Meidän Maa on osa maailmankaikkeutta. Millainen paikka se on muiden maailmankappaleiden joukossa ja millainen ihminen on maailmanavaruudessa?
Maa on taivaankappale
Maa on suuri taivaankappale. Sen tilavuus on noin 1083 miljardia kuutiokilometriä, pinta-ala noin 510 miljoonaa neliökilometriä ja paino noin 6 tuhatta biljoonaa tonnia. Maa on suuri taivaankappale. Mutta Maa puolestaan on hyvin pieni verrattuna aurinkoon, joka on 1 miljoona 300 tuhatta kertaa suurempi kuin maapallo. Osoittautuu kuitenkin, että aurinko ei ole niin suuri. Maailman ruumiiden edustajien joukossa on aurinkoa suurempia tähtiä. Joten esimerkiksi Skorpionin tähdistössä on jättiläinen tähti Antares, joka on tilavuudeltaan lähes 3,5 miljoonaa kertaa suurempi kuin Aurinko. Mutta edes sellaiset jättiläiset eivät ole "väkeä" universumissa; ne liikkuvat vapaasti ja valtavilla nopeuksilla (20-80 kilometriä sekunnissa) koko universumissa, joka on rajaton tilassa ja ajassa. Millainen maapallo on äärettömässä universumissa? Vain merkityksetön pölyhiukkanen! Mutta se, yhdessä muiden aurinkokunnan kappaleiden kanssa, osallistuu säteilevän aurinkomme nopeaan lentoon galaksin tähtien joukossa (lisätietoja:). Kuitenkin kaikki "me" sijaitsevat tällä merkityksettömällä pölyhiukkasella - kaikki ihmiset ja koko eläin- ja kasvimaailma. Ikään kuin valtavalla planeettojenvälisellä aluksella matkustamme jatkuvasti kosmisessa avaruudessa ja ryntäämme yhdessä Auringon kanssa yhä pidemmälle!Mies universumissa
Mikä paikka mies universumissa? Se on niin merkityksettömän pieni, että kaikki vertailut tai mittakaavat menettävät merkityksensä. Mutta meidän on sanottava, että ihmismieli alistaa luonnonvoimat ja jopa tunkeutuu universumin laajoihin avaruuteen.
Ihminen maailmankaikkeuden valtavissa avaruudessa. Ihminen ylittää meret ja valtameret, tutkii niiden vetisiä syvyyksiä; hän valloitti ilman valtameren ja kotka kotkan tavoin kohoaa taivaan sinisissä avaruudessa; hän kaivoi syviä tunneleita vuorten läpi; Hän tunkeutuu henkisesti jopa maapallomme syviin suolistoihin; hän valloittaa vähitellen koko maan ja sen vesi- ja ilmakehän kuoret, (lisätietoja:). Ihmisen utelias mieli meni vielä pidemmälle: hän tunkeutui näkymättömien molekyylien ja atomien "elämään", aivan kuten jättiläisten "elämään". Hän paljastaa väsymättä luonnon salaisuuksia peräkkäin, ja hänelle avautuu yhä laajempi näköala. Ihminen poistui kapealta areenalta nimeltä Maa, ja avaruuslennot kaikkialla universumissa tulivat hänen käyttöönsä. Raamattu sanoo niin "Jumala, joka loi maan, loi sen asuinpaikaksi" (Jesaja 45:18). Puolueeton tutkimus maapallo vakuuttaa jokaisen opiskelijan siitä, että tämän yksinkertaisen lausunnon takana on valtava, maata järisyttävä merkitys.
Maapallo
Yksi ohikiitävä katse maapallo riittää ymmärtämään, kuinka erilainen se on muista tuntemistamme planeetoista. Vaikka avaruudesta katsottuna, maapallo erottuu jyrkästi aurinkokuntamme seitsemän muun planeetan joukosta. Maapallo Se erottuu miellyttävästä kirkkaan sinisestä ja valkoisesta väristään, kun taas kaikki muut planeetat (ja niiden kuut) ovat houkuttelemattomia punaisia, oransseja tai himmeän harmaita. Lisäksi planeettamme Maa on ainoa Auringon ympäri kiertävistä planeetoista, jolla voisi ja on olemassa elämää meille tunnetussa muodossa.
Maapallo koostuu pääasiassa hapesta, raudasta, rikistä, piistä, magnesiumista, alumiinista, kalsiumista, vedystä ja nikkelistä (nämä aineet muodostavat yhdessä 98 % maapallosta). Loput kaksi prosenttia sisältävät yli sata muuta elementtiä. Toisin kuin mikään muu planeetta, maapallo vihreän kasvillisuuden, laajojen vihersinisten valtamerten peitossa, se sisältää yli miljoona saarta, satoja tuhansia puroja ja jokia, valtavia maamassoja, joita kutsutaan mantereiksi, vuoria, jääpeitteet ja aavikot, jotka antavat maapallolle upean värivalikoiman ja tekstuurit. Kaikki muut tunnetut planeetat, lukuun ottamatta niillä tapahtuvia kauheita katastrofeja, on pohjimmiltaan peitetty elottomalla maa- tai kaasukerroksella, jota muuttaa hieman vain tuulen tai ilmavirtojen vähäinen liike. Useimpien planeettojen täysin karu pinta on jyrkässä ristiriidassa planeettamme kanssa sen eloisilla väreillä vihreä, sininen ja valkoinen, kun taas kaikkien muiden planeettojen pinta on himmeän harmaa tai ruskea, ja sitä peittää usein paksu ilmakehä. .
Kirjaimellisesti jokaisesta planeettamme pinnan ekologisesta markkinaraosta löytyy jonkinlaista elämää. Jopa erittäin kylmän Etelämantereen järvistä löytyy eläviä olentoja, joita on vaikea erottaa mikroskoopilla. Sammaleen ja jäkälän palaset elävät pieniä siivettömiä hyönteisiä ja kasvattavat kasveja, jotka kukkivat joka vuosi. Elämää maan päällä on kaikkialla- ilmakehän ylimmistä kerroksista valtameren pohjaan, napojen kylmimmistä kohdista päiväntasaajan kuumimpiin paikkoihin. Tähän päivään mennessä ei ole löydetty todisteita elämästä millään muulla planeetalla.
Maapallo sen koko on valtava, 8000 mailia (12756 km) ja sen massa on 6,6 x 10 21 tonnia. Maapallo sijaitsee noin 93 miljoonan mailin päässä Auringosta. Jos Maa pyörisi Auringon ympäri 584 miljoonan mailin kiertoradalla nopeammin, sen kiertorata pitenee ja maa siirtyisi kauemmas Auringosta. Ja jos se siirtyisi liian kauas pienestä asuttavasta vyöhykkeestä, kaikentyyppinen elämä maapallolla lakkaisi olemasta. Jos planeetta Maa liikkuisi hitaammin kiertoradalla, se siirtyisi lähemmäs aurinkoa, mikä johtaisi myös elämän katoamiseen.
Maan matka auringon ympäri, joka kestää 365 päivää, 6 tuntia, 49 minuuttia ja 9,54 sekuntia (sideerinen vuosi), tapahtuu aina sekunnin tuhannesosan tarkkuudella! Jos maapallon vuotuinen keskilämpötila muuttuisi edes muutaman asteen, suurin osa elämänmuodoista kuolisi lopulta ylikuumenemiseen tai jäätymiseen. Tällainen muutos häiritsisi vesi-jää-tasapainoa ja muita tärkeitä tasapainoja, mikä johtaisi katastrofaalisiin seurauksiin. Jos maapallo Pyörittynä akselinsa ympäri hitaammin, kaikki elämä kuolisi lopulta joko yöllä jäätymisestä (auringon lämmön puutteen vuoksi) tai ylikuumenemisesta päivällä (auringon lämmön vuoksi).
Aurinko
Planeettamme käyttää vain miljardiosan auringon päivittäin tuottamasta energiasta. Aurinko tuottaa maapallolle energiaa, joka vastaa yli 130 biljoonaa hevosvoimaa päivittäin. Vaikka universumissa on todennäköisesti useita satoja miljardeja galakseja, joista jokainen sisältää noin 100 miljardia tähteä, tilaa on 333 litraa atomia kohti, mikä tarkoittaa, että tyhjä tila vie suurimman osan universumista!
Jos Kuu olisi suurempi tai lähempänä Maata, tämä johtaisi tsunameihin, jotka tulvisivat laaksoja ja tuhoaisivat vuoria. Tutkijat uskovat, että jos maanosat olisivat samalla tasolla, vesi peittäisi koko maan pinnan yli kahden kilometrin syvyyteen! Jos maapalloa ei kallistettaisi 23°, vaan esimerkiksi 90° suhteessa aurinkoon, meillä ei olisi neljää vuodenaikaa. Ja ilman vuodenaikojen vaihtelua, elämää maan päällä ei voisi olla - navat olisivat ikuisessa hämärässä, ja valtameristä haihtuva vesi kulkisi tuulen mukana pohjois- ja etelänavalle ja jäätyisi siellä. Ajan myötä napa-alueille kerääntyisi valtavia maanosia lunta ja jäätä, ja muusta maapallosta tulisi kuivaa aavikkoa. Lopulta valtameret katosivat maan pinnalta ja sade lakkaisi. Napoihin kertyneen jään paino saattaisi planeetan pullistumaan päiväntasaajaa pitkin, minkä seurauksena Maan pyörimiskierto muuttuisi radikaalisti.
