevægelser af skyelementerne ikke bør være mindre, så i det væsentlige, vi taler om om Solen "fast" i en sky, som højst sandsynligt skulle have en fælles oprindelse med skyen. Således er dannelsen af planeter forbundet med processen med stjernedannelse.

Fesenkovs teori.

Sandsynligvis er Månens og Jordens alder tæt på Solens alder, mente akademiker V. Fesenkov i 50-60'erne. Og stoffet, som de består af, opstod fra den circumsolar gas-støvtåge og ikke fra interstellare hobe. Ifølge Fesenkov er Månen og Jorden "børn af den unge Sol", som, roterende og gradvist kondenserende, fødte vortex-kondensationer omkring sig selv - fremtidige planeter og deres satellitter. Med hensyn til Månen viste videnskabsmanden sig at have ret, dens oprindelse er faktisk forbundet med eksplosionen af den unge sol.

VORES PLADS I UNIVERSET

I dag forestiller folk sig ganske "let" deres plads i Rummets grænseløse vidder.
De har bevæget sig hen imod sådanne ideer i mange tusinde år – fra de første spørgende blikke primitivt menneske på jordens nattehimmel, før skabelsen af de mest kraftfulde teleskoper i alle frekvensområder af EM-svingninger.

At studere ejendomme ydre rum Nu bruges også andre typer bølgeprocesser (gravitationsbølger) og elementarpartikler (neutrino-teleskoper). Rumrekognosceringskøretøjer bruges - interplanetariske rumfartøjer, der fortsætter deres arbejde uden for solsystemet og transporterer information om vores planet til de indbyggere i galaksen (universet), som vil blive ejere af disse rumfartøjer i fremtiden.

Ved at studere naturen (gammelgræsk φύσις), måtte menneskeheden flytte fra simpel kontemplation og filosofering ( naturfilosofi) til skabelsen af en fuldgyldig videnskab - fysik - eksperimentel og teoretisk (G. Galilei). Fysikken var i stand til at forudsige fremtiden i udviklingen af naturlige processer.

Fysik i sin kerne er grundlaget for alle videnskaber, inklusive matematik, som ikke kan eksistere adskilt fra naturen, da den henter sine temaer fra naturen og er et redskab til dens undersøgelse. Efterhånden som planeternes bevægelses mysterier blev opklaret, blev der skabt nye grene af matematikken (I. Newton, G. Leibniz), som nu bruges med stor succes inden for alle områder af menneskelig aktivitet uden undtagelse, herunder i viden om lovene i univers. Forståelse af disse love gjorde det muligt at bestemme vores plads i universet.

Erkendelsesprocessen fortsætter og kan ikke stoppe, så længe en person og hans naturlige nysgerrighed eksisterer - han vil vide, hvad alt er lavet af, og hvordan det fungerer (galakser, stjerner, planeter, molekyler, atomer, elektroner, kvarker...) , hvor alt kommer fra (fysisk vakuum), hvor det forsvinder (sorte huller) osv. Til dette formål skaber forskere nye fysiske og matematiske teorier, f.eks. superstrengteori(M – teori)
(E. Witten, P. Townsend, R. Penrose, etc.), som forklarer strukturen af både makro- og mikroverdener.

Så vores galakse (Mælkevejen) er en del af den såkaldte lokale gruppe af galakser. Galaksernes størrelse og afstandene mellem dem er enorme og kræver specielle måleenheder (se kolonne til højre).

vores naboer fra den lokale gruppe af galakser (forstørre billede)

Vores galakse - Mælkevejen - er en kæmpe disk bestående af stjerner forskellige typer, stjernehobe, interstellart stof bestående af forskellige typer stråling, elementarpartikler, atomer og molekyler, mørkt stof, hvis mysterium astrofysikere nu kæmper med. I centrum af vores galakse er der sort hul(mindst et) - endnu et af vor tids astrofysiske problemer.

Diagrammet nedenfor viser strukturen af galaksen (arme, kerne, glorie), dens dimensioner og det sted, der er optaget i den af Solen, Jorden og andre planeter - Solens satellitter.

placeringen af solsystemet i Mælkevejsgalaksen (diagram)
forstørre billede

diagram over armene (grenene) af Mælkevejen (solsystemet fremhævet)
forstørre billede

KOSMOGONI(græsk κοσµογόνια fra græsk κόσµος - orden, fred, univers og γονή - fødsel - verdens oprindelse) - et afsnit af astronomi viet til himmellegemernes oprindelse og udvikling.

SOLSYSTEMETS OPRINDELSE

En komplet teori om dannelsen af solsystemet eksisterer stadig ikke. Alle hypoteser, startende med R. Descartes (1644), eksisterede i en vis tid, og da de ikke kunne forklare nogle fænomener, der opstod i solsystemet, blev de enten forkastet fuldstændigt eller udviklet og suppleret af andre videnskabsmænd.

