الكون هو العالم اللامتناهي كله من حولنا. هذه هي الكواكب والنجوم الأخرى ، كوكبنا الأرض ، نباتاته وحيواناته ، بما في ذلك ما هو خارج الأرض- الفضاءوالكواكب والنجوم. هذه مسألة لا نهاية لها ، وتتخذ أكثر أشكال وجودها تنوعًا.

يعتقد بعض علماء الفلك أن الكون في البداية كان عبارة عن مجموعة ضيقة من مادة كثيفة للغاية. وبعد ذلك ، منذ حوالي 15 مليار سنة ، انفجرت هذه الأشياء. حدث الانفجار العظيم. انفجرت المادة الأولية وبدأت في التوسع. مر وقت طويل وتشكلت النجوم والمجرات من سحابة الغازات الساخنة. حتى يومنا هذا تتحرك المجرات بعيدًا عن بعضها البعض ، مبتعدة عن المركز في كل الاتجاهات ، مما يعني أن الكون يستمر في التوسع. حتى الأدوات الفلكية الأكثر تقدمًا لا يمكنها تغطية الكون بأكمله

هناك نظرية أخرى حول أصل الكون. وفقًا لذلك ، فإن أصل الكون هو عمل إبداعي معقول قام به الله ، وطبيعته غير مفهومة للعقل البشري.

اقترح بعض العلماء نظرية ما يسمى بـ "الكون النابض بلا حدود". وفقًا لهذه النظرية ، يتمدد الكون ثم يتقلص إلى حالة فردية ، ثم يتمدد مرة أخرى ويتقلص مرة أخرى. ليس له بداية ولا نهاية. هذا يزيل السؤال عن أصل الكون - فهو لا ينشأ من أي مكان ، ولكنه موجود إلى الأبد.

تمت صياغة مبدأ الإنسان (البشري) لأول مرة في عام 1960 من قبل Iglis G. ، لكنه ، كما كان ، مؤلف غير رسمي لها. والمؤلف الرسمي هو عالم اسمه كارتر. يقول المبدأ الأنثروبي أنه في بداية الكون كانت هناك خطة للكون ، وتاج هذه الخطة هو ظهور الحياة ، وتاج الحياة هو الإنسان. يتلاءم المبدأ الأنثروبي جيدًا مع المفهوم الديني لبرمجة الحياة. ينص مبدأ الأنثروبيا على أن الكون هو الحال لأنه يوجد مراقب أو يجب أن يظهر في مرحلة معينة من التطور.

الفرضيات الحديثة حول أصل الكون

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، نشأ الكون الذي نرصده حاليًا منذ 13.7 ± 0.2 مليار سنة من حالة فردية أولية ذات درجة حرارة وكثافة هائلة ، وقد تمدد باستمرار وتبريده منذ ذلك الحين. في مؤخراتمكن العلماء من تحديد أن معدل توسع الكون ، بدءًا من نقطة معينة في الماضي ، يتزايد باستمرار ، مما يؤدي إلى تنقيح بعض مفاهيم نظرية الانفجار العظيم.

أدى التفسير الناجح لعدد من الظواهر باستخدام نموذج Big Bang إلى حقيقة أنه ، كقاعدة عامة ، لا شك في حقيقة أصل إشعاع الخلفية الميكروويف من كرة نارية أولية متوسعة في الوقت الذي يحدث فيه الأمر. أصبح الكون شفافا. ومع ذلك ، من الممكن أن يكون هذا تفسيرًا بسيطًا للغاية. في عام 1978 ، في محاولة لإيجاد مبرر للنسبة المرصودة للفوتونات والباريونات (الباريونات "ثقيلة" الجسيمات الأولية، والتي تشمل ، على وجه الخصوص ، البروتونات والنيوترونات) - 108: 1 ، - اقترح إم. ريس أن إشعاع الخلفية قد يكون نتيجة "وباء" من تكوين النجوم الضخمة التي بدأت مباشرة بعد فصل الإشعاع عن المادة وقبل العصر وصل الكون إلى مليار سنة. لا يمكن أن يتجاوز عمر هذه النجوم 10 ملايين سنة ؛ كان من المقرر أن يمر الكثير منهم بمرحلة المستعر الأعظم وإلقاء عناصر كيميائية ثقيلة في الفضاء ، والتي تتجمع جزئيًا في حبيبات صلبمكونة غيوم من الغبار بين النجوم. هذا الغبار ، الذي يتم تسخينه بواسطة إشعاع من نجوم ما قبل المجرة ، يمكن أن ينبعث بدوره من الأشعة تحت الحمراء ، والتي ، بسبب انزياحها الأحمر الناجم عن تمدد الكون ، تُلاحظ الآن كإشعاع خلفي من الميكروويف.

وفقًا لنموذج جديد لتشكيل الكون ، اقترحه عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ولاية نيويورك ، كينيث لانزيتا ، لما يقرب من نصف مليار سنة بعد الانفجار العظيم ، اعتبر رسميًا لحظة ولادته ، كل شيء في العالم غرق في الظلام. وقد "مزق" هذا الظلام "انفجار" نجمي عملاق ، ونتيجة لذلك بدأ الكون يتخذ الشكل الذي نلاحظه اليوم.

تدحض هذه النظرية تمامًا الرأي الراسخ بالفعل القائل بأن تشكل النجوم قد استمر تدريجياً بعد الانفجار العظيم ووصل إلى ذروته منذ حوالي 5 مليارات سنة. استنادًا إلى تحليل البيانات التي تم الحصول عليها نتيجة ملاحظات مناطق "الفضاء السحيق" ، خلص لانزيتا إلى أن عملية تكوين النجوم بدأت في وقت أبكر بكثير من الانفجار العظيم واستمرت بسرعة كبيرة. علاوة على ذلك ، كلما كانت العملية أكثر كثافة في ذلك الوقت وتحدث الآن ، كلما اقتربت من "حواف الكون" الافتراضية.

وفقًا لإحدى النظريات البديلة (ما يسمى بـ "الكون النابض بلا حدود") ، لم ينشأ العالم ولن يختفي أبدًا (أو بعبارة أخرى ، وُلد ويموت عددًا لا نهائيًا من المرات) ، دورية ، في حين يُفهم إنشاء العالم على أنه نقطة البداية التي يتم بعدها إعادة بناء العالم (كما أنه يمثل نهاية العالم.

هيكل الكون

يبدو الكون لنا في كل مكان كما هو - "مستمر" ومتجانس. لا يمكنك التفكير في جهاز أبسط. يجب أن أقول إن الناس يشتبهون في ذلك منذ فترة طويلة. أشار المفكر اللافت باسكال (1623-1662) ، لأسباب تتعلق بالبساطة القصوى للجهاز ، إلى التجانس العام للعالم ، أن العالم عبارة عن دائرة ، مركزها في كل مكان ، ومحيطها ليس في أي مكان. وهكذا ، وبمساعدة صورة هندسية بصرية ، أكد تجانس العالم.

يحتوي الكون أيضًا على خاصية واحدة أكثر أهمية ، لكن لم يتم تخمينها مطلقًا. الكون في حالة حركة - إنه يتمدد. تتزايد المسافة بين المجموعات العنقودية والتجمعات العملاقة باستمرار. يبدو أنهم يهربون من بعضهم البعض. وتمتد الشبكة المتداخلة.

في جميع الأوقات ، فضل الناس اعتبار الكون أبديًا وغير متغير. سادت وجهة النظر هذه حتى عشرينيات القرن الماضي. في ذلك الوقت ، كان يعتقد أنها كانت محدودة بحجم مجرتنا. يمكن أن تولد المسارات وتموت ، ولا تزال المجرة كما هي ، تمامًا كما تظل الغابة دون تغيير ، حيث تتغير الأشجار جيلًا بعد جيل.

ثورة حقيقية في علم الكون حدثت في 1922-1924 على يد عالم الرياضيات والفيزيائي من لينينغراد أ. فريدمان. استنادًا إلى النظرية العامة للنسبية التي أنشأها للتو أ. أينشتاين ، أثبت رياضيًا أن العالم ليس شيئًا متجمدًا وغير متغير. ككل ، يعيش حياته الديناميكية ، ويتغير في الوقت ، ويتوسع أو يتقلص وفقًا لقوانين محددة بدقة.

اكتشف فريدمان حركة الكون النجمي. كان هذا تنبؤًا نظريًا ، ويجب أن يعتمد الاختيار بين التمدد والانكماش على الملاحظات الفلكية. تم إجراء مثل هذه الملاحظات في 1928-1929 بواسطة هابل ، مستكشف المجرات المعروف لنا بالفعل.

اكتشف أن المجرات البعيدة ومجموعاتها بأكملها تتحرك مبتعدة عنا في كل الاتجاهات. لكن هذه هي الصورة التي يجب أن يبدو عليها التوسع العام للكون ، وفقًا لتوقعات فريدمان.

إذا كان الكون يتوسع ، فإن العناقيد كانت متقاربة في الماضي البعيد. علاوة على ذلك ، يتبع نظرية فريدمان أنه منذ خمسة عشر إلى عشرين مليار سنة لم تكن هناك نجوم أو مجرات ، وأن كل المادة كانت مختلطة ومضغوطة إلى كثافة هائلة. ثم كانت هذه المادة ساخنة بشكل لا يمكن تصوره. من هذه الحالة الخاصة ، بدأ التوسع العام ، مما أدى في النهاية إلى تكوين الكون كما نراه ونعرفه الآن.

تمثيلات عامةحول بنية الكون التي تطورت عبر تاريخ علم الفلك. ومع ذلك ، فقط في قرننا يمكن أن يظهر العلم الحديث لبنية وتطور الكون - علم الكونيات.

20. الاتصال اللاسلكي بين الحضارات الموجودة على أنظمة كوكبية مختلفة

21. إمكانية الاتصال بين النجوم بالطرق البصرية

22. التواصل مع الحضارات الأجنبية باستخدام المجسات الآلية

23. التحليل النظري والاحتمالي للاتصالات الراديوية بين النجوم. طبيعة الإشارات

24. حول إمكانية الاتصال المباشر بين الحضارات الأجنبية

25. ملاحظات على وتيرة وطبيعة التطور التكنولوجي للبشرية

ثانيًا. هل التواصل مع الكائنات الذكية للكواكب الأخرى ممكن؟

الجزء الأول الجانب الفلكي للمشكلة

1. موازين الكون وهيكله إذا كان علماء الفلك المحترفون يتخيلون باستمرار وبشكل ملموس الحجم الهائل للمسافات الكونية والفترات الزمنية في تطور الأجرام السماوية ، فلن يتمكنوا من تطوير العلم الذي كرسوا حياتهم له بنجاح. المقاييس المكانية والزمانية المألوفة لنا منذ الطفولة غير مهمة للغاية مقارنة بالمقاييس الكونية التي عندما يتعلق الأمر بالوعي ، فإنها حرفياً تأخذ أنفاسك. عند التعامل مع بعض مشاكل الفضاء ، يقوم الفلكي إما بحل مشكلة رياضية معينة (يتم ذلك غالبًا بواسطة متخصصين في الميكانيكا السماوية وعلماء الفيزياء الفلكية النظرية) ، أو يحسن أدوات وأساليب الرصد ، أو يبني في خياله ، بوعي أو بغير وعي ، بعض نموذج صغير فحص نظام الفضاء. في هذه الحالة ، الفهم الصحيح للأبعاد النسبية للنظام قيد الدراسة (على سبيل المثال ، نسبة أبعاد تفاصيل نظام فضائي معين ، ونسبة أبعاد هذا النظام وأنظمة أخرى مماثلة أو بخلاف ذلك ، إلخ. .) والفترات الزمنية (على سبيل المثال ، نسبة سرعة تدفق عملية معينة إلى معدل بعض العمليات الأخرى). قام مؤلف هذا الكتاب بالكثير من العمل ، على سبيل المثال ، على الهالة الشمسية والمجرة. وكانوا دائمًا يبدون له ذو شكل غير منتظمأجسام كروية من نفس الحجم تقريبًا - شيء حوالي 10 سم ... لماذا 10 سم؟ نشأت هذه الصورة دون وعي ، لأنه في كثير من الأحيان ، عند التفكير في هذه المسألة أو تلك الخاصة بالفيزياء الشمسية أو المجرية ، رسم المؤلف في دفتر ملاحظات عادي (في صندوق) الخطوط العريضة لموضوعات أفكاره. لقد رسم محاولًا الالتزام بمقياس الظواهر. في أحد الأسئلة المثيرة للفضول ، على سبيل المثال ، كان من الممكن رسم تشبيه مثير للاهتمام بين الهالة الشمسية والمجرة (أو بالأحرى ، ما يسمى بـ "الهالة المجرية"). بالطبع ، كان مؤلف هذا الكتاب يعرف جيدًا ، إذا جاز التعبير ، "فكريا" أن أبعاد الهالة المجرية أكبر بمئات المليارات من المرات من أبعاد الهالة الشمسية. لكنه نسي ذلك بهدوء. وإذا كانت الأبعاد الكبيرة لإكليل المجرة قد اكتسبت بعض الأهمية الأساسية في عدد من الحالات (حدث أيضًا) ، فقد تم أخذ ذلك في الاعتبار رسميًا ورياضيًا. وعلى الرغم من ذلك ، يبدو أن كلا التاجين من الناحية المرئية صغيرين بنفس القدر ... إذا انغمس المؤلف ، أثناء هذا العمل ، في تأملات فلسفية حول ضخامة حجم المجرة ، حول الخلخلة التي لا يمكن تصورها للغاز الذي يصنع فوق تاج المجرة ، حول عدم أهمية كوكبنا الصغير ووجودنا وعن الموضوعات الأخرى الأخرى الصحيحة بنفس القدر ، سيتوقف العمل على مشاكل الإكليل المجري والشمسي تلقائيًا ... دع القارئ يغفر لي هذا "الاستطراد الغنائي" . ليس لدي شك في أن علماء الفلك الآخرين كانت لديهم نفس الأفكار عندما عملوا على حل مشاكلهم. يبدو لي أنه من المفيد أحيانًا إلقاء نظرة فاحصة على "مطبخ" العمل العلمي ... إذا أردنا مناقشة أسئلة مثيرة حول إمكانية حياة ذكيةفي الكون ، إذن ، أولاً وقبل كل شيء ، سيكون من الضروري تكوين فكرة صحيحة عن مقاييس الزمكان الخاصة به. حتى وقت قريب نسبيًا ، بدت الكرة الأرضية ضخمة للإنسان. استغرق الأمر من رفاق ماجلان الشجعان أكثر من ثلاث سنوات للقيام بأول رحلة حول العالم منذ 465 عامًا على حساب المصاعب التي لا تصدق. لقد مر ما يزيد قليلاً عن 100 عام منذ أن قام البطل الحكيم لرواية خيال علمي لجول فيرن ، باستخدام أحدث التطورات التكنولوجية في ذلك الوقت ، برحلة حول العالم في 80 يومًا. وقد مرت 26 سنة فقط على تلك الأيام التي لا تنسى للبشرية جمعاء ، عندما كانت الأولى رائد فضاء سوفيتيحلَّق جاجارين حول الكرة الأرضية على متن مركبة فوستوك الفضائية الأسطورية في 89 دقيقة. وتحولت أفكار الناس قسراً إلى مساحات شاسعة من الفضاء ، حيث ضاع كوكب الأرض الصغير ... أرضنا هي أحد الكواكب النظام الشمسي. بالمقارنة مع الكواكب الأخرى ، فهي تقع بالقرب من الشمس ، على الرغم من أنها ليست الأقرب. متوسط ​​المسافة من الشمس إلى بلوتو ، الكوكب الأبعد في النظام الشمسي ، هو 40 ضعف متوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس. من غير المعروف حاليًا ما إذا كانت هناك كواكب في النظام الشمسي تبعد عن الشمس أكثر من بلوتو. يمكن القول فقط أنه في حالة وجود مثل هذه الكواكب ، فهي صغيرة نسبيًا. تقليديا ، يمكن أخذ حجم النظام الشمسي يساوي 50-100 وحدة فلكية * ، أو حوالي 10 مليار كيلومتر. على مقياسنا الأرضي ، هذه قيمة كبيرة جدًا ، أكبر بحوالي مليون من قطر الأرض.

أرز. 1. كواكب النظام الشمسي

يمكننا تمثيل المقاييس النسبية للنظام الشمسي بشكل مرئي على النحو التالي. دع الشمس تمثلها كرة بلياردو قطرها 7 سم ثم اقرب كوكب للشمس - عطارد على بعد 280 سم منه في هذا المقياس. الارض على مسافة 760 سم العملاق تمت إزالة كوكب المشتري على مسافة حوالي 40 مترًا ، وأبعد كوكب في كثير من النواحي لا يزال بلوتو غامضًا - على مسافة حوالي 300 متر. أبعاد الكرة الأرضية على هذا المقياس أكبر بقليل من 0.5 مم ، وقطر القمر أكبر بقليل من 0.1 مم ، ويبلغ قطر مدار القمر حوالي 3 سم.حتى أقرب نجم لنا ، بروكسيما سنتوري ، هو حتى الآن بعيدًا عنا مقارنةً به ، تبدو المسافات بين الكواكب داخل النظام الشمسي مجرد تفاهات. القراء ، بالطبع ، يعرفون أنه لقياس المسافات بين النجوم ، لا يتم استخدام وحدة الطول مثل الكيلومتر مطلقًا **). نشأت وحدة القياس هذه (وكذلك السنتيمتر والبوصة وما إلى ذلك) من احتياجات الأنشطة العملية للبشرية على الأرض. إنه غير مناسب تمامًا لتقدير المسافات الكونية الكبيرة جدًا مقارنة بالكيلومتر. في الأدب الشعبي ، وأحيانًا في العلوم ، لتقدير المسافات بين النجوم وبين المجرات ، تُستخدم "السنة الضوئية" كوحدة قياس. هذه هي المسافة التي يقطعها الضوء ، الذي يتحرك بسرعة 300 ألف كم / ثانية ، في السنة. من السهل أن نرى أن السنة الضوئية تبلغ 9.46 × 10 12 كم ، أو حوالي 10000 مليار كم. في الأدبيات العلمية ، عادة ما تستخدم وحدة خاصة لقياس المسافات بين النجوم وبين المجرات ، تسمى "فرسخ فلكي" ؛

1 فرسخ (كمبيوتر) يساوي 3.26 سنة ضوئية. يُعرَّف الفرسخ بأنه المسافة التي يمكن من خلالها رؤية نصف قطر مدار الأرض بزاوية مقدارها ثانية واحدة. أقواس. هذه زاوية صغيرة جدا. يكفي أن نقول إنه عند هذه الزاوية ، يمكن رؤية عملة معدنية من نوع kopeck من مسافة 3 كيلومترات.

