Asal usul Bumi (hipotesis kosmogonik)

hipotesis kosmogonik. Pendekatan ilmiah untuk pertanyaan tentang asal usul Bumi dan tata surya menjadi mungkin setelah penguatan dalam sains tentang gagasan kesatuan material di Semesta. Ada ilmu tentang asal usul dan perkembangan benda langit - kosmogoni.

Upaya pertama untuk memberikan pembenaran ilmiah untuk pertanyaan tentang asal usul dan perkembangan tata surya dilakukan 200 tahun yang lalu.

Semua hipotesis tentang asal usul Bumi dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: nebular ("nebula" Latin - kabut, gas) dan bencana. Kelompok pertama didasarkan pada prinsip pembentukan planet dari gas, dari nebula debu. Kelompok kedua didasarkan pada berbagai fenomena bencana (tabrakan benda-benda langit, perpindahan bintang yang berdekatan, dll.).

Hipotesis Kant dan Laplace. Hipotesis ilmiah pertama tentang asal usul tata surya adalah hipotesis I. Kant (1755). Terlepas dari dia, ilmuwan lain - matematikawan dan astronom Prancis P. Laplace - sampai pada kesimpulan yang sama, tetapi mengembangkan hipotesis lebih dalam (1797). Kedua hipotesis pada dasarnya serupa dan sering dianggap sebagai satu, dan penulisnya dianggap sebagai pendiri kosmogoni ilmiah.

Hipotesis Kant-Laplace termasuk dalam kelompok hipotesis nebular. Menurut konsep mereka, sebuah nebula gas-debu besar sebelumnya terletak di tempat Tata Surya (nebula debu partikel padat, menurut I. Kant; sebuah nebula gas, menurut P. Laplace). Nebula itu panas dan berputar. Di bawah pengaruh hukum gravitasi, materinya secara bertahap memadat, diratakan, membentuk inti di tengah. Jadi Matahari primordial terbentuk. Pendinginan lebih lanjut dan pemadatan nebula menyebabkan peningkatan kecepatan sudut rotasi, sebagai akibatnya, di khatulistiwa, bagian luar nebula terpisah dari massa utama dalam bentuk cincin yang berputar di bidang khatulistiwa: beberapa dari mereka terbentuk. Sebagai contoh, Laplace mengutip cincin Saturnus. Pendinginan yang tidak merata, cincin-cincin itu putus, dan karena gaya tarik antar partikel, pembentukan planet-planet yang beredar mengelilingi Matahari terjadi. Planet-planet yang mendingin ditutupi dengan kerak padat, di permukaannya proses geologis mulai berkembang.

I. Kant dan P. Laplace dengan benar mencatat fitur utama dan karakteristik struktur tata surya:

sebagian besar massa (99,86%) sistem terkonsentrasi di Matahari;

planet-planet berputar dalam orbit yang hampir melingkar dan hampir pada bidang yang sama;

semua planet dan hampir semua satelitnya berputar ke arah yang sama, semua planet berputar di sekitar porosnya ke arah yang sama.

Kelebihan penting I. Kant dan P. Laplace adalah penciptaan hipotesis berdasarkan gagasan pengembangan materi. Kedua ilmuwan percaya bahwa nebula memiliki gerakan rotasi, akibatnya partikel-partikel dipadatkan dan planet-planet serta Matahari terbentuk. Mereka percaya bahwa gerak tidak dapat dipisahkan dari materi dan sama abadinya dengan materi itu sendiri.

Hipotesis Kant-Laplace telah ada selama hampir dua ratus tahun. Selanjutnya, terbukti tidak konsisten. Jadi, diketahui bahwa satelit beberapa planet, seperti Uranus dan Jupiter, berputar ke arah yang berbeda dari planet itu sendiri. Menurut fisika modern, gas yang terpisah dari badan pusat harus menghilang dan tidak dapat terbentuk menjadi cincin gas, dan kemudian - menjadi planet. Kekurangan signifikan lainnya dari hipotesis Kant dan Laplace adalah sebagai berikut.

Diketahui bahwa momentum sudut dalam benda yang berputar selalu tetap dan didistribusikan secara merata ke seluruh benda sebanding dengan massa, jarak, dan kecepatan sudut dari bagian benda yang sesuai. Hukum ini juga berlaku untuk nebula tempat matahari dan planet-planet terbentuk. Di tata surya, momentum tidak sesuai dengan hukum distribusi momentum dalam massa yang muncul dari satu benda. Planet-planet tata surya mengandung 98% momentum sudut sistem, dan matahari hanya memiliki 2%, sedangkan matahari menyumbang 99,86% dari seluruh massa tata surya.

Jika kita jumlahkan momen rotasi Matahari dan planet-planet lain, maka dalam perhitungan ternyata Matahari primer berputar dengan kecepatan yang sama dengan rotasi Jupiter sekarang. Dalam hal ini, Matahari pasti memiliki kontraksi yang sama dengan Jupiter. Dan ini, seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan, tidak cukup untuk menyebabkan fragmentasi Matahari yang berputar, yang menurut Kant dan Laplace, hancur karena rotasi berlebih.

