Презентация по физике "Эволюция Вселенной"

План:

1. Что такое Вселенная?

2. Возраст Вселенной

3. Картина ночного неба

4. Теория Большого взрыва

5. Возникновение и эволюция звезд

6. Планеты

7. Кратко о планетах солнечной системы

8. Кометы

9. Солнце

10. Вывод

Возраст Вселенной

Астрономические наблюдения Вселенной позволили с относительной точностью установить «возраст» Вселенной, который по последним данным составляет 13,73 ± 0,12 миллиардов лет. Однако, среди некоторых учёных существует точка зрения, что Вселенная никогда не возникала, а существовала вечно и будет существовать вечно, изменяясь лишь в своих формах и проявлениях. Представления о форме и размерах Вселенной в современной науке также являются остро дискуссионными, предположительно протяжённость Вселенной составляет не менее 93 миллиардов световых лет, при наблюдаемой части всего в 13,3 миллиардов световых лет.

Эволюция вселенной

План.

1.Что такое Вселенная?

2.Возраст Вселенной

3.Картина ночного неба

4.Теория Большого взрыва

5.Возникновение и эволюция звезд

6.Планеты

7.Кратко о планетах солнечной системы

8.Кометы

9.Солнце

10.Вывод

Что такое Вселенная?

Вселенная — это совокупность пространства и времени, всех форм материи, физических законов и констант, которые управляют ими. Однако термин Вселенная может трактоваться и иначе, как космос, мир или природа

Возраст Вселенной

Астрономические наблюдения Вселенной позволили с относительной точностью установить «возраст» Вселенной, который по последним данным составляет 13,73 ± 0,12 миллиардов лет. Однако, среди некоторых учёных существует точка зрения, что Вселенная никогда не возникала, а существовала вечно и будет существовать вечно, изменяясь лишь в своих формах и проявлениях. Представления о форме и размерах Вселенной в современной науке также являются остро дискуссионными, предположительно протяжённость Вселенной составляет не менее 93 миллиардов световых лет, при наблюдаемой части всего в 13,3 миллиардов световых лет.

Картина ночного неба

Представляется некоторым эталоном стабильности по сравнению с окружающими его процессами на Земле и в обществе: на протяжении всей жизни человека видимые звезды сохраняют неизменными свои положения и яркости, сохраняется привычный рисунок созвездий, и это единообразие нарушается лишь заметным движением небольшого числа объектов типа планет или комет, относящихся к нашей Солнечной системе. Но это первое впечатление неизменности окружающей нас Вселенной в действительности обманчиво: она эволюционирует, и эта эволюция, сравнительно медленная сейчас, на ранних этапах была невообразимо быстрой, так что серьезные качественные изменения состояния Вселенной происходили за доли секунды. По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла около 15 миллиардов лет назад из некоторого начального сингулярного состояния с бесконечно большими температурой и плотностью и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается.

рс, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнется обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию. Современные экспериментальные данные относительно величины р еще недостаточно надежны, чтобы сделать однозначный выбор между двумя вариантами будущего Вселенной. " width="640"

Теория Большого взрыва

• Событие, предположительно положившее начало Вселенной, называется Большой взрыв. По его математической модели, на момент этого события вся материя и энергия в ныне наблюдаемой Вселенной были сконцентрированы в одной точке с бесконечной плотностью. После Большого взрыва Вселенная начала стремительно расширяться, принимая современную форму. Так как Специальная теория относительности предполагает, что материя не способна преодолеть скорость света, кажется парадоксальным, что через 13.7 миллиардов лет в фиксированном пространстве-времени две галактики может разделять 93 миллиарда световых лет. Это естественное следствие Общей теории относительности. Согласно этой теории Большого Взрыва, дальнейшая эволюция зависит от измеримого экспериментально параметра р- средней плотности вещества в современной Вселенной. Если р меньше некоторого (известного из теории) критического значения рс, Вселенная будет расширяться вечно; если же ррс, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнется обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию. Современные экспериментальные данные относительно величины р еще недостаточно надежны, чтобы сделать однозначный выбор между двумя вариантами будущего Вселенной.