أرز. 2. الكتلة الكروية 47 Tucanae

لا أحد من النجوم - أقرب جيران النظام الشمسي - أقرب إلينا من جهاز كمبيوتر واحد. على سبيل المثال ، يتم إزالة Proxima Centauri المذكور منا على مسافة حوالي 1.3 جهاز كمبيوتر. بالمقياس الذي صورنا به النظام الشمسي ، فإن هذا يتوافق مع ألفي كيلومتر. يوضح كل هذا جيدًا العزلة الكبيرة لنظامنا الشمسي عن الأنظمة النجمية المحيطة ، وقد يكون لبعض هذه الأنظمة الكثير من أوجه التشابه معها. لكن النجوم المحيطة بالشمس والشمس نفسها لا تشكل سوى جزء ضئيل من المجموعة العملاقة للنجوم والسدم ، والتي تسمى "المجرة". نرى هذه المجموعة من النجوم في الليالي الصافية الخالية من القمر كشريط من مجرة ​​درب التبانة يعبر السماء. المجرة لها هيكل معقد نوعًا ما. في أول تقريب تقريبي ، يمكننا أن نفترض أن النجوم والسدم التي يتكون منها تملأ حجمًا له شكل شكل إهليلجي مضغوط للغاية للدوران. غالبًا ما يُقارن شكل المجرة في الأدبيات الشعبية بالعدسة ثنائية الوجه. في الواقع ، كل شيء أكثر تعقيدًا ، والصورة المرسومة خشنة للغاية. في الواقع ، اتضح أن أنواعًا مختلفة من النجوم تتركز في مركز المجرة وإلى "مستويها الاستوائي" بطرق مختلفة تمامًا. على سبيل المثال ، السدم الغازية ، وكذلك النجوم الضخمة شديدة السخونة ، تتركز بقوة نحو المستوى الاستوائي للمجرة (في السماء ، يتوافق هذا المستوى مع دائرة كبيرة تمر عبر الأجزاء المركزية من مجرة ​​درب التبانة). في الوقت نفسه ، لا يظهرون تركيزًا كبيرًا تجاه مركز المجرة. من ناحية أخرى ، فإن بعض أنواع النجوم والعناقيد النجمية (ما يسمى بالعناقيد الكروية ، الشكل 2) لا تُظهر أي تركيز تقريبًا تجاه المستوى الاستوائي للمجرة ، ولكنها تتميز بتركيز هائل باتجاه مركزها. بين هذين الطرفين التوزيع المكاني(التي يسميها علماء الفلك "مسطح" و "كروي") كلها حالات وسيطة. ومع ذلك فقد تبين أن الجزء الرئيسي من النجوم في المجرة يقع في قرص عملاق يبلغ قطره حوالي 100 ألف سنة ضوئية ، وسمكه حوالي 1500 سنة ضوئية. يوجد في هذا القرص ما يزيد قليلاً عن 150 مليار نجم من أنواع مختلفة. شمسنا هي واحدة من هذه النجوم ، وتقع على محيط المجرة بالقرب من مستويها الاستوائي (بتعبير أدق ، "فقط" على مسافة حوالي 30 سنة ضوئية - وهي قيمة صغيرة جدًا مقارنة بسمك القرص النجمي). المسافة من الشمس إلى نواة المجرة (أو مركزها) حوالي 30 ألف سنة ضوئية. الكثافة النجمية في المجرة متفاوتة للغاية. وهي الأعلى في منطقة قلب المجرة ، حيث تصل ، وفقًا لأحدث البيانات ، إلى ألفي نجم لكل فرسخ مكعب ، وهو ما يقرب من 20 ألف مرة أكبر من متوسط ​​الكثافة النجمية في محيط الشمس ***. بالإضافة إلى ذلك ، تميل النجوم إلى تكوين مجموعات أو عناقيد منفصلة. وخير مثال على مثل هذه الكتلة هو الثريا ، والتي يمكن رؤيتها في سماء الشتاء (الشكل 3). يحتوي المجرة أيضًا على تفاصيل هيكلية على نطاق أوسع بكثير. أظهرت الدراسات الحديثة أن السدم ، وكذلك النجوم الضخمة الساخنة ، موزعة على طول فروع اللولب. يظهر الهيكل اللولبي جيدًا بشكل خاص في أنظمة النجوم الأخرى - المجرات (بحرف صغير ، على عكس نظامنا النجمي - المجرة). تظهر إحدى هذه المجرات في الشكل. 4. ثبت أن إنشاء الهيكل الحلزوني للمجرة الذي نجد أنفسنا فيه أمر صعب للغاية.

أرز. 3. صورة عن الكتلة النجمية للثريا

أرز. 4 المجرة الحلزونية NGC 5364

تتحرك النجوم والسدم داخل المجرة بطريقة معقدة نوعًا ما. بادئ ذي بدء ، يشاركون في دوران المجرة حول محور عمودي على مستواها الاستوائي. هذا الدوران ليس هو نفسه مثل دوران الجسم الصلب: أقسام مختلفةالمجرات لها فترات دوران مختلفة. وهكذا ، فإن الشمس والنجوم المحيطة بها في مساحة شاسعة يبلغ حجمها عدة مئات من السنين الضوئية تحدث ثورة كاملة في حوالي 200 مليون سنة. نظرًا لأن الشمس ، جنبًا إلى جنب مع عائلة الكواكب ، توجد على ما يبدو منذ حوالي 5 مليارات سنة ، أثناء تطورها (منذ ولادتها من سديم غازي إلى حالتها الحالية) قامت بحوالي 25 دورة حول محور دوران المجرة. يمكننا أن نقول أن عمر الشمس لا يتجاوز 25 "سنة مجرية" ، بعبارة صريحة - العمر يزدهر ... تصل سرعة حركة الشمس والنجوم المجاورة لها في مداراتهم الدائرية تقريبًا إلى 250 كم. /س ****. يتم فرض هذه الحركة المنتظمة حول قلب المجرة من خلال الحركات الفوضوية وغير المنتظمة للنجوم. سرعة هذه الحركات أقل بكثير - حوالي 10-50 كم / ثانية ، وللأشياء أنواع مختلفةهم مختلفون. تمتلك النجوم الضخمة الساخنة أقل سرعة (6-8 كم / ثانية) ، أما النجوم من النوع الشمسي فتبلغ سرعتها حوالي 20 كم / ثانية. وكلما انخفضت هذه السرعات ، كلما كان توزيع هذا النوع من النجوم "مسطحًا". على المقياس الذي استخدمناه لتصور النظام الشمسي ، ستكون أبعاد المجرة 60 مليون كيلومتر - وهي قيمة قريبة جدًا بالفعل من المسافة من الأرض إلى الشمس. من هذا يتضح أنه عندما يخترق المرء المزيد والمزيد من المناطق النائية من الكون ، فإن هذا المقياس لم يعد مناسبًا ، لأنه يفقد الرؤية. لذلك ، سوف نأخذ مقياسًا مختلفًا. فلنقلل عقليًا مدار الأرض إلى حجم المدار الأعمق لذرة الهيدروجين في نموذج بوهر الكلاسيكي. تذكر أن نصف قطر هذا المدار هو 0.53 × 10 -8 سم ، ثم أقرب نجم سيكون على بعد حوالي 0.014 مم ، مركز المجرة - على مسافة حوالي 10 سم ، وستكون أبعاد نظامنا النجمي حوالي 35 سم قطر الشمس لها أبعاد مجهرية: 0.0046 أ (الأنجستروم وحدة طول تساوي 10-8 سم).

لقد أكدنا بالفعل أن النجوم مفصولة عن بعضها بمسافات كبيرة ، وبالتالي فهي معزولة عمليًا. على وجه الخصوص ، هذا يعني أن النجوم لا تتصادم أبدًا مع بعضها البعض ، على الرغم من أن حركة كل منها يتم تحديدها من خلال مجال قوة الجاذبية الذي أنشأته جميع النجوم في المجرة. إذا اعتبرنا المجرة منطقة معينة مليئة بالغاز ، حيث تلعب النجوم دور الجزيئات والذرات الغازية ، فيجب أن نعتبر هذا الغاز مخلخًا للغاية. على مقربة من الشمس ، يبلغ متوسط ​​المسافة بين النجوم حوالي 10 ملايين مرة أكبر من متوسط ​​قطر النجوم. وفي الوقت نفسه ، في ظل الظروف العادية في الهواء العادي ، يكون متوسط ​​المسافة بين الجزيئات أكبر بضع عشرات من المرات من أبعاد الأخيرة. لتحقيق نفس الدرجة من الخلخلة النسبية ، يجب تقليل كثافة الهواء بما لا يقل عن 1018 مرة! لاحظ ، مع ذلك ، أنه في المنطقة الوسطى من المجرة ، حيث تكون الكثافة النجمية عالية نسبيًا ، ستحدث التصادمات بين النجوم من وقت لآخر. هنا ، يجب توقع حدوث تصادم واحد تقريبًا كل مليون سنة ، بينما في المناطق "الطبيعية" من المجرة خلال التاريخ الكامل لتطور نظامنا النجمي ، والذي لا يقل عن 10 مليارات سنة ، لم تكن هناك تصادمات بين النجوم تقريبًا ( انظر الفصل 9).

لقد حددنا بإيجاز المقياس والهيكل الأكثر عمومية للنظام النجمي الذي تنتمي إليه شمسنا. في الوقت نفسه ، لم يتم النظر في هذه الأساليب على الإطلاق ، حيث أعادت عدة أجيال من علماء الفلك ، خطوة بخطوة ، إنشاء الصورة المهيبة لهيكل المجرة لسنوات عديدة. هناك كتب أخرى مكرسة لهذه المشكلة المهمة ، والتي نشير إليها القراء المهتمين (على سبيل المثال ، B.A. Vorontsov-Velyaminov "Essays on the Universe"، Yu.N. Efremov "Into the Depths of the Universe"). مهمتنا هي تقديم الصورة العامة فقط عن بنية وتطور الكائنات الفردية في الكون. مثل هذه الصورة ضرورية لفهم هذا الكتاب.

أرز. 5. سديم أندروميدا مع الأقمار الصناعية

لعدة عقود ، كان علماء الفلك يدرسون باستمرار أنظمة نجمية أخرى تشبه إلى حد ما أنظمتنا. وقد أطلق على هذا المجال البحثي "علم الفلك خارج المجرة". يلعب الآن دورًا رائدًا تقريبًا في علم الفلك. على مدى العقود الثلاثة الماضية ، حقق علم الفلك خارج المجرة تقدمًا مذهلاً. شيئًا فشيئًا ، بدأت الخطوط العظيمة للمجرة في الظهور ، حيث يتم تضمين نظامنا النجمي كجسيم صغير. ما زلنا لا نعرف كل شيء عن Metagalaxy. تخلق البُعد الهائل للأشياء صعوبات محددة للغاية ، يتم حلها باستخدام أقوى وسائل المراقبة جنبًا إلى جنب مع البحث النظري. ومع ذلك ، فقد أصبح الهيكل العام لـ Metagalaxy واضحًا إلى حد كبير في السنوات الأخيرة. يمكننا تعريف Metagalaxy على أنها مجموعة من الأنظمة النجمية - المجرات تتحرك في مساحات شاسعة من الجزء الذي نلاحظه من الكون. المجرات الأقرب إلى نظامنا النجمي هي سحابة ماجلان الشهيرة ، والتي يمكن رؤيتها بوضوح في سماء نصف الكرة الجنوبي كنقطتين كبيرتين لهما نفس سطوع سطح مجرة ​​درب التبانة. المسافة إلى سحابة ماجلان حوالي 200 ألف سنة ضوئية "فقط" ، وهو ما يمكن مقارنته تمامًا بالطول الإجمالي لمجرتنا. مجرة أخرى "قريبة" منا هي سديم في كوكبة المرأة المسلسلة. يمكن رؤيته بالعين المجردة كنقطة ضوء خافتة من الدرجة الخامسة *****. في الواقع ، هذا عالم نجمي ضخم ، من حيث عدد النجوم والكتلة الإجمالية ثلاثة أضعاف حجم مجرتنا ، والتي بدورها هي عملاق بين المجرات. المسافة إلى سديم أندروميدا ، أو كما يسميها علماء الفلك ، M 31 (مما يعني أنه في الكتالوج المشهور لسدم ميسيه المدرجة تحت الرقم 31) ، تبلغ حوالي 1800 ألف سنة ضوئية ، أي حوالي 20 مرة بحجم المجرة. السديم M 31 له هيكل حلزوني واضح ، وفي العديد من خصائصه ، يشبه إلى حد بعيد مجرتنا. بالقرب منه توجد أقمارها الإهليلجية الصغيرة (الشكل 5). على التين. يوضح الشكل 6 صورًا للعديد من المجرات القريبة نسبيًا منا. التنوع الكبير في أشكالها يجذب الانتباه. جنبًا إلى جنب مع الأنظمة الحلزونية (يُرمز إلى هذه المجرات بالرموز Sа و Sb و Sс اعتمادًا على طبيعة التطور هيكل حلزوني؛ في وجود "شريط" يمر عبر النواة (الشكل 6 أ) ، بعد الحرف S ، يتم وضع الحرف B) هناك كروي وإهليلجي ، وخالي من أي آثار لهيكل حلزوني ، وكذلك "غير منتظم" المجرات ، وخير مثال على ذلك يمكن أن يكون غيوم ماجلان. تلسكوبات كبيرة ترصد عددًا كبيرًا من المجرات. إذا كان هناك حوالي 250 مجرة ​​أكثر سطوعًا من الحجم المرئي 12 ، فهناك بالفعل حوالي 50 ألف أكثر سطوعًا من الحجم 16. أضعف الأجسام التي يمكن لتلسكوب عاكس بقطر مرآة يبلغ 5 أمتار تصويره عند الحد الأقصى يكون 24.5. اتضح أنه من بين مليارات هذه الأجسام الأضعف ، فإن الغالبية منها عبارة عن مجرات. كثير منهم بعيدون عنا في مسافات يقطعها الضوء في مليارات السنين. هذا يعني أن الضوء الذي تسبب في اسوداد الصفيحة انبعث من مثل هذه المجرة البعيدة قبل فترة طويلة من العصر الأركي. التاريخ الجيولوجيأرض!.

أرز. 6 أ. مجرة "لولبية متقاطعة"

أرز. 6 ب. جالاكسي NGC 4594

أرز. 6 s. المجرات الغيوم ماجلان

أحيانًا تصادف أجسام مذهلة بين المجرات ، على سبيل المثال ، "المجرات الراديوية". هذه أنظمة نجمية تشع قدرًا هائلاً من الطاقة في النطاق الراديوي. في بعض المجرات الراديوية ، يكون تدفق الانبعاث الراديوي أكبر بعدة مرات من تدفق الإشعاع الضوئي ، على الرغم من أن لمعانها في النطاق البصري مرتفع جدًا - عدة مرات أكبر من اللمعان الكلي لمجرتنا. تذكر أن الأخير يتكون من إشعاع مئات المليارات من النجوم ، والتي يشع الكثير منها بدورها أقوى بكثير من الشمس. المثال الكلاسيكي لمجرة راديوية كهذه هو الجسم الشهير Cygnus A. في النطاق البصري ، هاتان بقعتان ضوئيتان غير مهمتين من الحجم السابع عشر (الشكل 7). في الواقع ، لمعانها مرتفع جدًا ، حوالي 10 مرات أكبر من لمعان مجرتنا. يبدو هذا النظام ضعيفًا لأنه تم إزالته منا من مسافة بعيدة - 600 مليون سنة ضوئية. ومع ذلك ، فإن تدفق البث الراديوي من Cygnus A بأطوال موجية مترية كبير جدًا لدرجة أنه يتجاوز حتى تدفق الانبعاثات الراديوية من الشمس (خلال الفترات التي لا توجد فيها بقع على الشمس). لكن الشمس قريبة جدًا - فالمسافة إليها 8 دقائق ضوئية "فقط" ؛ 600 مليون سنة - و 8 دقائق! لكن تدفقات الإشعاع ، كما تعلم ، تتناسب عكسياً مع مربعات المسافات! أطياف معظم المجرات تشبه الشمس ؛ في كلتا الحالتين ، لوحظ وجود خطوط امتصاص داكنة منفصلة على خلفية مشرقة إلى حد ما. لا يوجد شيء غير متوقع في هذا ، لأن إشعاع المجرات هو إشعاع بلايين النجوم التي هي جزء منها ، بشكل أو بآخر تشبه الشمس. أدت الدراسة الدقيقة لأطياف المجرات منذ سنوات عديدة إلى اكتشاف واحد له أهمية أساسية. الحقيقة هي أنه من خلال طبيعة التحول في الطول الموجي لأي خط طيفي فيما يتعلق بمعيار المختبر ، يمكن للمرء تحديد سرعة مصدر البث على طول خط البصر. بمعنى آخر ، من الممكن تحديد السرعة التي يقترب بها المصدر أو يتراجع.

أرز. 7. راديو المجرة Cygnus A.