Veden ihme
Toinen esimerkki, joka havainnollistaa rajuja muutoksia, joita voi tapahtua ulkoisten olosuhteiden vaikutuksesta tapahtuvien muutosten vuoksi, on veden olemassaolo. Maapallo- Ainoa planeetta, jonka tiedämme, jossa on näin valtavasti vettä - 70% sen pinnasta on valtamerten, järvien ja merien peitossa, jotka ympäröivät valtavia maamassoja. Harvoilla planeetoilla on vettä, ja se esiintyy joko kosteuden muodossa, joka kelluu höyrynä pinnalla tai jäänä - mutta missään ei ole niin suurta nestettä kuin maan päällä.
Vesi on ainutlaatuinen siinä mielessä, että se voi imeä valtavia määriä lämpöä aiheuttamatta merkittäviä lämpötilamuutoksia. Veden lämmönabsorptiokerroin on yli kymmenen kertaa teräksen absorptiokerroin. Päivän aikana maapallon vesistöt imevät valtavia määriä lämpöä ja jolloin maa pysyy suhteellisen viileässä lämpötilassa. Yöllä vesi vapauttaa suuren osan päivän aikana imemästään lämmöstä, mikä yhdessä ilmakehän vaikutusten kanssa estää maapallon pintaa jäätymästä yön yli. Jos maapallolla ei olisi niin valtavaa määrää vettä, päivä- ja yölämpötiloissa olisi paljon suurempia eroja. Monet osat Maan pinnasta kuumenevat päivällä niin, että niiden päällä voisi kiehua vettä, ja samat osat jäätyisivät yöllä niin paljon, että vesi voisi jäätyä niiden päälle. Koska vesi on erinomainen lämpötilan stabilointiaine, laajojen valtamerten läsnäolo on elintärkeää planeetallamme olevan elämän olemassaololle.
Liiallinen veden määrä maapallolla voi kuitenkin myös aiheuttaa ongelman. Useimmat materiaalit laajenevat kuumennettaessa ja supistuvat jäähtyessään. Siksi, jos otat kaksi samankokoista ja samasta materiaalista koostuvaa esinettä, kylmemmällä esineellä on suurempi tiheys. Tämä ei ehkä näytä meille ongelmalta, mutta siitä voi tulla vakava ongelma veden tapauksessa, ellei yksi harvinainen poikkeama.
Vesi, kuten lähes kaikki muutkin aineet, supistuu jäähtyessään, mutta toisin kuin kirjaimellisesti kaikki muut aineet (kumi ja antimoni ovat harvinaisia poikkeuksia), se supistuu 4°C:een jäähtyessään ja laajenee sitten ihmeellisesti jäätyessään. Jos vesi jatkaisi jäähtymistä samalla tavalla kuin kaikki muutkin aineet, se tihentyisi ja sen seurauksena uppoutuisi valtameren pohjaan. Lisäksi jääksi muuttuessaan vesi vajoaisi myös valtameren pohjaan. Ajan myötä valtameren pohja peittyisi yhä enemmän jäällä, kun taas pinnalla oleva vesi jäätyisi, uppoutuisi ja altaisiin pohjaan.
Näin ollen tämän poikkeavuuden ansiosta merissä, valtamerissä ja järvissä muodostuva jää jää pintaan, jossa aurinko lämmittää sitä päivällä, ja alla oleva lämmin vesi auttaa sitä sulamaan kesällä. Tämän prosessin sekä merivirtoja aiheuttavan Coriolis-ilmiön ansiosta suurin osa valtamerestä on nestemäisessä muodossa, mikä mahdollistaa lukemattomien olentojen elävän vedessä ja vahvistaa sen olevan totta, "Herra perusti maan viisaudella, vahvisti taivaat ymmärryksellä"; (Sananlaskut 3:19).
Ilman ihme
Maalla tapahtuu päinvastoin. Maan pinnan lähellä oleva ilma lämpenee auringon energialla, ja lämmityksen jälkeen ilma tihenee ja nousee. Tämän seurauksena lämpötila lähellä maan pintaa säilyy lämpötilassa, jossa elämää voi esiintyä. Jos ilmaa kuumennettaessa, puristuessaan ja tiheämmäksi, lämpötila lähellä maan pintaa olisi yksinkertaisesti sietämätön - sellaisessa lämpötilassa useimmat elämänmuodot eivät pystyisi elämään pitkään. Lämpötila muutaman metrin pinnan yläpuolella olisi päinvastoin hyvin alhainen ja useimmat elämänmuodot eivät myöskään pystyisi elämään siinä pitkään. Maapallolla olisi hyvin ohut elämälle sopiva ilmakehän kerros, mutta siinäkään elämä ei voisi kestää pitkään, koska elämän ylläpitämiseen tarvittavat kasvit ja puut olisivat "kylmällä vyöhykkeellä". Siten linnuilla ei olisi asuinpaikkaa, ruokaa, vettä tai happea. Mutta koska ilma nousee kuumennettaessa, maapallolla voi olla elämää.
Lämpimän ilman liikkuminen ylöspäin maan pinnalta synnyttää ilmavirtoja (tuulta), jotka ovat myös erittäin tärkeä osa maapallon ekologista järjestelmää. Ne poistavat hiilidioksidia alueilta, joissa sitä tuotetaan liikaa (esimerkiksi kaupungeissa) ja kuljettavat happea paikkoihin, joissa sitä tarvitaan (esimerkiksi tiheästi asutuissa keskuksissa).
kaasuseos ilmakehässä, joka ei ole ihmisen toiminnan saastuttama, vain täydellinen elämään. Jos niiden suhteet olisivat merkittävästi erilaiset (esimerkiksi happea olisi 17 % 21 %:n sijaan tai liian vähän hiilidioksidia tai ilmanpaine olisi paljon korkeampi tai matalampi), elämä maapallolla lakkaisi olemasta. Jos ilmakehän kerros olisi paljon ohuempi, miljoonat meteorit, jotka palavat ennen kuin ne saavuttaisivat maan, putosivat maahan ja tuovat mukanaan kuoleman, tuhon ja tulipalot.
Asuttavat ympäristöt: mukautuminen vai luominen?
Jos evoluutio tuottaa elämänmuotoja, jotka pystyvät elämään sopivissa ympäristöolosuhteissa, niin miksi elämä ei ole levinnyt tasaisesti kaikkialle? Maapallo soveltuu paljon paremmin elämään kuin mikään muu planeetta, mutta jopa suurimmassa osassa maapalloa on joko liian kuuma tai liian kylmä mikroilmasto. Elämää ei voi olla liian syvällä maan alla tai liian korkealla pinnan yläpuolella. Useiden tuhansien kilometrien etäisyydellä Maan keskustasta sen ilmakehän reunaan on vain muutaman metrin etäisyydellä useimpien elämänmuotojen asumiseen sopivaa ympäristöä, joten lähes kaikki elävät olennot pakotetaan elämään tämä aukko. Vaikka vain aurinkokunnassamme maapallo luotu asumiskelpoiseksi (Jesaja 45:18), jopa maan päällä vain ohut ilmakehän kerros on asumiskelpoinen useimmille meille tutuimille elämänmuodoille – nisäkkäille, linnuille ja matelijoille.
Ja tämä kerros on kirjaimellisesti täynnä erilaisia elämän muotoja. Tutkijat arvioivat, että yksi hehtaari tyypillistä 6 tuumaa syvää maatalousmaata sisältää useita tonneja eläviä bakteereja, noin tonnin sieniä, 90 kg yksisoluisia alkueläimiä, noin 40 kg hiivaa ja melkein yhtä paljon leviä.
johtopäätöksiä
Tämä erittäin hieno raja ympäristön, jossa elämää voi olla, ja ympäristön, jossa sitä ei voi olla, välillä voidaan havainnollistaa yhdellä tosiasialla. Tutkijat arvioivat, että vain viiden asteen muutos maapallon keskilämpötilassa ajan myötä vaikuttaisi vakavasti elämän olemassaoloon maapallolla, ja suuremmat lämpötilan muutokset voivat olla haitallisia elämälle.
Nämä sallitut poikkeamat ovat mitättömän pieniä, ja vaikka koko maailmankaikkeudessa olisi muita planeettoja, on hyvin epätodennäköistä, että ne sopisivat elämään, koska elämän olemassaolo vaatii erittäin ankaria olosuhteita.
Todennäköisyys, että planeetta on oikean kokoinen, että se on oikealla etäisyydellä oikean kokoisesta tähdestä ja että kaikki muut tässä artikkelissa kuvatut ehdot täyttyvät, on uskomattoman pieni - vaikka useimmat tähdet luultavasti kiertää monia planeettoja, kuten monet tiedemiehet uskovat. Matemaattinen todennäköisyys, että kaikki nämä ja muut tärkeät olemassaolon ehdot syntyivät tähtitieteellisten olosuhteiden sattuessa, on noin useita miljardeja yhteen!