• Космос может расширяться неограниченно, поэтому, если пространство между двумя галактиками «расширяется», то они могут отдаляться друг от друга на скоростях и более скорости света. Экспериментальные измерения красного смещения, пространственного положения отдалённых галактик, Реликтового излучения и распространённости по Вселенной лёгких элементов свидетельствуют в пользу теории расширяющейся Вселенной, и более широко — теории Большого взрыва, которая предполагает, что космос появился из ничего в определённый момент в прошлом. Хотя, согласно альтернативным теориям, космос существовал всегда и всегда будет существовать, изменяясь лишь в своей форме и проявлениях. Недавние наблюдения показывают, что расширение Вселенной ускоряется, и что количество материи и энергии существенно отличается от того, что предполагали ранее на основании прямых наблюдений с Земли

Возникновение и эволюция звезд

Главной проблемой в эволюции звёзд является вопрос о возникновении их энергии, благодаря которой они светятся и излучают огромное количество энергии. Ранее выдвигалось много теорий, которые были призваны выявить источники энергии звёзд. Считали, что непрерывным источником звёздной энергии является непрерывное сжатие. Этот источник конечно хорош, но не может поддерживать соответствующее излучение в течении долгого времени. В середине XX века был найден ответ на этот вопрос. Источником излучения является термоядерные реакции синтеза. В результате этих реакций водород превращается в гелий, а освобождающаяся энергия проходит сквозь недра звезды, трансформируется и излучается в мировое пространство . Ранняя стадия эволюции звёзды очень не велика и звезда в это время погружена в туманность, поэтому протозвезду очень тяжело обнаружить.

А финальная стадия эволюции звезды зависит от её массы, но при этом необходимо ещё учитывать неизбежную ею потерю этой самой массы и вращение.

Планеты

Планета – небесное тело округлой формы, которое вращается на орбите вокруг звезды или ее остатков. В солнечной системе, согласно новейшим классификациям существует 8 планет: меркурий, венера, земля, марс, юпитер, сатурн, уран и нептун.

Меркурий

Планета Меркурий – необычная и удивительно загадочная планета, находящаяся ближе всех остальных планет к Солнцу . Расстояние от Солнца – 58 млн. км. Диаметр в целом по экватору – 4860 км. Общая плотность практически одинакова с земной. Собственное вращение слишком медленное. Любой космонавт, который оказался бы на планете, увидел поразительную картину: заходы и восходы Солнца в некоторых зонах Меркурия можно увидеть 2 раза в сутки.

Венера

Венера – соседка Земли. Планета находится наиболее близко к Земле, но ближе к Солнцу, что ставит её на вторую позицию. Расстояние – 108 млн.км. Диаметр в целом по экватору – 12100 км. Общая плотность меньше земной. Ось вращения не наклонена, поэтому смена времен года не наблюдается. Венера плавает в лучах Солнца во время зари, вечером или утром.

Земля

Третья по счету планета – наша планета. Расстояние – 150 млн. км. Диаметр в целом по экватору – 12756 км. Общая плотность – 5520кг/куб.м. Собственное вращение оптимальное, существует смена времен года. Главная особенность планеты – наличие жизни.

Марс

Марс – наиболее видимая и привлекательная планета. Расстояние – 228 млн.км. от центра Солнца ставит ее на четвертое место. Диаметр в целом по экватору – 6800 км. Общая плотность – 0,72 земной. Собственное вращение аналогично земному, существует смена времен года. До сих пор достоверно не выяснено, была ли жизнь на этой планете или нет. Кроме того, красный цвет звезды вызывает непередаваемый восторг.

Юпитер

Юпитер – наиболее значительная по размерам планета и пятая по счету от цента солнечной системы. Это придает ей величественность. Расстояние – 778 млн. км. Диаметр в целом по экватору – 142000 км. Общая плотность меньше земной в 4 раза. Собственное вращение незначительно, смены времен года практически нет. Основная загадка данной планеты – пятна, бури и вихри.

Сатурн

Сатурн занимает почетное 2 место среди планет – гигантов и шестое по удаленности от Солнца. Расстояние – 1427 млн. км. Диаметр в целом по экватору – 120000 км. Общая плотность намного ниже земной, планетное вещество жиже, чем вода. Собственное вращение медленно, смены времен года практически нет. Главная загадка планеты – кольца и спутники.

Уран

Уран – небесный «колобок» Солнечной системы. Расстояние – 2870 млн.км. Диаметр в целом по экватору – 49200 км. Общая плотность ниже земной. Ось направлена на Солнце. Один полюс освещен, второй – нет. Основная загадка планеты – обладает 8 кольцами, которые находятся в плоскости экватора.