إذا اقترب مصدر الضوء ، فإن الخطوط الطيفية تتجه نحو أطوال موجية أقصر ، إذا تحركت بعيدًا ، نحو الأطوال الموجية الأطول. هذه الظاهرة تسمى "تأثير دوبلر". اتضح أنه في المجرات (باستثناء عدد قليل من الأقرب إلينا) ، يتم دائمًا إزاحة الخطوط الطيفية إلى جزء الطول الموجي الطويل من الطيف ("الانزياح الأحمر" للخطوط) ، وحجم هذا التحول هو أعظم ، كلما ابتعدت المجرة عنا. هذا يعني أن كل المجرات تبتعد عنا ، وأن سرعة "التوسع" تزداد كلما ابتعدت المجرات. تصل إلى قيم هائلة. على سبيل المثال ، تقترب سرعة انحسار المجرة الراديوية Cygnus A من الانزياح الأحمر من 17000 كم / ثانية. قبل خمسة وعشرين عامًا ، كان السجل يخص المجرة الراديوية ZC 295 الباهتة جدًا (بالحزم الضوئية التي تبلغ قوتها 20). وفي عام 1960 ، تم الحصول على طيفها. اتضح أن الخط الطيفي فوق البنفسجي المعروف الذي ينتمي إلى الأكسجين المتأين ينتقل إلى المنطقة البرتقالية من الطيف! من هنا يسهل أن تجد أن سرعة إزالة هذا النظام النجمي المذهل هي 138 ألف كم / ثانية ، أو ما يقرب من نصف سرعة الضوء! تقع المجرة اللاسلكية 3C 295 على مسافة منا يسافر الضوء فيها خلال 5 مليارات سنة. وهكذا ، درس علماء الفلك الضوء الذي انبعث عندما تكونت الشمس والكواكب ، وربما حتى قبل ذلك بقليل ... ومنذ ذلك الحين ، تم اكتشاف المزيد من الأجسام البعيدة (الفصل 6). أسباب توسع نظام يتكون من عدد هائل من المجرات لن نتطرق هنا. هذا السؤال المعقد هو موضوع علم الكونيات الحديث. ومع ذلك ، فإن حقيقة توسع الكون لها أهمية عظيمةلتحليل تطور الحياة فيه (الفصل 7). يتم فرض التوسع العام لنظام المجرات بواسطة السرعات غير المنتظمة للمجرات الفردية ، والتي تساوي عادةً عدة مئات من الكيلومترات في الثانية. هذا هو السبب في أن المجرات الأقرب إلينا لا تظهر انزياحًا أحمرًا منهجيًا. بعد كل شيء ، فإن سرعات الحركات العشوائية (المسماة "غريبة") لهذه المجرات أكبر من سرعة الانزياح الأحمر العادية. يزداد هذا الأخير مع ابتعاد المجرات بنحو 50 كم / ثانية ، لكل مليون فرسخ فلكي. لذلك ، بالنسبة للمجرات التي لا تتجاوز مسافاتها بضعة ملايين من الفرسخ ، فإن السرعات العشوائية تتجاوز السرعة المتراجعة بسبب الانزياح الأحمر. من بين المجرات القريبة ، هناك أيضًا تلك التي تقترب منا (على سبيل المثال ، سديم أندروميدا M 31). لا يتم توزيع المجرات بشكل موحد في الفضاء ما وراء المجرات ، أي بكثافة ثابتة. يظهرون ميلًا واضحًا لتشكيل مجموعات أو مجموعات منفصلة. على وجه الخصوص ، تشكل مجموعة من حوالي 20 مجرة ​​قريبة منا (بما في ذلك مجرتنا) ما يسمى بـ "النظام المحلي". في المقابل ، فإن النظام المحلي هو جزء من مجموعة كبيرة من المجرات ، يقع مركزها في ذلك الجزء من السماء الذي تُسقط عليه كوكبة العذراء. تتكون هذه المجموعة من عدة آلاف من الأعضاء وهي واحدة من أكبر المجموعات. على التين. يوضح الشكل 8 صورة عنقود المجرات الشهيرة في كوكبة التاج الشمالي ، والتي يبلغ عددها مئات المجرات. في الفراغ بين العناقيد ، تكون كثافة المجرات أقل بعشر مرات من كثافة داخل العناقيد.

أرز. 8. مجموعة من المجرات في كوكبة التاج الشمالي

يلفت الانتباه إلى الفرق بين عناقيد النجوم التي تشكل المجرات وعناقيد المجرات. في الحالة الأولى ، تكون المسافات بين أعضاء الكتلة ضخمة مقارنة بأحجام النجوم ، في حين أن متوسط ​​المسافات بين المجرات في عناقيد المجرات أكبر بعدة مرات من أحجام المجرات. من ناحية أخرى ، لا يمكن مقارنة عدد المجرات في العناقيد بعدد النجوم في المجرات. إذا اعتبرنا مجمل المجرات نوعًا من الغاز ، حيث تلعب المجرات الفردية دور الجزيئات ، فيجب أن نعتبر هذا الوسط شديد اللزوجة.

الجدول 1

الانفجار العظيم
تشكيل المجرة (ض ~ 10)
تشكيل النظام الشمسي
تشكيل الأرض
أصل الحياة على الأرض
تشكيل أقدم الصخور على الأرض
ظهور البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة
ظهور التمثيل الضوئي
الخلايا الأولى بنواة

الأحد	الإثنين	يوم الثلاثاء	الأربعاء	يوم الخميس	يوم الجمعة	يوم السبت
	ظهور جو أكسجين على الأرض				نشاط بركاني قوي على سطح المريخ
		الديدان الأولى		المحيط العوالق ثلاثية الفصوص	أوردوفيشيالسمكة الأولى	سيلورسالنباتات تستعمر الأرض
الديفونيةالحشرات الأولى الحيوانات تستعمر الأرض	أول البرمائيات والحشرات المجنحة	كربونالأشجار الأولى الزواحف الأولى	بيرميانالديناصورات الأولى	بداية الدهر الوسيط	الترياسيالثدييات الأولى	يوراالطيور الأولى
قطعة طبشورالزهور الأولى	الفترة الثالثة القرود الأولى	البشر الأوائل	الفترة الرباعية أول الناس (~ 22:30)

كيف تبدو Metagalaxy في نموذجنا ، حيث يتم تقليل مدار الأرض إلى حجم المدار الأول لذرة بوهر؟ على هذا المقياس ، ستكون المسافة إلى سديم المرأة المسلسلة أكثر من 6 أمتار إلى حد ما ، وستكون المسافة إلى الجزء المركزي من مجموعة مجرات العذراء ، والتي تضم نظامنا المحلي من المجرات ، حوالي 120 مترًا ، وحجم الكتلة سيكون من نفس الترتيب. سيتم الآن إزالة المجرة الراديوية Cygnus A على مسافة 2.5 كم ، وستصل المسافة إلى مجرة ​​الراديو ZC 295 إلى 25 كم ... لقد تعرفنا بشكل عام على السمات الهيكلية الرئيسية والمقاييس الكون. إنه مثل إطار متجمد لتطوره. لم يكن دائما بالطريقة التي نراها الآن. يتغير كل شيء في الكون: تظهر النجوم والسدم ، وتتطور و "تموت" ، تتطور المجرة بطريقة طبيعية ، تتغير بنية ومقاييس Metagalaxy (إذا كان ذلك فقط بسبب الانزياح الأحمر). لذلك ، يجب استكمال الصورة الثابتة المرسومة للكون بصورة ديناميكية لتطور الأجسام الفضائية الفردية التي تشكل منها ، والكون بأكمله. فيما يتعلق بتطور النجوم الفردية والسدم التي تشكل المجرات ، سيتم مناقشة هذا في الفصل. 4. سنقول هنا فقط أن النجوم تولد من وسط الغاز والغبار بين النجوم ، وتشع بهدوء لبعض الوقت (اعتمادًا على الكتلة) ، وبعد ذلك "تموت" بطريقة دراماتيكية إلى حد ما. أظهر اكتشاف إشعاع "البقايا" في عام 1965 (انظر الفصل 7) بوضوح أن الكون في المراحل الأولى من التطور كان مختلفًا نوعياً عن حالته الحالية. الشيء الرئيسي هو أنه لم يكن هناك نجوم ، ولا مجرات ، لا العناصر الثقيلة. وبالطبع لم تكن هناك حياة. نحن نشهد عملية هائلة لتطور الكون من البسيط إلى المعقد. نفس الشيء اتجاهالتطور له تطور الحياة على الأرض. في الكون ، كان معدل التطور في البداية أعلى بكثير مما كان عليه في العصر الحديث. ومع ذلك ، يبدو أن النمط المعاكس لوحظ في تطور الحياة على الأرض. يظهر هذا بوضوح من نموذج "التسلسل الزمني الكوني" المعروض في الجدول 1 ، والذي اقترحه عالم الكواكب الأمريكي ساجان. أعلاه ، قمنا بتطوير النموذج المكاني للكون بشيء من التفصيل ، بناءً على اختيار مقياس خطي واحد أو آخر. بشكل أساسي ، يتم استخدام نفس الطريقة في الجدول. 1. إن الزمن الكامل لوجود الكون (والذي ، للتأكيد ، يُؤخذ مساويًا لـ 15 مليار سنة "أرضية" حقيقية ، وهنا يُحتمل حدوث خطأ بعدة عشرات في المائة) بواسطة "سنة كونية" خيالية . من السهل أن نرى أن ثانية واحدة من عام "كوني" تساوي 500 سنة حقيقية تمامًا. مع هذا المقياس ، ترتبط كل حقبة من مراحل تطور الكون بتاريخ معين (ووقت "اليوم") للسنة "الكونية". من السهل أن نرى أن هذا الجدول في جزئه الرئيسي هو "أنثروبوسنتريك" بحت: تواريخ ولحظات التقويم الكوني بعد "سبتمبر" ، وعلى وجه الخصوص ، كامل "ديسمبر" المخصص بشكل خاص ، تعكس مراحل معينةتطور الحياة على الأرض. قد يبدو هذا التقويم مختلفًا تمامًا بالنسبة لسكان بعض الكواكب التي تدور حول نجمها في بعض المجرات البعيدة. ومع ذلك ، فإن المقارنة بين وتيرة التطور الكوني والأرضي أمر مثير للإعجاب للغاية.

• * وحدة فلكية- متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس 149.600 كم.
• ** ربما يتم التعبير عن سرعات النجوم والكواكب فقط في علم الفلك بوحدات "كيلومتر في الثانية".
• *** في قلب قلب المجرة ، في منطقة قطرها 1 قطعة ، يبدو أن هناك عدة ملايين من النجوم.
• **** من المفيد تذكر قاعدة بسيطة: سرعة 1 جهاز كمبيوتر في مليون سنة تكاد تكون مساوية لسرعة 1 كم / ثانية. نترك الأمر للقارئ للتحقق من ذلك.
• ***** يقاس تدفق الإشعاع من النجوم بما يسمى "المقادير". بحكم التعريف ، التدفق من نجم بحجم (i + 1) هو 2.512 مرة أقل من تدفق نجم قيمة ال. لا يمكن رؤية النجوم الخافتة من الدرجة السادسة بالعين المجردة. النجوم الأكثر سطوعًا لها حجم سلبي (على سبيل المثال ، في Sirius يكون -1.5).

الكسندر زاخاروف ( [بريد إلكتروني محمي])

"بناء" الكون

(عندما كتبت هذا المقال وأرسلته إلى Alexander Ter-Oganesyants ، اتضح أنه كان يتواصل بنشاط مع Evgraf Duluman وقد نشر بالفعل

حروف . أيضا (اتضح!) تم نشر مقال بقلم يوري شليازينكو “لكل فرد الحرية في الاعتقاد بأنه ملحد ". موضوع أصل الكون مشهور J)

"المواد الأكثر تنوعًا ، مجتمعة بألف طريقة ، تتلقى باستمرار وتنقل الحركات المختلفة لبعضها البعض. الخصائص المختلفة لهذه المواد مجموعات مختلفة، فإن أساليب عملها المختلفة ، والتي هي عواقب ضرورية لذلك ، تشكل بالنسبة لنا جوهر كل ما هو موجود ، ومن اختلاف هذه الجواهر تعتمد الأنظمة أو الفئات أو الأنظمة المختلفة التي تشغلها هذه المواد ، والتي تشكل مجملها ما نسمي الطبيعة.

بول هنري هولباخ (1723 - 1789) ، "نظام الطبيعة".

لقد وجدت مقالًا مثيرًا للفضول بقلم ألكسندر تير أوجانيسيانتس بعنوان "هيكل الكون". يقدم المؤلف وجهة نظره حول بنية الكون ، وفي رأيي ، مثيرة للاهتمام للغاية. يكتب أولاً:

أطلب منك العثور على أخطاء في تفكيري حول بنية الكون ".

لا أرغب في "البحث عن أخطاء" في منطق المؤلف (لهذا تحتاج إلى أن تكون شخصًا مثل الإله ، والله نفسه صامت بعناد بشأن هذا الموضوع ي) ، على الأرجح أود أن أعبر عن رؤيتي لهذا الأمر الصعب قضية كمناقشة لمقاله. لن أصف مقالتي بأنها حرجة ، لأن. الأشياء التي في السؤال- هذه فرضيات ولا أستطيع أنا ولا ألكساندر كارلوفيتش المحترم ، على ما أعتقد ، تأكيد أو دحض وجهة نظري أو وجهة نظر شخص آخر. مع مقالتي ، أريد فقط أن أناقش مع المؤلف حول بنية الكون (أيضًا بشكل تخطيطي تمامًا) ، إذا جاز التعبير ، للمشاركة في "بناء الكون" كصورة متكاملة في العقل البشري. حسنًا ، على طول الطريق ، عبر عن رأيك حول فرضيته.

إليكم ما يكتبه:

"الكون لانهائي في المكان والزمان. فقط بقبول هذه الفرضية يمكننا التخلص من الأسئلة المعروفة: ماذا بعد؟ وماذا حدث من قبل؟ في الوقت نفسه ، يجب ألا يغيب عن البال أن ما نسميه غالبًا بالكون هو في الواقع Metagalaxy ، أي ذلك الجزء من الكون الذي يخضع لأبحاثنا ".

في رأيي ، فإن اللانهاية للكون في المكان والزمان هي ، بالطبع ، نوعًا من الافتراضات ، لكنني أود أن أقول إنها مقدمة ليس لقطع الأسئلة "المرفوضة" ، ولكن لأن هذا هو الافتراض الأقل عبثية ، لأن جميع الخيارات الأخرى "في الحد" بها أسئلة أكثر من الإجابات. وتحتاج إلى أن تستند إلى شيء ما. وبالفعل ، لا تنس مفهوم الكون:

الكون هو العالم المادي بأكمله ، غير محدود في الزمان والمكان ومتنوع بشكل لا نهائي في الأشكال التي تتخذها المادة في عملية تطورها. الكون الذي درسه علم الفلك هو جزء من العالم المادي ، وهو متاح للبحث بالوسائل الفلكية ، المقابلة لـ حقق المستوىتطور العلم (غالبًا ما يسمى هذا الجزء من الكون ميتاجالاكسى ).

لذلك ، أعتقد ، على سبيل المثال ، أنه يمكننا التحدث عن "أصل الكون" فيما يتعلق بـ Metagalaxy ، لكن هذا لا ينطبق على الكون بالتعريف - فهو موجود دائمًا. وقد نشأت "مجرتنا الكبرى" ذات مرة ولا تزال تتطور وفقًا لقوانينها الخاصة. وأعتقد أنه سيكون من المستحيل الإجابة عن أسئلة حول ما حدث قبل مجرتنا metagalaxy لفترة طويلة (وربما لفترة طويلة بلا حدود).

هناك مبدآن أساسيان في الكون ، أو ، إذا أردت ، حقيقتان موضوعيتان: المادة والوعي. اسأل ما يسمى. "السؤال الرئيسي في الفلسفة" - ما الذي يأتي أولاً؟ - في الحقيقة ، لا معنى له ، لأن المادة والوعي موجودان وسيظلان موجودين إلى الأبد. يشبه السؤال أيهما أتى أولاً الدجاجة أم البيضة؟ تخضع كل من المادة والوعي لقوانين الحفظ الخاصة بهما: فهما لا ينشأان من لا شيء ولا يتحولان إلى لا شيء ، بل ينتقلان فقط من شكل إلى آخر. أشكال الوجود والوعي والمادة في الكون اللانهائي، بالطبع ، هناك مجموعة لانهائية.

يبدو لي أن المؤلف قدم بشفافية فرضية أخرى لنفسه: " هناك مبدآن أساسيان في الكون ، أو ، إذا أردت ، حقيقتان موضوعيتان: المادة والوعي ".بالنسبة لي ، بيان مشكوك فيه للغاية ، TK. أقبل التعريف التالي للمادة:

المادة هي الجوهر. الأساس (الأساس) لجميع الخصائص والوصلات وأشكال الحركة الموجودة بالفعل في العالم ؛ مجموعة لا حصر لها من جميع الكائنات والأنظمة الموجودة في العالم. السمة الأساسية للمادة هي الحركة ؛ تتميز المادة بالتطور الذاتي ، وتحول بعض الدول إلى دول أخرى. الأشكال الموضوعية الشاملة لوجود المادة هي المكان والزمان. أنواع خاصة أنظمة المواد- المادة الحية (مجموعة من الكائنات الحية القادرة على التكاثر الذاتي) والمادة المنظمة اجتماعيا (المجتمع).

ويبدو لي أن "الوعي" في المخطط الذي اقترحه المؤلف ضروري (لفرضيته) ، ولكن في نفس الوقت كيان "غير ضروري" (أي للتفسير ، يمكنك الاستغناء عنه). ي وماذا يعني الوعي؟ على سبيل المثال ، هذا هو التعريف من ES:

الوعي هو أحد المفاهيم الأساسية للفلسفة وعلم الاجتماع ، مما يدل على قدرة الإنسان على إعادة إنتاج الواقع بشكل مثالي في التفكير. … يظهر الوعي في شكلين: فردي (شخصي) وعام. الوعي العام هو انعكاس للحياة الاجتماعية. نماذج الوعي العامالكلمات المفتاحية: علم ، فلسفة ، فن ، أخلاق ، دين ، سياسة ، قانون.

علاوة على ذلك ، بالطبع ، يعلق المؤلف على ما هو الوعي في فهمه ، ولكن ، في اعتقادي العميق ، فإن تفسيره غير صحيح ، وإلى جانب ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على بصمة دينية معينة (على الرغم من أن المؤلف ملحد J).

يتم التعبير عن الخاصية الرئيسية للمادة في القانون الثاني للديناميكا الحرارية: "في نظام فيزيائي مغلق ، يكون نمو الانتروبيا فقط ممكنًا." الانتروبيا هو مقياس لاضطراب النظام. المادة تسعى دائمًا إلى الفوضى والدمار والفوضى.