Den første seriøse kosmogoniske hypotese om solsystemets oprindelse var oprettet og udgivet i 1755 Den tyske filosof Immanuel Kant (1724-1804), som mente, at Solen og planeterne var dannet af faste partikler af en enorm sky, som kom tættere på og klæbede sammen under påvirkning af gensidig tyngdekraft.

Den anden kosmogoniske hypotese blev fremsat i 1796 af den franske fysiker og astronom Pierre Simon Laplace (1749-1827). Ved at tage Saturns ring som en gasring, adskilt fra planeten, mens den roterede om sin akse, troede Laplace, at Solen opstod fra en gaståge, hvis rotationshastighed steg, efterhånden som den komprimerede, og på grund af dette ringe af gasformige stof (svarende til Saturns ringe) blev adskilt fra Solen, der fødte planeterne.

Denne hypotese holdt i mere end 100 år. Men ligesom Kants hypotese blev den forkastet, fordi den ikke forklarede solsystemets love. En pålidelig hypotese bør forklare følgende grundlæggende mønstre i solsystemet:

1) planeterne drejer rundt om Solen i næsten cirkulære baner, let skrånende i forhold til planet for Jordens bane, og danner en vinkel på 7° med planet for solækvator (undtagelsen er [dværg]planeten Pluto, hvis bane er hælder 17° til jordens baneplan);

2) planeterne drejer rundt om Solen i dens rotationsretning omkring sin akse (fra vest til øst), og de fleste planeter roterer i samme retning (undtagelsen er Venus, Uranus og Pluto, der roterer fra øst til vest);

3) Solens masse er 99,87 % af hele Solsystemets masse;

4) produktet af hver planets masse ved dens afstand fra Solen og dens omløbshastighed kaldes denne planets vinkelmomentum; produktet af Solens masse ved dens radius og lineære rotationshastighed er Solens vinkelmomentum. I alt giver disse produkter Solsystemets vinkelmomentum, hvoraf 98 % er koncentreret i planeterne, og Solen kun står for 2 %, dvs. Solen roterer meget langsomt (den lineære hastighed af dens ækvator er 2 km/s);

5) fysiske egenskaber Terrestriske planeter og gigantiske planeter er forskellige.

Kants og Laplaces hypoteser kunne ikke forklare alle disse mønstre og blev derfor afvist.
For eksempel fjernes Neptun fra Solen i en gennemsnitlig afstand på d = 30 AU. og dens lineære omløbshastighed v = 5,5 km/s. Da ringen, der fødte den, blev adskilt, burde Solen derfor have haft den samme radius og den samme lineære hastighed som sin ækvator.
Ved at trække sig yderligere sammen fødte Solen successivt andre planeter og har i øjeblikket en radius på R≈0,01 AU.
Ifølge fysikkens love skal den lineære hastighed af solækvator være

de der. meget højere end den faktiske hastighed på 2 km/s. Alene dette eksempel viser inkonsistensen i Laplaces hypotese.

I begyndelsen af det 20. århundrede. Andre hypoteser blev fremsat, men de viste sig alle at være uholdbare, da de ikke kunne forklare alle de grundlæggende love i solsystemet.

Ifølge moderne koncepter er dannelsen af solsystemet forbundet med dannelsen af Solen fra et gas- og støvmiljø. Det menes, at skyen af gas og støv, som Solen blev dannet af for omkring 5 milliarder år siden, roterede langsomt. Efterhånden som den blev komprimeret, steg skyens rotationshastighed, og den tog form af en skive. Den centrale del af skiven gav anledning til Solen, og dens ydre områder gav anledning til planeterne. Dette skema forklarer fuldstændigt forskellen i den kemiske sammensætning og masser af de terrestriske planeter og de gigantiske planeter.

Da Solen blussede op, forlod lette kemiske elementer (brint, helium) under påvirkning af strålingstryk de centrale områder af skyen og bevægede sig til dens periferi. Derfor blev de jordiske planeter dannet af tunge kemiske elementer med små blandinger af lys og viste sig at være små i størrelse.

På grund af stor tæthed gas og støv trængte solens stråling svagt ind til periferien af den protoplanetariske sky, hvor lav temperatur og de indkommende gasser frøs fast på faste partikler. Derfor blev fjerne gigantiske planeter dannet store og hovedsagelig af lette kemiske grundstoffer.

Denne kosmogoniske hypotese forklarer en række andre regelmæssigheder af solsystemet, især fordelingen af dets masse mellem Solen (99,87%) og alle planeterne (0,13%), planeternes nuværende afstande fra Solen, deres rotation, etc.

Det blev udviklet i 1944-1949. sovjetiske akademiker Otto Yulievich Schmidt (1891-1956) og efterfølgende udviklet af sine kolleger og tilhængere.

