ГоловнаРеєстраціяВхід Сайт викладача Бажан А.П. Среда, 23.08.2017, 01:39
  Каталог файлів Вітаю Вас Гість | RSS

 
 
Головна » Файли » Дисципліни » Астрономія

Заняття №13
06.06.2017, 05:25

Тема: Життя у  Всесвіті.

План

1. Людина у Всесвіті.

2. Імовірність життя на інших планетах.

3. Унікальність нашого Всесвіту.

4. Питання існування інших всесвітів.

 

Література:  1. Климишин І.А., Крячко І.П. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. – К.: Знання України, 2003.   §30-§31.

2. Пришляк М.П. Астрономія 11 кл.: підручник для загальноосвітніх навчальних закладів.: Х. «Ранок» 2012. §17.

 

1. Людина у Всесвіті.

      Попри недостатність надійної інформації, людство завжди замислювалось над таємницею походження життя і Всесвіту. Кожна цивілізація минулого створила свої міфи про виникнення світу і людини. Сучасна цивілізація також проявляє безмежну зацікавленість у цих питаннях. Як і колись, людство сподівається на можливість існування життя ще де-небудь окрім Землі ― на планетах Сонячної системи чи взагалі поза її межами, серед зоряних світів.

    І сьогодні, коли автоматичні станції досліджують міжпланетний простір, а деякі з них вже летять у напрямку далеких зір, проблема існування та пошуку життя у Всесвіті стала ще більш актуальною і хвилюючою.

    Виникненню розуму передувала дуже довга еволюція фізичних чинників  у Всесвіті. І якби еволюція Всесвіту мала інший характер, життя в ньому навряд чи могло зародитись. У другій половині ХХ ст. астрофізик Г. Ідліс звернув увагу на те, що закони фізики, чинні у нашому Всесвіті, «дозволяють» існування атомів, зір, планет і життя.

    Космолог  А. Зельманов сформулював дуже важливе положення: « Ми є безпосередніми свідками природних процесів визначеного типу, тому, що процеси іншого типу відбуваються без свідків», тобто ми живемо у цьому Всесвіті, бо його фізичні властивості це допускають.

   Антропний принцип уперше проголосив фізик Б. Картер 1974 р. Його формулюють так: « Ми існуємо, тому що Всесвіт такий, який він є».

Основна ідея антропного принципу – ідея зв’язку між існуванням людства і фундаментальними властивостями Всесвіту.

   І. Розенталь вважає, що всю структуру Всесвіту та його історію визначають чотири фундаментальні взаємодії – гравітаційна, електромагнітна, сильна і слабка, а також співвідношення:

- між масою електрона і протона   me/mp;

- між масою нейтрона і протона ∆m=mn-mp;

- N – розмірність фізичного простору.

 Досить внести незначні зміни у їхні значення, і це призведе до радикальних змін природи Всесвіту. Ці зміни можуть бути катастрофічними для Всесвіту, наприклад:

  • якби гравітаційна стала зменшилася в кілька разів, то сила тяжіння була  занадто малою для формування із хмар водню галактик і зір; якби, навпаки, гравітаційна стала збільшилася в кілька разів, сила тяжіння виявилася б завеликою і розширення Всесвіту швидко змінилося б стисненням, так що життя у ньому не встигло розвинутись до високого рівня;
  • якби маса електрона була хоча б удвічі більша, ніж вона є, електрон «завалювався» б на протон, і замість атомів водню у всьому Всесвіті біли б лише нейтрони і нейтроні зорі;
  • якби різниця між масою протона і нейтрона була утричі більшою, то не змогли б утворюватися дейтрони, які відіграють вирішальну роль у реакціях термоядерного синтезу, і тоді увесь Всесвіт складався б виключно з водню;
  • якби сила взаємодії  між протонами і нейтронами була хоча б на 5 -7% меншою, гелій взагалі не зміг би утворитись.

   Ми не випадково живемо в епоху «червоних зміщень» галактик. Віддалення джерел електромагнітного випромінювання приводить до зсуву їхнього випромінювання у червоний бік спектра, і до зменшення енергії, яку воно несе. Якби галактики зближувались, то замість червоного зміщення ми спостерігали б фіолетове, тобто збільшення частот випромінювання у бік жорстких променів. При цьому на нас падав би такий спопеляючий потік електромагнітної енергії, що життя за таких умов не змогло б існувати.