إذا كنت تتفلسف. لن أسمي خاصية المادة الرغبة في الفوضى والدمار والفوضى. حسنًا ، أنا أعتبر تطبيق كلمة "تدمير" على المادة (بعبارات عامة) ، بعبارة ملطفة ، غير مناسب (يوجد ، بعد كل شيء ، مفهوم "الهيكل" و "الانتقال"). بالإضافة إلى ذلك ، يفتقد المؤلف تمامًا سياق مهم: "في مغلقجسدي - بدني النظام... "، على الرغم من أنه من المحتمل أن يتم عزل" مجرتنا الكبرى "إذا أخذناها في الاعتبار من وجهة نظر شخص ، كمراقب وكائن يخضع لقوانين metagalaxy نفسها ، الموجودة فيها ، أي اتضح أن هناك نوعًا من الفضاء المغلق لعمل القوانين والمادة لديه القدرة على الانتقال من نوع معين إلى نوع آخر محدد (وكل هذا "معلق" في الفراغ المطلق J). لا يمكننا استبعاد احتمال أن "مجرتنا الكبرى" قد تحتوي على "مناطق انتقالية" إلى فضاءات أخرى بقوانين مختلفة. لما لا؟ لدي عبارة: "إذا كان بإمكانك تغيير قوانين الطبيعة ، فإن الطبيعة لديها قوانين لتغيير قوانين الطبيعة". ي

قانون (واحد من العديد) من وجود المادة (" لا تنشأ من لا شيء ولا تتحول إلى لا شيء ")في رأيي ، في فرضيتي ، زائدة عن الحاجة (بسبب كلمة "لا شيء") ، لأن إذا تحدثنا عن الفراغ / الفراغ ، إلخ. كيانات "لا شيء" ، إذن يمكنني القول ، على سبيل المثال ، أن الفراغ (شيء مثل الفضاء بين النجوم أو الفراغ المادي أو ما شابه) هو أيضًا شكل من أشكال وجود المادة. إذا كان الفراغ المطلق بالنسبة لنا ، كباحثين / مراقبين ، هو "لا شيء" / "فراغ" ، فهذا يعني فقط أن هذا النوع من المادة هو منطقة غير مكتشفة تمامًا أو ببساطة لا نرى أي شيء "هناك" يمكننا رؤيته ، إزالتها وحصلت على فراغ J أي المادة ، في فرضيتي ، هي مفهوم واسع تمامًا ، ولا أرى أي سبب لحصر أشكال المادة وخصائصها في بعض الأطر المخترعة. كل "لا شيء" شيء! J (لعشاق التشبيهات: إذا نظرت من خلال نقي زجاج شفاف- لا تلاحظه وكأنه غير موجود ولكن الأمر يستحق رش الماء على سطحه ... J)

الخاصية الرئيسية للوعي هي الرغبة في الخلق والنظام والانسجام. هناك صراع دائم وأبدي بين المادة والوعي ، وهو أساس تطور الكون.

الكلمات "النظام" ، "الانسجام" هي تقييمات ذاتية. هناك عبارة "قانون الكون". من هذا القانون يتبع ، بشكل عام ، كل "الانسجام" و "النظام". سيكون هناك قانون آخر (مجموع القوانين) - سيكون هناك نظام وانسجام مختلفان. النظام هو مراعاة قاعدة معينة ، قانون. الانسجام هو مصطلح أوسع ، ولكن أيضا من "هذا" المجال.

تشير كلمة "خلق" بطريقة ما على الفور إلى وجود الخصائص الشخصية ، والتي بدورها تقودنا بثبات إلى مفهوم "الله". J لكن هذا لا يزال "مكتوبًا باستخدام مذراة على الماء" ، والشيء الرئيسي هو أنه يبدو لي غريبًا جدًا معارضة "المادة للوعي". فقط نفس القتال بين الخير والشر! "حسن النية يقهر الشر بالتأكيد. ضعه على ركبتيه واقتل بوحشية "جي

على الأرض ، حقق الوعي انتصارًا محليًا ، وتعطل مسار تطور النظام الطبيعي للمادة: ظهرت الحياة على الأرض ، ثم ظهرت الحياة الذكية.

بعبارة ملطفة ، سأكون حريصًا على عدم تقسيم المادة الحية إلى عقلانية وغير ذكية ، بل هي أكثر ذكاءً وأقل ذكاءً.

العقل البشري - أحد أشكال وجود الوعي - مرتبط ارتباطًا وثيقًا بالجزء المادي للإنسان - جسده - أحد أشكال وجود المادة. إن العقل والجسد في صراع دائم ، وهو أساس تطور الحضارة الإنسانية. في لحظة الحمل ، مثل جنين الجسم - البويضة المخصبة - يظهر جنين وعي ، يتكون من عناصر عقل الأب والأم ويتطور وفقًا لقوانينه الخاصة. بعد موت الإنسان ، مثل الجسد ، يتفكك العقل إلى مكونات أولية تذوب في وعي العالم.

إنه جميل بالطبع ، ولكن للوصول إلى هذا "الجمال" من الضروري تقديم الكثير من "المسلمات". أعتقد أنه "في مثل هذه الحالة" لا ينبغي للمرء أن يبحث عن الجمال ، بل الاتساق (على الأقل).

5. أدى اكتشاف عالم الفلك الأمريكي هابل في منتصف العشرينيات من القرن الماضي لقانون "ركود المجرات" إلى ظهور نظرية "الانفجار العظيم" ، والتي وفقًا لمجملنا Metagalaxy (المجرات والنجوم والكواكب وغيرها) كائنات) نتيجة "وميض" من المادة الفائقة ، مضغوطة في مساحة محدودة للغاية. رأى بعض الفلاسفة الدينيين في هذه النظرية تأكيدًا لما هو معروف نص الكتاب المقدسحول خلق العالم للخروج من الفوضى. أعتقد أن الوضع في الواقع كان عكس ذلك تمامًا. والنقطة ، بالطبع ، ليست التناقض الهائل بين توقيت ولادة الكون: قبل 7.5 ألف سنة وفقًا للكتاب المقدس و 18 مليار سنة وفقًا لنظرية الانفجار العظيم.

يبدو لي أنه قبل الانفجار العظيم ، كان الكون نظامًا متناغمًا ومتوازنًا للغاية يسود فيه الوعي ، والمادة ، مثل الجني ، تم دفعها في زجاجة. ربما ، في مرحلة ما فقد الوعي السيطرة على المادة ، أو وصل التوتر الداخلي "في الزجاجة" إلى مستوى حرج. نتيجة لذلك ، حدث التحرير العالمي للمادة ، بالمقارنة مع كارثة افتراضية نووية حرارية على الأرض تبدو مثل لدغة البعوض.

لا أعلم كم هو معقول أن أفرد حقيقة ظهور "ميتاجالاكسنا" على أنه "خارج عن المألوف". رأيي هو أنه بهذه الطريقة كان هناك ولادة جديدة - انتقال نوع من المادة إلى نوع آخر. من يدري ، ربما كانت "عملية طبيعية" تمامًا. لماذا هو منتظم في علامات الاقتباس؟ أعتقد فقط أنه قبل ظهور "مجرتنا الكبرى" بقوانين وجود عدد معين من أشكال المادة التي يمكننا استكشافها ، كانت هناك قوانين وأشكال أخرى للمادة وليس بالضرورة تلك التي نعرّفها على أنها متأصلة في " metagalaxy لدينا ". هنا لا بد من الانفصال بطريقة ما. بشكل أكثر رسمية وبعبارة أخرى ، أعبر عن هذا في شكل سؤال بلاغي: "هل من الصحيح محاولة وصف ما كان قبل ظهور كوننا بقوانين وجود كوننا؟" J (الكون يعني "مجرتنا الكبرى").

لماذا أؤكد أن metagalaxy هو بالضبط "ملكنا"؟ لا أرى أي سبب يمنعني من الاعتراف (في تفسيري لوجود الكون) بأنه من الممكن (لن أخشى حتى أن أقول "محتمل جدًا") وجود تكوينات أخرى في شكل metagalaxies التي لها نفس الهيكل ، والقوانين الداخلية ، وكذلك الأشكال الأخرى من metagalaxies مع قوانين أخرى ، وعدد أشكال المادة ، إذا جاز التعبير ، المشاركة في ترتيب مثل هذا التعليم، والمادة الحية ، والتي تعتبر بعض الفضاءات ذات الأبعاد العشرة "موطنًا أصليًا" لها. J وهذه المادة الحية ، بطريقة ما ، نتيجة لعملية تطور أنواع معينة من المادة التي تحددها قوانين هذه المجرة الكبرى. حسنًا ، بالحديث عن المادة الحية والوعي: حسنًا ، الوجود يحدد الوعي! والمادة تلدها. (لكن ثموالعكس صحيح ... ي )

ومع ذلك ، في الصراع الأبدي للوعي والمادة ، من اللافت للنظر أنه لا يوجد نصر واحد لأي طرف ، بغض النظر عن مدى كونه عالميًا ، هو في الواقع نهائي. من المحتمل تمامًا أن ينتهي "ركود المجرات" في حوالي 5-10 مليار سنة وتبدأ العملية العكسية. في غضون ذلك ، يشن الوعي حربًا مع المادة في جميع المساحات الشاسعة من Metagalaxy ، ويحقق انتصارات محلية في بعض الأماكن (على سبيل المثال ، على الأرض).

ما ينتظر "مجرتنا الوصفية" لا يزال سؤالًا مفتوحًا ، لكنني أعتقد أنه سيتم حله في المستقبل ... في المستقبل البعيد.

كل هذا ، بالطبع ، تخطيطي للغاية ، ويسعدني أن أناقش معك المزيد حول بنية الكون. سأكون ممتنا جدا إذا أجبتني.

حسنا، هذا هو الجواب. لدي أيضًا الكثير من المخططات ، ولكن كما قال M. Lomonosov: "الطبيعة بسيطة جدًا. كل ما يتعارض مع هذا يجب رفضه ". وبالطبع ، "البساطة" مصطلح نسبي. ي

في الختام ، أود أن أعطي واحدًا آخر ، في رأيي ، بيانًا مثيرًا للاهتمام فيما يتعلق بالعلاقة بين الإنسان والطبيعة (metagalaxy ، الكون). أعتقد أنه في سياق "المعارك" بين الوعي والمادة ، سيكون من المناسب للمؤلف أن يستشهد بها:

"الطبيعة لا تحارب أبدًا أي شخص ، هذا افتراء ديني بذيء ضدها ، فهي ليست ذكية لدرجة أن تقاتل ، ولا تهتم ... الطبيعة لا يمكن أن تتعارض مع أي شخص إذا كان الشخص لا يتعارض مع قوانينه ... "

ألكسندر إيفانوفيتش هيرزن (1812 - 1870) ، "الأعمال المجمعة".

المنشورات ذات الصلة
أطلب منك Ter-Oganesyants أن تجد أخطاء في تفكيري حول بنية الكون
Y. Shelyazhenko "كل شخص حر في الاعتقاد بأنه ملحد"
Duluman E. "تبادل الآراء بين فني وفيلسوف حول كوننا وعلى طول الطريق حول الله برسالة إلى مارينا"
زاخاروف أ. "بناء" "الكون"
رد Ter-Oganesyants على منتقدي

ماذا نعرف عن الكون ، كيف يشبه الكون؟ الكون هو عالم لا حدود له يصعب على العقل البشري فهمه ، والذي يبدو غير واقعي وغير مادي. في الواقع ، نحن محاطون بالمادة ، بلا حدود في المكان والزمان ، وقادرة على اتخاذ أشكال مختلفة. من أجل محاولة فهم المقياس الحقيقي للفضاء الخارجي ، وكيف يعمل الكون ، وهيكل الكون وعمليات التطور ، سنحتاج إلى عبور عتبة نظرتنا للعالم ، والنظر إلى العالم من حولنا من منظور مختلف. زاوية من الداخل.

نظرة على المساحات الشاسعة للفضاء من الأرض

تكوين الكون: الخطوات الأولى

الفضاء الذي نلاحظه من خلال التلسكوبات ليس سوى جزء من الكون النجمي ، ما يسمى Megagalaxy. معلمات أفق هابل الكونية هائلة - 15-20 مليار سنة ضوئية. هذه البيانات تقريبية ، لأنه في عملية التطور يتوسع الكون باستمرار. يحدث توسع الكون من خلال الانتشار العناصر الكيميائيةوبقايا الإشعاع. هيكل الكون يتغير باستمرار. في الفضاء ، تظهر مجموعات من المجرات ، وأجسام وأجسام الكون هي بلايين النجوم التي تشكل عناصر من أنظمة النجوم في الفضاء القريب مع الكواكب والأقمار الصناعية.

اين البداية؟ كيف نشأ الكون؟ من المفترض أن عمر الكون هو 20 مليار سنة. من الممكن أن تكون المادة الأولية الساخنة والكثيفة هي مصدر المادة الكونية ، والتي انفجر حشدها في لحظة معينة. تشكلت أصغر الجزيئات نتيجة الانفجار منتشرة في جميع الاتجاهات ، وتستمر في الابتعاد عن مركز الزلزال في عصرنا. إن نظرية الانفجار العظيم ، التي تهيمن الآن على المجتمع العلمي ، هي أدق وصف لعملية تكوين الكون. كانت المادة التي نشأت نتيجة لكارثة كونية عبارة عن كتلة غير متجانسة تتكون من أصغر الجسيمات غير المستقرة التي ، عند الاصطدام والتشتت ، بدأت في التفاعل مع بعضها البعض.

الانفجار العظيم هو نظرية عن أصل الكون ، تشرح تكوينه. وفقًا لهذه النظرية ، كان هناك في البداية كمية معينة من المادة ، والتي ، نتيجة لبعض العمليات ، انفجرت بقوة هائلة ، مما أدى إلى تشتيت كتلة من الأم في الفضاء المحيط.

بعد مرور بعض الوقت ، وفقًا للمعايير الكونية - لحظة ، وفقًا للتسلسل الزمني الأرضي - ملايين السنين ، جاءت مرحلة تجسيد الفضاء. مما صنع الكون؟ بدأت المادة المشتتة تتركز في الجلطات ، الكبيرة والصغيرة ، التي بدأت تظهر فيها العناصر الأولى للكون لاحقًا ، كتل غازية ضخمة - حضانة نجوم المستقبل. في معظم الحالات ، يتم شرح عملية تكوين الأجسام المادية في الكون من خلال قوانين الفيزياء والديناميكا الحرارية ، ومع ذلك ، هناك عدد من النقاط التي لا يمكن تفسيرها بعد. على سبيل المثال ، لماذا في جزء واحد من الفضاء تتركز المادة المتوسعة أكثر ، بينما في جزء آخر من الكون تكون المادة مخلخلة جدًا. يمكن الحصول على إجابات لهذه الأسئلة فقط عندما تتضح آلية تشكيل الأجسام الفضائية ، كبيرها وصغيرها.

الآن يتم شرح عملية تكوين الكون من خلال عمل قوانين الكون. أدى عدم استقرار الجاذبية والطاقة في مناطق مختلفة إلى تكوين النجوم الأولية ، والتي بدورها ، تحت تأثير قوى الطرد المركزي والجاذبية ، شكلت المجرات. بمعنى آخر ، بينما استمرت المسألة واستمرت في التوسع ، بدأت عمليات الانضغاط تحت تأثير قوى الجاذبية. بدأت جزيئات السحب الغازية في التركيز حول المركز الوهمي ، لتشكل في النهاية ختمًا جديدًا. مواد البناء في موقع البناء العملاق هذا هي جزيئات الهيدروجين والهيليوم.

العناصر الكيميائية للكون هي مادة البناء الأساسية التي بدأ منها فيما بعد تشكيل كائنات الكون.

علاوة على ذلك ، يبدأ قانون الديناميكا الحرارية في العمل ، ويتم تنشيط عمليات الاضمحلال والتأين. تتفكك جزيئات الهيدروجين والهيليوم إلى ذرات يتشكل منها قلب النجم الأولي تحت تأثير قوى الجاذبية. هذه العمليات هي قوانين الكون وقد اتخذت شكل تفاعل متسلسل ، يحدث في جميع أركان الكون البعيدة ، ويملأ الكون بالمليارات ، ومئات المليارات من النجوم.

تطور الكون: يسلط الضوء

اليوم ، في الأوساط العلمية ، هناك فرضية حول دورية الحالات التي يُنسج منها تاريخ الكون. بعد أن نشأت نتيجة انفجار المادة الأولية ، أصبحت تراكمات الغازات مشتلًا للنجوم ، والتي بدورها شكلت العديد من المجرات. ومع ذلك ، بعد أن وصلت إلى مرحلة معينة ، تبدأ المادة في الكون في السعي للوصول إلى حالتها الأصلية والمركزة ، أي يتبع الانفجار والتوسع اللاحق للمادة في الفضاء ضغط والعودة إلى حالة فائقة الكثافة ، إلى نقطة البداية. في وقت لاحق ، كل شيء يعيد نفسه ، والولادة تليها النهاية ، وهكذا دواليك لعدة بلايين من السنين ، إلى ما لا نهاية.

بداية ونهاية الكون وفقًا للطبيعة الدورية لتطور الكون

ومع ذلك ، بعد حذف موضوع تكوين الكون ، والذي يظل سؤالًا مفتوحًا ، يجب أن ننتقل إلى بنية الكون. بالعودة إلى الثلاثينيات من القرن العشرين ، أصبح من الواضح أن الفضاء الخارجي مقسم إلى مناطق - مجرات ، وهي تشكيلات ضخمة ، لكل منها سكانها النجميون. ومع ذلك ، فإن المجرات ليست كائنات ثابتة. تتغير سرعة تمدد المجرات من المركز التخيلي للكون باستمرار ، كما يتضح من تقارب بعض المجرات وإزالة بعضها عن بعض.

كل هذه العمليات ، من وجهة نظر مدة الحياة الأرضية ، تستمر ببطء شديد. من وجهة نظر العلم وهذه الفرضيات ، تحدث جميع العمليات التطورية بسرعة. تقليديا ، يمكن تقسيم تطور الكون إلى أربع مراحل - العصور:

• عصر هادرون
• عصر ليبتون
• عصر الفوتون
• عصر نجمي.

مقياس الزمن الكوني وتطور الكون ، والذي بموجبه يمكن تفسير مظهر الأجسام الفضائية

في المرحلة الأولى ، تركزت كل المادة في قطرة نووية كبيرة واحدة ، تتكون من جسيمات وجسيمات مضادة ، مجتمعة في مجموعات - الهادرونات (البروتونات والنيوترونات). نسبة الجسيمات والجسيمات المضادة تقارب 1: 1.1. ثم تأتي بعد ذلك عملية إبادة الجسيمات والجسيمات المضادة. تعتبر البروتونات والنيوترونات المتبقية مادة البناء التي يتكون منها الكون. مدة عصر الهادرون لا تكاد تذكر ، فقط 0.0001 ثانية - فترة التفاعل الانفجاري.

