Научные работы по физике на тему "Мені қызықтырған Әлем Ғылыми жоба" (7 класс)

Мені қызықтырған Әлем (ғылыми жоба)

Мазмұны

І. Кіріспе
ІІ. Негізгі бөлім
А) Үлкен жарылыс, Әлем эволюциясының негізгі кезеңдері
Ә) Әлемнің ұлғаюы
Б) Әлемнің моделі
В) Әлемдегі өмір мен сана
ІІІ. Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

І. Кіріспе

Әлем, - басқаша ғалам. Ғалам – алуан түрлі формада болатын әрі ұдайы өзгеріп отыратын, кеңістік пен уақыт бойынша шеті де, шегі де жоқ бүкіл дүние. Ғаламды (араб сөзінен) зерттеумен тікелей шұғылданатын ғылым – астрономия. Ал барлық ғылыми білімге негізделген ғалам жөніндегі пайымдаулар космологияның мәселесі болып есептеледі. Ғаламның шексіздігі туралы алғашқы пікір біздің заманымыздан бұрынғы V ғасырда өмір сүрген ежелгі дәуірдегі грек ғалымы Гераклиттің (біздің заманымыздан бұрынғы V ғасыр) еңбектерінде кездеседі. Гераклиттің көзқарасын Демокрит, Эпикур және Лукреций одан әрі дамытып, кейінгі дәуірлерде Жердің шар тәрізді екенін және аспан шырақтарының бір - бірінен алшақтылығын анықтауға байланысты зерттеулер (Пифагор, Аристотель, Эратосфен) жүргізілді. Бірақ шіркеу мен дін үстем болған дәуірде мұндай озық ойлар қолдау таппай, тек Қайта өркендеу дәуірінде Николай Коперниктің «Аспан сферасының айналысы туралы» атты кітабы космогонияда ғылыми зерттеуге жол ашты. Біз мекендеген Жер де, басқа планеталар, құйрықты жұлдыздар мен метеорлық денелер тәрізді, Күн жүйесінің құрамына енеді. Күн жүйесінің диаметрі он миллиард километрдей. Галактиканың диаметрі шамамен 30 мың пк - ке (шамамен 100 мың жарық жылы) жуық. Кейінірек ғалам кеңістігінде біздің Галактика тәріздес миллиондаған басқа да галактикалардың бар екендігі анықталды. Зерттелген галактикалар жиыны Метагалактика деп аталады.

 

XX ғасырдың 70 - жылдарында әр түрлі елдердегі астрономдардың ұжымдық еңбектерінің нәтижесінде Метагалактиканың мынадай маңызды қасиеттері анықталды:

·               галактикалар Метагалактикада бірқалыпты таралмаған; олардың көпшілігі галактикалар шоғырлары мен топтарына жинақталған;

·               галактикалар бір - бірінен, жуық шамамен, орналасу қашықтығына пропорционал болып қашықтайды (мысалы, бір-бірінен он млн. пк қашықтықтағы галактикалар 600 км/с жылдамдықпен қашықтайды);

·               ғаламның біз орналасқан бөлігі миллиметрлік радиотолқындар диапазонындағы радио сәулемен бірқалыпты толтырылған. Бұл сәуле реликт сәуле деп аталады.

Реликт сәуле, өткен ерте дәуірдегі Метагалактиканың пайда болу бастамасына байланысты сәуле шығару процесінің қалдығы деп жорамалданады. Жұлдыздар мен жұлдызаралық зат иондалған газдан құралған. Бұл ғаламдағы заттың негізгі физикалық пішіні қатты зат та, сұйықтық та, бейтарап газ да емес, иондар мен электрондардан тұратын плазма деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Біздің Галактиканың өз осі төңірегіндегі бір айналымына кететін уақыт, шамамен, екі жүз миллион жылға жуық. Басқа галактикалардың да бір айналымына кететін уақыт осымен шамалас. Сонымен галактикалардың орташа жасы он миллиард жыл деп есептеледі. Алып галактикалар жүз миллиардтан астам жұлдыздан, ал Метагалактика жүз миллионнан кем емес жұлдыздан құралатындықтан ғаламдағы жұлдыздардың саны 1019-нен астам деп есептеледі. Сондықтан мұндай кейбір жұлдыздардың төңірегінде органикалық өмірдің, сондай - ақ Жерден тыс өркениеттің болу мүмкіндігі теріске шығарылмайды.

Әлем — уақыт пен кеңістік бойынша шексіз және өзінің даму процесінде материя қабылдаған нысандары бойынша ақыры жоқ сан алуан бүкіл бар материалдық дүние. Қазіргі түсінік бойынша, Әлемнің жасы 15 млрд жыл шамасында.[1]

Мыңдаған жылдар, ғасырлар бойы адамзат Күнді, Айды, планеталарды және белгілі бір жұлдыздарды ғана бақылап келді. Көптеген аспан шырақтары, барлық қоршаған орта тәрізді, оларға өзгермейтін сияқты болып көрінді. Бірақ, сол ерте заманның өзінде дүниеде бәрі де дамиды деген философтар да болды. Бірінші ғарышнамалық болжамдарды ұсынған ғалымдар (XVIII ғасыр) ғарыштық материяның даму барысында қалайша Күн жүйесінің пайда бола алғанын түсіндіруге тырысты. XX ғасырда эволюция идеясы барлық әлемге таратылды.

