Презентация по астрономии на тему "Основы современной космологии" 11 класс

• 1 слайд

  ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ КОСМОЛОГИИ
  

• 2 слайд

  Космология
  начала XX века
  

• 3 слайд

  Космология – раздел астрономии, который изучает строение и эволюцию Вселенной в целом, используя при этом методы и достижения физики, математики и философии.
  Веста
  Паллада
  Геоцентрическая система Аристотеля–Птолемея стала первой научно обоснованной космологической моделью Вселенной.
  Спустя 1500 лет её сменила новая космологическая модель – гелиоцентрическая система, предложенная Коперником.
  

• 4 слайд

  Теоретическим фундаментом современной космологии явилась созданная Альбертом Эйнштейном (1879–1955) в начале XX в. общая теория относительности – релятивистская теория тяготения.
  

• 5 слайд

  Наиболее существенным отличием современных космологических моделей, первые из которых были разработаны Александром Александровичем Фридманом (1888–1925) на основе теории Эйнштейна, является их эволюционный характер.
  Считалось, что все объекты во Вселенной изменяются с течением времени, процессы, происходящие в её отдельных составных частях, не меняют облика всей Вселенной.
  

• 6 слайд

  В 1922–1924 годах российский математик Фридман вывел из общей теории относительности Эйнштейна уравнения, которые описывали общее строение и эволюцию Вселенной.
  Решения полученных уравнений означали, что материя в масштабах однородной и изотропной Вселенной не может находиться в покое – Вселенная должна либо сжиматься, либо расширяться.
  

• 7 слайд

  Теоретические выводы Фридмана получили важное наблюдательное подтверждение в открытом Хабблом законе пропорциональности скорости удаления галактик их расстоянию:
  v = HR.
  Этот закон не выполняется только для нескольких ближайших галактик, включая туманность Андромеды.
  

• 8 слайд

  Точно такая же картина «разбегания» галактик будет наблюдаться для любой другой галактики Вселенной.
  Разбегание галактик часто иллюстрируют тем, как расходятся точки,
  нанесенные на поверхность надуваемого воздушного шарика
  

• 9 слайд

  Для того чтобы узнать, когда примерно началось наблюдаемое расширение, необходимо воспользоваться постоянной Хаббла H.
  Галактика, находящаяся от нас на расстоянии R, удаляется со скоростью HR.
  Следовательно, разделив расстояние, пройденное галактикой с момента начала расширения, на её скорость, мы получим:
   𝑅 𝐻𝑅 = 1 𝐻 .
  Величина, обратная постоянной Хаббла, даёт примерную оценку времени, которое прошло с момента начала расширения Вселенной – примерно 13,5 млрд лет.
  

• 10 слайд

  Основы современной космологии
  

• 11 слайд

  В 1948 г. в работах Георгия Антоновича Гамова и его сотрудников была выдвинута гипотеза о том, что вещество во Вселенной на начальных стадиях расширения имело не только большую плотность, но и высокую температуру.
  Георгий Антонович Гамов
  (1904 – 1968)
  

• 12 слайд

  По мере расширения плотность вещества и его температура уменьшаются.
  Согласно расчётам, к этому моменту нейтроны составят примерно 15% массы всего вещества. Остальное вещество – протоны (ядра атомов водорода).
  Соединение равного количества протонов и нейтронов приведёт к образованию дейтерия, а в процессе следующих ядерных реакций образуются ядра гелия.
  

• 13 слайд

  Исследования показали, что содержание гелия в звёздах и межзвёздном веществе действительно составляет около 30% по массе.
  Это достаточно хорошо согласуется с выводами теории, которая основана на предположении о «горячей Вселенной».
  

• 14 слайд

  Температура этого излучения, которая в процессе космологического расширения уменьшалась так же, как и температура вещества, должна составлять в нашу эпоху всего несколько кельвинов.
  Это излучение, получившее название реликтового, было случайно обнаружено на волне 7,35 см американскими инженерами А. Пензиасом и Р. Вильсоном.
  

• 15 слайд

  Открытие реликтового излучения явилось одним из важнейших научных открытий XX века, которое подтвердило, что на ранних стадиях расширения Вселенная была горячей.
  Авторы этого открытия в 1978 г. удостоены Нобелевской премии по физике.
  

• 16 слайд

  Объектами с известной светимостью являются наиболее яркие сверхновые звёзды, светимость которых в момент вспышки сравнима со светимостью целой галактики – сверхновые типа Ia, порождаемые термоядерными взрывами белых карликов.
  При наблюдениях этих звёзд независимо измерялись две величины: «красное смещение» линий в спектре и блеск звезды (освещённость, создаваемая звездой на плоскости, перпендикулярной лучу зрения).
  Зная величину светимости сверхновой типа Ia, можно вычислить расстояние до каждой из них.
  

• 17 слайд

  На графике показаны кривые, которые соответствуют двум возможным вариантам зависимости расстояния до звезды от «красного смещения».
  Кривая A соответствует известному закону Хаббла.
  Кривая B при малых z практически сливается с кривой A, но при бо́льших значениях z проходит значительно выше.
  Вывод: Вселенная расширяется с ускорением.
  Это означает, что расширение Вселенной будет продолжаться неограниченно.
  

• 18 слайд

  Учёные пришли к выводу: наблюдаемое ускорение создаёт неизвестный прежде вид материи, который обладает свойством антигравитации.
  Он получил название тёмной энергии.
  За это открытие две группы учёных получили Нобелевскую премию по физике за 2011 г.
  
  
  

• 19 слайд

  Дальнейшие исследования позволили выяснить, что по своей природе тёмная энергия является практически однородной, в отличие от двух других составляющих Вселенной – «обычной» и тёмной материи, которые распределены в космическом пространстве неоднородно, образуя звёзды, галактики и другие объекты.
  Можно считать, что тёмная энергия – это свойство самого пространства.
  

• 20 слайд

  Было установлено, что «обычная» материя, изучению которой человечество посвятило всю предшествующую историю, составляет всего лишь несколько процентов массы Вселенной.
  Примерно 26% составляет темная материя, а 69%, большая часть массы Вселенной, приходится на долю тёмной энергии – нового вида материи, уникальные свойства которой ещё предстоит изучить.
  

• 21 слайд

  Домашнее задание
  (Прислать до вторника 22.12 18.00)
  Краткий план-конспект по § 28