علاوة على ذلك ، بعد 100 ثانية ، تبدأ عملية تركيب العناصر. عند درجة حرارة تبلغ مليار درجة ، تتشكل جزيئات الهيدروجين والهيليوم في عملية الاندماج النووي. طوال هذا الوقت ، تستمر المادة في التوسع في الفضاء.

من هذه اللحظة تبدأ مرحلة طويلة ، من 300 ألف إلى 700 ألف سنة ، من إعادة اتحاد النوى والإلكترونات ، وتشكيل ذرات الهيدروجين والهيليوم. في هذه الحالة ، لوحظ انخفاض في درجة حرارة المادة ، وتقل شدة الإشعاع. يصبح الكون شفافا. تشكل الهيدروجين والهيليوم بكميات هائلة ، تحت تأثير قوى الجاذبية ، مما يحول الكون الأساسي إلى موقع بناء عملاق. بعد ملايين السنين ، بدأ العصر النجمي - وهو عملية تكوين النجوم الأولية وأول المجرات الأولية.

يتناسب هذا التقسيم للتطور إلى مراحل مع نموذج الكون الحار ، وهو ما يفسر العديد من العمليات. تظل الأسباب الحقيقية للانفجار العظيم ، آلية توسع المادة غير مفسرة.

هيكل وبنية الكون

مع تكوين غاز الهيدروجين ، يبدأ العصر النجمي لتطور الكون. الهيدروجين تحت تأثير الجاذبية يتراكم في تراكمات ضخمة ، جلطات. إن كتلة وكثافة هذه العناقيد هائلة ، فهي أكبر بمئات الآلاف من المرات من كتلة المجرة المتكونة نفسها. يفسر التوزيع غير المتكافئ للهيدروجين ، الذي لوحظ في المرحلة الأولى من تكوين الكون ، الاختلافات في أحجام المجرات المتكونة. حيث كان يجب أن يكون هناك أقصى تراكم لغاز الهيدروجين ، تشكلت المجرات العملاقة. وحيث كان تركيز الهيدروجين ضئيلًا ، ظهرت مجرات أصغر ، مثل منزلنا النجمي ، درب التبانة.

النسخة التي وفقًا لها الكون هو نقطة بداية تدور حولها المجرات في مراحل مختلفة من التطور

من هذه اللحظة فصاعدًا ، يتلقى الكون التشكيلات الأولى بحدود واضحة ومعايير فيزيائية. لم تعد هذه سدمًا ، تراكمات من الغازات النجمية والغبار الكوني (منتجات الانفجار) ، عناقيد أولية للمادة النجمية. هذه دول نجمية ، وهي مساحة ضخمة من حيث العقل البشري. يمتلئ الكون بالظواهر الكونية المثيرة للاهتمام.

من وجهة نظر المبررات العلمية والنموذج الحديث للكون ، تشكلت المجرات أولاً كنتيجة لفعل قوى الجاذبية. تحولت المادة إلى دوامة عالمية هائلة. ضمنت عمليات الجاذبية المركزية التجزئة اللاحقة لسحب الغاز إلى مجموعات ، والتي أصبحت مسقط رأس النجوم الأولى. تحولت المجرات الأولية ذات فترة الدوران السريع إلى مجرات حلزونية بمرور الوقت. عندما كان الدوران بطيئًا ، ولوحظت عملية ضغط المادة بشكل أساسي ، تكونت المجرات غير المنتظمة ، وغالبًا ما تكون إهليلجية. على هذه الخلفية ، حدثت عمليات أكثر تعقيدًا في الكون - تشكلت عناقيد فائقة من المجرات ، التي تلامس بعضها البعض عن كثب بحوافها.

العناقيد الفائقة هي مجموعات عديدة من المجرات وعناقيد المجرات في بنية الكون واسعة النطاق. في نطاق 1 مليار St. سنوات هناك حوالي 100 عناقيد عملاقة

منذ تلك اللحظة أصبح من الواضح أن الكون عبارة عن خريطة ضخمة ، حيث القارات عبارة عن مجموعات من المجرات ، والدول هي المجرات العملاقة والمجرات التي تشكلت منذ بلايين السنين. يتكون كل تشكيل من مجموعة من النجوم والسدم وتراكمات الغاز والغبار بين النجوم. ومع ذلك ، فإن كل هؤلاء السكان يمثلون 1 ٪ فقط من الحجم الإجمالي للتكوينات العالمية. تشغل المادة المظلمة الكتلة والحجم الرئيسيين للمجرات ، والتي لا يمكن معرفة طبيعتها.

تنوع الكون: أصناف المجرات

من خلال جهود عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي إدوين هابل ، أصبح لدينا الآن حدود الكون وتصنيف واضح للمجرات التي تسكنه. اعتمد التصنيف على السمات الهيكلية لهذه التكوينات العملاقة. لماذا تمتلك المجرات هيئة مختلفة؟ الإجابة على هذا السؤال والعديد من الأسئلة الأخرى مُعطاة في تصنيف هابل ، والذي بموجبه يتكون الكون من مجرات من الفئات التالية:

• حلزوني؛
• بيضاوي الشكل؛
• مجرات غير منتظمة.

الأول يشمل التشكيلات الأكثر شيوعًا التي تملأ الكون. السمات المميزة للمجرات الحلزونية هي وجود حلزوني محدد بوضوح يدور حول نواة لامعة أو يميل إلى جسر مجري. يُشار إلى المجرات اللولبية ذات النواة بالرموز S ، بينما الكائنات ذات الشريط المركزي لها التعيين بالفعل SB. تشمل هذه الفئة أيضًا مجرتنا درب التبانة ، وفي وسطها يفصل قلبها شريط مضيء.

مجرة حلزونية نموذجية. في الوسط ، يمكن رؤية القلب الذي له جسر تنبثق منه أذرع لولبية بشكل واضح.

تنتشر تشكيلات مماثلة في جميع أنحاء الكون. أقرب مجرة ​​حلزونية إلينا ، أندروميدا ، هي مجرة ​​عملاقة تقترب بسرعة درب التبانة. أكبر ممثل لهذه الفئة معروف لنا هو المجرة العملاقة NGC 6872. يبلغ قطر القرص المجري لهذا الوحش حوالي 522 ألف سنة ضوئية. يقع هذا الجسم على مسافة 212 مليون سنة ضوئية من مجرتنا.

الفئة المشتركة التالية من تكوينات المجرات هي المجرات الإهليلجية. تعيينهم وفقًا لتصنيف هابل هو الحرف E (بيضاوي الشكل). في الشكل ، هذه التكوينات هي إهليلجي. على الرغم من وجود الكثير من الأشياء المتشابهة في الكون ، فإن المجرات الإهليلجية ليست معبرة جدًا. وهي تتكون أساسًا من أشكال بيضاوية ملساء مليئة بالعناقيد النجمية. على عكس الحلزونات المجرية ، لا تحتوي القطع الناقصة على تراكمات من الغاز بين النجمي والغبار الكوني ، وهي التأثيرات البصرية الرئيسية لتصور مثل هذه الأجسام.

الممثل النموذجي لهذه الفئة ، والمعروف اليوم ، هو سديم الحلقة الإهليلجية في كوكبة Lyra. يقع هذا الجسم على مسافة 2100 سنة ضوئية من الأرض.

منظر للمجرة البيضاوية Centaurus A من خلال تلسكوب CFHT

الفئة الأخيرة من الأجسام المجرية التي تملأ الكون هي المجرات غير المنتظمة أو غير المنتظمة. تصنيف تصنيف هابل هو الحرف اللاتيني الأول. السمة الرئيسية هي الشكل غير المنتظم. بمعنى آخر ، لا تحتوي هذه الكائنات على أشكال متناظرة ونمط مميز. تشبه هذه المجرة في شكلها صورة الفوضى العالمية ، حيث تتناوب مجموعات النجوم مع سحب الغاز والغبار الكوني. على نطاق الكون ، تعتبر المجرات غير المنتظمة ظاهرة متكررة.

في المقابل ، تنقسم المجرات غير المنتظمة إلى نوعين فرعيين:

• المجرات غير المنتظمة من النوع الفرعي الأول لها بنية معقدة غير منتظمة ، سطح كثيف عالي ، يتميز بالسطوع. غالبًا ما يكون هذا الشكل الفوضوي للمجرات غير المنتظمة ناتجًا عن انهيار اللوالب. والمثال النموذجي لمثل هذه المجرة هو سحابة ماجلان الكبيرة والصغيرة.
• المجرات غير المنتظمة من النوع الثاني لها سطح منخفض وشكل فوضوية وليست شديدة السطوع. بسبب انخفاض السطوع ، يصعب اكتشاف مثل هذه التكوينات في اتساع الكون.

سحابة ماجلان الكبيرة هي أقرب مجرة ​​غير منتظمة إلينا. كلا التكوينين ، بدورهما ، عبارة عن أقمار صناعية لمجرة درب التبانة وقد يتم امتصاصها قريبًا (في غضون 1-2 مليار سنة) بواسطة جسم أكبر.

المجرة غير المنتظمة سحابة ماجلان الكبيرة هي قمر صناعي تابع لمجرة درب التبانة.

على الرغم من حقيقة أن إدوين هابل صنف المجرات بدقة تامة في فئات ، فإن هذا التصنيف ليس مثاليًا. يمكننا تحقيق المزيد من النتائج إذا قمنا بتضمين نظرية النسبية لأينشتاين في عملية معرفة الكون. يتم تمثيل الكون بثروة من الأشكال والتراكيب المختلفة ، لكل منها خصائصه وميزاته المميزة. في الآونة الأخيرة ، تمكن علماء الفلك من اكتشاف تشكيلات مجرية جديدة توصف بأنها أجسام وسيطة بين المجرات الحلزونية والإهليلجية.

درب التبانة هو الجزء الأكثر شهرة في الكون بالنسبة لنا.

اثنين الفروع الحلزونية، الموجودة بشكل متماثل حول المركز ، تشكل الجسم الرئيسي للمجرة. تتكون الحلزونات بدورها من أكمام تتدفق بسلاسة إلى بعضها البعض. عند تقاطع ذراعي القوس والدجاجة ، تقع شمسنا ، من مركز مجرة ​​درب التبانة على مسافة 2.62 10¹⁷ كم. الحلزونات وأذرع المجرات الحلزونية عبارة عن مجموعات من النجوم تزداد كثافتها مع اقترابها من مركز المجرة. ما تبقى من كتلة وحجم الحلزونات المجرية هو مادة مظلمة ، وجزء صغير فقط هو المسؤول عن الغاز بين النجمي والغبار الكوني.

موقع الشمس في أحضان مجرة ​​درب التبانة ، مكان مجرتنا في الكون

يبلغ سمك اللوالب حوالي 2000 سنة ضوئية. كعكة الطبقة الكاملة هذه في حركة ثابتة ، تدور بسرعة هائلة من 200-300 كم / ثانية. كلما اقتربنا من مركز المجرة ، زادت سرعة الدوران. سوف يستغرق الأمر من الشمس ونظامنا الشمسي 250 مليون سنة لإحداث ثورة كاملة حول مركز مجرة ​​درب التبانة.

تتكون مجرتنا من تريليون نجم ، كبيرها وصغيرها ، ثقيل للغاية ومتوسط ​​الحجم. أكبر مجموعة من النجوم في مجرة ​​درب التبانة هي ذراع القوس. في هذه المنطقة يتم ملاحظة أقصى سطوع لمجرتنا. على العكس من ذلك ، فإن الجزء المقابل من دائرة المجرة أقل سطوعًا ويمكن تمييزه بشكل سيئ من خلال الملاحظة المرئية.

يتم تمثيل الجزء المركزي من مجرة ​​درب التبانة بنواة ، من المفترض أن تكون أبعادها 1000-2000 فرسخ فلكي. في هذه المنطقة الأكثر سطوعًا من المجرة ، يتركز العدد الأقصى من النجوم ، والتي لها فئات مختلفة ، ومساراتها الخاصة في التطور والتطور. في الأساس ، هذه نجوم قديمة فائقة الثقل وصلت إلى المرحلة النهائية التسلسل الرئيسي. تأكيد وجود مركز الشيخوخة لمجرة درب التبانة هو الوجود في هذه المنطقة عدد كبيرالنجوم النيوترونية والثقوب السوداء. في الواقع ، فإن مركز القرص الحلزوني لأي مجرة ​​حلزونية هو ثقب أسود هائل ، والذي ، مثل المكنسة الكهربائية العملاقة ، يمتص الأجرام السماوية والمواد الحقيقية.

الثقب الأسود الهائل في الجزء المركزي من مجرة ​​درب التبانة هو المكان الذي تموت فيه جميع الأجسام المجرية.

بالنسبة للعناقيد النجمية ، تمكن العلماء اليوم من تصنيف نوعين من العناقيد: كروية ومفتوحة. بالإضافة إلى العناقيد النجمية ، تتكون الحلزونات والأذرع في مجرة ​​درب التبانة ، مثل أي مجرة ​​حلزونية أخرى ، من مادة مبعثرة وطاقة مظلمة. نظرًا لكونها نتيجة للانفجار العظيم ، فإن المادة في حالة شديدة التخلخل ، والتي يتم تمثيلها بغاز بين النجوم وجزيئات الغبار. يتم تمثيل الجزء المرئي من المادة بواسطة السدم ، والتي بدورها تنقسم إلى نوعين: السدم الكوكبية والسدم المنتشر. يفسر الجزء المرئي من طيف السدم بانكسار ضوء النجوم الذي يشع الضوء داخل اللولب في جميع الاتجاهات.

في هذا الحساء الكوني يوجد نظامنا الشمسي. لا ، لسنا الوحيدين في هذا عالم واسع. مثل الشمس ، تمتلك العديد من النجوم أنظمة كوكبية خاصة بها. السؤال كله هو كيفية اكتشاف الكواكب البعيدة ، إذا كانت المسافات حتى داخل مجرتنا تتجاوز مدة وجود أي حضارة ذكية. يقاس الوقت في الكون بمعايير أخرى. الكواكب مع أقمارها الصناعية هي أصغر الأجسام في الكون. عدد هذه الأشياء لا يحصى. قد يكون لكل من تلك النجوم الموجودة في النطاق المرئي أنظمة نجمية خاصة بها. يمكننا أن نرى فقط أقرب الكواكب الموجودة إلينا. ما يحدث في الجوار ، وما هي العوالم الموجودة في الأذرع الأخرى لمجرة درب التبانة ، وما هي الكواكب الموجودة في المجرات الأخرى ، تظل لغزا.

Kepler-16 b هو كوكب خارج المجموعة الشمسية حول النجم المزدوج Kepler-16 في كوكبة Cygnus

خاتمة

مع وجود فكرة سطحية فقط عن كيفية ظهور الكون وكيف يتطور ، لم يتخذ الشخص سوى خطوة صغيرة نحو فهم وفهم حجم الكون. تشير الأبعاد والمقاييس الضخمة التي يتعين على العلماء التعامل معها اليوم إلى أن الحضارة الإنسانية ليست سوى لحظة في هذه الحزمة من المادة والمكان والزمان.

نموذج للكون وفق مفهوم وجود المادة في الفضاء مع مراعاة الوقت

تمتد دراسة الكون من كوبرنيكوس إلى يومنا هذا. في البداية ، بدأ العلماء من نموذج مركزية الشمس. في الواقع ، اتضح أن الكون ليس له مركز حقيقي وأن كل دوران وحركة وحركة تحدث وفقًا لقوانين الكون. على الرغم من وجود تفسير علمي للعمليات الجارية ، يتم تقسيم الكائنات العالمية إلى فئات وأنواع وأنواع ، ولا يوجد جسم في الفضاء يشبه الآخر. أحجام الأجرام السماوية تقريبية وكذلك كتلتها. موقع المجرات والنجوم والكواكب مشروط. النقطة المهمة هي أنه لا يوجد نظام إحداثيات في الكون. برصد الفضاء ، نقوم بعمل إسقاط على الأفق المرئي بأكمله ، معتبرين أرضنا كنقطة مرجعية صفرية. في الواقع ، نحن مجرد جسيم مجهري ، فقدنا في مساحات الكون اللامتناهية.

الكون هو مادة توجد فيها جميع الكائنات في علاقة وثيقة بالمكان والزمان

على غرار الارتباط بالأبعاد ، يجب اعتبار الوقت في الكون على أنه المكون الرئيسي. يتيح لك أصل الأجسام الفضائية وعمرها تكوين صورة لميلاد العالم ، لتسليط الضوء على مراحل تطور الكون. يرتبط النظام الذي نتعامل معه ارتباطًا وثيقًا بالأطر الزمنية. جميع العمليات التي تحدث في الفضاء لها دورات - البداية والتكوين والتحول والنهاية ، مصحوبة بموت كائن مادي وانتقال المادة إلى حالة أخرى.

العناصر الرئيسية لبنية الكون: المجرات والنجوم والكواكب

المجرات (من اليونانية. حليبي ، حليبي) - أنظمة من بلايين النجوم تدور حول مركز المجرة ومتصلة عن طريق الجاذبية المتبادلة والأصل المشترك ،

الكواكب- أجسام لا تنبعث منها طاقة ذات هيكل داخلي معقد.

الأكثر شيوعا الجرم السماويفي الكون المرئي هي النجوم.

وفق المفاهيم الحديثة النجم هو جسم غاز بلازما يحدث فيه اندماج نووي حراري عند درجات حرارة تزيد عن 10 ملايين درجة. ل.

يشير اللمعان العالي للنجوم ، الذي يتم الحفاظ عليه لفترة طويلة ، إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة فيها.

الأسباب الرئيسية لارتفاع لمعان النجوم

1. انكماش الجاذبية ، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة الجاذبية (نموذجية للنجوم الفتية)
2. التفاعلات النووية الحرارية ، ونتيجة لذلك يتم تصنيع نوى العناصر الثقيلة من نوى العناصر الخفيفة ويتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة.

شمسنا هي قنبلة هيدروجينية تحترق ببطء.

تتشكل ذرات العناصر الأخف من الحديد نتيجة التفاعلات النووية الحرارية داخل النجوم. أثقل من الحديد في انفجارات السوبرنوفا.