   2. Імовірність життя на інших планетах.

     Життя є однією з великих таємниць Всесвіту. Ми бачимо на землі різноманітні живі організми, але нічого не знаємо про інші форми життя на чужих планетах. Усі живі істоти народжують дітей, а потім рано чи пізно вмирають, тобто перетворюються на неживу матерію. Але на Землі ще ніхто не спостерігав безпосереднє зародження живих біологічних клітин із неживих біологічних сполук. Із цього приводу англійський біолог Ф. Крік висловився так: «Ми не бачимо шляху від первісного бульйону до природного відбору. Можна дійти висновку, що походження життя – чудо, але це свідчить лише про наше незнання».

  В численних лабораторних експериментах було показано, що для утворення складних органічних молекул, які передують виникненню життя, необхідні наступні умови: наявність у складі небесного тіла всіх хімічних елементів, які входять до складу живого; відповідний температурний режим, що забезпечує перебування води у газоподібному і рідкому стані; відсутність кисню в атмосфері планети, бо за його наявності утворюється озоновий екран, що поглинає сонячний ультрафіолет, який, руйнуючи електронні оболонки атомів, дає їм змогу об’єднуватись у складні перед біологічні молекулярні сполуки.

     Подальший перехід від перед життя до життя, а також його існування стали можливим за підтримання стабільними впродовж мільярдів років певних характеристик зовнішнього середовища.

     Є три особливості, які роблять Землю унікальною серед інших планет: віддаль від Сонця, розміри і відносно велика маса природного супутника Місяця.

     Земля знаходиться від Сонця на зручній відстані, при якій середня температура на поверхні така, що дозволяє воді, яка входить до складу тіл живих істот, знаходитись у рідкому стані, а не у вигляді льоду чи водяної пари.

   Якби Земля знаходилась на місці Венери, то велика кількість радіації від Сонця зробила б її схожою на Венеру з потужною атмосферою з вуглекислого газу і занадто високою для існування життя температурою.

   Якби Земля перемістилась на орбіту Марса, то зменшення кількості сонячного тепла викликало б охолодження океанів і збільшення площі полярних шапок, що перетворило б її холодну непридатну для існування життя планету.

   За більших розмірів Земля мала б більшу масу, і більшу силу тяжіння. Тоді її атмосфера нагадувала б атмосферу планет – гігантів – і для життя була б не придатною. За менших розмірів і маси, як у Меркурія, Земля взагалі не могла б утримувати атмосферу.

Щодо місяця з його відносно великою масою, то по - перше, високі припливи і відпливи на морському узбережжі, які він викликає, могли зіграти вирішальну роль в утворення мікро середовищ, придатних для існування життя: по – друге,  Місяць стабілізує орієнтацію осі обертання Землі, що важливо для підтримання більш – менш постійного клімату.

   Наявність планет – гігантів сприяє стабілізації орбіти Землі, без чого вона могла б бути викинутою за межі планетної системи або впала б на Сонце. До того ж Юпітер як наймасивніша планета в Сонячній системі притягає до себе основну масу метеоритів, які могли б повністю зруйнувати поверхню Землі.

   З усього сказаного  випливає формування перед життя  - процес, властивий  не тільки Землі.

    Оскільки закони фізики і хімії універсальні для усього видимого Всесвіту, на будь – якій планеті, знаходиться вона у Сонячній системі чи в якійсь іншій зоряній системі, за наявності відповідних умов повинні йти схожі процеси. Неорганічне утворення органічних, нехай і простих, сполук з подальшим їхнім ускладненням – це повсюдний космічний процес.

    У Всесвіті є всі передумови для того, щоб ми не вважали існування життя та розуму на Землі чимось винятковим.  Інша справа – наскільки ймовірно знайти  у Всесвіті планети, де б реалізувались умови, подібні до земних.

   Варто шукати планети біля зір, схожих на Сонце. А їх серед 400 млрд. зоряного населення нашої Галактики налічується 28 млрд. начебто маємо надії.

