Тема 1-03-01. Микро-, макро-, мегамиры

Структурные уровни и системная организация материи

Вселенная в разных масштабах: микро-, макро- и мегамир

Критерий подразделения: соизмеримость с человеком (макромир) и несоизмеримость с ним (микро- и мегамир)

Основные структуры микромира: элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы

Основные структуры мегамира: планеты, звёзды, галактики

Единицы измерения расстояний в мегамире: астрономическая единица (в Солнечной системе), световой год, парсек (межзвёздные и межгалактические расстояния)

Звезда как небесное тело, в котором естественным образом происходили, происходят или с необходимостью будут происходить реакции термоядерного синтеза

Атрибуты планеты:

- не звезда

- обращается вокруг звезды (например, Солнца)

- достаточно массивно, чтобы под действием собственного тяготения стать шарообразным

- достаточно массивно, чтобы своим тяготением расчистить пространство вблизи своей орбиты от других небесных тел

Решение:
Согласно последнему определению Международного астрономического союза, планета – это компактное небесное тело, масса которого недостаточна, чтобы стать звездой, но достаточна, чтобы оно приобрело шарообразную форму под действием собственного тяготения и расчистило область своей орбиты от более мелких небесных тел. Само понятие «орбита» предполагает, что планета совершает периодическое обращение вокруг более массивного небесного тела – звезды. Наличия твердой поверхности при этом не требуется, и такие газовые гиганты, как Юпитер и Сатурн, безусловно, являясь планетами, твердой поверхности, скорее всего, не имеют.

Галактики — системы из миллиардов звёзд, связанных взаимным тяготением и общим происхождением

Наша Галактика, её основные характеристики:

- гигантская (более 100 млрд. звёзд)

- спиральная

- диаметр около 100 тыс. световых лет

Решение:
Наша Галактика (видимая на небе как Млечный путь) является гигантской (около 200 миллиардов звезд) и спиральной. Ее диаметр в плоскости спирали составляет около 100 тысяч световых лет.

Решение:
Как известно, наша Галактика является спиральной. Это сразу отметает фото эллиптической галактики (похожей на яйцо) и неправильной клочковатой галактики (Большого Магелланова облака). Из оставшихся двух фото следует отвергнуть то, на котором галактическая спираль видна сверху. Дело в том, что Солнечная система находится в плоскости спиральных рукавов, и мы вынуждены наблюдать нашу Галактику «с ребра». С такой точки зрения Галактика видна лишь как протянувшаяся через небо узкая светлая полоса – Млечный Путь, да еще частично закрытая от земного наблюдателя темными газопылевыми облаками, располагающимися также в плоскости Галактики.

Пространственные масштабы Вселенной: расстояние до наиболее удалённых из наблюдаемых объектов более 10 млрд. световых лет

Вселенная, Метагалактика, разница между этими понятиями Решение:
По определению, Метагалактика – это доступная наблюдению часть Вселенной с ее конкретной структурой. Отсюда сразу вытекает, что
а) Метагалактика наблюдаема;
б) Метагалактика единственна в своем роде;
в) все наблюдаемые галактики входят в Метагалактику как составные части. Решение:
Вселенная – понятие скорее философское, означающее все, что в каком-то смысле существует. В естествознании принято использовать более конкретное понятие Метагалактики, понимаемой как доступная наблюдению часть Вселенной с ее конкретной структурой. В силу этого определения, Метагалактика меньше Вселенной, но, как и Вселенная, единственна в своем роде. О свойствах всей Вселенной мы можем судить лишь по наблюдаемым свойствам Метагалактики, а она, оказывается, в высокой степени изотропна.