3. Saat ini, telah terbukti bahwa sebuah bintang dengan rotasi berlebih pecah menjadi beberapa bagian, dan tidak membentuk keluarga planet. Biner spektral dan beberapa sistem dapat berfungsi sebagai contoh.

Hipotesis jeans. Setelah hipotesis Kant-Laplace dalam kosmogoni, beberapa hipotesis lagi untuk pembentukan tata surya diciptakan.

Apa yang disebut bencana muncul, yang didasarkan pada unsur kebetulan, unsur kebetulan yang membahagiakan:

Buffon - Bumi dan planet-planet terbentuk karena tabrakan Matahari dengan komet; Chamberlain dan Multon - pembentukan planet dikaitkan dengan aksi pasang surut bintang lain yang melewati Matahari.

Sebagai contoh hipotesis arah bencana, pertimbangkan konsep astronom Inggris Jeans (1919). Hipotesisnya didasarkan pada kemungkinan bintang lain lewat di dekat Matahari. Di bawah pengaruh daya tariknya, semburan gas keluar dari Matahari, yang, dengan evolusi lebih lanjut, berubah menjadi planet-planet tata surya. Gas jet itu berbentuk seperti cerutu. Di bagian tengah tubuh ini yang berputar mengelilingi Matahari, planet-planet besar terbentuk - Jupiter dan Saturnus, dan di ujung "cerutu" - planet-planet terestrial: Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Pluto.

Jeans percaya bahwa perjalanan bintang melewati Matahari, yang menyebabkan pembentukan planet-planet di tata surya, dapat menjelaskan perbedaan distribusi massa dan momentum sudut di tata surya. Bintang itu, yang mengeluarkan pancaran gas dari Matahari, memberi "cerutu" yang berputar itu kelebihan momentum sudut. Dengan demikian, salah satu kekurangan utama hipotesis Kant-Laplace telah dihilangkan.

Pada tahun 1943, astronom Rusia N. I. Parisky menghitung bahwa pada kecepatan tinggi sebuah bintang yang melewati Matahari, sebuah tonjolan gas seharusnya meninggalkan bintang tersebut. Pada kecepatan bintang yang rendah, pancaran gas seharusnya jatuh ke Matahari. Hanya dalam kasus kecepatan bintang yang ditentukan secara ketat, tonjolan gas dapat menjadi satelit Matahari. Dalam hal ini, orbitnya harus 7 kali lebih kecil dari orbit planet yang paling dekat dengan Matahari - Merkurius.

Dengan demikian, hipotesis Jeans, serta hipotesis Kant-Laplace, tidak dapat memberikan penjelasan yang benar untuk distribusi momentum sudut yang tidak proporsional di tata surya. Kelemahan terbesar dari hipotesis ini adalah fakta keacakan, eksklusivitas pembentukan keluarga planet, yang bertentangan dengan pandangan dunia materialistis dan fakta yang tersedia yang menunjukkan keberadaan planet di dunia bintang lain. Selain itu, perhitungan telah menunjukkan bahwa pendekatan bintang di ruang dunia praktis tidak mungkin, dan bahkan jika ini terjadi, bintang yang lewat tidak dapat memberikan gerakan planet dalam orbit melingkar.

hipotesis modern. Para ilmuwan di negara kita telah mencapai kesuksesan besar dalam pengembangan kosmogoni. Yang paling populer adalah hipotesis tentang asal usul tata surya, yang dibuat oleh O. Yu. Schmidt dan V. G. Fesenkov. Kedua ilmuwan, ketika mengembangkan hipotesis mereka, berangkat dari gagasan tentang kesatuan materi di alam semesta, tentang gerakan terus menerus dan evolusi materi, yang merupakan sifat utamanya, tentang keanekaragaman dunia, karena berbagai bentuk keberadaan. urusan.

Hipotesis O. Yu. Schmidt. Menurut konsep O.Yu. Schmidt, tata surya terbentuk dari akumulasi materi antarbintang yang ditangkap oleh Matahari dalam proses pergerakannya di ruang dunia. Matahari bergerak mengelilingi pusat Galaksi, membuat revolusi penuh dalam 180 juta tahun. Di antara bintang-bintang Galaksi ada akumulasi besar nebula gas-debu. Berdasarkan hal ini, O. Yu. Schmidt percaya bahwa Matahari, ketika bergerak, memasuki salah satu awan ini dan membawanya bersamanya. Dengan kekuatan tarikannya, itu menyebabkan awan berputar di sekitar dirinya sendiri. Schmidt percaya bahwa awan asli materi antarbintang memiliki beberapa rotasi, jika tidak, partikelnya akan jatuh ke Matahari.