تطور النجوم هو تغيير في الخصائص الفيزيائية والبنية الداخلية و التركيب الكيميائيالنجوم بمرور الوقت.

تسمى عملية تكوين الأجسام الكونية من بيئة غاز متخلخل وغبار غاز تحت تأثير قوى الجاذبية بتكثيف الجاذبية

بروتستار- جزء كثيف من سحابة جزيئية ، حيث لم يتم الوصول بعد إلى درجات الحرارة اللازمة لبدء التفاعلات النووية الحرارية ، أي تحويل سحابة إلى نجمة.

يتم تحديد نهاية تطور النجم من خلال كتلته.

المرحلة الأخيرة في تطور نجم ذي كتلة متوسطة ومنخفضة (أقل من 3-4 كتل شمسية) هو قزم أبيض .

يؤدي تطور النجوم ذات الكتلة الأكبر إلى تكوين النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء.

نتيجة لانهيار الجاذبية ، يحدث انفجار قوي للنجم ، مصحوبًا بإطلاق طاقة هائلة على شكل إشعاع كهرومغناطيسي وإطلاق مواد في الفضاء المحيط تمثل العناصر الكيميائية للجدول الدوري بأكمله (الملاحظات الأولى انفجار مستعر أعظم بواسطة علماء الفلك الصينيين واليابانيين عام 1054).

تعمل النجوم كنوع من تشكيل الذرات.

وفقًا للنماذج الكونية ، يحدث توزيع العناصر الكيميائية في جميع أنحاء الكون نتيجة لانفجارات المستعرات الأعظمية.

النظام الشمسي جزء من الكون.

نظام مركزية الأرض في العالم هو فكرة كانت موجودة في العصور القديمة (أرسطو وبطليموس) ، والتي بموجبها تقع الأرض بلا حراك في مركز العالم ، وتتحرك جميع الأجرام السماوية حولها.

في النصف الأول من القرن السادس عشر - طور 17 عالمًا ن. ، يدور حول محوره.

النظام الشمسي - نظام الكواكب درب التبانة، والتي تشمل: الشمس ، وثمانية كواكب كلاسيكية (عطارد ، والزهرة ، والأرض ، والمريخ ، والمشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون) ، والعديد من الكواكب القزمة (بلوتو ، وزينا ، وما إلى ذلك) ، والأقمار الصناعية ، والمذنبات ، والنيازك ، والغبار الكوني.

الجسم المركزي للنظام الشمسي ، حيث تتركز الغالبية العظمى من كتلته (حوالي 99.9٪) ، هو الشمس.

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، تم تشكيل النظام الشمسي نتيجة انضغاط سحابة غاز وغبار منذ حوالي 5 مليارات سنة.

يُعتقد أن تطور قرص الكواكب الأولية حدث على مدى مليون سنة. كان هناك التصاق الجسيمات في الجزء المركزي من هذا القرص ، مما أدى لاحقًا إلى تكوين مجموعات من الجسيمات ، صغيرة في البداية ، ثم أكبر.

في الأربعينيات من القرن العشرين. طرح الأكاديمي O.Yu.Schmidt الفرضية المقبولة عمومًا حول تكوين الأرض والكواكب الأخرى من أجسام صلبة باردة قبل الكواكب. هذه الأجسام تسمى planetesimals.

تم تأكيد هذا المفهوم من خلال نتائج المحاكاة الحاسوبية.

ومع ذلك ، هناك نماذج أخرى كذلك.

يتم الحصول على بيانات دقيقة بما فيه الكفاية عن عمر الأرض من خلال تحليل التحولات الإشعاعية لعناصر الأرض والنيازك.

المحتوى المفاهيمي لعلوم الأرض.

هيكل الأرض.

الأرض هي ثالث كوكب في المجموعة الشمسية.

تمثل الأرض صلب، محاط بقذائف الماء والغاز - الغلاف المائي والغلاف الجوي.

الأرض ليست كرة كاملة. يتم تسطيحها عند القطبين وتمددها باتجاه خط الاستواء. شكل الأرض كروي أو إهليلجي للثورة. بدقة كبيرة ، تم تحديد شكل الأرض فقط في القرن العشرين. بمساعدة الأجهزة المثبتة على الأقمار الصناعية.

يبلغ متوسط ​​نصف قطر الأرض 6370 كم.

تبلغ مساحة سطح الأرض 510 مليون كيلومتر مربع. يشغل المحيط العالمي حوالي 71٪ من سطح الأرض (361 مليون كيلومتر مربع) ، 29٪ منها أرض (149 مليون كيلومتر مربع)

يميز بين الداخلي قشرة الأرض ، عباءة ، لب) وخارجية ( الغلاف المائي والغلاف الجوي)

قذائف الأرض. لا يمكن الوصول إلى أحشاء الأرض للدراسة المباشرة مثل المجرات. المواد التي تتكون منها الأرض الصلبة معتم وكثيف. الدراسات المباشرة لهم ممكنة فقط للأعماق التي تشكل جزءًا ضئيلًا من نصف قطر الأرض (الأكثر بئر عميقحوالي 12 كم في شبه جزيرة كولا).

يتم حل مشكلة بنية الأرض ، بشكل أساسي فقط بالطرق غير المباشرة.

تعطينا المعلومات الأكثر موثوقية حول الهيكل الداخلي للأرض علم الزلازل- تسجيل الاهتزازات الزلزالية خلال الزلازل.

قشرة الأرض - الغلاف الخارجي الصلب للأرض.

سمكها غير متساو: في القارات 30-40 كم ، تحت الجبال (بامير ، الأنديز) - ما يصل إلى 70 كم ، تحت المحيطات - 5-10 كم.

نصف كتلة القشرة بأكملها عبارة عن أكسجين (في الحالة المقيدة).

يتم تحديد السمات الجيولوجية لقشرة الأرض من خلال الأعمال المشتركة للغلاف الجوي والغلاف المائي والمحيط الحيوي عليها. يتم تحديث تكوين اللحاء والأصداف الخارجية باستمرار.

عباءة (مترجم من اليونانية "حجاب ، عباءة)

تحت القشرة الأرضية ، أقرب إلى مركز الأرض ، توجد طبقة يبلغ سمكها حوالي 2900 كم ، تسمى الوشاح. الوشاح هو أقوى قشرة للأرض.

يقترح العلماء أن الوشاح يتكون أساسًا من مركبات السيليكون.

يوجد الوشاح على شكل طبقتين كرويتين - الوشاح السفلي والعلوي. يبلغ سمك الجزء السفلي من الوشاح 2000 كم ، والجزء العلوي 900 كم.

ليثوسفير - تتكون من قشرة الأرض مع الجزء الصلب العلوي من الوشاح (حوالي 100 كم).

أستينوسفير - الجزء السفلي من الوشاح العلوي في حالة منصهرة. الغلاف الصخري ، كما كان ، "يطفو" فيه. يحتوي الغلاف الموري على بؤر البراكين. تحدد العمليات التي تحدث في الوشاح الحركة التكتونية وتشكيل الصهارة والنشاط البركاني.

جوهر الأرض. تحت الوشاح يوجد قلب الأرض بنصف قطر حوالي 3500 كم. يتكون القلب من غلاف خارجي في حالة سائلة (بسمك 2200 كم) ولب صلب داخلي (1250 كم).

ترتبط الحالة السائلة لللب الخارجي بأفكار حول طبيعة المغناطيسية الأرضية.

أثناء الانتقال من الوشاح إلى القلب ، فإن الخصائص الفيزيائيةالمواد ، نتيجة لارتفاع الضغط على ما يبدو. لا يزال جوهر الأرض لغزا بالنسبة للعلم. بكل تأكيد ، لا يمكننا التحدث إلا عن نصف قطرها ودرجة حرارتها ~ 4000-5000 0 درجة مئوية.

التركيب الكيميائي لللب هو الحديد والنيكل.

نظرية ألواح الغلاف الصخري.

يتم تفسير تأثير العمليات الداخلية على تطور الهياكل الجيولوجية للأرض حاليًا من خلال نظرية ألواح الغلاف الصخري.

وفقًا لهذه النظرية ، يتم تقسيم الغلاف الصخري بأكمله بواسطة مناطق نشطة ضيقة - صدوع عميقة - إلى كتل صلبة منفصلة تطفو في الطبقة البلاستيكية من الوشاح العلوي (الغلاف الموري).

ترتبط جميع التغييرات التي تحدث على سطح الكوكب بحركة هذه الصفائح عليه. أكبر الصفائح هي القطب الجنوبي وأستراليا وأمريكا الجنوبية والمحيط الهادئ وأمريكا الشمالية وأوراسيا. تغير عدد وموضع اللوحات من حقبة إلى أخرى. يمكن للألواح أن تتحرك للأمام ، وتستدير ، وتتصادم وتتباعد. يحدث ولادة الصفائح وانسحابها مرة أخرى إلى الوشاح في المحيطات.

على طول حدود صفائح الغلاف الصخري توجد مناطق نشاط تكتوني متزايد (مثل قوس جزيرة كوريل كامتشاتكا).

ما هي القوة الدافعة لـ "القارات العائمة"؟ كما تظهر بيانات القياسات الديناميكية الحرارية والزلزالية ، هناك اختلافات في درجة الحرارة والكثافة داخل الوشاح ، ونتيجة لذلك يحدث تداول المادة: ساخن وأقل مادة كثيفةيرتفع ويبرد ويغرق في الأعماق مع زيادة الكثافة. يكون الاختلاف الطفيف في درجة الحرارة كافياً لكي يبدأ الوشاح البلاستيكي في التحرك ببطء ويجبر كتل الغلاف الصخري على التحرك.

يتم الآن تأكيد جميع حركات الصفائح هذه تقريبًا من خلال القياسات المباشرة باستخدام طرق جيوديسية فلكية وأقمار صناعية عالية الدقة. تم الآن قياس سرعاتهم والتي تتراوح من بضعة مم إلى 10-18 سم في السنة.

لقد غيرت نظرية الصفائح التكتونية من الغلاف الصخري بشكل كبير النظرة إلى العالم والأفكار حول تطور كوكبنا. كما أن لها جوانب عملية. لدينا فهم أفضل لطبيعة الزلازل وتمكنا من تحسين تنبؤاتها. من خلال معرفة خطوط الصدع في قشرة الأرض ، والتي تحدث على طولها إزاحة الصفائح ، من الممكن ملاحظة هذا الإزاحة. إذا تباطأ أو توقف ، فهذا يشير إلى احتمالية اقتراب صدمة زلزالية أو سلسلة من هذه الصدمات. جعلت نظرية ألواح الغلاف الصخري توزيع المعادن أكثر قابلية للفهم.

بشكل عام ، أبعاد الأرض ثابتة بسبب المجالات الجيوفيزيائية التي تعمل على الأرض (الجاذبية والمغناطيسية والكهربائية والحرارية).

المحيط المائي

يُفهم الغلاف المائي على أنه مجموع كل مياه الأرض ، والتي تكون في حالات صلبة وسائلة وغازية.

هذا هو المحيط مياه عذبةالأنهار والبحيرات والمياه الجليدية والجوفية.

وظائف الغلاف المائي للأرض:

• ينظم درجة حرارة الكوكب ،
• يضمن تداول المواد ،
• جزء لا يتجزأ من المحيط الحيوي.

الغلاف الجوي - قشرة غازية تحيط بالأرض وتدور معها ككل.

وفقًا للتركيب الكيميائي ، فإن الغلاف الجوي للأرض عبارة عن خليط من الغازات ، يتكون أساسًا من النيتروجين (78٪ بالحجم) والأكسجين (21٪ بالحجم).

ينقسم الغلاف الجوي للأرض إلى طبقات: طبقة التروبوسفير والستراتوسفير والميزوسفير والغلاف الحراري والغلاف الخارجي.

تروبوسفير - هذه هي الطبقة السفلى من الغلاف الجوي التي تحدد الطقس على كوكبنا. سمكها 10 (في خطوط العرض القطبية) -18 كم (في المناطق الاستوائية). ينخفض ​​الضغط ودرجة الحرارة مع الارتفاع وتنخفض إلى -55 درجة مئوية.

تحتوي طبقة التروبوسفير على أكثر من 80٪ من كتلة الغلاف الجوي وكل بخار الماء تقريبًا.

الستراتوسفير- يصل ارتفاعها إلى 50-55 كم.

الجزء السفلي من الستراتوسفير لديه درجة حرارة ثابتة ، في الجزء العلوي هناك زيادة في درجة الحرارة. يحتوي الستراتوسفير على طبقة الأوزون التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية القاسية.

يتميز الستراتوسفير بهواء جاف بشكل استثنائي. لا تؤثر العمليات في الستراتوسفير عمليًا على الطقس.

الميزوسفير - طبقة فوق طبقة الستراتوسفير على ارتفاع 55-85 كم.

ثيرموسفير (الأيونوسفير) يقع فوق طبقة الميزوسفير على ارتفاعات تتراوح بين 85 و 800 كيلومتر تقريبًا من سطح الأرض. تتم فيه العمليات الرئيسية لامتصاص وتحويل أشعة الشمس فوق البنفسجية والأشعة السينية.

يتكون الأيونوسفير بشكل أساسي من جسيمات متأينة (بلازما) لها القدرة على عكس موجات الراديو القصيرة. في الغلاف الحراري ، تتباطأ النيازك وتحترق. وبالتالي ، يؤدي الغلاف الحراري وظيفة الطبقة الواقية للأرض ، ويسمح أيضًا بالاتصالات الراديوية بعيدة المدى.

الغلاف الخارجي هو الجزء الأبعد من الغلاف الجوي العلوي للأرض مع تركيز منخفض من الذرات المحايدة.

مفاهيم كيميائية

يشمل العلم الطبيعي كعلم للظواهر وقوانين الطبيعة أحد أهم الفروع - الكيمياء.

كيمياء - علم التكوين والبنية الداخلية وتحولات المواد وآليات هذه التحولات.

تسمى الظواهر التي يصاحبها تحول مادة إلى أخرى كيميائية.

تتمثل المهمة العملية الرئيسية للكيمياء في الحصول على المواد ذات الخصائص المرغوبة (العلوم التطبيقية).

يبحث العلم الأساسي عن طرق للتحكم في خصائص المادة وخلقها اساس نظرىالمعرفة الكيميائية.

هناك أربع مراحل رئيسية في تطوير الكيمياء:

1. عقيدة تكوين المادة (منذ القرن السابع عشر).
2. الكيمياء الإنشائية (منذ القرن التاسع عشر).
3. عقيدة العمليات الكيميائية (منذ منتصف القرن العشرين).
4. الكيمياء التطورية (منذ 70 عامًا من القرن العشرين).

في الوقت نفسه ، نشأت كل مرحلة جديدة على أساس المرحلة السابقة وأدرجتها في شكل محوّل.

أعطى روبرت بويل في عام 1660 تعريفًا للعنصر الكيميائي: x عنصر كيميائي – هذا جسم بسيط ، حد التحلل الكيميائي لمادة ما ، يمر دون تغيير من تكوين جسم معقد إلى تكوين جسم آخر.

بحلول منتصف القرن التاسع عشر. العلماء لديهم بالفعل معرفة حول 63 عنصرًا كيميائيًا. أظهر التحليل المقارن أن العديد من العناصر لها خصائص فيزيائية وكيميائية متشابهة ويمكن دمجها في مجموعات ، وبالتالي إنشاء تصنيف للعناصر الكيميائية.

دي. اكتشف مندليف في عام 1869 القانون الدوري للعناصر الكيميائية. هذا هو أحد القوانين الأساسية للعلوم الطبيعية.

يعتقد مندليف أن أساس تصنيف العناصر الكيميائية هو الأوزان الذرية. وقد صيغ القانون الدوري في تفسيره على النحو التالي: " تعتمد خصائص الأجسام البسيطة ، وكذلك أشكال وخصائص مركبات العناصر ، بشكل دوري على قيمة الأوزان الذرية للعناصر.».

المعنى المادي للقانون الدوري د. مندليفافتتح عند الخلق النظرية الحديثةهيكل الذرة ويتكون في التغيير الدوري في خواص العناصر الكيميائية حسب شحنة النواة.
ذرة - أصغر وحدة هيكلية للعنصر الذي يحتفظ بخصائصه الكيميائية.

قطر الذرة يساوي عدة أنجستروم (A \ u003d 10-8 سم أو 10-10 م)

تتكون الذرة من شحنة موجبة نوىوشحنة سالبة قذيفة الإلكترون.

نواة الذرة يتكون من نوعين من الجسيمات: موجب الشحنة البروتوناتوغير مشحون النيوترونات.

عنصر كيميائي نوع من الذرات بنفس الشحنة النووية. في التحولات الكيميائية ، تحتفظ الذرة بشحنة النواة ، وبالتالي بشخصيتها. لا يمكن أن تتكون ذرات العناصر الجديدة في التفاعلات الكيميائية.

للامتثال لقاعدة الحياد الإلكتروني للذرات ، من الضروري أن يكون عدد النيوترونات والبروتونات في الذرة هو نفسه. لكن عدد النيوترونات في نواة الذرة يمكن أن يختلف.

النظائر - ذرات من نفس العنصر ، لها عدد مختلف من النيوترونات في النواة ، وبالتالي كتل مختلفة.

عند دراسة النظائر ، وجد أنها لا تختلف في الخواص الكيميائية، والتي ، كما هو معروف ، تحددها شحنة النواة ولا تعتمد على كتلة النواة.

أمثلة على النظائر: نظائر اليورانيوم - 235 U و 238 U (المشعة - تتحول إلى نظير مستقر للرصاص 206 Pb.)

نظائر الهيدروجين - 1 H - بروتيوم (تتكون النواة من بروتون واحد)

2 د - الديوتيريوم (تتكون النواة من بروتون واحد ونيوترون واحد)

3 ت - تريتيوم ، (تتكون النواة من بروتون واحد ونيوترونين).

الكلور 35 والكلور 37 نظائر للكلور

لا يقتصر تنوع الأشياء المدروسة في إطار الكيمياء بأي حال من الأحوال على النظائر والذرات. يتم دمج العناصر الكيميائية في أنظمة أكثر تعقيدًا تسمى المركبات الكيميائية.

