Владимир Соломатин - Система гуманитарного и социально-экономического знания

Мегамир. Провести строгую границу между макромиром и мегамиром достаточно сложно. Предполагают, что мегамир начинается с расстояний ≈ 10 7м и с масс 10 20кг. Для измерения таких огромных величин введены специальные единицы:

• световой год (расстояние, которое проходит свет в течение одного года): 1 световой год равен 9,46 .10 15м;

• астрономическая единица (среднее расстояние от Земли до Солнца): 1 а.е. равна 1,5 .10 11м;

• парсек: 3,26 св. г. равен 3,08. 10 16м.

Мегамир изучается, прежде всего, астрономией. Именно эта наука исследует движение и природу небесных тел, их происхождение и дальнейшее развитие. Мегамир образует систему небесных тел, которая, в свою очередь, имеет системную организацию в форме планет и планетных систем; звезд и звездных систем – галактик; системы галактик – Метагалактики. Материя во Вселенной представлена сконденсировавшимися космическими телами и диффузной материей, которая существует как в виде разобщенных атомов и молекул, так и в форме газово-пылевых туманностей (гигантских облаков пыли и газа). Материя может существовать также и в виде излучения.

В нашей Галактике 97 % вещества сосредоточено в звездах – гигантских плазменных образованиях различной величины и температуры. Среди основных характеристик звезд: температура, которая определяет цвет звезды (красноватый, желтоватый, белый и голубоватый), светимость, радиус, магнетизм, химический состав (как правило, звезды представляют собой водородные и гелиевые плазмы).

Современная астрономия располагает большим числом аргументов, что звезды образуются путем конденсации облаков газопылевой межзвездной среды. Процесс образования звезд продолжается и в настоящее время. Источником звездной энергии являются термоядерные реакции синтеза, происходящие в недрах звезд при очень высокой температуре.

Картина эволюции звезды выглядит следующим образом. Эволюция начинается с конденсации облака межзвездной газопылевой среды. Под влиянием сил всемирного тяготения из него образуется сравнительно плотный газовый шар. Поскольку давление газа внутри шара не в состоянии пока уравновесить силы притяжения отдельных его частей, он будет непрерывно сжиматься (глобулы). При сжатии протозвезды температура ее повышается и значительная часть энергии излучается в окружающее пространство. В этот период температура звездных недр уже оказывается достаточной для того, чтобы там начались термоядерные реакции. Газовый шар перестает сжиматься. При термоядерных реакциях происходит «выгорание» водорода и превращение его в гелий (что имеет место только в центральных областях звезды, в то время как наружные слои сохраняют содержание водорода относительно неизменным). После выгорания водорода ядро звезды начинает сжиматься, в то же время происходят ядерные реакции на периферии. После того как температура плотного гелиевого ядра звезды достигнет 100–150 млн К, начнется новая ядерная реакция, которая приведет к образованию углерода и прекращению сжатия ядра.

Далее следует процесс медленного остывания звезды и превращения ее в белого карлика. Постепенно остывая, звезды все меньше и меньше излучают, переходя в невидимые черные карлики (холодные звезды с очень большой плотностью).

Однако не все звезды проходят такой плавный путь эволюции: некоторые из них на заключительном этапе эволюции взрываются. В таких случаях говорят о вспышке «сверхновой» звезды.

Звезды образуют определенные системы – звездные скопления, которые являются частями более общей системы – галактики, включающей в себя помимо звезд и диффузную материю. По форме галактики бывают эллиптические, спиральные и неправильные (с вихревыми движениями газов). В настоящее время насчитывают около 10 миллиардов галактик. Галактика, включающая в себя Солнечную систему, является спиральной системой, состоящей приблизительно из 120 миллиардов звезд. Она имеет форму утолщенного диска, наибольший диаметр которого 100 тысяч световых лет. Ближайшей к нам галактической системой является туманность Андромеды (расстояние до нее – 2 миллиона 700 тысяч световых лет). Системы галактик образуют Метагалактику, включающую в себя все известные космические объекты.

При объяснении явлений мегамира велика роль гравитационного взаимодействия. Всякое тело притягивает другие тела, но сила гравитации быстро уменьшается с увеличением расстояния между ними.

Помимо звезд в мегамире существуют и планеты. Все различия между звездами и планетами являются следствием различия их масс.

Солнечную систему образует Солнце и движущиеся вокруг него девять планет. Солнце – единственная звезда, все остальные планеты – это остывшие тела, светящиеся отраженным от Солнца светом. По орбите Земля движется со скоростью 30 км/с. Ее орбита незначительно отличается от круговой.

Солнце вращается вокруг своей оси, делая один оборот за 25 суток. Однако для земного наблюдателя вращение Солнца кажется происходящим с периодом 27 суток, поскольку Земля вращается в том же направлении. Температура в поверхностных слоях Солнца составляет ≈ 6000К. Больше всего на Солнце водорода (70 % от всей его массы) и гелия(≈ 28 %). Особенностью строения Солнца является наличие в его фотосфере солнечных пятен, в которых сосредоточены сильные магнитные поля. Кроме этого, на Солнце наблюдаются и такие нестационарные явления, как вспышки. Солнце излучает в мировое пространство огромную энергию (≈ 1,3 10 34Дж в год).

В истории научной мысли существовали разные гипотезы, раскрывающие происхождение Солнечной системы (космологическая гипотеза Канта-Лапласа, Дж. Х. Джинса и др.). Сейчас широко известна концепция, выдвинутая Х. Альфеном и Ф. Хойлом, которые предположили, что именно электромагнитные силы сыграли решающую роль в зарождении Солнечной системы. Солнце и планеты образовались из газового облака, состоящего из ионизированного газа и подверженного влиянию электромагнитных сил. На большом расстоянии от Солнца остались небольшие остатки этого газа, которые стали притягиваться под действием сил гравитации к образовавшейся звезде. Но магнитное поле звезды остановило падение этих остатков, а далее произошла их концентрация, в результате чего и образовались планеты. И вместе с тем вопрос о происхождении Солнца и Солнечной системы до сих пор остается открытым, поскольку и в данной концепции имеются некоторые противоречия.

Модели мегамира отражены в космологических моделях Вселенной. Космология рассматривается как наука об устройстве и развитии Вселенной. В истории имели место разные модели Вселенной. Долгое время преобладающей выступала модель стационарного состояния Вселенной, согласно которой последняя не имеет эволюционных процессов. Классическая ньютоновская космология исходила именно из такого подхода, по которому меняться могут конкретные космические системы, но не Вселенная в целом. Первую концепцию эволюционирующей Вселенной построил Кант. Он выдвинул гипотезу о рождении и развитии космических тел, звезд и их скоплений, Солнечной системы и входящих в нее тел. Современник Канта – П. Лаплас предложил свою концепцию иерархической Вселенной, во многом развивающую представления великого немецкого философа. Обе гипотезы в XIX веке были объединены в небулярную теорию Канта – Лапласа.