Dalam proses revolusi awan mengelilingi Matahari, partikel-partikel kecil terkonsentrasi di bagian ekuator. Awan berubah menjadi piringan berputar yang dipadatkan datar, di mana, karena peningkatan daya tarik timbal balik partikel, kondensasi terjadi. Gumpalan-tubuh yang dihasilkan tumbuh dengan mengorbankan partikel-partikel kecil yang bergabung dengan mereka, seperti bola salju. Dengan cara ini, planet-planet dan satelit-satelit yang mengelilinginya terbentuk. Planet-planet mulai berputar dalam orbit melingkar karena rata-rata orbit partikel kecil.

Bumi, menurut O. Yu. Schmidt, juga terbentuk dari segerombolan partikel padat yang dingin. Pemanasan bertahap interior bumi terjadi karena energi peluruhan radioaktif, yang menyebabkan pelepasan air dan gas, yang merupakan bagian dari partikel padat dalam jumlah kecil. Akibatnya, lautan dan atmosfer muncul, yang menyebabkan munculnya kehidupan di Bumi.

Hipotesis O. Yu. Schmidt dengan tepat menjelaskan sejumlah keteraturan dalam struktur tata surya. Ilmuwan percaya bahwa perbedaan yang ada dalam distribusi momentum Matahari dan planet-planet dijelaskan oleh momen awal momentum Matahari yang berbeda dan nebula gas-debu. Schmidt menghitung dan secara matematis membuktikan jarak planet-planet dari Matahari dan di antara mereka sendiri dan menemukan alasan pembentukan planet besar dan kecil di berbagai bagian tata surya dan perbedaan komposisinya. Melalui perhitungan, alasan gerakan rotasi planet-planet dalam satu arah dibuktikan. Kerugian dari hipotesis ini adalah pertimbangan pertanyaan tentang asal usul planet-planet yang terpisah dari pembentukan Matahari, anggota sistem yang menentukan. Konsep ini bukannya tanpa unsur kebetulan: penangkapan materi antarbintang oleh Matahari.

Hipotesis V. G. Fesenkov. Karya astronom V. A. Ambartsumyan, yang membuktikan kontinuitas pembentukan bintang-bintang sebagai hasil kondensasi materi dari nebula debu-gas yang dijernihkan, memungkinkan Akademisi V. G. Fesenkov mengajukan hipotesis baru. Fesenkov percaya bahwa proses pembentukan planet tersebar luas di Semesta, di mana ada banyak sistem planet. Menurutnya, pembentukan planet dikaitkan dengan pembentukan bintang baru, yang dihasilkan dari kondensasi materi yang awalnya dijernihkan. Pembentukan Matahari dan planet-planet secara bersamaan dibuktikan dengan usia Bumi dan Matahari yang sama.

Sebagai hasil dari pemadatan awan gas-debu, gugusan berbentuk bintang terbentuk. Di bawah pengaruh rotasi cepat nebula, sebagian besar materi debu-gas bergerak semakin jauh dari pusat nebula di sepanjang bidang ekuator, membentuk sesuatu seperti piringan. Secara bertahap, pemadatan nebula gas-debu menyebabkan pembentukan gumpalan planet, yang kemudian membentuk planet modern tata surya. Tidak seperti Schmidt, Fesenkov percaya bahwa nebula gas-debu berada dalam keadaan panas. Kelebihannya yang besar adalah pembuktian hukum jarak planet tergantung pada kepadatan medium. VT. Fesenkov secara matematis membuktikan alasan stabilitas momentum sudut di tata surya dengan hilangnya materi Matahari ketika memilih materi, akibatnya rotasinya melambat. V.G. Fesenkov juga mendukung gerakan kebalikan dari beberapa satelit Jupiter dan Saturnus, menjelaskan hal ini dengan penangkapan asteroid oleh planet-planet.

Pada tahap studi Semesta ini, hipotesis V. G. Fesenkov dengan benar menjelaskan masalah asal usul, perkembangan, dan fitur struktural tata surya. Ini mengikuti dari konsep hipotesis bahwa pembentukan planet adalah proses yang tersebar luas di alam semesta. Pembentukan planet-planet terjadi dari zat yang terkait erat dengan Matahari primer, tanpa intervensi kekuatan eksternal.

Struktur dan komposisi Bumi

Massa Bumi diperkirakan 5,98-10 27 g, dan volumenya - 1,083-10 27 cm 3. Oleh karena itu, kerapatan rata-rata planet ini adalah sekitar 5,5 g/cm 3 . Namun massa jenis batuan yang tersedia bagi kita adalah 2,7-3,0 g/cm3. Dari sini dapat disimpulkan bahwa kerapatan materi Bumi tidak seragam.