   Побачити планети біля інших зір дуже важко, бо їхня яскравість набагато менша, ніж яскравість основного світила. 1995 р. швейцарські дослідники М.Майор і Д. Квелоц оголосили про відкриття першої поза сонячної планети. Планета масою 0,47 маси Юпітера знаходиться біля зорі 51 Пегаса і обертається навколо неї з періодом 4,2 земних доби. Відтоді до кінця ХХ ст.. було відкрито близько п’яти десятків планет біля зір у радіусі до двохсот  світлових рокеів від Сонця. Поки що всі нововідкриті планети подібні до планет – гігантів Сонячної системи. Для пошуків нових планет використовують сучасні телескопи «Кек –І» і «Кек-ІІ», розглядаються проекти потужних космічних інтерферометрів.

   Але серед дослідників є й такі, хто досить скептично оцінює імовірність знайти життя і розум у Всесвіті.

     3. Унікальність нашого Всесвіту.

     З точки зору антропного принципу, наш Всесвіт пройшов через нескінченну послідовність циклів розширення і стиснення. На початку кожного з них складався свій набір фізичних констант, що змінювався від циклу до циклу. Ми з’явилися в тому циклі, в якому сформувалося поєднання фізичних сталих та інших властивостей, сприятливе для виникнення складних структур і живих систем.

   Не виключено, що в матеріальному Космосі існує нескінчена кількість різних всесвітів водночас, у кожному з яких  свій набір, свій комплекс фізичних констант і властивостей. У нашому Всесвіті, з нашим комплексом фізичних явищ, зв’язків і фундаментальних фізичних констант, його стабільність забезпечується саме тими законами природи, які реалізувалися в навколишньому світі.

    Але можуть існувати  й інші, незвичні для нас комплекси явищ, стабільність яких забезпечується іншими законами. Звідси ясно, що можна припустити існування всесвітів з іншими законами, іншими властивостями простору – часу і світовими константами, не менш організованих, ніж наш, і навіть таких, що забезпечують існування негуманоїдних форм життя і розуму.

   Отже, ми існуємо у тому Всесвіті, властивості якого дозволяють формування живих організмів; можуть існувати інші всесвіти, де діють інші фундаментальні закони, і можливе існування принципово інших форм життя.

     4. Питання існування інших всесвітів.

     Питання про нескінчену кількість можливих всесвітів у фізиці та космології, як і всяка інша нова проблема, стикається з непорозуміннями. Якщо інші всесвіти існують, то їхнє існування підкоряється принципово іншим законам, ніж існування нашого Всесвіту. А це означає, що ми ніяк не можемо отримати від них інформацію, адже фізичний зв’язок між різними об’єктами можливий тоді, коли вони живуть за подібними законами.

   Як же здійснити зв’язок з тим, що принципово не схоже на наш світ? Окремі вчені припускають, що такими каналами зв’язку можуть бути сингулярності, які в нашому Всесвіті мають місце у випадку чорних дір. Можливо, що бар’єри простору – часу, які відокремлюють наш Всесвіт від інших всесвітів, не такі вже й неприступні. Не виключено, що з часом вони будуть подолані наукою і виведуть наші уявлення про Космос на якісно новий рівень.

   Ще 1934 р. австрійський вчений К. Гедель сформулював теорему про неповноту наших знань, яка говорить: « Жодна система не може бути пізнаною до кінця з середини – поза зв’язком  її з іншими системами вищого порядку». Це означає, що неможливо вичерпно описати світ, у якому живе людина, зокрема – описати причину появи та існування Всесвіту, не вийшовши за його межі. Тому з’являються підстави вважати, що без концепції інших всесвітів, що існують водночас у матеріальному Космосі,  вже важко обійтись, оскільки вона дозволить зрозуміти властивості нашого Всесвіту.

      Запитання для самоконтролю

  1. Що таке життя і чи є його існування на Землі за заданих умов випадковим?
  2. Які методи пошуку позаземних планет вам відомі?
  3. На чому ґрунтується думка про унікальність Сонячної системи  у Всесвіті?
Категорія: Астрономія | Додав: Admin
Переглядів: 33 | Завантажень: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
 
 
Дисципліни

Пошук

Вхід на сайт

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Друзі сайту
  • Офіційьний блог
  • uCoz Спільнота
  • FAQ по системі
  • База знань uCoz

  •  

    Copyright MyCorp © 2017
    uCoz