Linkkejä ja muistiinpanoja
- G. Guillermo, J. W. Richards. Etuoikeutettu planeetta: Kuinka planeettamme avaruudessa on tehty löytöjä varten. Washington, DC: Regnery. 2004.
- P.D. Ward, D. Wrawley. Harvinainen planeetta Maa: Miksi monimutkainen elämä on epätavallista maailmankaikkeudessa. New York: Kopernikus. 2000
* Kiitos tohtori David Johnsonille, Spring Arbor Universityn kemian professorille, ja Robert Laingille, Clean Flow Laboratoriesin johtajalle, heidän avustaan tämän artikkelin kirjoittamisessa.
Kautta tieteen historian geotieteen kiinnostuksen kohteeksi on kuulunut ideoiden kehittäminen ihmistä ympäröivästä maailmasta - maapallosta, aurinkokunnasta, maailmankaikkeudesta. Ensimmäinen matemaattisesti perusteltu maailmankaikkeuden malli oli C. Ptolemaioksen (165-87 eKr.) geosentrinen järjestelmä, joka heijasti tuolloin oikein sitä maailman osaa, joka oli saatavilla suoralle havainnolle. Vain 1500 vuotta myöhemmin luotiin N. Kopernikuksen (1473-1543) aurinkokunnan heliosentrinen malli.
Fysikaalisen teorian ja tähtitieteen edistysaskel 1800-luvun lopulla. ja ensimmäisten optisten teleskooppien tulo johti ideoiden luomiseen muuttumattomasta maailmankaikkeudesta. Suhteellisuusteorian kehittyminen ja sen soveltaminen kosmologisten paradoksien (gravitaatio, fotometrinen) ratkaisuun loi relativistisen maailmankaikkeuden teorian, jonka A. Einstein esitti alun perin staattisena mallina. Vuosina 1922-1924 gt. A.A. Friedman sai ratkaisut yleisen suhteellisuusteorian yhtälöihin koko tilan tasaisesti täyttävälle aineelle (homogeenisen isotrooppisen universumin malli), jotka osoittivat universumin ei-stationaarisen luonteen - sen täytyy laajentua tai supistua. Vuonna 1929 E. Hubble löysi maailmankaikkeuden laajenemisen, mikä kumosi ajatuksen sen loukkaamattomuudesta. A.A. Friedmanin ja E. Hubblen teoreettiset tulokset mahdollistivat "alku"-käsitteen sisällyttämisen maailmankaikkeuden evoluutioon ja sen rakenteen selittämisen.
Vuosina 1946-1948. G. Gamow kehitti teorian "kuumasta" universumista, jonka mukaan evoluution alussa universumin aineella oli lämpötila ja tiheys, joita ei ollut kokeellisesti saavuttaa. Vuonna 1965 löydettiin jäännösmikroaaltotaustasäteily, jonka lämpötila oli alun perin erittäin korkea, mikä vahvisti kokeellisesti G. Gamow'n teorian.
Näin käsityksemme maailmasta laajeni niin tilallisesti kuin ajallisestikin. Jos universumia pidettiin pitkään ympäristönä, joka sisälsi eri tasoisia taivaankappaleita, niin nykyaikaisten käsitysten mukaan universumi on järjestynyt, yksisuuntaisesti kehittyvä järjestelmä. Tämän myötä syntyi oletus, että maailmankaikkeus ei välttämättä tyhjennä käsitettä aineellisesta maailmasta ja ehkä on muitakin universumeja, joissa maailmankaikkeuden tunnetut lait eivät välttämättä päde.
Universumi
Universumi- tämä on aineellinen maailma ympärillämme, rajaton ajassa ja tilassa. Universumin rajat todennäköisesti laajenevat, kun uusia suoran havainnoinnin mahdollisuuksia ilmaantuu, ts. ne ovat suhteellisia jokaiselle ajanhetkelle.
Universumi on yksi kokeellisen tutkimuksen konkreettisista tieteellisistä kohteista. Luonnontieteen peruslakien oletetaan olevan totta kaikkialla universumissa.
Universumin tila. Universumi on ei-stationaarinen objekti, jonka tila riippuu ajasta. Vallitsevan teorian mukaan maailmankaikkeus laajenee parhaillaan: useimmat galaksit (lukuun ottamatta niitä, jotka ovat lähimpänä) ovat siirtymässä pois meistä ja suhteessa toisiinsa. Mitä kauempana galaksi - säteilyn lähde - sijaitsee, sitä suurempi on vetäytymisnopeus (sironta). Tätä riippuvuutta kuvaa Hubblen yhtälö:
Missä v- poistonopeus, km/s; R- etäisyys galaksiin, St. vuosi; N - suhteellisuuskerroin tai Hubblen vakio, H = 15×10 -6 km/(s×sa. vuosi). On todettu, että kiihtyvyysnopeus kasvaa.
Yksi todiste maailmankaikkeuden laajenemisesta on "spektriviivojen punasiirtymä" (Doppler-ilmiö): havaitsijasta poispäin liikkuvien kohteiden spektrin absorptioviivat siirtyvät aina spektrin pitkiä (punaisia) aaltoja kohti ja lähestyviä. - kohti lyhyttä (sininen).
Kaikkien galaksien spektrin absorptioviivat ovat luonnostaan punasiirtymiä, mikä tarkoittaa, että laajeneminen tapahtuu.
Aineen tiheys universumissa. Aineen tiheyden jakautuminen universumin yksittäisissä osissa eroaa yli 30 suuruusluokkaa. Suurin tiheys, jos ei oteta huomioon mikrokosmosta (esimerkiksi atomiydintä), on luontainen neutronitähdille (noin 10 14 g/cm 3), pienin (10 -24 g/cm 3) - in galaksi kokonaisuudessaan. F.Yu. Siegelin mukaan tähtienvälisen aineen normaalitiheys vetyatomeina mitattuna on yksi molekyyli (2 atomia) per 10 cm 3, tiheissä pilvissä - sumuissa se saavuttaa useita tuhansia molekyylejä. Jos pitoisuus ylittää 20 vetyatomia per 1 cm 3, alkaa konvergenssiprosessi, joka kehittyy kasautumiseen (kiinnittymiseen).
Materiaalin koostumus. Maailmankaikkeuden aineen kokonaismassasta vain noin 1/10 on näkyvää (valaisevaa), loput 9/10 on näkymätöntä (ei-valaisevaa) ainetta. Näkyvää ainetta, jonka koostumus voidaan luotettavasti arvioida emissiospektrin luonteen perusteella, edustavat pääasiassa vety (80-70 %) ja helium (20-30 %). Aineen valomassassa on niin vähän muita kemiallisia alkuaineita, että ne voidaan jättää huomiotta. Universumista ei löydy merkittävää määrää antimateriaa, lukuun ottamatta pientä osa antiprotoneista kosmisissa säteissä.
Universumi on täynnä sähkömagneettista säteilyä, jota kutsutaan relikti, nuo. jäljelle maailmankaikkeuden evoluution alkuvaiheista.
Homogeenisuus, isotropia ja rakenne. Globaalissa mittakaavassa universumia tarkastellaan isotrooppinen Ja homogeeninen. Isotropian merkki, ts. Esineiden ominaisuuksien riippumattomuus avaruuden suunnasta on jäännesäteilyn jakautumisen tasaisuus. Tarkimmat nykyaikaiset mittaukset eivät ole havainneet poikkeamia tämän säteilyn intensiteetissä eri suuntiin ja vuorokaudenajasta riippuen, mikä samalla osoittaa universumin suurta homogeenisuutta.
Toinen universumin ominaisuus on heterogeenisyyttä Ja rakenne(diskreettisyys) pienessä mittakaavassa. Globaalissa satojen megaparsekkien mittakaavassa maailmankaikkeuden ainetta voidaan pitää homogeenisena jatkuvana väliaineena, jonka hiukkaset ovat galakseja ja jopa galaksijoukkoja. Tarkempi tarkastelu paljastaa universumin rakenteellisen luonteen. Universumin rakenneosat ovat kosmisia kappaleita, pääasiassa tähtiä, jotka muodostavat eri luokkaisia tähtijärjestelmiä: galaksi- galaksijoukko- metagalaksi, Niille on ominaista lokalisointi avaruudessa, liikkuminen yhteisen keskuksen ympärillä, tietty morfologia ja hierarkia.
Linnunradan galaksi koostuu 10 11 tähdestä ja tähtienvälisestä väliaineesta. Se kuuluu spiraalijärjestelmiin, joilla on symmetriataso (kiekon taso) ja symmetria-akseli (kiertoakseli). Visuaalisesti tarkasteltuna Galaxyn kiekon litteys osoittaa sen merkittävän pyörimisnopeuden akselinsa ympäri. Sen kohteiden absoluuttinen lineaarinen nopeus on vakio ja yhtä suuri kuin 220-250 km/s (on mahdollista, että se kasvaa hyvin kaukana keskustasta olevissa kohteissa). Auringon kiertoaika galaksin keskustan ympäri on 160-200 miljoonaa vuotta (keskimäärin 180 miljoonaa vuotta) ja on ns. galaktinen vuosi.