Bumi dikelilingi oleh cangkang gas yang kuat - atmosfer. Ini adalah semacam pengatur proses metabolisme antara Bumi dan Kosmos. Beberapa bola dibedakan dalam komposisi selubung gas, berbeda dalam komposisi dan sifat fisik. Sebagian besar materi gas tertutup di troposfer, batas atasnya, yang terletak di ketinggian sekitar 17 km di khatulistiwa, berkurang ke arah kutub hingga 8-10 km. Lebih tinggi, di seluruh stratosfer dan mesosfer, penguraian gas meningkat, kondisi termal berubah secara kompleks. Pada ketinggian 80 hingga 800 km, ionosfer berada - wilayah gas yang sangat langka, di antara partikel-partikel yang didominasi oleh muatan listrik. Bagian terluar dari selubung gas dibentuk oleh eksosfer, yang memanjang hingga ketinggian 1800 km. Disipasi atom paling ringan - hidrogen dan helium - terjadi dari bola ini.

Metode utama mempelajari bagian dalam planet kita adalah geofisika, terutama pengamatan kecepatan rambat gelombang seismik yang dihasilkan dari ledakan atau gempa bumi. Sama seperti dari batu yang dilemparkan ke dalam air, mereka menyimpang ke arah yang berbeda di permukaan air.

gelombang, sehingga gelombang elastis merambat dalam materi padat dari sumber ledakan. Di antara mereka, gelombang getaran longitudinal dan transversal dibedakan. Getaran longitudinal adalah pergantian kompresi dan ketegangan materi dalam arah rambat gelombang. Getaran transversal dapat direpresentasikan sebagai pergeseran bolak-balik dalam arah tegak lurus terhadap perambatan gelombang.

Gelombang getaran longitudinal, atau, seperti yang mereka katakan, gelombang longitudinal, merambat dalam benda padat dengan kecepatan lebih tinggi daripada gelombang transversal. Gelombang longitudinal merambat baik pada benda padat maupun cair, gelombang transversal merambat hanya pada benda padat. Oleh karena itu, jika selama perjalanan gelombang seismik melalui suatu benda ternyata tidak mentransmisikan gelombang transversal, maka kita dapat mengasumsikan bahwa zat ini dalam keadaan cair. Jika kedua jenis gelombang seismik melewati tubuh, maka ini adalah bukti keadaan padat materi.

Kecepatan gelombang meningkat dengan meningkatnya kepadatan materi. Dengan perubahan tajam dalam kepadatan materi, kecepatan gelombang akan berubah secara tiba-tiba. Sebagai hasil dari studi perambatan gelombang seismik melalui Bumi, ditemukan bahwa ada beberapa batasan yang ditentukan untuk lompatan kecepatan gelombang. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa Bumi terdiri dari beberapa cangkang konsentris (geosfer).

Berdasarkan tiga antarmuka utama yang ditetapkan, tiga geosfer utama dibedakan: kerak bumi, mantel dan inti (Gbr. 2.1).

Antarmuka pertama ditandai dengan peningkatan mendadak dalam kecepatan gelombang seismik longitudinal dari 6,7 menjadi 8,1 km/s. Perbatasan ini disebut bagian Mohoroviic (untuk menghormati ilmuwan Serbia A. Mohorovichi, yang menemukannya), atau hanya perbatasan M. Ini memisahkan kerak bumi dari mantel. Kepadatan zat kerak bumi, sebagaimana ditunjukkan di atas, tidak melebihi 2,7-3,0 g/cm 3 . Batas M terletak di bawah benua pada kedalaman 30 hingga 80 km, dan di bawah dasar laut - dari 4 hingga 10 km.

Mengingat bahwa jari-jari bola bumi adalah 6371 km, kerak bumi adalah lapisan tipis di permukaan planet, terhitung kurang dari 1% dari total massa dan sekitar 1,5% dari volumenya.

Mantel - geosfer Bumi yang paling kuat. Ini meluas hingga kedalaman 2900 km dan menempati 82,26% dari volume planet. Mantel mengandung 67,8% massa Bumi. Dengan kedalaman, densitas zat mantel secara keseluruhan meningkat dari 3,32 menjadi 5,69 g/cm 3 , meskipun hal ini terjadi secara tidak merata.

Beras. 2.1. Diagram struktur internal Bumi

Pada kontak dengan kerak bumi, zat mantel berada dalam keadaan padat. Oleh karena itu, kerak bumi, bersama-sama dengan bagian paling atas dari mantel, disebut litosfer.

Keadaan agregat materi mantel di bawah litosfer belum cukup dipelajari, dan ada pendapat yang berbeda tentang hal ini. Diasumsikan bahwa suhu mantel pada kedalaman 100 km adalah 1100-1500 °C, di bagian yang dalam jauh lebih tinggi. Tekanan pada kedalaman 100 km diperkirakan 30 ribu atm, pada kedalaman 1000 km - 1350 ribu atm. Meskipun suhunya tinggi, dilihat dari perambatan gelombang seismik, bahan mantelnya sebagian besar padat. Tekanan kolosal dan suhu tinggi membuat keadaan kristal biasa menjadi tidak mungkin. Rupanya, materi mantel berada dalam kondisi kepadatan tinggi khusus, yang tidak mungkin terjadi di permukaan bumi. Penurunan tekanan atau sedikit peningkatan suhu harus menyebabkan transisi cepat zat ke keadaan meleleh.

