поиск по сайту

Структурные уровни организации материи: мегамир и макромир



В мире существует иерархия материальных структур различного масштаба. В зависимости от размеров этих структур их относят к объектам мегамира, макромира и микромира. К объектам мегамира относят космические объекты — планеты, звезды, галактики, их скопления и т. п. Макромир — достаточно условное понятие. Сюда входят и мельчайшие предметы, видимые невооруженным взглядом, и такие относительно большие объекты, как горы. Часто к макромиру относят объекты, соизмеримые с величиной человеческого тела. Микромир в современном понимании — это элементарные частицы, атомы, молекулы, хромосомы, клетки и т. п. Среди макроскопических и микроскопических структур есть объекты живой и неживой природы.

Самый большой объект мегамира — это метагалактика, или наблюдаемая часть Вселенной. Современная космология определяет возраст Вселенной в 13-15 миллиардов лет. Граница наблюдаемой части Вселенной называется космологическим горизонтом, он находится на расстоянии, который свет прошел за время, равное возрасту Вселенной. Если, например, Вселенная возникла 15 миллиардов лет тому назад, то космологический горизонт удален от нас на 15 миллиардов световых лет. Космологический горизонт окружает нас со всех сторон. Свет из-за горизонта к нам не доходит.

Метагалактика состоит из многих миллионов галактик. По современным представлениям галактики и их скопления расположены не равномерно, а образуют ячеистые структуры типа пчелиных сот. Вдоль стенок ячеек и расположены галактики, а внутри — пустоты. Несмотря на это, в очень большом масштабе (больше масштаба ячеек) распределение вещества оказывается равномерным.

Галактики — это звездные системы. Их свечение обусловлено светом многих миллиардов звезд, входящих в их состав. Кроме звезд в галактиках есть газ и пыль. Количество газа и пыли в галактиках невелико: масса газа и пыли, как правило, составляет несколько процентов от суммар
ной массы звезд. Суммарная масса звезд, газа и пыли составляет только 10% от полной массы галактик. 90% вещества галактик находится в скрытой, невидимой форме. Ненаблюдаемая масса галактик приходится на звезды, которые не излучают собственный свет, и планеты. Большинство галактик имеют форму спирали. Такую форму имеют, например, туманность Андромеды и наша галактика. Четвертая часть всех известных галактик имеют круглую или эллиптическую форму. Также существуют галактики, имеющие неправильную асимметричную форму.

У многих галактик в центральной части имеется плотное ядро. Ядра галактик состоят в основном из звезд, но в некоторых ядрах происходит очень сильное выделение энергии, которое нельзя объяснить излучением или взрывами звезд. Такие галактики получили название галактик с активными ядрами. В 60-х гг. XX в. были обнаружены объекты, подобные активным ядрам галактик. Это квазизвездные объекты — квазары. Квазары — это самые далекие объекты, наблюдаемые во Вселенной. Некоторые из них находятся на расстояниях, где обычные галактики уже невозможно обнаружить. Самый далекий квазар находится на расстоянии 14 миллиардов световых лет. Считается, что квазары — это ядра далеких галактик, находящиеся в состоянии очень высокой активности.

Внутри галактик существуют скопления звезд. Они бывают двух типов: шаровые и рассеянные. В нашей галактике примерно 5000 шаровых скоплений и примерно 20 000 рассеянных. Шаровые скопления — это самые старые образования в галактике. Типичный возраст шарового скопления — 15 миллиардов лет. Шаровые скопления — это массивные объекты правильной сферической формы, которые содержат сотни тысяч и даже миллионы звезд. Рассеянные скопления можно обнаружить в любой части неба, но больше всего их вблизи Млечного Пути. Они содержат сотни или тысячи звезд. Среди рассеянных скоплений встречаются как сравнительно старые, с возрастом несколько миллиардов лет, так и очень молодые, возраст которых ограничивается десятками миллионов лет. Согласно современным данным, звездные скопления существуют потому, что звезды рождаются группами из первичных газово-пылевых облаков.

Звезда — это основная структурная единица мегамира. Структуры большего масштаба, которые мы рассмотрели раньше, состоят из звезд. Из-за огромного внутреннего давления внутри звезд происходят термоядерные реакции, которые и являются причиной светимости звезд. Существует несколько типов звезд. Одна и та же звезда в зависимости от массы и возраста проходит различные стадии эволюции, переходя из одного типа в другой. Все звезды можно разделить на две большие категории: нормальные и компактные звезды. К компактным относятся белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры, т. е. все конечные продукты эволюции звезд. Размеры нормальных звезд варьируются от размеров, немногим меньшим размера Солнца, до огромных размеров звезд-гигантов. Размеры компактных звезд измеряются от нескольких километров (черные дыры, нейтронные звезды) до нескольких тысяч километров (белые карлики).

Звезды вместе с планетами образуют планетные системы. До последнего времени была известна только одна планетная система — наша Солнечная система. В самое последнее время стали появляться сообщения, что астрономам удалось надежно установить факт существования других планетных систем. Кроме звезд и планет существуют и другие космические тела: кометы и астероиды, а также малые планеты, которые часто выступают в качестве спутников больших планет.

Все тела, которые окружают нас: капля воды, кусок мела, стол, дом, растения, животные, горы и озера, — это макроскопические объекты. Они состоят из большого числа молекул, объединенных в определенные макроскопические структуры. Как уже говорилось, область макроскопических тел выделяется весьма условно, путем сравнения с размерами человеческого тела. Но можно сказать и так: объекты макромира — это такие тела, целостность и взаимодействие которых определяются главным образом электромагнитными силами. За целостность и взаимодействие объектов мегамира отвечают силы гравитации.




Если Вас заинтересовали описанные в статье товары или услуги, Вы можете:
Позвонить:
Поделиться
Еще из раздела естествознание
Законы движения небесных тел и строение солнечной системы Законы классической механики и теория тяготения И. Ньютона Здоровье человека Измерение пространства и времени





© 2006-2016 ИП Антонович А.С.
+375-29-5017588
+375-29-1438110