Universumin evoluutio. A.A. Friedmanin A. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian perusteella kehittämän laajenevan maailmankaikkeuden mallin mukaisesti on todettu, että:
1) universumi koki evoluution alussa kosmologisen singulaarisuuden tilan, jolloin sen aineen tiheys oli yhtä suuri kuin ääretön ja lämpötila ylitti 10 28 K (tiheydellä yli 10 93 g/cm 3 aine on tutkimatta aika-avaruuden ja painovoiman kvanttiominaisuudet);
2) yksittäisessä tilassa oleva aine koki äkillisen laajenemisen, jota voidaan verrata räjähdykseen ("Big Bang");
3) laajenevan universumin epästationaarisuuden olosuhteissa aineen tiheys ja lämpötila laskevat ajan myötä, ts. evoluutioprosessissa;
4) luokkaa 10 9 K lämpötilassa tapahtui nukleosynteesi, jonka seurauksena tapahtui aineen kemiallinen erilaistuminen ja syntyi maailmankaikkeuden kemiallinen rakenne;
5) Tämän perusteella maailmankaikkeus ei voisi olla olemassa ikuisesti ja sen ikä on määritetty 13-18 miljardiin vuoteen.
aurinkokunta
Aurinkokunta - tämä on aurinko ja joukko taivaankappaleita: 9 planeettaa ja niiden satelliitit (vuonna 2002 niitä oli 100), monet asteroidit, komeetat ja meteorit, jotka kiertävät Auringon tai tulevat (kuten komeetat) aurinkokuntaan. Perustietoa aurinkokunnan kohteista on kuvassa. 3.1 ja taulukko. 3.1.
Taulukko 3.1. Jotkut aurinkokunnan planeettojen fysikaaliset parametrit
| Aurinkokunnan esine | Etäisyys Auringosta | säde, km | maan säteiden lukumäärä | paino 10 23 kg | massa suhteessa Maahan | keskimääräinen tiheys, g/cm3 | kiertoratajakso, Maan päivien lukumäärä | pyörimisjakso akselinsa ympäri | satelliittien (kuiden) määrä | albedo | painovoiman kiihtyvyys päiväntasaajalla, m/s 2 | erotusnopeus planeetan painovoimasta, m/s | ilmakehän läsnäolo ja koostumus, % | keskimääräinen pintalämpötila, °C | |
| miljoonaa km | a.e. | ||||||||||||||
| Aurinko | - | 695 400 | 1 989 × 10 7 | 332,80 | 1,41 | 25-36 | 9 | - | 618,0 | Poissa | |||||
| Merkurius | 57,9 | 0,39 | 0,38 | 3,30 | 0,05 | 5,43 | 59 päivää | 0,11 | 3,70 | 4,4 | Poissa | ||||
| Venus | 108,2 | 0,72 | 0,95 | 48,68 | 0,89 | 5,25 | 243 päivää | 0,65 | 8,87 | 10,4 | CO 2, N 2, H 2O | ||||
| Maapallo | 149,6 | 1,0 | 1,0 | 59,74 | 1,0 | 5,52 | 365,26 | 23 h 56 min 4 s | 0,37 | 9,78 | 11,2 | N 2, O 2, CO 2, Ar, H 2 O | |||
| Kuu | 1,0 | 0,27 | 0,74 | 0,0123 | 3,34 | 29,5 | 27 h 32 min | - | 0,12 | 1,63 | 2,4 | Hyvin pukeutunut | -20 | ||
| Mars | 227,9 | 1,5 | 0,53 | 6,42 | 0,11 | 3,95 | 24 h 37 min 23 s | 0,15 | 3,69 | 5,0 | CO2 (95,3), N2 (2,7), Ar (1,6), 02 (0,15), H20 (0,03) | -53 | |||
| Jupiter | 778,3 | 5,2 | 18986,0 | 1,33 | 11,86 vuotta | 9 h 30 min 30 s | 0,52 | 23,12 | 59,5 | N (77), ei (23) | -128 | ||||
| Saturnus | 1429,4 | 9,5 | 5684,6 | 0,69 | 29,46 vuotta | 10 tuntia 14 minuuttia | 0,47 | 8,96 | 35,5 | N, Ei | -170 | ||||
| Uranus | 2871,0 | 19,2 | 25 362 | 868,3 | 1,29 | 84,07 vuotta | 11 h3 | 0,51 | 8,69 | 21,3 | N (83), He (15), CH4 (2) | -143 | |||
| Neptunus | 4504,3 | 30,1 | 24 624 | 1024,3 | 1,64 | 164,8 vuotta | 16h | 0,41 | 11,00 | 23,5 | N, He, CH 4 | -155 | |||
| Pluto | 5913,5 | 39,5 | 0,18 | 0,15 | 0,002 | 2,03 | 247,7 | 6,4 päivää | 0,30 | 0,66 | 1,3 | N2, CO, NH4 | -210 |
Aurinko on kuuma kaasupallo, josta löytyi noin 60 kemiallista alkuainetta (taulukko 3.2). Aurinko pyörii akselinsa ympäri tasossa, joka on kalteva 7°15" kulmassa Maan kiertoradan tasoon nähden. Auringon pintakerrosten pyörimisnopeus on erilainen: päiväntasaajalla pyörimisjakso on 25,05 vrk , leveysasteella 30° - 26,41 vrk, napa-alueilla - 36 vrk. Auringon energian lähde ovat ydinreaktiot, jotka muuttavat vedyn heliumiksi. Vedyn määrä varmistaa sen valoisuuden säilymisen kymmenien miljardien ajan Vain kaksi miljardia aurinkoenergiasta saavuttaa maan.
Auringossa on kuorirakenne (kuva 3.2). Keskellä ne korostavat ydin jonka säde on noin 1/3 auringosta, paine 250 miljardia atm, lämpötila yli 15 miljoonaa K ja tiheys 1,5 × 10 5 kg/m 3 (150 kertaa veden tiheys). Lähes kaikki auringon energia syntyy ytimessä, joka välittyy sen läpi säteilyvyöhyke, jossa aine absorboi valoa toistuvasti ja säteilee uudelleen. Yllä sijaitsee konvektioalue(sekoitus), jossa aine alkaa liikkua epätasaisen lämmönsiirron vuoksi (prosessi, joka on samanlainen kuin energian siirto kiehuvassa kattilassa). Auringon näkyvä pinta muodostuu sen tunnelmaa. Sen noin 300 km paksuinen alaosa, joka lähettää suurimman osan säteilystä, on ns. valokuvapallo. Tämä on "kylmin" paikka Auringossa, jonka lämpötilat laskevat 6000 K:sta 4500 K:een ylemmissä kerroksissa. Fotosfääri muodostuu rakeista, joiden halkaisija on 1000-2000 km ja joiden välinen etäisyys on 300-600 km. Rakeet luovat yleisen taustan erilaisille aurinkomuodostelmille - ulokkeille, faculaeille, täplille. Fotosfäärin yläpuolella sijaitsee 14 tuhannen kilometrin korkeudessa kromosfääri. Täydellisten kuunpimennysten aikana se näkyy vaaleanpunaisena halona, joka ympäröi tummaa kiekkoa. Kromosfäärin lämpötila nousee ja ylemmissä kerroksissa saavuttaa useita kymmeniä tuhansia asteita. Auringon ilmakehän uloin ja ohuin osa on aurinko korona- ulottuu useiden kymmenien auringon säteiden etäisyyksille. Lämpötila täällä ylittää miljoona astetta.
Taulukko 3.2. Auringon ja maanpäällisten planeettojen kemiallinen koostumus, % (A. A. Marakushevin mukaan, 1999)
| Elementti | Aurinko | Merkurius | Venus | Maapallo | Mars |
| Si | 34,70 | 16,45 | 33,03 | 31,26 | 36,44 |
| Fe | 30,90 | 63,07 | 30,93 | 34,50 | 24,78 |
| Mg | 27,40 | 15,65 | 31,21 | 29,43 | 34,33 |
| Na | 2,19 | - | - | - | - |
| Al | 1,74 | 0,97 | 2,03 | 1,90 | 2,29 |
| Ca | 1,56 | 0,88 | 1,62 | 1,53 | 1,73 |
| Ni | 0,90 | 2,98 | 1,18 | 1,38 | 0,43 |
Riisi. 3.2. Auringon rakenne
Planeetat Aurinkokunta on jaettu kahteen ryhmään: sisäinen, tai maanpäälliset planeetat - Merkurius, Venus, Maa, Mars ja ulkoinen, tai jättiläisplaneetat - Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus ja Pluto. Planeettojen arvioitu materiaalikoostumus on esitetty kuvassa. 3.3.
Maanpäälliset planeetat. Sisäplaneetoilla on suhteellisen pieni koko, suuri tiheys ja aineen sisäinen erilaistuminen. Niille on ominaista lisääntynyt hiilen, typen ja hapen pitoisuus sekä vedyn ja heliumin puute. Maanpäällisille planeetoille on ominaista tektoninen epäsymmetria: planeettojen pohjoisten pallonpuoliskojen kuoren rakenne eroaa eteläisistä.