Mantel dibagi menjadi atas (lapisan B, memanjang hingga kedalaman 400 km), menengah (lapisan C - dari 400 hingga 1000 km) dan bawah (lapisan D - dari 1000 hingga 2900 km). Lapisan C juga disebut lapisan Golitsin (untuk menghormati ilmuwan Rusia B.B. Golitsin, yang mendirikan lapisan ini), dan lapisan B disebut lapisan Gutenberg (untuk menghormati ilmuwan Jerman B. Gutenberg yang memilihnya).

Di mantel atas (lapisan B) terdapat zona di mana kecepatan gelombang seismik transversal berkurang secara signifikan. Rupanya, ini disebabkan oleh fakta bahwa zat di dalam zona itu sebagian dalam keadaan cair (cair). Zona penurunan kecepatan rambat gelombang seismik transversal menunjukkan bahwa fase cair hingga 10%, yang tercermin dalam keadaan materi yang lebih plastis dibandingkan dengan lapisan mantel atas dan bawah. Lapisan yang relatif plastis dengan kecepatan gelombang seismik rendah disebut astenosfer (dari bahasa Yunani. asthenes - lemah). Ketebalan zona yang melemah mencapai 200-300 km. Itu terletak di kedalaman sekitar 100-200 km, tetapi kedalamannya bervariasi: di bagian tengah lautan, astenosfer terletak lebih tinggi, di bawah area stabil benua itu tenggelam lebih dalam.

Astenosfer sangat penting untuk perkembangan proses geologi endogen global. Pelanggaran sekecil apa pun terhadap keseimbangan termodinamika berkontribusi pada pembentukan massa besar materi cair (asthenolith), yang naik, berkontribusi pada pergerakan blok individu litosfer di atas permukaan bumi. Ruang magma muncul di astenosfer. Berdasarkan hubungan erat antara litosfer dan astenosfer, kedua lapisan ini digabungkan dengan nama tektonosfer.

Baru-baru ini, perhatian para ilmuwan di mantel telah ditarik oleh zona yang terletak di kedalaman 670 km. Data yang diperoleh menunjukkan bahwa zona ini menandai batas bawah perpindahan panas dan massa konvektif, yang menghubungkan mantel atas (lapisan B) dan bagian atas lapisan perantara dengan litosfer.

Di dalam mantel, kecepatan gelombang seismik umumnya meningkat dalam arah radial dari 8,1 km/s pada batas kerak bumi dengan mantel menjadi 13,6 km/s di mantel bawah. Namun pada kedalaman sekitar 2900 km, kecepatan gelombang seismik longitudinal menurun tajam menjadi 8,1 km/s, dan gelombang transversal tidak merambat lebih dalam sama sekali. Ini menandai batas antara mantel dan inti Bumi.

Para ilmuwan berhasil menetapkan bahwa pada batas mantel dan inti pada interval kedalaman 2700-2900 km, di lapisan transisi D 1 (tidak seperti mantel bawah, yang memiliki indeks D), jet termal raksasa dihasilkan - bulu, secara berkala menembus seluruh mantel dan muncul di permukaan bumi dalam bentuk medan vulkanik yang luas.

inti bumi - bagian tengah planet. Ini hanya menempati sekitar 16% dari volumenya, tetapi mengandung lebih dari sepertiga dari seluruh massa Bumi. Dilihat dari perambatan gelombang seismik, pinggiran inti berada dalam keadaan cair. Pada saat yang sama, pengamatan asal usul gelombang pasang memungkinkan untuk menetapkan bahwa elastisitas Bumi secara keseluruhan sangat tinggi, lebih dari elastisitas baja. Rupanya, substansi nukleus berada dalam keadaan yang benar-benar istimewa. Kondisi tekanan yang sangat tinggi dari beberapa juta atmosfer berlaku di sini. Di bawah kondisi ini, penghancuran lengkap atau sebagian dari kulit elektron atom terjadi, zat tersebut "termetalisasi", mis. memperoleh sifat karakteristik logam, termasuk konduktivitas listrik yang tinggi. Ada kemungkinan bahwa kemagnetan bumi adalah hasil dari arus listrik yang timbul di inti karena rotasi bumi di sekitar porosnya.

Kepadatan inti - 5520 kg/m 3 , mis. zat ini dua kali lebih berat dari cangkang batu Bumi. Substansi inti tidak homogen. Pada kedalaman sekitar 5100 km, kecepatan rambat gelombang seismik kembali meningkat dari 8100 m/s menjadi 11000 m/s. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa bagian tengah nukleus adalah padat.

Komposisi material dari berbagai cangkang Bumi adalah masalah yang sangat kompleks. Hanya kerak bumi yang tersedia untuk mempelajari komposisinya secara langsung. Data yang tersedia menunjukkan bahwa kerak bumi sebagian besar terdiri dari silikat, dan 99,5% massanya terdiri dari delapan unsur kimia: oksigen, silikon, aluminium, besi, magnesium, kalsium, natrium, dan kalium. Semua unsur kimia lainnya bersama-sama membentuk sekitar 1,5%.

