Структура Вселенной

Солнечная система образовалась примерно 5 млрд. лет назад, причем Солнце – звезда второго поколения. Современные  концепции происхождения планет Солнечной системы основываются на том, что нужно учитывать не только механические силы, но и другие, в частности электромагнитные. Считается, что именно электромагнитные силы сыграли  решающую роль при зарождении Солнечной  системы(2).

В соответствии с современными представлениями, первоначальное газовое облако, из которого образовались и Солнце, и планеты, состояло из ионизированного газа, подверженного  влиянию электромагнитных сил. После  того как из огромного газового облака посредствам концентрации образовалось Солнце, на очень большом расстоянии от него остались небольшие части  этого облака. Гравитационная сила стала притягивать остатки газа к образовавшейся звезде – Солнцу, но его магнитное поле остановило падающий газ на расстоянии – как  раз там, где находятся планеты. Гравитационная постоянная и магнитные силы повлияли на концентрацию и сгущение падающего газа, и в результате образовались планеты. Когда возникли самые крупные планеты, тот же процесс повторился в меньших масштабах, создав, таким образом, системы спутников.

Существует  несколько загадок в изучении Солнечной системы.

1. Гармония  в движении планет. Все планеты  Солнечной системы обращаются  вокруг Солнца по эллиптическим  орбитам. Движение всех планет  Солнечной системы происходит  в одной и той же плоскости,  центр которой расположен в  центральной части экваториальной  плоскости Солнца. Плоскость, образованная  орбитами планет, называется плоскостью  эклиптики. 

2. Все  планеты и Солнце вращаются  вокруг собственной оси. Оси  вращения Солнца и планет, за  исключением планеты Уран, направлены, грубо говоря, перпендикулярно плоскости  эклиптики. Ось Урана направлена  к плоскости эклиптики почти  параллельно, т. е. он вращается  лежа на боку. Еще его одна  особенность — он вращается  вокруг своей оси в другом  направлении, как и Венера, в  отличие от Солнца и остальных  планет. Все остальные планеты  и Солнце вращаются против  направления движения стрелки  часов. Уран имеет 15 спутников. 

3. Между  орбитами Марса и Юпитера существует  пояс малых планет. Это так  называемый астероидный пояс. Малые  планеты имеют в диаметре от 1 до 1000 км. Их общая масса меньше 1/700 массы Земли. 

4. Все  планеты делятся на две группы (земную и неземную). Первые —  это планеты с высокой плотностью, в их химическом составе главное  место занимают тяжелые химические  элементы. Они невелики по размерам  и медленно вращаются вокруг  своей оси. К этой группе  относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. В настоящее время высказываются предположения о том, что Венера — это прошлое Земли, а Марс — ее будущее.

Ко второй группе относятся: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Они состоят из легких химических элементов, быстро вращаются  вокруг своей оси, медленно обращаются вокруг Солнца и получают меньше лучистой энергии от Солнца. Ниже (в таблице) приводятся данные о средней температуре  поверхности планет по шкале Цельсия, продолжительности дня и ночи, длительности года, диаметре планет Солнечной  системы и массы планеты по отношению к массе Земли (принятой за 1).

Расстояние  между орбитами планет приблизительно удваивается при переходе от каждой из них к последующей - «Правило Тициуса  — Боде», соблюдаемое в расположении планет.

При рассмотрении истинных расстояний планет до Солнца оказывается, что Плутон в некоторые  периоды находится ближе к  Солнцу, чем Нептун, и, следовательно, он меняет свой порядковый номер по правилу Тициуса — Боде.

Загадка планеты Венера. В древних астрономических  источниках Китая, Вавилона, Индии возрастом в 3,5 тыс. лет нет упоминаний о Венере. Американский ученый И. Великовский в книге «Сталкивающиеся миры», появившейся в 50-х гг. ХХ в., высказал гипотезу о том, что планета Венера заняла свое место всего лишь недавно, в период формирования древних цивилизаций. Приблизительно раз в 52 года Венера подходит близко к Земле, на расстояние 39 млн. км. В период великого противостояния, каждые 175 лет, когда все планеты выстраиваются друг за другом в одном направлении, на расстояние 55 млн. км Марс приближается к Земле. 
 