Merkurius - planeetta lähinnä aurinkoa. Aurinkokunnan planeetoista se erottuu pisimmällä elliptisellä kiertoradalla. Lämpötila valaistulla puolella on 325-437°C, yöpuolella -123 - -185°C. Amerikkalainen avaruusalus Mariner 10 löysi vuonna 1974 elohopeasta harvinaisen ilmakehän (paine 10-11 atm), joka koostui heliumista ja vedystä suhteessa 50:1. Merkuriuksen magneettikenttä on 100 kertaa heikompi kuin Maan, mikä johtuu suurelta osin planeetan hitaasta pyörimisestä akselinsa ympäri. Merkuriuksen pinnalla on paljon yhteistä Kuun pinnan kanssa, mutta mantereen topografia on hallitseva. Erikokoisten kuun kaltaisten kraatterien ohella havaitaan Kuussa poissa olevia arpia - kallioita, jotka ovat 2-3 km korkeita ja satoja ja tuhansia kilometrejä pitkiä.
Riisi. 3.3. Planeettojen rakenne ja arvioitu materiaalikoostumus (G.V. Voitkevichin mukaan): A - maaryhmä: 1, 2, 3 - silikaatti-, metalli- ja metallisulfidiaineet, vastaavasti; b- jättiläiset: 1 - molekyylivety; 2 - metallinen vety; 3 - vesi jää; 4 - kivi- tai rautakivimateriaalista koostuva ydin
Merkuriuksen massa on 1/18 Maan massasta. Pienestä koostaan huolimatta Merkuriuksen tiheys on epätavallisen korkea (5,42 g/cm3), lähellä maan tiheyttä. Suuri tiheys viittaa kuumaan ja todennäköisesti sulaan metalliseen ytimeen, jonka osuus on noin 62 % planeetan massasta. Ydintä ympäröi noin 600 km paksuinen silikaattikuori. Merkuriuksen pintakivien ja pohjamaan kemiallista koostumusta voidaan päätellä vain epäsuorista tiedoista. Merkuriuksen regoliitin heijastavuus osoittaa, että se koostuu samoista kivistä, jotka muodostavat kuun maaperän.
Venus pyörii akselinsa ympäri vielä hitaammin (244 Maan vuorokaudessa) kuin Merkurius ja vastakkaiseen suuntaan, joten Aurinko Venuksella nousee lännestä ja laskee itään. Venuksen massa on 81 % maan massasta. Esineiden paino Venuksella on vain 10 % pienempi kuin niiden paino maan päällä. Planeetan kuoren uskotaan olevan ohut (15-20 km) ja sen pääosaa edustavat silikaatit, jotka korvataan 3224 km:n syvyydellä rautasydämellä. Planeetan topografia on leikattu - jopa 8 km korkeat vuoristot vuorottelevat kraattereiden kanssa, joiden halkaisija on kymmeniä kilometrejä (enintään 160 km) ja syvyys jopa 0,5 km. Valtavia tasoitettuja tiloja peittävät teräväkulmaiset jätteet. Päiväntasaajan läheltä löydettiin jättimäinen lineaarinen syvennys, joka on jopa 1500 km pitkä ja 150 km leveä ja jonka syvyys oli jopa 2 km. Venuksella ei ole dipolimagneettikenttää, mikä selittyy sen korkealla lämpötilalla. Planeetan pinnalla lämpötila on (468+7)°C ja syvyydessä luonnollisesti 700-800°C.
Venuksella on erittäin tiheä ilmapiiri. Pinnalla ilmanpaine on vähintään 90-100 atm, mikä vastaa maan merien painetta 1000 m syvyydessä. Ilmakehän kemiallinen koostumus koostuu pääasiassa hiilidioksidista, johon on sekoitettu typpeä, vesihöyryä , happi, rikkihappo, kloorivety ja fluorivety. Venuksen ilmakehän uskotaan vastaavan suunnilleen maan ilmakehää muodostumisen alkuvaiheessa (3,8-3,3 miljardia vuotta sitten). Ilmakehän pilvikerros ulottuu 35 kilometrin korkeudesta 70 kilometriin. Pilvien alempi kerros koostuu 75-80 % rikkihaposta, lisäksi mukana on fluorivety- ja kloorivetyhappoa. Koska Venus on 50 miljoonaa kilometriä lähempänä Aurinkoa kuin Maa, se vastaanottaa kaksi kertaa enemmän lämpöä kuin planeettamme - 3,6 cal/(cm 2 × min). Tämä energia kertyy hiilidioksidiilmakehään, mikä aiheuttaa valtavan kasvihuoneilmiön ja Venuksen pinnan korkeita lämpötiloja - kuumaa ja ilmeisesti kuivaa. Kosminen tieto viittaa Venuksen omituiseen hehkuun, mikä johtuu todennäköisesti pintakivien korkeista lämpötiloista.
Venukselle on ominaista monimutkainen pilvidynamiikka. Noin 40 kilometrin korkeudessa on luultavasti voimakkaita napapyörteitä ja voimakkaita tuulia. Lähellä planeetan pintaa tuulet ovat heikompia - noin 3 m/s (ilmeisesti johtuen siitä, ettei pintalämpötilassa ole merkittäviä eroja), minkä vahvistaa pölyn puuttuminen Venus-aseman laskeutumismoduulien laskeutumispaikoista. Pitkään aikaan tiheä ilmapiiri ei sallinut meidän arvioida Venuksen pinnan kiviä. Maaperän uraanin, toriumin ja kaliumin isotooppien luonnollisen radioaktiivisuuden analyysi osoitti lähellä maanpäällisten basalttien ja osittain graniitien tuloksia. Pintakivet magnetoituvat.
Mars sijaitsee 75 miljoonaa kilometriä kauempana Auringosta kuin Maa, joten Marsin päivä on pidempi kuin Maan ja sen vastaanottama aurinkoenergian määrä on 2,3 kertaa pienempi kuin Maa. Pyörimisjakso akselinsa ympäri on lähes sama kuin Maan. Akselin kaltevuus kiertoratatasoon nähden varmistaa vuodenaikojen vaihtelun ja "ilmastoalueiden" olemassaolon - kuuman päiväntasaajan, kaksi lauhkeaa ja kaksi polaarista. Pienen saapuvan aurinkoenergian vuoksi termisten vyöhykkeiden ja vuodenaikojen kontrastit ovat vähemmän korostuneet kuin maan päällä.
Marsin ilmakehän tiheys on 130 kertaa pienempi kuin Maan ja vain 0,01 atm. Ilmakehä sisältää hiilidioksidia, typpeä, argonia, happea ja vesihöyryä. Päivittäiset lämpötilanvaihtelut ylittävät 100°C: päiväntasaajalla päiväsaikaan noin 10-20°C ja navoilla alle -100°C. Suuria lämpötilaeroja havaitaan planeetan päivä- ja yöpuolen välillä: 10-30 - -120 °C. Noin 40 kilometrin korkeudessa Marsia ympäröi otsonikerros. Marsilla on havaittu heikko dipolimagneettikenttä (päiväntasaajalla se on 500 kertaa heikompi kuin maapallon).
Planeetan pinnalla on lukuisia vulkaanista ja meteoriittiperäisiä kraattereita. Keskimääräinen korkeusero on 12-14 km, mutta Nix Olympics -tulivuoren valtava kaldera (Snows of Olympus) kohoaa 24 km:iin. Sen pohjan halkaisija on 500 km ja kraatterin halkaisija on 65 km. Jotkut tulivuoret ovat aktiivisia. Planeetan erikoisuus on valtavien tektonisten halkeamien läsnäolo (esimerkiksi Marineris-kanjoni, 4000 km pitkä ja 2000 km leveä ja jopa 6 km syvyys), jotka muistuttavat maanpäällisiä grabeneja ja jokilaaksoja vastaavia morfoveistoksia.
Kuvissa Marsista näkyy alueita, jotka ovat väriltään vaaleita ("mannermaiset" alueet, jotka koostuvat ilmeisesti graniiteista), väriltään keltaisia ("merialueet, jotka koostuvat ilmeisesti basalteista") ja ulkonäöltään lumivalkoisia (jäätikön napakorkit). Planeetan napa-alueiden havainnot ovat osoittaneet vaihtelua jäämassiivien ääriviivoissa. Tutkijoiden mukaan jäätikön napahatut koostuvat jäätyneestä hiilidioksidista ja mahdollisesti vesijäästä. Marsin pinnan punertava väri johtuu todennäköisesti kivien hematitisoitumisesta ja limonitisoitumisesta (raudan hapettumisesta), mikä on mahdollista veden ja hapen läsnä ollessa. Ilmeisesti ne tulevat sisältä, kun pinta lämpenee päivän aikana tai kaasun uloshengityksellä, joka sulattaa ikiroudan.