Introduktion

Solsystemet består af et centralt himmellegeme - Solens stjerne, 9 store planeter, der kredser omkring den, deres satellitter, mange små planeter - asteroider, talrige kometer og det interplanetariske medium. De store planeter er arrangeret i rækkefølge efter afstand fra Solen som følger: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto. Et af de vigtige spørgsmål relateret til studiet af vores planetsystem er problemet med dets oprindelse. Løsningen på dette problem har naturvidenskabelig, ideologisk og filosofisk betydning. I århundreder og endda årtusinder har videnskabsmænd forsøgt at finde ud af universets fortid, nutid og fremtid, inklusive solsystemet.

Vare studerer dette værk: Solsystemet, dets oprindelse.

Målet med arbejdet: undersøgelse af strukturen og funktionerne i solsystemet, karakterisering af dets oprindelse.

Jobmål: overvej mulige hypoteser for solsystemets oprindelse, karakteriser solsystemets objekter, overvej solsystemets struktur.

Arbejdets relevans: det menes i øjeblikket, at solsystemet er ret godt undersøgt og blottet for alvorlige hemmeligheder. Men der er endnu ikke skabt grene af fysikken, der gør det muligt at beskrive de processer, der opstår umiddelbart efter Big Bang, intet kan siges om årsagerne, der gav anledning til det, og der er fuldstændig usikkerhed om mørkt stofs fysiske natur. Solsystemet er vores hjem, så det er nødvendigt at være interesseret i dets struktur, dets historie og udsigter.

Solsystemets oprindelse

Hypoteser om solsystemets oprindelse

Videnskabshistorien kender mange hypoteser om solsystemets oprindelse. Disse hypoteser dukkede op, før mange vigtige mønstre i solsystemet blev kendt. Betydningen af de første hypoteser er, at de forsøgte at forklare himmellegemernes oprindelse som et resultat af en naturlig proces, og ikke en guddommelig skabelseshandling. Derudover indeholdt nogle tidlige hypoteser korrekte ideer om oprindelsen af himmellegemer.

Den mest populære teori om universets oprindelse, støttet af de fleste teoretikere, er big bang-teorien.

Big Bang-teorien blev foreslået i 20'erne af det 20. århundrede af forskerne Friedman og Lemaitre. Ifølge denne teori var vores univers engang en uendelig lille klump, supertæt og opvarmet til meget høje temperaturer. Denne ustabile formation eksploderede pludselig, rummet udvidede sig hurtigt, og temperaturen på de flyvende højenergipartikler begyndte at falde. Efter omkring den første million år blev brint- og heliumatomerne stabile. Under påvirkning af tyngdekraften begyndte stofskyer at koncentrere sig. Som et resultat blev galakser, stjerner og andre himmellegemer dannet. Stjernerne ældes, supernovaer eksploderede, hvorefter tungere grundstoffer dukkede op. De dannede stjerner af en senere generation, såsom vores sol. Som bevis på, at et big bang fandt sted på én gang, taler de om det røde skift af lys fra objekter placeret på store afstande og mikrobølgebaggrundsstråling.

Et stort problem med Big Bang-teorien er, hvordan den formodede primordiale højenergistråling kunne være blevet spredt i forskellige retninger og kombineret til strukturer som stjerner, galakser og galaksehobe. Denne teori antager tilstedeværelsen af yderligere massekilder, der giver de tilsvarende værdier af den tiltrækkende kraft. Den sag, der aldrig blev opdaget, blev kaldt koldt mørkt stof. For at galakser kan dannes, skal sådant stof udgøre 95-99% af universet.

Kant udviklede en hypotese, hvorefter det kosmiske rum i begyndelsen var fyldt med stof i en kaostilstand. Under påvirkning af tiltrækning og frastødning ændrede stof sig over tid til mere forskelligartede former. Elementer med større tæthed tiltrak ifølge loven om universel gravitation mindre tætte, som et resultat af hvilke separate klumper af stof blev dannet. Under påvirkning af frastødende kræfter blev den retlinede bevægelse af partikler mod tyngdepunktet erstattet af en cirkulær. Som et resultat af kollisionen af partikler omkring individuelle klumper blev planetsystemer dannet.

Vores landsmand Schmidts værker spillede en stor rolle i udviklingen af syn på planetsystemets oprindelse. Hans teori er baseret på to antagelser: planeterne dannet af en kold sky af gas og støv; denne sky blev fanget af Solen, da den kredsede om galaksens centrum. Ud fra disse antagelser var det muligt at forklare nogle mønstre i solsystemets struktur - planeternes fordeling efter afstand fra Solen, rotation mv.

1. Planeter er dannet af den samme gas- og støvsky som Solen (I. Kant).

2. Skyen, som planeterne blev dannet af, fanges af Solen under dens omdrejning omkring galaksens centrum (O.Yu. Schmidt).

3. Denne sky adskilte sig fra Solen under dens udvikling (P. Laplace, D. Jeans osv.)