Материал:

Возраст Галактики как звездной системы близок к возрасту ее старейших звезд и составляет 10-12 миллиардов лет. Вероятно, процесс формирования астрономических тел, которые мы сегодня наблюдаем, начался 12-15 миллиардов лет назад.

Но с чего это началось - с самых или из крупнейших объектов? Многие факты указывают на то, что первыми "вышли" из космологического расширения огромные массы вещества, которые можно сравнить с массами скоплений галактик. Позже начался процесс дробления этих масс и внутри них постепенно сформировалась вся иерархия астрономических систем. Такую гипотезу выдвинул Я. Б. Зельдович.

Другая точка зрения предполагает возникновение сначала более мелких тел, впоследствии увеличивались, сливались. Эту идею развивали Дж. Пиблс и Р. Дикке. Они предполагают, что первыми объектами во Вселенной могли быть объекты с массами, сравнимыми с миллионом солнечных масс; постепенно сливаясь, они образовывали галактики; объединения галактик, в свою очередь, создавало их скопления.

Гипотезы о происхождении галактик

У1946 году Е. М. Лифшиц обосновал теорию гравитационной неустойчивости, которая базировалась на фридманивський космологии. Гравитационная неустойчивость, присущая однородной среде, которая расширяется, проявляется в том, что отдельные части, плотность которых по каким-то причинам оказалась немного больше, чем общая плотность среды, расширяются несколько медленнее, чем среда в целом. Это связано, вероятно, с тем, что в таких местах притяжения сильнее, и поэтому оно эффективнее тормозит расширение.

Постепенное отставание в расширении, торможение расширения в ячейках сгущения рано или поздно приводит к тому, что расширение этих сгущений вовсе прекращается и они "отключаются" от общего космологического расширения. При этом слабые в прошлом возмущения превращаются в сильные.

Эта теория получила свое дальнейшее развитие в работах Я. Б. Зельдовича. По теории Зельдовича, в течение первых 2-3 миллиардов лет от начала расширения в веществе Вселенной сформировались огромные по размерам газовые сгущения, содержащих около солнечных масс вещества. Эти сгущения могло не сферическими, а, скорее, несколько плоскими. Они получили название "блинов". Указанные сгущения возникали не изолированно друг от друга; многие из них соединялись своими краями, образуя систему сгущений и пустот, отдаленно напоминает пчелиные соты.

Такая теоретическая картина хорошо согласуется с данными наблюдений за крупнейшими образованиями во Вселенной - сверхскоплениями, которые тоже представляют собой "стенки", отделяющие огромные пустоты, почти полностью лишены галактик. Вероятно, из первоначальных газовых "блинов" и сформировались сверхскопление путем дробления этих слоев на различные по массе и размерам фрагменты. Отдельные фрагменты превращались впоследствии на галактики, дробились на все меньшие сгустки, которые, сжимаясь, превращались в конце концов на звезды. Причиной последовательного дробления вещества есть все то же ньютонов "врожденное притяжения" одной частицы ко всем остальным, которое привело к возникновению и самых первобытных "блинов".

Галактики, которые формируются таким путем, должны иметь быстрое вращение, свойственное спиральным галактикам. Это вращение имели уже газовые фрагменты, на которые распадался каждый из "блинов", хотя никакого первоначального вращения "блина" как целого не было. Вращения фрагментов обусловлено вихревым движением, который, оказывается, неизбежно рождается на границах "блинов" и внутри них самих, когда эти слои сгущения окончательно выделяются и отделяются из общего распределения вещества во Вселенной, который расширяется.

Согласно этой теории квазары могут возникать одновременно с галактиками и становиться их ядрами.

Я. И. Озерной и А. Д. Чернин выдвинули гипотезу "фотонных вихрей". Согласно этой гипотезе на ранней стадии расширения вещество Вселенной находилась в турбулентном состоянии: излучение вместе с плазмой образовывало огромные "фотонные вихри". Сначала скорость вихревых движений была дозвуковой, так вихри создавали относительно небольшие ячейки неоднородной плотности. Позже, в силу определенных причин, вихревые движения переходят в сверхзвуковую стадию. Это вызывает неоднородную плотность.

В качестве первой, так и второй гипотезу можно назвать конденсационными: в обоих случаях галактики образуются в результате сжатия (конденсации) газовых сгустков. Противоположные взгляды выразил В. А. Амбарцумян. Он считал, что новые галактики и спиральные рукава возникают за счет вещества, содержащегося в ядрах галактик, в которых, кроме звездной составляющей, есть значительные массы дозвездного вещества. Согласно этой гипотезе квазары могут быть обнаженными ядрами, представляя собой начальную стадию развития галактик.