Komposisi bola bumi yang lebih dalam hanya dapat dinilai secara tentatif, menggunakan data geofisika dan hasil mempelajari komposisi meteorit. Oleh karena itu, model komposisi material dari bola-bola dalam Bumi, yang dikembangkan oleh para ilmuwan yang berbeda, berbeda. Dapat diasumsikan dengan sangat pasti bahwa mantel atas juga terdiri dari silikat, tetapi mengandung lebih sedikit silikon dan lebih banyak besi dan magnesium dibandingkan dengan kerak bumi, dan mantel bawah terbuat dari silikon dan magnesium oksida, yang struktur kimia kristalnya adalah jauh lebih padat daripada senyawa ini yang ditemukan di kerak bumi.

. ... geologi DENGAN BAIK KULIAH GEOLOGIKuliah 1. Geologi dan siklusgeologisilmu pengetahuan. Sekilas tentang sejarah Geologi dan siklusgeologisilmu pengetahuan. Geologi ...

Kuliah 1 Geologi dan siklus ilmu geologi (1)

kursus kuliah

... GEOLOGIKuliah 1. Geologi dan siklusgeologisilmu pengetahuan. ... geologi DENGAN BAIK KULIAH PENGANTAR KHUSUS Minsk 2005 INFORMASI UMUM TENTANG GEOLOGIKuliah 1. Geologi dan siklusgeologisilmu pengetahuan. Sekilas tentang sejarah Geologi dan siklusgeologisilmu pengetahuan. Geologi ...

B 2 siklus matematika dan IPA bagian dasar b 2 1 matematika dan metode matematika dalam abstrak biologi

Dokumen

... kuliah Jumlah jam Bentuk kontrol kemajuan saat ini 1 2 3 4 Geologi

ILMU RUANG DAN BUMI

Kosmologi adalah studi fisik alam semesta secara keseluruhan.

Dalam bahasa modern ada tiga istilah yang dekat: alam semesta, makhluk, dan alam semesta, yang harus dipisahkan.

Alam semesta adalah istilah filosofis untuk "dunia secara keseluruhan".

Alam Semesta adalah seluruh dunia material yang ada, sangat beragam dalam bentuk yang diambil materi dalam proses perkembangannya.

Alam semesta yang dipelajari oleh astronomi adalah bagian dari dunia material, yang dapat diakses untuk penelitian dengan cara ilmiah yang sesuai dengan tingkat perkembangan ilmu pengetahuan yang dicapai. Kosmos identik dengan definisi alam semesta. Seringkali membedakan ruang dekat, dieksplorasi dengan bantuan satelit, pesawat ruang angkasa, stasiun antarplanet dan ruang angkasa dalam - dunia bintang dan galaksi.

Ilmu yang mempelajari alam semesta secara keseluruhan disebut kosmologi.

Ilmu asal usul benda angkasa adalah kosmogoni.

Landasan teori kosmologi adalah landasan teori fisika (teori relativitas umum, teori medan, dll), landasan empiris adalah astronomi ekstragalaksi.

Perlu dicatat bahwa kesimpulan kosmologi memiliki status model, karena subjek kosmologi adalah objek yang begitu megah dalam representasi ruang-waktu sehingga salah satu prinsip dasar ilmu pengetahuan alam tentang kemungkinan melakukan eksperimen terkontrol dan dapat direproduksi pada objek yang diteliti ternyata tidak layak.

Model adalah penjelasan yang mungkin dari suatu fenomena, dan model tersebut bekerja sampai muncul data eksperimen yang bertentangan dengannya. Kemudian, untuk menggantikan model usang, yang baru muncul.

Tegasnya, semua hukum dan teori ilmiah adalah model, karena mereka dapat digantikan oleh konsep lain dalam perkembangan ilmu pengetahuan.

Kosmologi berasal dari ide-ide orang dahulu, dalam mitologi Yunani kuno, di mana ia dijelaskan secara rinci dan dengan cara yang cukup sistematis tentang penciptaan dunia dan strukturnya. Kemudian, dalam kerangka filsafat, hasil kosmologi kuno yang diakui secara umum adalah konsep geosentris Ptolemy, yang ada sepanjang Abad Pertengahan.

Nicolaus Copernicus, yang mengusulkan model heliosentris dunia, dianggap sebagai pendiri kosmologi ilmiah.

Giordano Bruno mengemukakan gagasan tentang alam semesta yang tak terbatas, abadi, dan berpenghuni. Ide Bruno jauh di depan usianya. Tapi dia tidak bisa menyebutkan satu fakta pun yang akan mengkonfirmasi kosmologinya.

Belakangan, Galileo dan Kepler akhirnya meninggalkan gagasan keliru tentang Matahari sebagai pusat Alam Semesta. Kepler mengklarifikasi gerakan planet yang sah, dan Newton membuktikan bahwa semua benda di Semesta, terlepas dari ukuran, komposisi kimia, struktur, dan sifat lainnya, saling tertarik satu sama lain. Kosmologi Newton, bersama dengan kemajuan abad ke-18 dan ke-17, mendefinisikan apa yang kadang-kadang disebut pandangan dunia klasik.

