Концепции современного естествознания

1.         Современная теория эволюционного развития звезд из газово-пылевой материи в результате гравитационной неустойчивости и сил взаимодействия

2.         Происхождение Земли и других планет солнечной системы

2.1.           Происхождение Земли

2.2.           Происхождение планет солнечной системы

3.         Закон №18 «Аксиома сознания и психики человека»

4.         Закон №48 «Принцип максимизации мощи»

1.         Современная теория эволюционного развития звезд из газово-пылевой материи в результате гравитационной неустойчивости и сил взаимодействия

Образование звезд как отдельных элементов Вселенной принципиально не отличается от моделей создания Вселенной в целом по теории Большого взрыва. Согласно этой модели, все элементы Вселенной образовались в результате термоядерных реакций. Звезды рождаются из космического вещества в результате его конденсации под действием гравитационных, магнитных и других сил. Под влиянием сил всемирного тяготения из газового облака образуется плотный шар – протозвезда. При этом ее эволюция проходит три этапа.

Любая видимая звезда представляет собой вращающийся шар раскаленного газа. От массы газа зависит сила тяготения звезды, плотность, размеры, возможные температуры и время существования.

Образование звезд имеет следующие этапы:

1.         На первом этапе существует газопылевое облако, в котором частички газа и пыли начинают притягиваться друг к другу.

2.         В процессе этого притяжения облако начинает разогреваться.

3.         При достижении температуры в ядре звезды в 10 млн градусов Цельсия начинается термоядерная реакция. Водород превращается в гелий, что сопровождается излучением во всех частях спектра. Благодаря этому излучению звезда становится звездой, т.е. видимым космическим объектом. После начала термоядерной реакции звезда проходит следующие этапы существования:

-            нормальные или желтые звезды. Находятся на этапе выгорания водорода. В нормальных звездах по мере выгорания водорода формируется гелиевое ядро, которое отделено от водородной оболочки зоной конвекции и излучения. Выгорание водорода также сопровождается потерей массы звезды, а следовательно, уменьшением силы гравитации, стягивающей вещество звезды к центру. Когда сила излучения превышает силу гравитации, происходит расслоение гелиевого ядра и водородной оболочки, начинающей удаляться от ядра. Звезда переходит в состояние сверхгиганта или красного гиганта;

-            в течение второго этапа (красный гигант) гелиевое ядро звезды сжимается, а размеры звезды значительно увеличиваются за счет того, что водородная оболочка удаляется от ядра. Масса красного гиганта начинает сокращаться не только из-за горения водорода, но и из-за потерь вещества на внешней оболочке звезды. Когда внешний слой истощается, он рассеивается в космическом пространстве, и от звезды остается только горячее гелиевое ядро. Звезда переходит на этап существования в виде белого карлика;

-            гравитационное сжатие ядра продолжается на этапе белого карлика. Первоначально поверхность белого карлика имеет очень большую температуру (до десятков тысяч градусов), но затем быстро остывает. Диаметр белого карлика составляет лишь 5-10 тыс. км, т.е. сравним с диаметром земли;

-            на четвертом этапе продолжающееся сжатие ядра и ускорение вращения вокруг своей оси приводит к его уплотнению и схлопыванию атомов. Электроны соединяются с протонами и образуются нейроны. Белый карлик превращается в нейронную звезду. Размер такой звезды составляет лишь несколько десятков километров, скорость вращения вокруг оси – несколько сотен оборотов в минуту. Колоссальная плотность нейронной звезды приводит к такому искривлению пространства вокруг нее, что вещество звезды стремится к сжатию в точку. Нейронная звезда превращается в черную дыру;

-            этап черной дыры характеризуется такой концентрацией массы в пространстве, что в одной чайной ложке оказалось бы 100 млн метрических тонн вещества. Все объекты и излучения, находящиеся в зоне гравитационного действия черной дыры, стремятся к ней. Размер черной дыры составляет 2-3 км. Конечная стадия существования черных дыр – взрыв и рассеивание вещества. На этой стадии существования звезды можно считать окончательно завершенным.

Преобразование протозвезды в звезду растягивается на миллионы лет, что сравнительно немного по космическим масштабам. Скорость прохождения звездой перечисленных этапов существования зависит от ее размеров. Большие звезды проходят все перечисленные этапы быстрее.

Несколько иначе развиваются более массивные звезды. В них очень быстро выгорает водород, и они превращаются в красные гиганты всего за 2,5 млн лет. При этом в их гелиевом ядре температура повышается до нескольких сотен миллионов градусов, что дает возможность протекания реакций углеродного цикла – слияние ядер гелия в углерод.

Образование же наиболее тяжелых ядер, замыкающих таблицу Менделеева, предположительно происходит в оболочках взрывающихся звезд, при их превращении в новые или сверхновые звезды, которыми становятся некоторые красные гиганты. В зашлакованной звезде нарушается равновесие, электронный газ более не способен противостоять давлению ядерного газа. Наступает коллапс – катастрофическое сжатие звезды, она «взрывается внутрь».

Взрыв сверхновой звезды связан с выделением чудовищного количества энергии. При этом рождаются космические лучи, намного повышающие естественный радиационный фон и нормальные дозы космического излучения. Кроме того, при взрыве сверхновых идет сброс всей внешней оболочки звезды вместе с накопившимися в ней «шлаками» - химическими элементами, результатами деятельности нуклеосинтеза. Поэтому межзвездная среда сравнительно быстро обретает все известные на сегодняшний день химические элементы тяжелее гелия. Звезды следующих поколений, в том числе и Солнце, с самого начала содержат в своем и в составе окружающего их газопылевого облака примесь тяжелых элементов.

Около половины всех звезд принадлежат к затменно-двойным звездам, представляющим собой систему двух звезд, вращающихся вокруг одного центра тяжести. Изменение положения этих звезд относительно наблюдателя на Земле приводит к периодическим изменениям яркости.

Звезды, возникшие из одного газопылевого облака, образуют звездные скопления. Различают шаровые звездные скопления, состоящие из старых звезд, и рассеянные скопления, состоящие из молодых звезд (с возрастом менее 60 млн лет). Шаровые скопления находятся в центрах галактик, а рассеянные на периферии.

Поскольку звезды удалены от земли на огромные расстояния, на небосводе они выглядят как неподвижные объекты. Поэтому могут быть использованы как способ ориентации в пространстве. Для удобства запоминания и использования звезды объединены в 88 созвездий. Среди них 12 созвездий называются зодиакальными. С Земли кажется, что Солнце, двигаясь на фоне звезд, проходит через эти созвездия в течение года.

Все звезды в созвездиях имеют наименования по буквам греческого алфавита и названию созвездия. Наиболее яркая называется альфа, вторая по яркости – бета, третья – гамма и т.д. иногда звезды получают персональные имена, в первую очередь это относится к самым ярким звездам – Сириусу, Канопусу, Арктуру, Ригелю, Бетельгейзе, Антаресу и др.[1]