مركب كيميائي - هذه مادة تتكون من ذرات عنصر أو أكثر يتم دمجها في جزيئات - جزيئات أو معقدات أو بلورات أو مجاميع أخرى.
رابطة كيميائية - رابطة بين الذرات في جزيء أو مركب جزيئي ، ناتج إما عن انتقال إلكترون من ذرة إلى أخرى ( أيوني) ، أو التنشئة الاجتماعية للإلكترونات بواسطة زوج (أو مجموعة) من الذرات ( تساهمية).

أتاح تطوير المعرفة حول الظواهر الكيميائية إثبات أنه ليس فقط لتركيبها الكيميائي ، ولكن أيضًا بنية الجزيئات لها تأثير كبير على خصائص المادة.

في عام 1861 ، قام الكيميائي الروسي البارز أ.م. أنشأ بتليروف وأثبت ذلك نظرية التركيب الكيميائي للمركبات العضوية. الأهمية العملية لهذه النظريةكان ذلك أدت إلى التطور التوليف العضوي . كانت هناك فرصة للتحول النوعي الهادف للمواد ، وإنشاء مخطط لتوليف أي منها مركبات كيميائية، بما في ذلك الأشياء التي لم تكن معروفة من قبل.

للحصول على مواد جديدة ، من الواضح أن المعرفة حول تكوين وهيكل المركبات لم تكن كافية. كان من الضروري أيضًا مراعاة الظروف تفاعلات كيميائيةالتي جلبت الكيمياء إلى مستوى جديد نوعيًا من تطورها.

يسمى علم شروط وآليات ومعدلات التفاعلات الكيميائية حركية الكيميائية.

في الستينيات والسبعينيات. القرن ال 20 ظهر الكيمياء التطوريةكأعلى مستوى من تطوير المعرفة الكيميائية. إنه علم التنظيم الذاتي والتنمية الذاتية. أنظمة كيميائية. يعتمد على أفكار حول عملية التطور العامة في الكون واختيار العناصر الكيميائية.

تحت العمليات التطورية في الكيمياءفهم عمليات التوليف التلقائي للمركبات الكيميائية الجديدة ، وهي منتجات أكثر تعقيدًا وتنظيمًا للغاية مقارنة بالمواد الأصلية.

تم وضع بداية الكيمياء التطورية في تطوير نظرية التطور الكيميائي الحيوي ، والتي تشرح أصل الحياة على الأرض نتيجة للعمليات التي تخضع للقوانين الفيزيائية والكيميائية.

تعتبر الكيمياء التطورية بجدارة علم ما قبل الولادة.

نتيجة للتطور الكيميائي الحيوي من الحد الأدنى من العناصر الكيميائية والمركبات الكيميائية ، تم تشكيل مجمع معقد عالي التنظيم - نظام حيوي.

أساس النظم الحية ستة عناصر - الكائنات العضوية: (C، H، O، N، P، S) والكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت. يبلغ إجمالي وزن هذه العناصر في الكائنات الحية حوالي 97.4٪.

يتبعهم 12 عنصرًا إضافيًا تشارك في بناء العديد من المكونات الفسيولوجية المهمة للنظم الحيوية: الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والألمنيوم والحديد والسيليكون والكلور والنحاس والزنك والكوبالت والنيكل. نسبة وزنهم في الكائنات الحية حوالي 1.6٪.

كيمياء تطورية جديدة - تقليد الطبيعة الحية. يظهر المفاعل الكيميائي كنوع من النظام الحي ، والذي يتميز بالتطور الذاتي وبعض السمات السلوكية.

الصورة البيولوجية للعالم

حاليًا ، يعد علم الأحياء هو العلم الأكثر تطورًا ديناميكيًا - علم الحياة والحياة البرية.

يوجد في بنية المعرفة البيولوجية اليوم أكثر من 50 علمًا خاصًا ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تعقيد الهدف الرئيسي للبحث البيولوجي - المادة الحية.

تتمثل المهام الرئيسية لعلم الأحياء في تقديم تعريف علمي للحياة ، للإشارة إلى الاختلاف الأساسي بين الكائنات الحية وغير الحية ، لمعرفة تفاصيل الشكل البيولوجي لوجود المادة.

الحياة معقدة للغاية ومتنوعة ومتعددة المكونات ومتعددة الوظائف. حتى الآن ، لا يوجد لدى العلم تعريف دقيق بما فيه الكفاية للحياة.

حياةيمثل أعلى شكلوجود المادة وحركتها بخاصيتين مميزتين: التكاثر الذاتي والتمثيل الغذائي المنظم مع البيئة.

الفروق الجوهرية بين الحية وغير الحية:

من الناحية المادية: تكوين الكائنات الحية يشمل بالضرورة البوليمرات الحيوية - البروتينات والأحماض النووية (DNA و RNA).

هيكليا:تختلف الكائنات الحية عن الكائنات غير الحية في بنيتها الخلوية.

وظيفيا:تتميز الأجسام الحية بتكاثر نفسها على أساس الكود الجيني.

من أهم خصائص الأنظمة الحية التي تميزها عن الطبيعة غير الحية (الخاملة) ما يلي:

• تبادل المواد والطاقة والمعلومات مع البيئة (أنظمة مفتوحة) ؛
• التكاثر الذاتي (التكاثر) ؛
• هيكل معقد وتنظيم منهجي ؛
• التنظيم النشط لتكوينها ووظائفها (التوازن) ؛
• الحفاظ على النظام على حساب طاقة البيئة الخارجية ؛
• إمكانية التنقل؛
• التهيج؛
• القدرة على التكيف.
• القدرة على النمو والتطور.
• التناظر الجزيئي (عدم تناسق المرآة).

ومع ذلك ، فإن التمييز العلمي الدقيق بين المعيشة وغير الحية يواجه بعض الصعوبات. الفيروسات شكل انتقالي من غير حي إلى حي. هذه هي أصغر الكائنات الحية غير الخلوية ، وهي أصغر بمرتبتين من البكتيريا. خارج خلايا كائن حي آخر ، لا تمتلك أيًا من سمات الكائن الحي. لديهم جهاز وراثي ، ولكن ليس لديهم الإنزيمات اللازمة لعملية التمثيل الغذائي. لذلك ، يمكن أن تنمو وتتكاثر فقط من خلال اختراق خلايا الكائن الحي المضيف.

خلية لديه جميع الخصائص الأساسية للنظام الحي: التمثيل الغذائي والطاقة (التمثيل الغذائي) ، التكاثر والنمو ، والتفاعلية والحركة. إنه أصغر هيكلية و وحدة وظيفيةعلى قيد الحياة.

إن التركيب الخلوي لجميع الكائنات الحية ، وتشابه بنية الخلايا وتكوينها الكيميائي بمثابة دليل على وحدة العالم العضوي.

يمكن ترتيب تنوع الكائنات الحية وفقًا لمستويات تعقيدها وخصوصية عملها.

المستويات الكلاسيكية لعلم الأحياء الحديث هي:

• الجينات الجزيئية(التي تحل مشاكل علم الوراثة والهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية).
• خلوي(تعكس ميزات عمل الخلايا وتخصصها ، ميزات داخل الخلايا).
• جيني(عضوي) (كل شيء عن الأفراد: التركيب ، علم وظائف الأعضاء ، السلوك).
• الأنواع السكانية(تتشكل عن طريق التهجين الحر لأفراد من نفس النوع).
• المحيط الحيوي(biogeocenotic) (مراعاة سلامة جميع الكائنات الحية والبيئة ، وتوليد البيئة العالمية للكوكب).

يتم تضمين كل مستوى سابق في المستوى التالي ، مما يشكل وحدة واحدة كاملة من النظام الحي.

لطالما كان الإنسان مهتمًا بكيفية نشأة الحياة على الأرض وكل التنوع الموجود في عالم الحيوان والنبات.

لذلك ، في علم الأحياء ، كما هو الحال في أي علم آخر ، لعبت طرق تحليل وتنظيم وتصنيف المواد التجريبية دورًا مهمًا.

مثل أي علم طبيعي ، بدأ علم الأحياء في التطور كعلم وصفي (ظاهري) حول الأشكال والأنواع والعلاقات المتنوعة للعالم الحي.

النظاميات - علم الأحياء حول تنوع جميع الكائنات الحية الموجودة والمنقرضة ، حول العلاقات والقرابة بين مجموعاتهم المختلفة (الأصناف).

تم وضع أسس علم اللاهوت النظامي في نهاية القرن السابع عشر - النصف الأول من القرن الثامن عشر في أعمال ج. راي (1693) وسي. لينيوس (1735).
تطور في علم الأحياء ، يمثل تطور الكائنات الحية المعقدة من الكائنات الأبسط السابقة. التطور - التغييرات التاريخية في الخصائص الوراثية للكائنات الحية ، التطور التاريخي الذي لا رجعة فيه للحياة البرية.

انتصار الفكرة التطورية في القرن التاسع عشر. وضع حد للعلم مع الإيمان بالخلق الإلهي للكائنات الحية والإنسان.

تم إنشاء النظريات التطورية الأولى من قبل عالمين عظيمين من القرن التاسع عشر - جي بي لامارك وسي. داروين.

الثورة الحقيقية في علم الأحياء مرتبطة بظهور في عام 1859. نظرية التطور لداروين ، التي وضعها في الكتاب " أصل الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي».

نظرية التطورقام داروين على ثلاثة افتراضات: التباين والوراثة والانتقاء الطبيعي.

إن التباين هو الرابط الأول والرئيسي في التطور.

تقلب هي قدرة الكائنات الحية على اكتساب خصائص وخصائص جديدة.

حدد داروين شكلين من التباين:

- معرف ( التعديل التكيفي). هذه هي قدرة جميع الأفراد من نفس النوع ، في ظل ظروف بيئية معينة ، على الاستجابة بنفس الطريقة لهذه الظروف (المناخ ، التربة) ؛ غير موروث

- غير محدد ( طفره). ترتبط شخصيتها بشكل غير مباشر بالتغيرات في الظروف الخارجية ، فهي موروثة.

الوراثة - هذه هي خاصية الكائنات الحية لتكرار في عدد من الأجيال أنواعًا متشابهة من التمثيل الغذائي والتطور الفردي بشكل عام.

الانتقاء الطبيعي - هو نتيجة الصراع من أجل الوجود ويعني البقاء والتكاثر الناجح للكائنات الأكثر تكيفًا.

جوهر العملية التطورية هو التكيف المستمر للكائنات الحية مع الظروف البيئية المختلفة وظهور المزيد والمزيد من الكائنات الحية المعقدة.

ظهور علم الوراثة.

الجين - وحدة من مادة وراثية مسؤولة عن تكوين أي سمة أولية ، هي جزء من جزيء الحمض النووي.

الكروموسومات - هذه هي العناصر الهيكلية لنواة الخلية ، والتي تتكون من جزيء DNA والبروتينات ، وتحتوي على مجموعة من الجينات مع المعلومات الوراثية الواردة فيها.

في عام 1944 ، وجد علماء الكيمياء الحيوية الأمريكيون (O. Avery وآخرون) أن الناقل لممتلكات الوراثة هو DNA (حمض الديوكسي ريبونوكلييك)حامض)

منذ ذلك الوقت ، بدأ التطور السريع للبيولوجيا الجزيئية.

البيولوجيا الجزيئية - علم يدرس المظاهر الرئيسية للحياة على المستوى الجزيئي.

تدرس البيولوجيا الجزيئية كيف وإلى أي مدى يتم تحديد نمو وتطور الكائنات الحية ، وتخزين المعلومات الوراثية ونقلها ، وتحويل الطاقة في الخلايا الحية ، والظواهر الأخرى من خلال بنية وخصائص الجزيئات المهمة بيولوجيًا (بشكل أساسي البروتينات والنووية الأحماض).

في عام 1953 ، تم فك شفرة بنية الحمض النووي (F. Crick ، ​​D. Watson).

أرز. الحلزون المزدوج للحمض النووي

الدور البيولوجي للحمض النوويهو تخزين المعلومات الجينية وإعادة إنتاجها ، و RNA (ريبونوكليحمض) في تنفيذه.

يزود الحمض النووي والحمض النووي الريبي الكائن الحي الجديد بمعلومات حول كيفية بنائه وكيف يجب أن يعمل.

توفر خاصية تكرار (تكرار) الحمض النووي ظاهرة الوراثة.

الكود الجيني - هذا هو نظام واحد "لتسجيل" المعلومات الوراثية المتأصلة في الكائنات الحية في شكل سلسلة من النيوكليوتيدات. وحدة الشفرة الجينية هي ثلاثة توائم من النيوكليوتيدات.

عالمية الكود الجيني - في جميع الكائنات الحية على الأرض ، ترمز نفس الثلاثيات من النيوكليوتيدات لنفس الأحماض الأمينية

الجينوم - مجموعة من الجينات الموجودة في مجموعة واحدة من الكروموسومات لحيوان معين أو خلية نباتية.

الطراز العرقى - مجموع كل الجينات الموجودة في جزيئات الدنا لكائن حي معين. إنه نظام يتحكم في نمو الجسم وبنيته ونشاطه الحيوي.

النمط الظاهري - مجموع كل خصائص الكائن الحي. النمط الظاهري هو نتيجة التفاعل بين النمط الجيني والبيئة.

تجمع الجينات - مجموع جينات مجتمع معين أو مجموعة أفراد أو أنواع معينة.

عدد الجينات في جسم الإنسان هو 20000-25000 ، والجينوم بأكمله أكثر من 3 مليارات زوج من النوكليوتيدات (وفقًا لنتائج مشروع الجينوم البشري).

الطفرات هي تغييرات في تسلسل النيوكليوتيدات في جزيئات الحمض النووي. الطفرات هي ظاهرة نادرة للغاية من النقل غير الدقيق للمعلومات الجينية ، عندما لا تكون صبغيات الخلية أو الجينات الجديدة مشابهة تمامًا للكروموسومات القديمة.

نظرية التطور الحديثة (التركيبية) هو توليف من علم الوراثة والداروينية. ظهر في نهاية العشرينيات من القرن الماضي. القرن العشرين ويعتبر السكان بمثابة بنية أساسية للتطور.

عدد السكان - مجموعة من الأفراد من نفس النوع ، يشغلون مساحة معينة لفترة طويلة ويتكاثرون على مدى عدد كبير من الأجيال.

يتم إجراء التغيير الوراثي للسكان في أي اتجاه معين تحت تأثير العوامل التطورية مثل عملية الطفرة ، وموجات السكان ، والعزلة ، والانتقاء الطبيعي.

التكوُّن - مجموعة التحولات التي تحدث في الجسم منذ الولادة وحتى نهاية الحياة ، أي التطور الفردي للجسم.

وهكذا ، في النظرية التركيبية للتطور ، لا يأتي تطور الجينات إلى المقدمة ، بل تطور المجموعات السكانية.

التكاثر الحيوي - مجموعة من السكان المتعايشين أنواع مختلفةكائنات حية.

التغذية التلقائية - الكائنات الحية القادرة على تصنيع المواد العضوية من المركبات غير العضوية بشكل مستقل.

مغاير التغذية - الكائنات الحية التي تستخدم في المواد الغذائية العضوية التي تنتجها كائنات أخرى.

تمثل النباتات والكائنات الحية الدقيقة ذاتية التغذية البيئة المعيشية للكائنات غيرية التغذية. يتم تكوين مجمع التكاثر الحيوي الذي يمكن أن يوجد لعدة قرون.

المحيط الحيوي - الفضاء ، بما في ذلك الغلاف الجوي القريب من الأرض والغلاف الخارجي للأرض ، تتقنه الكائنات الحية وتحت تأثير نشاطها الحيوي. طبيعةوبيئتها.

أصل مفاهيم الحياة

يعد ظهور الحياة على الأرض ومحيطها الحيوي من المشكلات الرئيسية في العلوم الطبيعية الحديثة.

المفاهيم الأساسية لأصل الحياة على الأرض:
1) الخلق(الإنشاء "اللاتيني") أوجد الخالق الحياة في وقت معين ؛

2) مفهوم الحالة المستقرة(كانت الحياة موجودة دائمًا) ؛

3) بانسبيرميا(تم إحضار الحياة إلى الأرض من الفضاء) ؛

4) التولد- التوليد التلقائي. وفقًا لهذه النظرية ، نشأت الحياة ونشأت بشكل متكرر من مادة غير حية. تم تداول هذه النظرية في الصين القديمة، بابل، مصر. أرسطو ، الذي يُطلق عليه غالبًا مؤسس علم الأحياء ، طور التصريحات السابقة لإمبيدوكليس حول تطور الكائنات الحية ، التزم بنظرية التوليد التلقائي للحياة.

5) التولد الحيويكل الكائنات الحية تأتي من الكائنات الحية. مبدأ "الحياة تنشأ فقط من الكائنات الحية" تلقى في العلم اسم مبدأ ريدي. هذه هي الطريقة التي تطور بها مفهوم التولد الحيوي ، والذي وفقًا له لا يمكن أن تنشأ الحياة إلا من حياة سابقة. في منتصف القرن التاسع عشر ، دحض ل. باستير أخيرًا نظرية التوليد التلقائي وأثبت صحة نظرية التولد الحيوي.

6) التطور البيوكيميائي(النموذج السائد الحالي). نشأت الحياة بشكل عفوي من مادة غير حية في ظروف معينة للأرض القديمة نتيجة للعمليات التي تخضع للقوانين الفيزيائية والكيميائية.

يجب التأكيد على أن أحد أهم الفروق بين نظرية التطور البيوكيميائي ونظرية التوليد التلقائي (العفوي) هو أنه وفقًا لنظرية التطور ، نشأت الحياة في ظروف غير مناسبة للكائنات الحية الحديثة!

• ارتفاع في درجة الحرارة ، حوالي 400 درجة مئوية ؛
• جو يتكون من بخار الماء ، CO 2 ، CH 4 ، NH 3 ؛
• وجود مركبات الكبريت (نشاط بركاني) ؛
• ارتفاع النشاط الكهربائي للغلاف الجوي.
• الأشعة فوق البنفسجية من الشمس ، والتي تصل بحرية إلى الطبقات السفلى من الغلاف الجوي وسطح الأرض ، لأن طبقة الأوزون لم تتشكل بعد.

يرى معظم العلماء أن التطور الكيميائي على الأرض أدى إلى الأصل التلقائي للحياة في الفترة الزمنية بين 4.5 و 3.8 مليار سنة مضت. تم التعبير عن الفرضية الأخيرة في العشرينات من القرن العشرين من قبل العالم الروسي أ. أوبارين والإنجليزي جيه هالدين. شكلت أساس الأفكار الحديثة حول أصل الحياة على الأرض.

