Реферат: Концепции современного естествознания

ПЛАН

1.        Современнаятеория эволюционного развития звезд из газово-пылевой материи в результатегравитационной неустойчивости и сил взаимодействия

2.        ПроисхождениеЗемли и других планет солнечной системы

2.1.          ПроисхождениеЗемли

2.2.          Происхождениепланет солнечной системы

3.        Закон№18 «Аксиома сознания и психики человека»

4.        Закон№48 «Принцип максимизации мощи»


1.        Современнаятеория эволюционного развития звезд из газово-пылевой материи в результатегравитационной неустойчивости и сил взаимодействия

Образованиезвезд как отдельных элементов Вселенной принципиально не отличается от моделейсоздания Вселенной в целом по теории Большого взрыва. Согласно этой модели, всеэлементы Вселенной образовались в результате термоядерных реакций. Звездырождаются из космического вещества в результате его конденсации под действиемгравитационных, магнитных и других сил. Под влиянием сил всемирного тяготенияиз газового облака образуется плотный шар – протозвезда. При этом ее эволюцияпроходит три этапа.

Любая видимая звезда представляет собой вращающийся шарраскаленного газа. От массы газа зависит сила тяготения звезды, плотность,размеры, возможные температуры и время существования.

Образованиезвезд имеет следующие этапы:

1.        Напервом этапе существует газопылевое облако, в котором частички газа и пылиначинают притягиваться друг к другу.

2.        Впроцессе этого притяжения облако начинает разогреваться.

3.        Придостижении температуры в ядре звезды в 10 млн градусов Цельсия начинаетсятермоядерная реакция. Водород превращается в гелий, что сопровождаетсяизлучением во всех частях спектра. Благодаря этому излучению звезда становитсязвездой, т.е. видимым космическим объектом. После начала термоядерной реакциизвезда проходит следующие этапы существования:

-           нормальныеили желтые звезды. Находятся на этапе выгорания водорода. В нормальных звездахпо мере выгорания водорода формируется гелиевое ядро, которое отделено отводородной оболочки зоной конвекции и излучения. Выгорание водорода такжесопровождается потерей массы звезды, а следовательно, уменьшением силыгравитации, стягивающей вещество звезды к центру. Когда сила излученияпревышает силу гравитации, происходит расслоение гелиевого ядра и водороднойоболочки, начинающей удаляться от ядра. Звезда переходит в состояниесверхгиганта или красного гиганта;

-           втечение второго этапа (красный гигант) гелиевое ядро звезды сжимается, аразмеры звезды значительно увеличиваются за счет того, что водородная оболочкаудаляется от ядра. Масса красного гиганта начинает сокращаться не только из-загорения водорода, но и из-за потерь вещества на внешней оболочке звезды. Когдавнешний слой истощается, он рассеивается в космическом пространстве, и отзвезды остается только горячее гелиевое ядро. Звезда переходит на этапсуществования в виде белого карлика;

-           гравитационноесжатие ядра продолжается на этапе белого карлика. Первоначально поверхностьбелого карлика имеет очень большую температуру (до десятков тысяч градусов), нозатем быстро остывает. Диаметр белого карлика составляет лишь 5-10 тыс. км,т.е. сравним с диаметром земли;

-           начетвертом этапе продолжающееся сжатие ядра и ускорение вращения вокруг своейоси приводит к его уплотнению и схлопыванию атомов. Электроны соединяются спротонами и образуются нейроны. Белый карлик превращается в нейронную звезду.Размер такой звезды составляет лишь несколько десятков километров, скоростьвращения вокруг оси – несколько сотен оборотов в минуту. Колоссальная плотностьнейронной звезды приводит к такому искривлению пространства вокруг нее, чтовещество звезды стремится к сжатию в точку. Нейронная звезда превращается вчерную дыру;

-           этапчерной дыры характеризуется такой концентрацией массы в пространстве, что водной чайной ложке оказалось бы 100 млн метрических тонн вещества. Все объектыи излучения, находящиеся в зоне гравитационного действия черной дыры, стремятсяк ней. Размер черной дыры составляет 2-3 км. Конечная стадия существованиячерных дыр – взрыв и рассеивание вещества. На этой стадии существования звездыможно считать окончательно завершенным.

Преобразованиепротозвезды в звезду растягивается на миллионы лет, что сравнительно немного покосмическим масштабам. Скорость прохождения звездой перечисленных этаповсуществования зависит от ее размеров. Большие звезды проходят все перечисленныеэтапы быстрее.