Әлем — бұл нақты өмір суретін, уақыт пен кеңістік бойынша шексіз және өзінің дамуы барысында барлық мүмкін болатын пішін қабылдайтын материялық әлем.

Қазіргі құралдармен бақыланып отырған әлемнің бөлігі Метагалактика деп аталады. Бұл біздің Әлем. Оның өлшемі бақыланатын ең алыс денелерге дейінгі қашықтықпен шектеледі. Әлем көптеген метағаламнан тұруы мүмкін.
Метагалактиканы сипаттау үшін математик әрі астроном А. Фридманның (1888 — 1925) ұсынған моделі пайдаланылады:

ü    Метагалактика эволюциясы гравитациялық күштерімен анықталады;

ü    Метагалактика кеңістігі изотропты (белгіленіп алынған бағыты жоқ);

ü    Метагалактика кеңістігі біртекті.

Жалпы салыстырмалылық теориясының теңдеуінен Фридман Метагалактиканың тұрақсыздығы туралы қорытындыға келді.
Фридман моделі бақылаулар нәтижелерімен сәйкес келіп, дәлелденіп отыр. Ғылымға белгілі Метагалактика тарихы Галактика да, жұлдыз да жоқ кезде, ол заттар аса тығыз, аса ыстық күйде болған уақытта шамамен 15млрд жыл бұрын басталған.

ІІ. Негізгі бөлім.

А) Үлкен жарылыс, Әлем эволюциясының негізгі кезеңдері
Шартәрізді шоғырлардағы ең кәрі жұлдыздардың химиялық құрамы біздің әлемге 13 — 15 млрд жыл болғанын көрсетті.

Аспан денелері мен олардың жүйелерінің (мәселен галактикалар) эволюциялық өзгерісіне тұрақсыз құбылыстар және жарылыс процестері (жұлдыздың тұтануы, асқын жаңа жұлдыздардың жарылуы т. б.) негізгі себепші болған.

Бұдан 15 млрд жылдай бұрын алапат жарылыс біздің әлемді жасады. Кеңістікті, уақытты, барлық материяны және бізді қоршаған энергияны тудырған "Үлкен жарылыс" деп аталған табиғат өзгерісінен кейін барлық әлем пайда болды деп айту ақылға қонымсыз сияқты.
Әлем ерекше тез кеңею сатысын басынан өткізді. Кеңістік орасан зор мөлшерде энергия бөліп шығара отырып өзінен өзі кеңейе берді. Осы сәтте Әлем пайда болды. Ол кеңейген сәтте салқындай бастады. Алғашында Әлем белгісіз көлем мен концентрациядағы элементтерден тұрды. Осы күйде заттар өте жоғары температураға дейін қызған және кеңеюдің бірінші секундында сәуле шығарумен жылулық тепе - тендікте болды. Үлкен жарылыс кезінде жанып тұрған отты шар жан - жаққа лақтырылып, барлық бағытта шашырап кеткен. Отты энергияның жарылысы болып ол кейін салқындай келе материяға айналды. Әлем 300 мың жыл бойы өзара әрекеттесетін және барлық Әлемді біркелкі толтыратын электрондардан, протондардан, нейтрондардан және сәуле шығарудан тұрды. Әрі қарай Әлемнің кеңею процесінде заттардың тығыздығы және сәуле шығаруы, температуралары төмендеді. Температура 4000 К жеткенде сәуле шығару заттармен әрекеттесуін тоқтатты. Сөйтіп, олардың әрқайсысының эволюциясы өз бетінше жүрді. Әлемнің кеңеюінің басталғанына шамамен миллион жыл өткеннен соң тұрақты атомдардың қалыптасу уақыты келді.

Жарылыстан кейінгі көптеген миллион жылдар бойы сол жарылыстың энергиясынан пайда болған жарықтан әлем жарқырап тұрды. Әлемнің пайда болуының жарылыстың сипатын дәлелдейтін деректерді ғалымдар осы уақытта да тауып жатыр. Олар:

Ø ғарышта Әлемнің пайда болу кезінен кездесетін қалдықты сәуле шығару аясы;

Ø кеңіген Әлемнің қозғалысын көрсететін галактика спектріндегі қызыл ығысу;

Ø ғарыш кеңістігінде гелий мөлшерінің көп болуы (Үлкен жарылыс теориясы болжап айтқандай, сутегінің 12 атомына гелийдің бір атомы сәйкес келеді.

Гелийдің мұндай мөлшерін жұлдыздардың сутегін "қайта жасау" нәтижесінде өндіру мүмкін емес. Әлемнің кеңеюі басталғаннан кейінгі оныншы секундта гелий синтезделеалды, ол кезде заттың температурасы жүздеген миллион градус болған).

Үлкен жарылыстан кейін Әлем кеңейіп, салқындай бастады. Элементар бөлшектер протондар мен нейтрондарға бірігіп, ал олар өз кезегінде электрондарды қармап алып атомдар пайда болды. Атомдар әрі қарай бірігіп химиялық элементтердің кірпіштеріне айналды. Жүздеген миллион жыл бойы гравитация күштері материяны орасан зор қоймалжыңға жинап, ғарыштың архитектурасын даярлады.

Жүздеген миллион жылдар өткеннен кейін сутегінің зор бұлттары қазір бақылап отырған галактикаға жинақталды.