Model klasik ini agak sederhana dan jelas. Semesta dianggap tak terbatas dalam ruang dan waktu, dengan kata lain, abadi. Hukum dasar yang mengatur pergerakan dan perkembangan benda langit adalah hukum gravitasi universal. Ruang sama sekali tidak terhubung dengan benda-benda yang terletak di dalamnya dan memainkan peran pasif sebagai wadah benda-benda ini. Jika semua benda ini tiba-tiba menghilang, ruang dan waktu akan tetap tidak berubah. Detail naik turunnya benda langit tidak jelas, tetapi sebagian besar model ini koheren dan konsisten. Kekekalan kosmos adalah ide utama dari alam semesta yang stasioner.

Pohon pengetahuan astronomi Astronomi klasik Astrometri: Astronomi sferis Astrometri fundamental Astronomi praktis Mekanika angkasa Astrofisika modern Astrofisika Kosmologi Kosmologi Sejarah astronomi dapat dibagi menjadi beberapa periode: sebelum spektroskopi, tahun) Spektroskopi IV (sebelum fotografi, tahun) V-th Modern (1900-sekarang) Kuno (sebelum 1610) Klasik () Modern (sekarang)

Sistem luar angkasa Tata surya Bintang terlihat di langit Galaksi 1 unit astronomi = 149,6 juta km 1 pc (parsec) = AU = 3, 26 st. tahun 1 tahun cahaya (tahun St) adalah jarak yang ditempuh seberkas cahaya dengan kecepatan hampir km / s dalam 1 tahun dan sama dengan 9,46 juta juta kilometer!

Komunikasi dengan ilmu-ilmu lain 1 - heliobiologi 2 - xenobiologi 3 - biologi ruang angkasa dan kedokteran 4 - geografi matematika 5 - kosmokimia A - astronomi bola B - astrometri C - mekanika angkasa D - astrofisika E - kosmologi E - kosmogoni G - kosmofisika Fisika Kimia Biologi Geografi dan geofisika Sejarah dan ilmu sosial Filsafat Sastra

Teleskop Reflektor (reflektor - refleksi) - 1667, Isaac Newton (Inggris). Refraktor (refracto - I bias) - 1609, Galileo Galilei (Italia). Lensa cermin - 1930, Barnhard Schmidt (Estonia). Resolusi = 14"/D atau = /D Bukaan E=~S=(D/d xp) 2 Perbesaran W=F/f=β/α

Cermin utama teleskop Keck 10 meter. Terdiri dari 36 cermin heksagonal 1,8 m heksagonal Karena teleskop Kek I dan Kek II berjarak sekitar 85 m, mereka memiliki resolusi yang setara dengan teleskop dengan cermin 85 m, yaitu sekitar 0,005 detik busur.

Benda luar angkasa memancarkan seluruh spektrum radiasi elektromagnetik, sebagian besar radiasi tak kasat mata diserap oleh atmosfer bumi. Oleh karena itu, observatorium luar angkasa khusus diluncurkan ke luar angkasa untuk penelitian dalam rentang inframerah, sinar-x, dan gamma. Teleskop Hubble (HST), bekerja dari kota Panjang - 15,1 m, berat 11,6 ton, cermin 2,4 m