Kivitutkimus osoitti seuraavan kemiallisten alkuaineiden suhteen (%): piidioksidi - 13-15, rautaoksidit - 12-16, kalsium - 3-8, alumiini - 2-7, magnesium - 5, rikki - 3, samoin kuten kalium, titaani, fosfori, kromi, nikkeli, vanadiini. Marsin maaperän koostumus on samanlainen kuin eräät maanpäälliset vulkaaniset kivet, mutta se on rikastettu rautayhdisteillä ja köyhdytetty piidioksidilla. Pinnalla ei löytynyt orgaanisia muodostumia. Planeetan pintaa lähellä olevissa kerroksissa (50 cm syvyydestä) maaperää sitoo ikirouta, joka ulottuu jopa 1 km:n syvyyteen. Planeetan syvyyksissä lämpötila saavuttaa 800-1500 °C. Oletetaan, että matalissa syvyyksissä lämpötilan tulee olla 15-25 ° C ja vesi voi olla nestemäisessä tilassa. Näissä olosuhteissa voi olla yksinkertaisimpia eläviä organismeja, joiden elintärkeästä toiminnasta ei ole vielä löydetty jälkiä.
Marsilla on kaksi satelliittia - Phobos (27x21x19 km) ja Deimos (15x12x11 km), jotka ovat ilmeisesti asteroidien fragmentteja. Ensimmäisen kiertorata on 5 000 km päässä planeetalta, toisen 20 000 km.
Taulukossa Kuva 3.2 esittää maanpäällisten planeettojen kemiallisen koostumuksen. Taulukko osoittaa, että elohopealle on ominaista korkeimmat raudan ja nikkelin pitoisuudet sekä alhaisimmat piin ja magnesiumin pitoisuudet.
Jättiläiset planeetat. Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus eroavat huomattavasti maanpäällisistä planeetoista. Jättimäisille planeetoille, erityisesti niille, jotka ovat lähimpänä aurinkoa, aurinkokunnan kokonaiskulmaliikemäärä (Maan yksiköissä) on keskittynyt: Neptunus - 95, Uranus - 64, Saturnus - 294, Jupiter - 725. Näiden planeettojen etäisyys Aurinkoa Aurinko antoi heille mahdollisuuden säilyttää merkittävän määrän primääristä vetyä ja heliumia, joita maanpäälliset planeetat menettivät "aurinkotuulen" vaikutuksesta ja omien gravitaatiovoimiensa riittämättömyyden vuoksi. Vaikka ulkoplaneettojen aineen tiheys on pieni (0,7-1,8 g/cm 3), niiden tilavuudet ja massat ovat valtavia.
Suurin planeetta on Jupiter, joka on tilavuudeltaan 1300 kertaa suurempi ja massaltaan yli 318 kertaa suurempi kuin Maa. Sitä seuraa Saturnus, jonka massa on 95 kertaa Maan massa. Nämä planeetat sisältävät 92,5 % kaikkien aurinkokunnan planeettojen massasta (71,2 % Jupiterilla ja 21,3 % Saturnuksella). Ulkoplaneettojen ryhmän täydentävät kaksi kaksoisjättiläistä - Uranus ja Neptunus. Tärkeä piirre on kivisten satelliittien läsnäolo näillä planeetoilla, mikä todennäköisesti osoittaa niiden ulkoisen kosmisen alkuperän eikä liity planeettojen itsensä aineen erilaistumiseen, joka muodostuu pääasiassa kaasumaisessa tilassa olevista kondensaatioista. Monet tutkijat uskovat, että näiden planeettojen keskiosat ovat kivisiä.
Jupiter Sen pinnalla on tyypillisiä täpliä ja raitoja, jotka ovat yhdensuuntaisia päiväntasaajan kanssa ja joiden ääriviivat vaihtelevat, joten se on helpoin tutkittava planeetta. Jupiterin massa on vain kaksi suuruusluokkaa pienempi kuin Auringon. Akseli on lähes kohtisuorassa kiertoradan tasoon nähden.
Jupiterilla on voimakas ilmakehä ja voimakas magneettikenttä (10 kertaa voimakkaampi kuin Maan), mikä määrittää planeetan ympärillä voimakkaiden protonien ja elektronien säteilyvyöhykkeiden läsnäolon, jotka Jupiterin magneettikenttä on vanginnut "aurinkotuulen". Jupiterin ilmakehä sisältää molekyylivedyn ja heliumin lisäksi erilaisia epäpuhtauksia (metaania, ammoniakkia, hiilimonoksidia, vesihöyryä, fosfiinimolekyylejä, syaanivetyä jne.). Näiden aineiden läsnäolo voi olla seurausta avaruudesta peräisin olevan heterogeenisen materiaalin assimilaatiosta. Kerroksellinen vety-heliummassa saavuttaa 4000 km:n paksuuden ja muodostaa epätasaisen epäpuhtauksien jakautumisen vuoksi raitoja ja täpliä.
Jupiterin valtava massa viittaa voimakkaan nestemäisen tai puolinestemäisen astenosfäärityyppisen ytimen läsnäoloon, joka voi olla vulkanismin lähde. Jälkimmäinen selittää mitä todennäköisimmin Suuren punaisen pisteen olemassaolon, jota on havaittu 1600-luvulta lähtien. Jos planeetalla on puolinestemäinen tai kiinteä ydin, siellä on oltava voimakas kasvihuoneilmiö.
Joidenkin tutkijoiden mukaan Jupiter toimii eräänlaisena "pölynimurina" aurinkokunnassa - sen voimakas magneetti-gravitaatiokenttä sieppaa komeettoja, asteroideja ja muita universumissa vaeltavia kappaleita. Selvä esimerkki oli Shoemaker-Levy 9 -komeetan vangitseminen ja putoaminen Jupiteriin vuonna 1994. Painovoima osoittautui niin voimakkaaksi, että komeetta hajosi erillisiksi paloiksi, jotka törmäsivät Jupiterin ilmakehään yli nopeudella. 200 tuhatta km/h. Jokainen räjähdys saavutti miljoonien megatonnien voimakkuuden, ja maapallon tarkkailijat näkivät räjähdystahroja ja kiihtyneen ilmakehän eriäviä aaltoja.
Vuoden 2003 alussa Jupiterin satelliittien määrä oli 48, joista kolmanneksella on omat nimensä. Monille niistä on ominaista käänteinen pyöriminen ja pienet koot - 2-4 km. Neljää suurinta satelliittia - Ganymede, Callisto, Io, Europa - kutsutaan galilealaisiksi. Satelliitit koostuvat kovasta kivimateriaalista, ilmeisesti silikaattikoostumuksesta. Niistä löydettiin aktiivisia tulivuoria, jäänjälkiä ja mahdollisesti nesteitä, mukaan lukien vettä.
Saturnus,"Rengätty" planeetta ei ole vähemmän mielenkiintoinen. Sen keskimääräinen tiheys laskettuna näennäissäteestä on erittäin alhainen - 0,69 g/cm 3 (ilman ilmakehää - noin 5,85 g/cm 3). Ilmakehän kerroksen paksuudeksi arvioidaan 37-40 tuhatta km. Saturnuksen erottuva piirre on sen rengas, joka sijaitsee ilmakehän pilvikerroksen yläpuolella. Sen halkaisija on 274 tuhatta km, mikä on lähes kaksi kertaa planeetan halkaisija, ja sen paksuus on noin 2 km. Avaruusasemien havaintojen perusteella on todettu, että rengas koostuu useista pienistä renkaista, jotka sijaitsevat eri etäisyyksillä toisistaan. Renkaiden ainetta edustavat kiinteät sirpaleet, ilmeisesti silikaattikivet ja jääpalat, joiden koko vaihtelee pölyhiukkasista useisiin metreihin. Ilmakehän paine Saturnuksella on 1,5 kertaa korkeampi kuin maan päällä, ja keskimääräinen pintalämpötila on noin -180 °C. Planeetan magneettikenttä on lähes puolet Maan magneettikentästä ja sen napaisuus on päinvastainen kuin Maan kentän napaisuus.
Saturnuksen läheltä on löydetty 30 satelliittia (vuodesta 2002). Kaukaisin niistä, Phoebe (halkaisija noin km) sijaitsee 13 miljoonan kilometrin päässä planeetalta ja kiertää sen ympäri 550 päivässä. Lähin on Mimas (halkaisija 195 km), joka sijaitsee 185,4 tuhannen kilometrin päässä ja tekee täyden kierroksen 2266 tunnissa. Mysteeri on hiilivetyjen läsnäolo Saturnuksen satelliiteilla ja mahdollisesti itse planeetalla.
Uranus. Uranuksen pyörimisakseli sijaitsee lähes kiertoradansa tasossa. Planeetalla on magneettikenttä, jonka napaisuus on päinvastainen kuin Maan, ja intensiteetti on pienempi kuin Maan.
Uranuksen tiheästä ilmakehästä, jonka paksuus on 8500 km, on löydetty rengasmuodostelmia, pisteitä, pyörteitä ja suihkuvirtoja, mikä viittaa ilmamassojen levottomaan kiertoon. Tuulen suunnat ovat yleensä samat kuin planeetan kierto, mutta korkeilla leveysasteilla niiden nopeus kasvaa. Uranuksen kylmän ilmakehän vihertävänsininen väri saattaa johtua [OH - ]-radikaalien läsnäolosta. Ilmakehän heliumpitoisuus on 15 %, alemmista kerroksista on löydetty metaanipilviä.
