Главная | Обратная связь

III. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ И СИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МАТЕРИИ

11.

МИКРО-, МАКРО-, МЕГАМИРЫ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

11.1.Окружающий нас мир поражает своим «бесконечным» разнообразием! Это разнообразие является следствием иерархичности системной организации материи, которая, прежде всего, связана с масштабами соответст­вующих структурных уровней. Различают три таких уровня: микромир, макромир и мегамир.

11.2. Микромир образуют элементарные частицы, атомы, молекулы, т. е. все, что имеет размеры меньше ~10^-9...10^-8 м. В масштабах атомных ядер( -10~¹⁵ м и меньше) определяющую роль играют сильные и слабые взаимодействия, а в атомах и молекулах (~10~⁹...10-⁸ м) преобладают электромагнитные взаимодействия.

11.3.К макромиру относят объекты размером от ~10^-9 до ~10⁸ м. Это видимые невооруженным или «вооруженным» (микроскоп) глазом предметы, взаимодействующие друг с другом с помощью электромагнитных и гравита- ционных полей.

11.4.Мегамир включает в себя космические объекты размером более -10⁸ м: планеты, звезды, галактики и т. д. В этом «мире» преобладающим становится гравитационное взаимодействие.

11.5.В настоящее время считается, что материя в мегамире существует в трех формах: видимая (~4%), «темная» (~23%) и так называемая «темная» энергия (~73%), связанная с антигравитирующим физическим вакуумом. Обычное вещество (видимое) сосредоточено в основном в звездах, которых только в нашей Галактике (Млечный Путь) насчитывается около ста миллиардов (-10¹¹). Размер нашей Галактики составляет 15 ООО парсек (1 парсек = 30,8*10¹² км). Предполагается, что в доступной для наблюдений Вселенной (Метагалакти­ке) существует до миллиарда различных галактик, среднее расстояние между которыми имеет порядок одного мегапарсека. Эти галактики распределены крайне неравномерно, образуя скопления (кластеры). Однако если рассматривать Вселенную в очень большом масштабе, например, «разбивая» ее на «ячейки» с линейным размером, превышающим 200..300 мегапарсек (Мпк), то непрерывность структуры Вселенной уже не будет наблюдаться. Таким образом, в очень больших масштабах Вселенная является однородной и изотропной.

11.6. В 1929 году американский астрофизик Э. Хаббл, изучая закономер­ности «красного смещения» спектральных линий излучения, приходящего от удаленных галактик, пришел к выводу о том, что «разбегание» любых двух галактик происходит со скоростью v, пропорциональной расстоянию L между этими галактиками: v = HL, где Н — постоянная Хаббла. Легко убе­диться, что промежуток времени t = L/v соответствует «времени жизни» Все­ленной и равен обратной величине постоянной Хаббла: t = Н~¹. Таким обра­зом, измеряя постоянную Хаббла, можно определить возраст Вселенной, ко­торый в соответствии с последними данными равен 13,7 млрд лет.

11.7.Измерения Хаббла являются экспериментальным подтверждением теории Большого Взрыва, в развитие которой внесли вклад многие выдаю­щиеся ученые, такие как А. Эйнштейн, А. А. Фридман, Ж. Леметр, Г. А. Гамов и др. Настоящим триумфом этой теории стало экспериментальное обнаруже­ние реликтового излучения (А. Пензиас, Р. Вильсон, 1965), которое «путе­шествует» в пространстве с тех времен, когда Вселенной было всего около 1 млн лет.