Средства  наблюдения объектов Вселенной

Современные астрономические инструменты используются для измерения точных положений  светил на небесной сфере (систематические  наблюдения такого рода позволяют изучать  движения небесных светил); для определения  скорости движения небесных светил вдоль  луча зрения (лучевые скорости): для  вычисления геометрических и физических характеристик небесных тел; для  изучения физических процессов, происходящих в различных небесных телах; для  определения их химического состава  и для многих других исследований небесных объектов, которыми занимается астрономия. Все сведения о небесных телах и других космических объектах добываются путем исследования различных  излучений, поступающих из космоса, свойства которых находятся в  непосредственной зависимости от свойств  небесных тел и от физических процессов, протекающих в мировом пространстве. В связи с этим основным средством  астрономических наблюдений служат приемники космических излучений, и в первую очередь телескопы, собирающие свет небесных светил.

В настоящее  время применяются три основных типа оптических телескопов: линзовые телескопы, или рефракторы, зеркальные телескопы, или рефлекторы, и смешанные, зеркально-линзовые системы. Мощность телескопа непосредственно зависит  от геометрических размеров его объектива  или зеркала, собирающего свет. Поэтому  в последнее время все большее  применение получают телескопы-рефлекторы, так как по техническим условиям возможно изготовление зеркал значительнее больших диаметров, чем оптических линз.

Современные телескопы представляют собой весьма сложные и совершенные агрегаты, при создании которых используются новейшие достижения электроники и  автоматики. Современная техника  позволила создать целый ряд  приспособлений и устройств, намного  расширивших возможности астрономических  наблюдений: телевизионные телескопы  дают возможность получать на экране четкие изображения планет, электронно-оптические преобразователи позволяют вести наблюдения в невидимых инфракрасных лучах, в телескопах с автоматической корректировкой компенсируется влияние атмосферных помех. В последние годы все более широкое распространение получают новые приемники космического излучения - радиотелескопы, позволяющие заглянуть в недра Вселенной намного дальше, чем самые мощные оптические системы.

Существенно обогатила наши представления о  Вселенной радиоастрономия, зародившаяся в начале 30-х гг. нашего столетия. В 1943 г. советские ученые Л. И, Мандельштам  и Н.Д. Папалекси теоретически обосновали возможность радиолокации Луны(10).

Радиоволны, посланные человеком, достигли Луны и, отразившись от нее, вернулись  на Землю.50-е годы 20в. - период необыкновенно  быстрого развития радиоастрономии. Ежегодно радиоволны приносили из космоса  новые удивительные сведения о природе  небесных тел. Сегодня радиоастрономия  использует самые чувствительные приемные устройства и самые большие антенны. Радиотелескопы проникли в такие  глубины космоса, которые пока остаются недосягаемыми для обычных оптических телескопов. Перед человеком раскрылся  радиокосмос - картина Вселенной в радиоволнах(10).

Существует  также целый ряд астрономических  инструментов, имеющих специфическое  назначение и применяемых для  определенных исследований. К числу  подобных инструментов относится, например, солнечный башенный телескоп, построенный  советскими учеными и установленный  в Крымской астрофизической обсерватории.

Все более  и более широкое использование  при астрономических наблюдениях  находят различные чувствительные приборы, позволяющие улавливать тепловые и ультрафиолетовые излучения небесных светил, фиксировать на фотопластинку объекты, невидимые глазу.

Следующим этапом заатмосферных наблюдений было создание орбитальных астрономических  обсерваторий (ОАО) на искусственных  спутниках Земли. Такими обсерваториями, в частности, являются советские  орбитальные станции "Салют". Орбитальные  астрономические обсерватории разных типов и назначений прочно вошли в практику(9).

В ходе астрономических наблюдений получают ряды чисел, астрофотографии, спектрограммы  и другие материалы, которые для  окончательных результатов должны быть подвергнуты лабораторной обработке. Такая обработка ведется с  помощью лабораторных измерительных  приборов. При обработке результатов  астрономических наблюдений используются электронные вычислительные машины.