Planeetan ympäriltä löydettiin 10 rengasta, joiden leveys vaihteli useista sadoista metristä useisiin kilometreihin ja jotka koostuvat halkaisijaltaan noin 1 metrin hiukkasista. Renkaiden sisällä liikkuvat epäsäännöllisen muotoisia kivikappaleita, joiden halkaisija on 16-24 km ja joita kutsutaan "paimensatelliiteiksi" (todennäköisesti asteroideiksi).
Uranuksen 20 satelliitista viisi erottuu merkittävistä koostaan (halkaisijaltaan 1580-470 km), loput ovat alle 100 km. Ne kaikki näyttävät Uranuksen gravitaatiokentän vangitsemista asteroideilta. Joidenkin pallomaisessa pinnassa havaittiin jättimäisiä lineaarisia raitoja - halkeamia, mahdollisesti jälkiä meteoriittien vilkkuvista iskuista.
Neptunus- Auringosta kaukaisin planeetta. Ilmakehän pilvet muodostuvat pääasiassa metaanista. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa tuulenvirrat ryntäävät yliäänenopeuksilla. Tämä tarkoittaa lämpötila- ja painegradienttien olemassaoloa ilmakehässä, mikä ilmeisesti johtuu planeetan sisäisestä kuumenemisesta.
Neptunuksella on 8 kivistä satelliittia, joista kolme ovat merkittäviä: Triton (halkaisija 2700 km), Nerida (340 km) ja Proteus (400 km), loput ovat pienempiä - 50 - 190 km.
Pluto- kaukaisin planeetoista, joka löydettiin vuonna 1930, ei kuulu jättiläisplaneettoihin. Sen massa on 10 kertaa pienempi kuin maan massa.
Nopeasti akselinsa ympäri pyörivällä Plutolla on erittäin pitkänomainen elliptinen kiertorata, ja siksi se on vuosina 1969–2009 lähempänä aurinkoa kuin Neptunus. Tämä tosiasia voi olla lisätodiste sen "ei-planetaarisesta" luonteesta. On todennäköistä, että Pluto kuuluu kappaleisiin Kuiper-vyöhykkeestä, joka löydettiin 1900-luvun 90-luvulla, joka on asteroidivyöhykkeen analogi, mutta Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella. Tällä hetkellä on löydetty noin 40 tällaista kappaletta, joiden halkaisija on 100-500 km, hyvin himmeitä ja melkein mustia ja joiden albedo on 0,01 - 0,02 (Kuun albedo on 0,05). Pluto voi olla yksi heistä. Planeetan pinta on selvästi jäinen. Plutolla on yksi satelliitti, Charon, jonka halkaisija on 1190 km, jonka kiertorata kulkee 19 tuhatta km:n päässä siitä ja jonka kiertoaika on 6,4 maapäivää.
Pluton liikkeen luonteen perusteella tutkijat ehdottavat toisen erittäin kaukaisen ja pienen (kymmenennen) planeetan läsnäoloa. Vuoden 1996 lopulla kerrottiin, että Havaijin observatorion tähtitieteilijät olivat löytäneet jääpaloista koostuvan taivaankappaleen, joka pyörii lähellä aurinkoa olevalla kiertoradalla Pluton takana. Tällä pienellä planeetalla ei vielä ole nimeä, ja se on rekisteröity numerolla 1996TL66.
Kuu- Maan satelliitti, joka pyörii siitä 384 tuhannen km:n etäisyydellä ja jonka koko ja rakenne tuovat sen lähemmäksi planeettoja. Aksiaalisen ja sivusuuntaisen pyörimisen jaksot Maan ympäri ovat lähes yhtä suuret (katso taulukko 3.1), minkä vuoksi Kuu on aina toisella puolellamme. Kuun ulkonäkö maanpäälliselle tarkkailijalle muuttuu jatkuvasti sen vaiheiden mukaan - uusikuu, ensimmäinen neljännes, täysikuu, viimeinen neljännes. Kuun vaiheiden täydellisen muutoksen jaksoa kutsutaan synodinen kuukausi, mikä on keskimäärin 29,53 Maan päivää. Se ei täsmää sideeraalinen(tähdille) kuukausi on 27,32 päivää, jonka aikana Kuu tekee täyden kierroksen Maan ympäri ja samalla - kierroksen akselinsa ympäri suhteessa aurinkoon. Uuden kuun aikana Kuu on Maan ja Auringon välissä eikä ole näkyvissä maasta. Täysikuun aikana Maa on Kuun ja Auringon välissä ja Kuu näkyy täysiä kiekkoina. Liittyy Auringon, Maan ja Kuun asentoihin aurinko- Ja kuunpimennykset- valojen paikat, joissa Kuun luoma varjo putoaa Maan pinnalle (auringonpimennys) tai Maan varjo putoaa Kuun pinnalle (kuunpimennys).
Kuun pinta on vuorotellen tummia alueita - "meriä", jotka vastaavat tasaisia tasankoja, ja vaaleita alueita - "mantereja", jotka muodostuvat kukkuloista. Korkeuserot ovat 12-13 km, korkeimmat huiput (jopa 8 km) sijaitsevat lähellä etelänavaa. Lukuisat kraatterit, joiden koko vaihtelee useista metreistä satoihin kilometreihin, ovat meteoriitti- tai vulkaanista alkuperää (Alfonsen kraatterissa keskivuoren hehku ja hiilen vapautuminen löydettiin vuonna 1958). Kuulle tyypilliset voimakkaat vulkaaniset prosessit kehityksen alkuvaiheessa ovat nyt heikentyneet.
Näytteet kuun maaperän ylemmästä kerroksesta - Regolith, Neuvostoliiton avaruusalusten ja amerikkalaisten astronautien ottamat tulokset osoittivat, että Kuun pinnalle nousee peruskoostumukseltaan magmaisia kiviä - basaltteja ja anortosiitteja. Ensimmäiset ovat ominaisia "merille", jälkimmäiset - "mantereille". Regoliitin alhainen tiheys (0,8-1,5 g/cm3) selittyy sen suurella huokoisuudella (jopa 50 %). Tummempien "meribasalttien" keskimääräinen tiheys on 3,9 g/cm3 ja vaaleampien "mannermaisten" anortosiittien keskimääräinen tiheys on 2,9 g/cm3, mikä on korkeampi kuin maankuoren keskimääräinen tiheys (2,67 g/cm3). Kuun kivien keskimääräinen tiheys (3,34 g/cm3) on pienempi kuin Maan kivien keskimääräinen tiheys (5,52 g/cm3). Ne olettavat sen sisäpuolen homogeenisen rakenteen ja ilmeisesti merkittävän metallisen ytimen puuttumisen. 60 kilometrin syvyyteen asti kuunkuori koostuu samoista kivistä kuin pinta. Kuu ei ole havainnut omaa dipolimagneettikenttäään.
Kuun kivet ovat kemialliselta koostumukseltaan lähellä maapallon kiviä, ja niille on tunnusomaista seuraavat indikaattorit (%): SiO 2 - 49,1 - 46,1; MgO - 6,6-7,0; FeO - 12,1-2,5; A1203 - 14,7-22,3; CaO -12,9-18,3; Na20 - 0,6 - 0,7; TiO 2 - 3,5-0,1 (ensimmäiset numerot koskevat kuun "meren maaperää", toinen - mannermaata). Maan ja Kuun kivien läheinen samankaltaisuus voi viitata siihen, että molemmat taivaankappaleet muodostuivat suhteellisen lyhyen matkan päässä toisistaan. Kuu syntyi lähellä maapalloa olevaa "satelliittiparvea" noin 4,66 miljardia vuotta sitten. Suurin osa raudasta ja sulavista alkuaineista oli jo tällä hetkellä vanginnut Maa, mikä luultavasti määritti rautasydämen puuttumisen Kuussa.
Sen pienen massan ansiosta Kuu voi säilyttää vain hyvin harvinaisen ilmakehän, joka koostuu heliumista ja argonista. Ilmanpaine Kuussa on 10 -7 atm päivällä ja ~10 -9 atm yöllä. Ilmakehän puuttuminen määrittää pintalämpötilan suuret päivittäiset vaihtelut -130 - 180 C.
Kuun tutkimus alkoi 2. tammikuuta 1959, kun ensimmäinen Neuvostoliiton automaattinen asema, Luna-1, laukaisi kohti Kuuta. Ensimmäiset ihmiset olivat amerikkalaiset astronautit Neil Armstrong ja Edwin Aldrin, jotka laskeutuivat Kuuhun 21. heinäkuuta 1969 Apollo 11 -avaruusaluksella.
Universumi koostuu monista kosmisista kappaleista: tähdistä, planeetoista ja niiden satelliiteista, asteroideista, komeetoista, meteoriikasta, kosmisesta kaasusta ja pölystä. Galaksi on tähtijoukko (tähtijärjestelmä). Metagalaksi on maailmankaikkeuden näkyvä osa (1026 m, 100 miljoonaa valovuotta, 1022 tähteä).
Aurinko (halkaisija - 1 390 000 km, massa - 1,99∙1030 kg, koostumus: 71 % H, 27 % He, 2 % N, C, O jne., pintalämpötila 6 000 °C)
Aurinkoenergia on kaikkien maapallolla tapahtuvien prosessien liikkeellepaneva voima. Auringon aktiivisuus on joukko fyysisiä prosesseja, jotka tapahtuvat Auringossa. Auringon aktiivisuussyklit ovat 11, 22, 8090, 900 vuotta. Aikana, jolloin auringon aktiivisuus on maksimi, elävien organismien kasvu ja kehitys aktivoituvat, sosiaaliset jännitteet ja sairauksien määrä lisääntyvät jne.