Несколькоиначе развиваются более массивные звезды. В них очень быстро выгорает водород,и они превращаются в красные гиганты всего за 2,5 млн лет. При этом в ихгелиевом ядре температура повышается до нескольких сотен миллионов градусов,что дает возможность протекания реакций углеродного цикла – слияние ядер гелияв углерод.

Образованиеже наиболее тяжелых ядер, замыкающих таблицу Менделеева, предположительнопроисходит в оболочках взрывающихся звезд, при их превращении в новые илисверхновые звезды, которыми становятся некоторые красные гиганты. Взашлакованной звезде нарушается равновесие, электронный газ более не способенпротивостоять давлению ядерного газа. Наступает коллапс – катастрофическоесжатие звезды, она «взрывается внутрь».

Взрывсверхновой звезды связан с выделением чудовищного количества энергии. При этомрождаются космические лучи, намного повышающие естественный радиационный фон инормальные дозы космического излучения. Кроме того, при взрыве сверхновых идетсброс всей внешней оболочки звезды вместе с накопившимися в ней «шлаками» — химическими элементами, результатами деятельности нуклеосинтеза. Поэтомумежзвездная среда сравнительно быстро обретает все известные на сегодняшнийдень химические элементы тяжелее гелия. Звезды следующих поколений, в том числеи Солнце, с самого начала содержат в своем и в составе окружающего ихгазопылевого облака примесь тяжелых элементов.

Околополовины всех звезд принадлежат к затменно-двойным звездам, представляющимсобой систему двух звезд, вращающихся вокруг одного центра тяжести. Изменениеположения этих звезд относительно наблюдателя на Земле приводит к периодическимизменениям яркости.

Звезды,возникшие из одного газопылевого облака, образуют звездные скопления. Различаютшаровые звездные скопления, состоящие из старых звезд, и рассеянные скопления,состоящие из молодых звезд (с возрастом менее 60 млн лет). Шаровые скоплениянаходятся в центрах галактик, а рассеянные на периферии.

Посколькузвезды удалены от земли на огромные расстояния, на небосводе они выглядят какнеподвижные объекты. Поэтому могут быть использованы как способ ориентации впространстве. Для удобства запоминания и использования звезды объединены в 88созвездий. Среди них 12 созвездий называются зодиакальными. С Земли кажется,что Солнце, двигаясь на фоне звезд, проходит через эти созвездия в течениегода.

Все звезды всозвездиях имеют наименования по буквам греческого алфавита и названиюсозвездия. Наиболее яркая называется альфа, вторая по яркости – бета, третья –гамма и т.д. иногда звезды получают персональные имена, в первую очередь этоотносится к самым ярким звездам – Сириусу, Канопусу, Арктуру, Ригелю,Бетельгейзе, Антаресу и др.[1]


2.        ПроисхождениеЗемли и других планет солнечной системы

 

2.1Происхождение Земли

Особое место в Солнечной системе занимает Земля –единственная планета, на которой в течение миллиардов лет развиваются различныеформы жизни. Известно несколько гипотез о происхождении земли. Почти все онисводятся к тому, что исходным веществом для формирования планет Солнечнойсистемы, в том числе и Земли, были межзвездная пыль и газы. Однако до сих порнет однозначного ответа на вопросы: каким образом в составе планет оказалсяполный набор химических элементов таблицы Менделеева и что послужило толчкомдля начала конденсации газа и пыли в протосолнечную туманность. Некоторыеученые предполагают, что появление разнообразия химических элементов связано свнешним фактором – взрывом Сверхновой звезды в окрестностях будущей Солнечнойсистемы. По-видимому, в недрах и газовой оболочке Сверхновой звезды врезультате ядерных реакций происходил синтез химических элементов 0звездныйнуклеосинтез). Мощный взрыв своей ударной волной мог стимулировать началоконденсации межзвездной материи, из которой образовалось Солнце ипротопланетный диск, впоследствии распавшийся на отдельные планеты внутренней ивнешней групп с поясом астероидов между ними. Такая начальная стадияформирования Солнечной системы называется катастрофической, так как взрывСверхновой звезды – природная катастрофа.

Естьпротивоположные мнения о тепловом состоянии Земли на разных стадиях ееразвития. Вопреки гипотезе Канта-Лапласа об огненно-жидком исходном состоянииЗемли, в первой половине XX в. обсуждалась идея об изначально холодной земле,недра которой в дальнейшем стали разогреваться вследствие тепла, выделяемогопри распаде естественных радиоактивных веществ. Предполагается, что при такомразогреве начинается дифференциация вещества Земли на несколько оболочек и преждевсего на силикатную мантию и железное ядро. При этом нельзя исключать ирадиоактивный источник тепла. Выделявшееся тепло повлекло за собой образованиегазов и водных паров, которые, выходя на поверхность, формировали воздушнуюоболочку – атмосферу – и водную среду нашей планеты.