Для измерения  положений изображений звезд  на астрофотографиях и изображений  искусственных спутников относительно звезд на спутникограммах служат координатоизмерительные машины. Для измерения почернений на фотографиях небесных светил, спектрограммах служат микрофотометры. Важный прибор, необходимый для наблюдений, астрономические часы(9). 
 
 
 
 
 
 

Проблема  поиска внеземных  цивилизаций 

 Развитие естествознания во второй половине XX в., выдающиеся открытия в области астрономии, кибернетики, биологии, радиофизики позволили перевести проблему внеземных цивилизаций  чисто умозрительной и абстрактно-теоретической в практическую плоскость. Впервые в истории человечества появилась возможность вести глубокие и подробные экспериментальные исследования по этой важной фундаментальной проблеме. Необходимость такого рода исследований определяется тем, что открытие внеземных цивилизаций и установление контакта с ними могут иметь огромное влияние на научный и технологический потенциал общества, оказать положительное воздействие на будущее человечества.

С позиций  современной науки предположение  о возможности существования  внеземных цивилизаций имеет  объективные основания: представление  о материальном единстве мира; о  развитии, эволюции материи как всеобщем ее свойстве; данные естествознания о  закономерном, естественном характере  происхождения и эволюции жизни, а также происхождения и эволюции человека на Земле; астрономические  данные о том, что Солнце – типичная, рядовая звезда нашей Галактики  и нет оснований для его  выделения среди множества других подобных звезд; в то же время астрономия исходит из того, что в Космосе  существует большое разнообразие физических условий, что может привести в  принципе к возникновению самых  разнообразных форм высокоорганизованной материи.

Оценка  возможной распространенности внеземных (космических) цивилизаций в нашей  Галактике осуществляется по формуле  Дрейка:

Текущий документ не содержит источников.N=R х f х n х k х d х q х L

где N –  число внеземных цивилизаций  в Галактике; R – скорость образования  звезд в Галактике, усредненная  по всему времени ее существования (число звезд в год); f – доля звезд, обладающих планетными системами; n – среднее число планет, входящих в планетные системы и экологически пригодных для жизни; k – доля планет, на которых действительно возникла жизнь; d – доля планет, на которых после возникновения жизни развились ее разумные формы, q – доля планет, на которых разумная жизнь достигала фазы, обеспечивающей возможность связи с другими мирами, цивилизациями: L – средняя продолжительность существования таких внеземных (космических, технических) цивилизаций(3).

За исключением  первой величины (R), которая относится  к астрофизике и может быть подсчитана более или менее точно (около 10 звезд в год), все остальные  величины являются весьма и весьма неопределенными, поэтому они определяются компетентными учеными на основе экспертных оценок, которые, разумеется, носят субъективный характер.

Тема  контактов с внеземными цивилизациями, пожалуй, одна из самых популярных в научно-фантастической литературе и кинематографии. Она вызывает, как правило, самый горячий интерес у поклонников этого жанра, всех, интересующихся проблемами Мироздания. Но художественное воображение здесь должно быть подчинено жесткой логике рационального анализа. Такой анализ показывает, что возможны следующие типы контактов: непосредственные контакты, т.е. взаимные (или односторонние) посещения; контакты по каналам связи; контакты смешанного типа – посылка к внеземной цивилизации автоматических зондов, которые передают полученную информацию по каналам связи.

В настоящее  время реально возможными контактами с внеземными цивилизациями являются контакты по каналам связи. Если время  распространения сигнала в обе  стороны t больше времени жизни цивилизации (t > L), то речь может идти об одностороннем  контакте. Если же t << L, то возможен двусторонний обмен информацией. Современный уровень естественнонаучных знаний позволяет серьезно говорить лишь о канале связи с помощью электромагнитных волн, а сегодняшняя радиотехника может реально обеспечить установление такой связи

Изучению  внеземных цивилизаций должно предшествовать установление той или иной формы  связи с ними. В настоящее время  наметилось несколько направлений  поиска следов активности внеземных цивилизаций (6).