Квазары. Открытие квазаров

Сразу же после Второй мировой войны, когда началось сооружение крупных радиотелескопов, астрономы получили возможность проводить наблюдения за всем небом, измеряя в каждом участке интенсивность радиоволн, которые поступали из космоса. Так, было обнаружено несколько сотен ячеек, из которых следовало более или менее сильное радиоизлучение. Сначала предполагали, что источником этого излучения являются звезды. Однако вскоре стало понятно, что ни один источник радиоизлучения нельзя отождествить со звездами.

Действительно, в радиодиапазоне звезды представляют собой "темные" объекты. Как и любое тело с температурой, отличной от абсолютного нуля, звезды излучают не только в видимой, но и в длинноволновой части спектра (т.е. в радиодиапазоне), но в горячих тел (а звезды - горячие тела) интенсивность излучения в области длинных волн ничтожно мала по сравнению с интенсивностью излучения в видимой части спектра. Поэтому излучением звезд в радиодиапазоне, конечно, можно пренебречь (хотя известны и исключения - некоторые переменные звезды и пульсары). Достаточно сильное радиоизлучение также в некоторых туманностей (например, в знаменитой Крабовидной туманности).

Вместе с тем большинство открытых радиосигналов относится к внегалактического мира.

Оказалось, что угловые размеры квазаров очень малы, поэтому их можно спутать с объектами, которые имеют вид звезд. Позже выяснилось, что спектры квазаров не похожи ни на спектры звезд, ни на спектры галактик.

Все трудности удалось преодолеть в 1962 году, когда одна из неопознанных радиоисточников закрыл Луну. Оказалось, что это радиоисточник было двойным, причем складывалось оно со слабой звезды и "радиовикиду". Тогда же было идентифицировано еще несколько радиоисточников с очень слабыми звездами. Поэтому эти объекты стали называть "квазизвездные радиоисточниками", или "Квазар".

Особенности квазаров

Исследование спектров квазаров показало, что их линии очень сильно смещены в сторону длинных волн. Ни одна из галактик не выражала раньше такого красного смещения в своем спектре. Красное смещение в спектрах галактик - следствие их взаимного разбиган-ния. Из закона Хаббла следует, что величина красного смещения зависит от расстояния до источника. Эту формулу используют, определяя расстояния до галактик.

Оказалось, что квазары удаляются от нас со скоростями, составляют в среднем 0,8 с, а находятся на расстояниях около 1200000000 световых лет. Таким образом, чтобы преодолеть расстояние от этих объектов к нам, светлую нужны миллиарды лет. Вместе с тем это означает, что сегодня мы видим их такими, какими они были миллиарды лет назад.

В настоящее время известно более две тысячи квазаров. Наибольшую мощность, превышающую светимость Галактики в видимом диапазоне света в 1000-10000 раз, имеет квазар ЗС273. Оптическое излучение этого квазара является чрезвычайно неустойчивым: за период около года его светимость менялась в десятки и сотни раз. Рекордно быстрая сменяемость у одного из квазаров - около 200 с. Это означает, что величина его излучающей зоны не превышает 200 световых секунд, что вдвое меньше, чем радиус земной орбиты.

Что касается красного смещения квазаров, то здесь также есть рекордсмены.

Больше красное смещение имеет величину.

Когда значение красного смещения больше единицы, формулы, связывающие его згливидкистю удаления источника и расстоянием до него, уже неприменимы. Дело в том, что скорости космологического удаления далеких квазаров приближаются к скорости света и, кроме того, на гигантских расстояниях до них проявляются свойства кривизны пространства-времени. Поэтому существует некоторая неопределенность в расчетах расстояний до квазаров. Крупнейшем красном смещению Z = 3,78 соответствует расстояние 12-16 млрд. Световых лет. Свет, который мы воспринимаем в данный момент, такой квазар излучал 12-16 млрд. Лет назад; в то время ни Земли, ни Солнца еще не было.

Квазары представляют собой совершенно новый тип космических объектов. Поэтому открытие квазаров в астрономии можно сравнить с открытием нового вида животных в зоологии.

Фотопластинка рядом с изображением квазара фиксирует изображение множества объектов - это галактики. Если рассчитывать расстояния до квазаров так же, как и до галактик, то расстояние до квазара ЗС278 равна 3 млрд. Световых лет / для квазара ЗС9 - 12 млрд. Световых лет! На таких расстояниях обычную галактику наблюдать невозможно.

Зная расстояние до квазара и его видимую звездную величину, нетрудно рассчитать светимость квазаров. Она оказалась фантастической. Астрономы были поражены: объект, который по внешнему виду ничем не отличается от звезды, излучает в сто раз больше энергии, чем вся наша Галактика с ее 150 миллиардами звезд. Но удивление вырос еще больше, когда было обнаружено изменчивость квазаров, а благодаря им - их размеры. Оказалось, что размеры эти не такие большие - они, как правило, не превышают несколько световых дней.

Источник: https://studbooks.net/7244/estestvoznanie/kontseptsii_sovremennogo_estestvoznaniya

Смотрите также:








ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
_Роджерс Карл, Брак и его альтернативы