Радиоактивнымметодом установлено, что возраст самых древних пород, найденных в земной коре,составляет около 4 млрд. лет. По оценкам некоторых ученых, формирование Землидлилось 5-6 млрд. лет. Понадобились миллиарды лет, чтобы образовалась нашапланета Земля. Земной шар, сплюснутый у полюсов, вращаясь вокруг собственнойоси, движется со средней скоростью около 30 км/с в космическом пространстве поэллиптической траектории вокруг Солнца.

Наша Земляудивительна и прекрасна. Такой ее представляли и представляют многие люди.Особенно прекрасной она выглядит из космоса, где впервые побывал нашсоотечественник, космонавт Ю.А. Гагарин, совершивший 12 апреля 1961 г. первый вистории человечества полет на космическом корабле «Восток».[2]

2.2Происхождение планет солнечной системы

Вопросамипроисхождения и нашей, и других планет солнечной системы занимается космогония.К сожалению, пока нет возможности проверить выводы теории на какой-то другойпланетной семье.

Гипотеза,объясняющая происхождение, развитие Солнечной системы, должна дать ответы иобъяснить следующие основные закономерности, наблюдаемые в строении, движении,свойствах Солнечной системы:

1.        Орбитывсех планет (кроме орбиты Плутона) лежат практически в одной плоскости, почтисовпадающей с плоскостью солнечного экватора.

2.        Всепланеты обращаются вокруг солнца по почти круговым орбитам в одном и том женаправлении, совпадающем с направлением вращения Солнца вокруг своей оси.

3.        Направлениеосевого вращения планет (за исключением Венеры и Урана) совпадает снаправлением их обращения вокруг Солнца.

4.        Средниерасстояния планет от Солнца (за исключением Нептуна и Плутона) подчиняютсяопределенному закону (правилу Тициуса-Боде).

5.        Суммарнаямасса планет в 750 раз меньше массы Солнца, однако, на их долю приходится 98%суммарного момента количества движения всей Солнечной системы.

6.        Планетыделятся на две группы, резко различающиеся между собой по строению, физическимсвойствам, — планеты земной группы и планеты-гиганты.

7.        Подавляющеечисло спутников обращается вокруг планет практически по круговым орбитам,лежащим в большинстве случаев в плоскости экватора планеты, причем направлениеэтого обращения и вращения спутников совпадает с направлением осевого вращенияпланет.

История наукизнает множество гипотез о происхождении Солнечной системы.

Немецкийфилософ И. Кант в своей книге «Всеобщая естественная история и теория неба»(1755) развил гипотезу, согласно которой в начале мировое пространство былозаполнено материей, находившейся в состоянии первозданного хаоса. Под действиемдвух сил – притяжения и отталкивания – материя со временем переходила в более разнообразныеформы. Элементы, имеющие большую плотность, по закону всемирного тяготенияпритягивали менее плотные, вследствие этого образовались отдельные сгусткиматерии. Под действием же сил отталкивания прямолинейное движение частиц кцентру тяготения заменялось кругообразным. Вследствие столкновения частицвокруг отдельных сгустков и формировались планетные системы.

Лаплас всвоей книге «Изложение системы мира» (1769) изложил гипотезу об образованиисолнечной системы. Он воображал первичное Солнце звездой огромных размеров,превышающих радиус орбиты Юпитера. Так, по Лапласу, из отделяющихся отпервичного Солнца колец материи образовались планеты. Каждое кольцо разрывалосьна несколько масс, конденсирующихся потом в планету. Спутники планетобразовались из газовых колец, отделенных уже самими планетами.

ГипотезаЛапласа, выросшая из идей Канта, получила наименование небулярной гипотезыКанта-Лапласа и оставалась первой ротационной гипотезой о возникновениисолнечной системы вплоть до конца прошлого века.

В 20-е гг. XXв. английский астроном Д. Джинс разработал приливную теорию происхожденияСолнечной системы. По этой теории в результате случайного сближения Солнца скакой-то звездой на Солнце образовалась гигантская приливная волна, приведшая ктому, что из двух противоположных точек его поверхности началось мощноеизвержение струй газа. Эти газовые массы очень быстро сгущались в облака, вкоторых росли планетезимали – небольшие твердые тела, из которых в дальнейшемсформировались планеты.