تستند فرضية الأكاديمي أ.أوبارين حول أصل الحياة على الأرض (1924) على فكرة التعقيد التدريجي للتركيب الكيميائي والمظهر المورفولوجي لسلائف الحياة (البروبيونات) في طريقها إلى الكائنات الحية.

في عملية نشوء الحياة على الأرض ، هناك عدة مراحل رئيسية:

التطور الكيميائي:

• التوليف غير الحيوي لمركبات عضوية منخفضة الوزن الجزيئي من غير عضوية
• تخليق البوليمرات الحيوية القريبة من الأحماض النووية والبروتينات ؛
• تكوين مصاحبات (أنظمة مفصولة طورًا للمركبات العضوية مفصولة عن البيئة الخارجية بواسطة أغشية) قادرة على تبادل المادة والطاقة مع البيئة. أدى امتصاص المعادن بواسطة coacervates إلى تكوين الإنزيمات التي تسرع العمليات الكيميائية الحيوية ؛
• تشكيل بروبيونات (سلائف الحياة). التطور في سياق التطور في عمليات التنظيم الذاتي والتكاثر الذاتي والقدرة على تنفيذ أهم وظائف الحياة - للنمو والخضوع للانتقاء الطبيعي.

التطور البيولوجي

• ظهور بدائيات النوى من البروبيونات
• تحسين بنية ووظائف الخلية (حقيقيات النوى ، الكائنات متعددة الخلايا ، إلخ.)

أصعب جزء من مشكلة ظهور الحياة هو الانتقال من البوليمرات الحيوية إلى الكائنات الحية الأولى. نتيجة لتفاعل الأحماض النووية والبروتينات ، وظهور أغشية ذات نفاذية انتقائية ، تتشكل البروبيونات القادرة على التكاثر الذاتي. من الناحية التطورية ، كانت البروبيونات هي أسلاف بدائيات النوى (الكائنات أحادية الخلية غير النووية).

يبدأ التطور البيولوجي السليم بالتشكيل التنظيم الخلويويتبع كذلك مسار تحسين بنية الخلية ووظائفها ، وتشكيل منظمة متعددة الخلايا ، وتقسيم الأحياء إلى ممالك النباتات والحيوانات والفطريات ، مع تمايزها اللاحق إلى أنواع.

تطور الحياة على الأرض

النزل - العصر الجيولوجي للأرض من تكوينها إلى نشأة الحياة (قبل 4.6 - 3.5 مليار سنة).

أثريوس - أقدم حقبة جيولوجية تميزت في كرونولوجيا الأرض (منذ 3.5 - 2.6 مليار سنة).

بحلول وقت الأركي ، ظهور الأول بدائيات النوى(البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة) - الكائنات الحية التي ، على عكس حقيقيات النوى ، ليس لديها نواة خلية رسمية وجهاز كروموسوم نموذجي ( معلومات وراثيةأدركت وانتقلت من خلال الحمض النووي).

تتميز الفترة الأولى من تطور العالم العضوي على الأرض (العتيقة) بحقيقة ذلك الكائنات الحية الأولية كانت لاهوائية(عاش بدون أكسجين) و عضوية التغذيةأولئك. يتغذى وينتج من "الحساء العضوي" الذي نشأ من أنظمة غير عضوية.

كان الانتقال إلى التمثيل الضوئي والتغذية الذاتية ثورة كبيرة في تطور الكائنات الحية (منذ حوالي 3 مليارات سنة).

انتهى قبل حوالي 1.8 مليار سنة ( بروتيروزويك) وأدى إلى تحولات مهمة على الأرض. تتشكل التربة. في الغلاف الجوي ، ينخفض ​​محتوى الميثان والأمونيا والهيدروجين ويبدأ تراكم ثاني أكسيد الكربون والأكسجين. تم استبدال الغلاف الجوي الأساسي للأرض بأكسجين ثانوي ؛ ظهرت طبقة الأوزون ، مما قلل من التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، وبالتالي أوقف إنتاج "حساء عضوي" جديد ؛ تغير تكوين مياه البحر ، وأصبحت أقل حمضية. في هذا الطريق، الظروف الحديثةعلى الأرض تم إنشاؤها إلى حد كبير من خلال النشاط الحيوي للكائنات الحية.

بروتيروزويك - مرحلة ضخمة من التطور التاريخي للأرض (قبل 2.6 مليار - 570 مليون سنة).

في أقدم عصر البروتيروزويك في تاريخ الأرض ، تتحقق المرحلة الأولية لظهور المحيط الحيوي. لا يوجد عمليا أي معلومات موثوقة حول المحيط الحيوي لهذا العصر. يبدو أنه في تلك الأيام فقط كان يمكن أن توجد أكثر أشكال الحياة بدائية.

بروتيروزويك(من "الحياة الأولية" اليونانية) - حقبة جيولوجية تم فيها استبدال الأشكال أحادية الخلية والاستعمارية بأشكال متعددة الخلايا. يُطلق على نهاية البروتيروزويك أحيانًا اسم "عمر قنديل البحر" - ممثلون عن التجاويف المعوية ، والتي كانت شائعة جدًا في ذلك الوقت.

حقب الحياة القديمة (من "الحياة القديمة" اليونانية) - العصر الجيولوجي (570-230 مليون سنة). في حقب الحياة القديمة ، تم غزو الأرض من قبل النباتات والحيوانات متعددة الخلايا.

الدهر الوسيط (من "الحياة الوسطى" اليونانية) هي حقبة جيولوجية (230 - 67 مليون سنة)

تتميز حقبة الدهر الوسيط بظهور أنواع عديدة من الحيوانات الكبيرة والعملاقة ، وخاصة الزواحف والزواحف.

حقبة الدهر الوسيط يسمى بحق عصر الزواحف.

العصر الجيولوجي الذي نعيش فيه يسمى حقب الحياة الحديثة.

حقب الحياة الحديثة (من اليونانية ". حياة جديدة”) هو عصر (67 مليون سنة - عصرنا) من النباتات المزهرة والحشرات والطيور والثدييات.

أصول الإنسان

الإنسان العاقل - الشخص العاقل ينتمي إلى رتبة الرئيسيات ، رتبة القردة العليا ، الأسرة - الناس.

ظهرت القرود الأولى منذ حوالي 70 مليون سنة ، أول القرود العليا - منذ 34 مليون سنة.

تتيح لك مقارنة الحمض النووي للإنسان والحيوان تحديد درجة العلاقة بين الكائنات الحية. اتضح أن الحمض النووي للغوريلا والشمبانزي يختلف عن الإنسان بنسبة تقل عن 3٪ ، بينما تتعدى الاختلافات عن القردة الدنيا 10٪.

حاليًا ، يعتقد معظم الخبراء أن أقرب سلف للإنسان هم أوسترالوبيثيسينات- الثدييات المستقيمة. تم اكتشاف بقايا عظام أوسترالوبيثكس ، الذي يتراوح عمره من 5 إلى 2.5 مليون سنة ، لأول مرة في عام 1924 في جنوب إفريقيا. صنع أسترالوبيثكس أدوات حجرية ، وربما استخدم فيها النار ، لكن لا كلام ولا الهيكل الاجتماعيلم يكن لديهم - هذا هو فرع التطور المسدود.

تم العثور على بقايا في أفريقيا رجل ماهر"- Zinjantrop ، الذي عاش قبل مليوني سنة. لقد امتلك بالفعل خصائص إنسانية مثل المشي في وضع مستقيم وتطور ملحوظ لليد. في الوقت نفسه ، أطلق عليه اسم "ماهر" لقدرته على صنع واستخدام الأدوات الحجرية البدائية. علاوة على ذلك ، يمكن تتبع تطور الإنسان الحديث بشكل أكثر وضوحًا: البدائية(قبل 1.9 - 0.65 مليون سنة) ؛ سينانثروبوس(قبل 400 ألف سنة) ، إنسان نياندرتالالتي ظهرت حسب مصادر مختلفة منذ 200 إلى 150 ألف سنة ، وأخيراً كرو ماجنون، سلفنا المباشر ، الذي نشأ منذ 200 إلى 40 ألف سنة.

لذا فإن تسلسل أسلافنا هو:

رجل ماهر(هومو هابيليس)

الانسان المنتصب(الإنسان المنتصب)

• البدائية
• سينانثروبوس

الرجل العاقل(الانسان العاقل)

• إنسان نياندرتال (فرع مسدود) ،
• كرو ماجنون ،

وتجدر الإشارة إلى أنه لا ينبغي تقديم التطور البشري كعملية خطية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن التطور يتم في عملية الظهور المستمر للفروع الجديدة (التشعبات) ، والتي يختفي معظمها بسرعة كبيرة. في كل فترة زمنية ، هناك العديد من الخطوط التطورية المتوازية التي تنحدر من سلف مشترك.

العلوم الطبيعية ما بعد غير الكلاسيكية (التكاملية).

في نهاية القرن العشرين وبداية القرن الحادي والعشرين ، دخلت العلوم الطبيعية مرحلة تاريخية جديدة من تطورها - إلى المستوى علم ما بعد غير الكلاسيكي(علم طبيعي متكامل).

يعتمد العلم الحديث على المفهوم التطوري التآزري: الآلية الرئيسية لأصل الكون وتطوره هي نظرية التطور الشامل والتنظيم الذاتي.

صورة العلم الطبيعي الحديثة للعالم هي صورة تطورية.

مفهوم ومبادئ التآزر.

تتحد العلوم الطبيعية الكلاسيكية وغير الكلاسيكية من خلال ميزة واحدة مشتركة: موضوع المعرفة بالنسبة لهم هو أنظمة بسيطة ومغلقة ومعزولة وقابلة للعكس في الوقت المناسب).

يميز بين الأنظمة البسيطة والمعقدة.

أنظمة بسيطة تتكون من عدد صغير من المتغيرات المستقلة ، التي يتم وصف العلاقات بينها بواسطة معادلات خطية ، قابلة للمعالجة الرياضية وتخضع للقوانين العالمية.

أنظمة معقدة تتكون من عدد كبير من المتغيرات المستقلة وعدد كبير من العلاقات فيما بينها. كلما كان الأمر أكبر ، زادت صعوبة دراسة الكائن ، واشتقاق قوانين عمله. يتم وصف الأنظمة المعقدة بواسطة معادلات غير خطية يمكن أن يكون لها حلول متعددة. بالإضافة إلى ذلك ، كلما كان النظام أكثر تعقيدًا ، زاد ما يسمى بـ الخصائص الناشئة ، أي الخصائص التي لا تمتلكها أجزائه والتي تكون نتيجة لتأثير سلامة النظام.

حسب نوع التفاعل مع البيئة ، تنقسم جميع الأنظمة إلى:

• افتح
• مغلق.

الأنظمة المفتوحة هي أنظمة العالم الحقيقي التي تتبادل المادة أو الطاقة أو المعلومات مع البيئة. وتشمل هذه على سبيل المثال. النظم البيولوجية والاجتماعية.

لا تتبادل الأنظمة المغلقة المادة أو الطاقة أو المعلومات مع البيئة. إن مفهوم "النظام المغلق" هو ​​تجريد عالي المستوى. في الواقع ، لا يمكن عزل أي نظام تمامًا عن تأثيرات الأنظمة الأخرى.

ومع ذلك ، فيما يتعلق بالأنظمة المغلقة ، تمت صياغة مبدأين (قانونين) للديناميكا الحرارية:

1. في نظام مغلق ، يتم الحفاظ على الطاقة ، على الرغم من أنها يمكن أن تتخذ أشكالًا مختلفة (قانون الحفاظ على الطاقة).
2. تتطور العمليات التي تحدث في الأنظمة المغلقة في اتجاه زيادة الانتروبيا وتؤدي إلى إنشاء حالة توازن.

بعبارة أخرى ، وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، فإن إمداد الكون بالطاقة ينفد ، والكون بأكمله يقترب حتمًا من "الموت الحراري".

في نفس الوقت ، بالفعل في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، وخاصة في القرن العشرين ، أظهر علم الأحياء (وقبل كل شيء ، نظرية التطور لداروين) بشكل مقنع أن تطور الكون لا يؤدي إلى انخفاض في مستوى التنظيم وإفقار تنوع أشكال المادة.

بل على العكس من ذلك ، فإن تاريخ الكون وتطوره يطوره في الاتجاه المعاكس - من البسيط إلى المعقد ، ومن الأشكال الأدنى من التنظيم إلى الأشكال الأعلى ، ومن الأقل تنظيماً إلى الأكثر تنظيماً.

في السبعينيات من القرن العشرين ظهرت علم جديد « التآزر"، في محاولة للإجابة على سؤال ما الذي يسبب التطور في الطبيعة. يُفهم التنمية في التآزر على أنها عملية أن تصبح جديدًا نوعيًا ، شيء لم يكن موجودًا بعد في الطبيعة ومن المستحيل التنبؤ به.

التآزرلكن- العلم الذي يدرس مبادئ عامة، الكامنة وراء جميع ظواهر التنظيم الذاتي في الأنظمة المعقدة (في الفيزياء والكيمياء وعلم الأحياء والتكنولوجيا ونظرية الكمبيوتر وعلم الاجتماع والاقتصاد).

الفكرة الرئيسية للتآزر - هذه هي فكرة الاحتمال الأساسي للظهور التلقائي للنظام والتنظيم من الفوضى والفوضى نتيجة لعملية التنظيم الذاتي.

تم تطوير الأحكام الرئيسية لنظرية التآزر في أعمال G. Haken ، G. Nicolis ، I. Prigogine.

المفاهيم الأساسية للتآزر

التنظيم الذاتي - عملية طلب النظام ، والتي تحدث بسبب العوامل الداخلية للنظام نفسه.

تقلبات - الانحرافات العشوائية للنظام عن بعض المواضع المتوسطة عن حالتها الطبيعية.

تشعب - اكتساب جودة جديدة في حركات نظام ديناميكي مع تغيير بسيط في معالمه.

نقاط التشعب - نقاط تحول التنظيم الذاتي ، نقاط حرجة لاختيار مسار تطوير النظام.

في الوقت الحاضر ، أصبح مفهوم التنظيم الذاتي أكثر انتشارًا ليس فقط في العلوم الطبيعية ، ولكن أيضًا في الأقسام الاجتماعية والإنسانية للعلوم. تدرس معظم العلوم عمليات تطور الأنظمة ويضطرون إلى تحليل آليات تنظيمهم الذاتي.

تشمل أنظمة التطوير الذاتي والتنظيم الذاتي ، على سبيل المثال:

• في التكنولوجيا - الأنظمة الآلية والمنظمين.
• في الاقتصاد - آلية سوق المنافسة الحرة.
• في علم وظائف الأعضاء ، آليات التوازن التي تنظم الوظائف الحيوية للجسم: درجة حرارة الجسم ، ومعدل التنفس ، وضغط الدم ، إلخ.

يعتمد النظام الكامل للكائنات الحية على التآزر ، أي تأسس نظام حياة منظم من نظام الفوضى الأولي في عملية التطور.

التآزر موجود أيضًا في الأنظمة غير الحية. وفقًا لهذه النظرية ، تشكلت الأجسام الكونية من الفراغ المادي نتيجة للتذبذب - وهو انحراف مؤقت عن المتوسط. وهكذا ، تم إنشاء نظام الكون المنظم من الفوضى.

بالإضافة إلى الديناميكا الحرارية غير المتوازنة ، ظهرت أفكار ونتائج جديدة في مناطق مختلفةالفيزياء والكيمياء - في الديناميكا المائية وفيزياء الليزر وفي دراسة تفاعلات التحفيز الذاتي وبعض الظواهر الأخرى.

تصبح عملية التنظيم الذاتي ممكنة في ظل وجود عدد من الشروط: يجب أن يكون النظام مفتوحًا وغير متوازن وغير خطي ويتكون من عدد كبير من العناصر.

يستمر التنظيم الذاتي للأنظمة على النحو التالي:

• فترة التطور التطوري السلس ، تراكم التقلبات ، نقطة التشعب (الحالة الحرجة) ؛
• الخروج من الحالة الحرجة في قفزة واحدة بسبب إعادة الهيكلة السريعة للنظام والانتقال إلى حالة مستقرة جديدة (هيكل مشتت) بدرجة أكبر من التعقيد والنظام.
• عند الانتهاء من عملية التنظيم الذاتي ، ينتقل النظام مرة أخرى إلى حالة تطورية.

مبدأ التطور العالمي - الاعتراف باستحالة وجود جميع الهياكل التي ولدت في الكون خارج التطور ، خارج التطور العام.

هذا هو تحديد القوانين العامة للطبيعة ، وربط أصل الكون (تكوين الكون) ، وظهور النظام الشمسي وكوكب الأرض (تكوين الأرض) ، وظهور الحياة (التكوين الحيوي) ، وأخيراً ، ظهور الإنسان والمجتمع (تكوين الإنسان).

من وجهة نظر نظرية التطور العالمي ، يتم تقديم التاريخ الكامل المعروف للكون كنظام منظم ذاتيًا - من الانفجار العظيم إلى ظهور البشرية - كعملية واحدة مع الاستمرارية الجينية والهيكلية لأربعة أنواع من التطور - الكونية والكيميائية والبيولوجية والاجتماعية.

تعكس نظرية التطور العالمية العلاقة العالمية بين المادة غير الحية والمعيشية والاجتماعية ، والوحدة الأساسية للعالم المادي.

تم تأكيد نظرية التطور العالمي من خلال نموذج Big Bang والديناميكا الحرارية غير المتوازنة في الفيزياء ، وفرضيات التطور السابق للبيولوجيا في الكيمياء ، ونظرية صفائح الغلاف الصخري في الجيولوجيا ، وعلم الوراثة التطورية وعلم الأحياء ، بالإضافة إلى التركيبات النظرية الأخرى. من حيث الجوهر ، هذا هو أحد أشكال تطبيق مبدأ التطور الديالكتيكي.

تجعل المفاهيم الحديثة للتطور العالمي والتآزر (النموذج التطوري التآزري) من الممكن وصف تطور الطبيعة كتغيير متتالي للهياكل المولودة من الفوضى ، واكتساب الاستقرار مؤقتًا ، ثم السعي مجددًا إلى حالات فوضوية.