Нептун

Нептун – потрясающая, 8 планета. Расстояние – 4500 млн. км. Диаметр в целом по экватору – 47000 км. Общая плотность меньше чем земная в 3 раза. Собственное вращение вокруг своей оси, наклон 29 градусов, существует смена времен года. Основная особенность планеты - за 157 лет не завершено ни единого оборота вокруг Солнца.

Сравнение планет Солнечной системы:

Название планеты

Масса (кг)

Диаметр (тыс.км)

Меркурий

Плотность (г/cм 3 )

Венера

0,33*10 24

4,87*10 24

4,87

Температура поверхности ( o C)

Земля

Марс

5,976*10 24

12,1

5,43

Макс.

0,64*10 24

5,25

Мин.

Длина суток (в земных сутках)

12,756

+ 480

Юпитер

+ 480

1900*10 24

6,67

Среднее расстояние от Cолнца ( а.е. )

- 180

5,518

Сатурн

3,95

568*10 24

Период обращения по орбите (в годах)

143,76

+ 58

Уран

58,65

0

Кол-во спутников

Нептун

1,31

0,387

87*10 24

120,42

243

- 90

0,71

100*10 24

- 150

0,723

1

51,3

0,24

- 160

Плутон

- 150

0

0,013*10 24

0,62

1,27

- 160

49,5

1

1,03

1,77

1,5237

- 150

0

2,32

- 220

0,41

1

- 213

- 220

1,88

2

0,44

5,2

1

- 213

2

9,54

0,72

11,86

- 230

29,46

- 230

19,2

0,74

16

17

30

6,4

84

39,4

15

165

6

247,7

1

Кометы

Кометы – это достаточно редкие небесные тела. Орбита вращения комет вокруг Солнца значительно более длинная, чем орбиты планет Солнечной системы. Кометы состоят из твердого ледяного ядра, окруженного оболочкой из газов – по мере приближения кометы к Солнцу температура газов повышается и оболочка становится похожей на красивый яркий хвост.

Всего человечеству известно около тысячи комет. Комета Галлея – самая известная из всех комет, ее можно наблюдать достаточно близко от Земли лишь раз в 100 лет.Небесных тел на небосклоне – огромное множество, к тому же они находятся в постоянном движении.

Солнце

Солнце – это центр нашей солнечной системы, вокруг которого по эллиптическим орбитам с разной скоростью и на разном расстоянии вращаются все известные планеты и далекие кометы. Период обращения некоторых комет может достигать десятков тысяч лет. Масса всех планет солнечной системы составляет менее 0,5% от массы Солнца, а состоит оно из водорода (~73%) и гелия (~25%). Остальные 8% занимают кислород, железо, магний, углерод и некоторые другие химические элементы. Температура на видимой глазом поверхности приближается к 6000°С, а внутри звезда разогрета до нескольких миллионов градусов.

Расстояние от нас до Солнца составляет немного меньше 150 миллионов километров. Энергия Солнца – это энергия термоядерного синтеза, которая образуется при образовании гелия из водорода.

Новые космические снимки и открытия

Это новое изображение, полученное с космического телескопа Хаббл, показывает одну из ближайших звезд Фомальгаут, и окружающий ее комический мусор. Поле обломков, состоящих изо льда, пыли и пород, шире, чем считалось ранее, и охватывает площадь от 14 до 20 миллиардов километров вокруг звезды. Американские астрономы рассчитали, что около 2032 года эта звезда столкнется на своем пути с плотным скоплением космического мусора, что вызовет такое же небесное шоу, какое было, когда комета Шумейкер-Леви 9 врезалась в Юпитер..

Этот снимок солнечного извержения, выпущенный на прошлой недели обсерваторией солнечной динамики НАСА, показывает искажение плазмы на поверхности Солнца. Большая часть плазмы упала обратно на Солнце, так как у выброса не хватило силы, чтобы преодолеть магнитное сопротивление.

Ученые получили новое изображение космического пульсара Вела, находящегося в тысячах световых лет от Земли, показывающее быстро вращающиеся нейтронные звезды, испускающие поток частиц, выглядящий как спирали. Это первый пример подобного движения нейтронных звезд.

Вывод.

Наши дни с полным основанием называют золотым веком астрофизики - замечательные и чаще всего неожиданные открытия в мире звезд следуют сейчас одно за другим. Солнечная система стала последнее время предметом прямых экспериментальных, а не только наблюдательных исследований. Полеты межпланетных космических станций, орбитальных лабораторий, экспедиции на Луну принесли множество новых конкретных знаний о Земле, околоземном пространстве, планетах.