В 30-х гг.было высказано предположение (Г. Рассел), что в прошлом Солнце было двойнойзвездой. Один из компонентов был разорван встречной звездой и образовал облако,из которого позже сформировались планеты. В дальнейшем эту гипотезувидоизменили (Ф. Хойл в 1944 г.). Было выдвинуто предположение, что один изкомпонентов вспыхнул как сверхновая, сбросил газовую оболочку. Звездыразошлись, а из газовой оболочки образовалась планетная система.

Большую рольв разработке установившихся в настоящее время взглядов на происхождениепланетной системы сыграли работы нашего соотечественника О.Ю. Шмидта. В основеего теории лежит два предположения: планеты сформировались из холодногогазопылевого облака; это облако было захвачено Солнцем при его обращении вокругцентра Галактики. На основе этих предположений Шмидту удалось объяснитьнекоторые закономерности в строении Солнечной системы – распределение планет порасстояниям от Солнца, вращение и др. Гипотез было много, но если каждая из ниххорошо объясняла часть исследований, то другую часть не объясняла.

Многообразие гипотез связано с тем, что планеты Солнечной системыдостаточно сильно различаются между собой: Меркурий, Венера, Марс, Земля –твердые планеты; Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – газообразные; Плутон –несформировавшаяся твердая планета.

Такое странное расположение планет, а также существованиепояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера (вероятно это остатки еще однойпланеты) и объясняет тот факт, что до сих пор отсутствует общепризнанная теорияСолнечной системы, дающая непротиворечивые ответы на эти и другие вопросы.[3]


3.Закон № 18 «Аксиома сознания и психики человека»

Сознание – высшая форма отражения головным мозгом человекаобъективной действительности, а психика – регулятор взаимоотношений человека сокружающей средой.

Сознаниеуправляет самыми сложными формами поведения, требующими постоянного внимания исознательного контроля, и включается в действие в следующих случаях:

a)        когдаперед человеком возникают неожиданные, интеллектуально сложные проблемы, неимеющие очевидного решения;

b)        когдачеловеку требуется преодолеть физическое или психологическое сопротивление напути движения мысли или телесного органа;

c)        когданеобходимо осознать и найти выход из какой-либо конфликтной ситуации, котораясама по себе разрешиться без волевого решения не может;

d)        когдачеловек неожиданно оказывается в ситуации, содержащей в себе потенциальнуюугрозу для него в случае непринятия немедленных действий.

Например, болельщики на футбольном матче послепоражения своей команды, осознав, что их команда проиграла, реагируютпо-разному. Кто-то просто с плохим настроением уходит домой, а кто-то начинаетустраивать потасовки. Это говорит о том, что для каждого человека существуетопределённый тип психического поведения. Люди с устойчивой психикой относятся ктаким ситуациям более спокойно, а те, у которых психика неустойчивая реагируюточень сильно и перестают себя осознавать, тем самым, теряя над собой контроль.

4.        Закон№ 48 «Принцип максимизации мощи»

Системас мощной энергетикой вытесняет системы с более низкой энергетической мощью.

Рассмотрим данный принцип на примере эволюции человека. Вовремя формирования нашей планеты животный мир развивался по законуестественного отбора, и в начале своего появления, человека трудно былоотличить от животных. Но со временем человечество стало развиваться,приобретать всё новые и новые навыки защиты и добычи пищи. Человек постепенноначинает выделяться из мира животных, и всё сильнее претендовать на местохозяина природы. Человечество со своей мощной энергетикой развития начинаетподавлять остальные системы животного мира. На сегодняшний день человеческаясистема является настолько сильной, что её энергетики не может противостоять ниодна другая система животного мира на нашей планете. Люди относятся к остальнымсистемам не так, как к чему-то способному противостоять им, а как кбиологическим ресурсам. Человечество истребляет рыбу, животных, птиц и т.п. втаких количествах, и такой скоростью, что многие из видов полностью истреблены,либо находятся на грани исчезновения, которая продолжает расти. Характернаячерта человеческой системы это то, что помимо того, что она истребляет ивытесняет остальные виды животного мира, она и истребляет саму себя,подразделяясь на новые системы, которые развиваются по рассмотренному принципу.


СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ:

1.        Концепции современного естествознания:Учебник для вузов / Под ред. А.Ф. Хохлова. – 2-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2004г. – 256 с.

2.        СолоповЕ.Ф. Концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов. – М.:Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999 г. – 232 с.

3.        ГореловА.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие, практикум,хрестоматия. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998 г. – 512 с.

4.        СкопинА.Ю. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: ТК Велби, Изд-воПроспект, 2003 г. – 392 с.

5.        ГусейхановМ.К., Раджабов О.Р. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.:Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2004 г. – 692 с.

еще рефераты
Еще работы по биологии