Astronomi adalah ilmu alam semesta yang mempelajari lokasi, pergerakan, struktur, asal usul, dan perkembangan benda langit serta sistem yang dibentuknya. Secara khusus, astronomi mempelajari Matahari dan bintang-bintang lainnya, planet-planet tata surya dan satelitnya, planet ekstrasurya, asteroid, komet, meteorit, materi antarplanet, materi antarbintang, pulsar, lubang hitam, nebula, galaksi dan gugusnya, quasar, dan banyak lagi. lagi. Astronomi adalah salah satu ilmu tertua. Budaya prasejarah dan peradaban kuno meninggalkan banyak artefak astronomi yang membuktikan pengetahuan mereka tentang hukum gerak benda langit. Contohnya termasuk monumen Mesir kuno pra-dinasti (Inggris) Rusia. dan Stonehenge. Peradaban pertama Babilonia, Yunani, Cina, India, dan Maya telah melakukan pengamatan metodis terhadap langit malam. Tetapi hanya penemuan teleskop yang memungkinkan astronomi berkembang menjadi ilmu pengetahuan modern. Secara historis, astronomi telah memasukkan astrometri, navigasi bintang, astronomi observasional, kalender, dan bahkan astrologi. Saat ini, astronomi profesional sering dianggap identik dengan astrofisika. Pada abad ke-20, astronomi dibagi menjadi dua cabang utama: observasional dan teoritis. Astronomi observasional adalah perolehan data observasi pada benda langit, yang kemudian dianalisis. Astronomi teoretis difokuskan pada pengembangan komputer, model matematika atau analitik untuk menggambarkan objek dan fenomena astronomi. Kedua cabang ini saling melengkapi: astronomi teoretis mencari penjelasan atas hasil pengamatan, sedangkan astronomi observasional menyediakan bahan untuk kesimpulan dan hipotesis teoretis serta kemungkinan mengujinya. Tahun 2009 dinyatakan oleh PBB sebagai Tahun Astronomi Internasional (IYA2009). Penekanan utama adalah pada peningkatan minat dan pemahaman publik tentang astronomi. Ini adalah salah satu dari sedikit ilmu di mana non-profesional masih dapat memainkan peran aktif. Astronomi amatir telah berkontribusi pada sejumlah penemuan astronomi penting.Astronomi modern dibagi menjadi beberapa bagian yang berhubungan erat, sehingga pembagian astronomi agak sewenang-wenang. Bagian utama dari astronomi adalah: Astrometri - mempelajari posisi dan pergerakan bintang yang tampak. Sebelumnya, peran astrometri juga terdiri dari penentuan koordinat geografis dan waktu presisi tinggi dengan mempelajari pergerakan benda langit (sekarang metode lain digunakan untuk ini). Astrometri modern terdiri dari: astrometri dasar, yang tugasnya adalah menentukan koordinat benda langit dari pengamatan, menyusun katalog posisi bintang dan menentukan nilai numerik parameter astronomi - jumlah yang memungkinkan untuk memperhitungkan perubahan teratur dalam koordinat tubuh; astronomi bola, yang mengembangkan metode matematis untuk menentukan posisi nyata dan pergerakan benda langit menggunakan berbagai sistem koordinat, serta teori perubahan reguler dalam koordinat benda-benda angkasa dari waktu ke waktu; Astronomi teoretis menyediakan metode untuk menentukan orbit benda langit dari posisi nyatanya dan metode untuk menghitung ephemeris (posisi nyata) benda langit dari elemen orbitnya yang diketahui (masalah kebalikan). Mekanika langit mempelajari hukum gerak benda langit di bawah pengaruh gaya gravitasi universal, menentukan massa dan bentuk benda langit serta stabilitas sistemnya. Ketiga bagian ini pada dasarnya memecahkan masalah pertama astronomi (studi tentang gerak benda langit), dan sering disebut astronomi klasik. Astrofisika mempelajari struktur, sifat fisik dan komposisi kimia benda langit. Ini dibagi menjadi: a) astrofisika praktis (pengamatan), di mana metode praktis penelitian astrofisika dan instrumen serta instrumen terkait dikembangkan dan diterapkan; b) astrofisika teoretis, di mana, berdasarkan hukum fisika, penjelasan diberikan untuk fenomena fisik yang diamati. Sejumlah cabang astrofisika dibedakan oleh metode penelitian tertentu. Astronomi bintang mempelajari keteraturan distribusi spasial dan gerakan bintang, sistem bintang dan materi antarbintang, dengan mempertimbangkan fitur fisiknya. Kosmokimia mempelajari komposisi kimia benda kosmik, hukum kelimpahan dan distribusi unsur-unsur kimia di Semesta, proses kombinasi dan migrasi atom selama pembentukan materi kosmik. Kadang-kadang mereka membedakan kosmokimia nuklir, yang mempelajari proses peluruhan radioaktif dan komposisi isotop benda kosmik. Nukleogenesis tidak dipertimbangkan dalam kerangka kosmokimia. Dalam dua bagian ini, pertanyaan tentang masalah kedua astronomi (struktur benda langit) sebagian besar diselesaikan. Kosmogoni mempertimbangkan asal usul dan evolusi benda langit, termasuk Bumi kita. Kosmologi mempelajari pola umum struktur dan perkembangan alam semesta. Berdasarkan semua pengetahuan yang diperoleh tentang benda langit, dua bagian terakhir dari astronomi memecahkan masalah ketiga (asal usul dan evolusi benda langit). Mata kuliah astronomi umum berisi paparan sistematis informasi tentang metode utama dan hasil utama yang diperoleh berbagai cabang astronomi. Salah satu arah baru, yang terbentuk hanya pada paruh kedua abad ke-20, adalah archaeoastronomy, yang mempelajari pengetahuan astronomis orang-orang kuno dan membantu menentukan penanggalan struktur kuno berdasarkan fenomena presesi Bumi.Studi tentang bintang dan evolusi bintang fundamental bagi pemahaman kita tentang Semesta. Para astronom mempelajari bintang menggunakan pengamatan dan model teoretis, dan sekarang juga dengan bantuan simulasi numerik komputer. Pembentukan bintang terjadi di nebula gas dan debu. Area nebula yang cukup padat dapat dikompresi oleh gravitasi, memanas karena energi potensial yang dilepaskan dalam kasus ini. Ketika suhu menjadi cukup tinggi, reaksi termonuklir dimulai di inti protobintang dan menjadi bintang. Hampir semua unsur yang lebih berat dari hidrogen dan helium diproduksi di bintang.