Aurinkokunnan planeetat jaetaan tavanomaisesti kahteen ryhmään: Maanpäälliset planeetat (Merkurius, Venus, Maa, Mars) - niillä on pieni koko, mutta suuri massa ja tiheys ja vähän satelliitteja. Jättiplaneetat (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus) ovat kooltaan suuria, mutta niillä on pieni massa ja tiheys, ja niillä on monia satelliitteja.
Kuu on Maan satelliitti, jonka säde – 1738 tuhatta km, etäisyys Maahan – 384 tuhatta km. Massa - 1/81 Maan massasta. Lämpötila: -170 - +300°C. Kuun aksiaalikiertoaika on 27,3 Maan päivää (sideerinen kuukausi). Kuun vaikutus: Kuun vaiheiden laskun ja virtauksen täydellinen muutos (uusikuu, (12 tunnin 25 minuutin välein); ensimmäinen neljännes, täysikuu, aurinko ja kuun viimeinen neljännes) - 29,5 pimennystä. päivää (synodinen kuukausi). Kuun päivä - 24 tuntia 50 minuuttia.
Maan muoto ja koko Maan muotoa koskevien käsitysten kehitys: kiekko (muinaiset ajat) pallo (Aristoteles, 3. vuosisata eKr.) Ellipsoidi (Newton, 1600-luku) Geoidi (nykyaika)
Todiste Maan pallomaisesta muodosta. Kuvia avaruudesta. Maan pinnan astemittaukset. Kuunpimennykset (Maan varjo näkyy ympyrän muodossa). Liikkuessa korkeita esineitä ilmaantuu vähitellen horisontista. Liikkuessaan pituuspiiriä pitkin tähtitaivaan ulkonäkö muuttuu. Kun liikut ylöspäin, näkyvän horisontin kantama kasvaa. Korkeiden esineiden valaiseminen ennen auringonnousua ja auringonlaskun jälkeen. Matkustaa ympäri maailmaa.
Maan mitat Päiväntasaajan säde - 6 378 km Napasäde - 6 357 km Keskimääräinen säde - 6 371 km Napapuristuksen määrä - 21 km Päiväntasaajan pituus - 40 075 km Napameridiaanin pituus - 40 008 km
Maan pallomaisen muodon ja sen koon seuraukset Pallomainen muoto johtaa maantieteellisen (leveysasteisen) vyöhykkeen syntymiseen, koska auringonsäteiden tulokulma pienenee maan pinnalla päiväntasaajalta napoihin. Maan koko ja muoto mahdollistavat tietyn koostumuksen ja hydrosfäärin ilmakehän ylläpitämisen, jota ilman elämä on mahdotonta.
Dian kuvatekstit:
Asteroidit
«
tähtimainen"
Lisätä
9. Tärkein ero Maan ja muiden planeettojen välillä on...
10. Aurinkokunta sisältää:
A) planeetat
B) Planeettojen satelliitit
SISÄÄN) _______________
G)_________________
Universumi
Tämä on koko olemassa oleva maailma. Se on ääretön ajassa ja tilassa.
Aurinkokunta
Merkurius
Vuosi – 88 Maan päivää
Pyöriminen akselinsa ympäri 58,7 Maan vuorokaudessa
Etäisyys 58 miljoonaa km
Venus
Vuosi – 225 Maan päivää
Pyöriminen akselinsa ympäri 243 Maan vuorokaudessa
Etäisyys 108 miljoonaa km
Maapallo
Vuosi – 365 Maan päivää
Vallankumous akselinsa ympäri 1 Maan vuorokaudessa
Etäisyys 150 miljoonaa km
Mars
Vuosi – 687 Maan päivää
Vallankumous akselinsa ympäri 24 tunnissa
Etäisyys 228 miljoonaa km
Jupiter (kuu - Ganymede)
Vuosi – 12 maan vuotta
Pyörii akselinsa ympäri 10 tunnissa
Etäisyys 778 miljoonaa km
Saturnus
Vuosi – 30 Maan vuotta
Pyörii akselinsa ympäri 10 tunnissa 34 minuutissa
Etäisyys 1426 miljoonaa km
Uranus
Vuosi – 84 Maan vuotta
Pyörii akselinsa ympäri 17 tunnissa 12 minuutissa
Etäisyys 2860 miljoonaa km
Neptunus
Vuosi – 165 Maan vuotta
Pyörii akselinsa ympäri 16 tunnissa 6 minuutissa
Etäisyys 4500 miljoonaa km
Pluto
Vuosi – 250 Maan vuotta
Vallankumous akselinsa ympäri 6 Maan vuorokaudessa 9 tunnissa
Etäisyys 5906 miljoonaa km
Maantieteellinen sanelu
5
. Pienin planeetta on Venus
6. Saturnus on yksi jättiläisplaneetoista
7. Elohopealla on hydrosfääri
8. Andromedan galaksi on lähinnä maapalloa
Maa universumissa
Maa ja avaruus
Maan liike Auringon ympäri
Navigointitähdet
Navigointitähdet -
tähdet
, jonka avulla he määrittävät ilmailussa, navigoinnissa ja astronautiikassa laivan sijainnin ja suunnan.
Maan pohjoisella pallonpuoliskolla suuntautumiseen käytetään 18 navigointitähteä. Pohjoisella taivaanpuoliskolla se on napainen,
Vega
, kappeli,
Aliot
jne.
Näihin tähtiin lisätään taivaan eteläisen pallonpuoliskon 5 tähteä: Sirius, Rigel,
Spica
, Antares ja
Fomalgayut
.
Maantieteellinen sanelu
1. Galaksia, johon maapallo kuuluu, kutsutaan Linnunradaksi
2. Mars on yksi jättiläisplaneetoista
3. Merkurius on lähinnä aurinkoa
4. Suurin planeetta on Jupiter
Magellanin pilvet
Andromedan sumu
Maan liike akselinsa ympäri
66,5°
Komeetta
Resurssit:
http://images.yandex.ru/yandsearch?p=1&text=%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D1%8F%20%D0%BF%D0%BB%D0%B0 %D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B0&img_url=bigjournal.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2012%2F03%2F%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE-% D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8-%D1%81%D0%BE-%D1%81%D0%BF%D1%83%D1%82%D0%BD%
D0%B8%D0%BA%D0%B0-45.jpg&pos=35&rpt=simage
Maapallo
http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BC%D0%B0%D1%80%D1%81%20%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0 %B5%D1%82%D0%B0&img_url=www.milkywaygalaxy.ru%2Fimages%2Fmars%20foto.jpg&pos=1&rpt=simage
Mars
http://images.yandex.ru/yandsearch?p=1&text=%D1%8E%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80%20%D0%BF%D0%BB %D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B0%20%D1%81%D0%BF%D1%83%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA %D0%B8&img_url=www.cbsnews.com%2Fi%2Ftim%2F2010%2F11%2F12%2Fvoy5_1_540x405.jpg&pos=59&rpt=simage
Jupiter
http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D1%81%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%BD%20%D0%BF%D0%BB%D0 %B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B0%20%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE&img_url=sandbox.yoyogames.com%2Fextras%2Fimage%2Fname%2Fsan1 %2F532%2F8532%2Fsaturn.jpg&pos=7&rpt=simage
Saturnus
http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%BD%20%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0 %B5%D1%82%D0%B0%20%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE&img_url=cs10383.userapi.com%2Fu6851945%2F-6%2Fx_6ed35aa2.jpg&possimage=1&rpt
Uranus
http://astrohome-kherson.narod.ru/images/slice_4/asteroidu.htm
aurinkokunta
http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%20%D0%B3%D0%B0%D0 %BB%D0%BB%D0%B5%D1%8F&img_url=kartcent.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2011%2F12%2Fkometa-halley-12.03.86.jpg&pos=1&rpt=simage
komeetta
http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BF%D0%BB%D1%83%D1%82%D0%BE%D0%BD%20%D0%BF%D0%BB%D0 %B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B0&img_url=y-tver.com%2Fusers%2F100%2Fcolor1324991656.jpg&pos=1&rpt=simage
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EE%EB%ED%E5%F7%ED%E0%FF_%F1%E8%F1%F2%E5%EC%E0
aurinkokunta
Linnunrata
Valtava,
painovoimaisesti
yhdistetty järjestelmä, joka sisältää noin 200 miljardia tähteä, tuhansia jättiläismäisiä kaasu- ja pölypilviä, klustereita ja sumuja
m
eteors
1 vaihtoehto
Vaihtoehto 2
11. Navigointitähdet pohjoisella pallonpuoliskolla ovat ______
12. Mitä yhteisiä piirteitä maanpäällisillä planeetoilla on?
13. Universumi on
11. Navigointitähdet eteläisellä pallonpuoliskolla ovat ______
12. Mitä yhteisiä piirteitä planeetoilla on?
– jättiläisiä
13. Aurinkokunta on
