Farg’ona davlat universiteti matematika –informatik fakulteti amaliy matematika ta’lim yo’nalishi 20. 09A-guruh talabasi axmadjonova dilzodaning umumiy fizika fanidan mustaqil ishi mavzu

Olam masshtablari va uning tuzilishi

Agar professional astronomlar kosmik masofalarning dahshatli kattaligini va samoviy jismlar evolyutsiyasining vaqt oraliqlarini doimo va aniq tasavvur qilsalar, ular o'z hayotlarini bag'ishlagan fanni muvaffaqiyatli rivojlantira olmadilar. Bolaligimizdan bizga tanish bo'lgan fazo-vaqt o'lchovlari kosmik o'lchovlar bilan solishtirganda shunchalik ahamiyatsizki, ong haqida gap ketganda, u tom ma'noda nafasingizni oladi. Kosmosning har qanday muammosi bilan shug'ullanar ekan, astronom yo ma'lum bir matematik masalani hal qiladi (buni ko'pincha osmon mexanikasi mutaxassislari va astrofizik-nazariychilar bajaradi) yoki u kuzatish asboblari va usullarini takomillashtiradi yoki o'z tasavvurida ongli ravishda quradi. yoki ongsiz ravishda, ba'zi bir kichik model kosmik tizimni tekshirdi. Bunday holda, o'rganilayotgan tizimning nisbiy o'lchamlarini to'g'ri tushunish (masalan, ma'lum kosmik tizim detallari o'lchamlari nisbati, ushbu tizim o'lchamlari nisbati va unga o'xshash yoki o'xshash bo'lmagan boshqalar. , va hokazo) va vaqt oraliqlari (masalan, ma'lum bir jarayonning oqim tezligining boshqa birining tezligiga nisbati). Ushbu kitob muallifi juda ko'p ishlarda ishtirok etgan, masalan, Quyosh toji va Galaktika. Va ular har doim unga bir xil o'lchamdagi sharsimon jismlar kabi tartibsiz shaklda bo'lib tuyulardi - taxminan 10 sm ... Nega 10 sm? Bu tasvir ongsiz ravishda paydo bo'lgan, chunki ko'pincha quyosh yoki galaktika fizikasining u yoki bu savolini o'ylab, muallif o'z fikrlari ob'ektlarining konturlarini oddiy daftarga (qutida) chizgan. U hodisalarning ko'lamiga rioya qilishga harakat qilib, chizdi. Bitta juda qiziq savol bo'yicha, masalan, Quyosh toji va Galaktika (aniqrog'i, "galaktik toj" deb ataladigan) o'rtasida qiziqarli o'xshashlik keltirish mumkin edi. Albatta, bu kitob muallifi galaktika tojining o‘lchamlari quyosh o‘lchamidan yuzlab milliard marta katta ekanligini, ta’bir joiz bo‘lsa, “aqliy jihatdan” juda yaxshi bilar edi. Ammo u xotirjamlik bilan bu haqda unutdi. Va agar bir qator hollarda galaktik tojning katta o'lchami qandaydir fundamental ahamiyatga ega bo'lsa (bu shunday bo'ldi), bu rasmiy va matematik jihatdan hisobga olingan. Vizual jihatdan har ikkala "toj" ham bir xil darajada kichik bo'lib tuyulardi ... Agar muallif ushbu ish jarayonida Galaktikaning kattaligi, uni tashkil etuvchi gazning tasavvur qilib bo'lmaydigan darajada kamayishi haqida falsafiy mulohazalar bilan shug'ullangan bo'lsa. galaktik toj, bizning chaqaloq sayyoramizning ahamiyatsizligi va uning mavjudligi va boshqa to'g'ri bo'lmagan boshqa mavzular haqida, quyosh va galaktik toj muammolari ustida ishlash avtomatik ravishda to'xtaydi. .. Bu “lirik chekinish” uchun o‘quvchi meni kechirsin. Boshqa astronomlar ham o‘z muammolari ustida ishlaganlarida bir xil fikrlarga ega ekanligiga shubham yo‘q. Menimcha, ba'zida ilmiy ishning "oshxonasi" bilan tanishish foydali bo'ladi ... ... Nisbatan yaqin vaqtlargacha globus insonga ulkan bo'lib tuyulardi. Magellanning jasur hamrohlari 465 yil oldin aql bovar qilmaydigan qiyinchiliklar evaziga birinchi marta dunyoga sayohat qilishlari uchun uch yildan ko'proq vaqt kerak bo'ldi. Jyul Vernning ilmiy-fantastik romanining zukko qahramoni o'sha davr texnikasining eng so'nggi yutuqlaridan foydalangan holda 80 kun ichida dunyo bo'ylab sayohat qilganiga 100 yildan sal ko'proq vaqt o'tdi. Birinchi sovet kosmonavti Gagarin afsonaviy “Vostok” kemasida 89 daqiqada dunyo bo‘ylab parvoz qilgan butun insoniyat uchun unutilmas kunlardan buyon bor-yo‘g‘i 26 yil o‘tdi. Odamlarning fikrlari esa beixtiyor koinotning keng fazolariga aylandi, unda kichik Yer sayyorasi yo'qolib ketdi ... Bizning Yerimiz quyosh tizimidagi sayyoralardan biridir. Boshqa sayyoralar bilan taqqoslaganda, u Quyoshga juda yaqin joylashgan, garchi u eng yaqin bo'lmasa ham. Quyoshdan Quyosh tizimidagi eng uzoq sayyora bo'lgan Plutongacha bo'lgan o'rtacha masofa Yerdan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofadan 40 baravar ko'pdir. Quyosh tizimida Plutondan ham uzoqroqda joylashgan sayyoralar mavjudligi hozircha noma'lum. Faqatgina bunday sayyoralar mavjud bo'lsa, ular nisbatan kichik ekanligi haqida bahslashish mumkin. An'anaviy ravishda quyosh tizimining o'lchamini 50-100 astronomik birlikka * yoki taxminan 10 milliard km ga teng olish mumkin. Bizning yer miqyosida bu juda katta qiymat bo'lib, Yerning diametridan taxminan 1 millionga kattaroqdir.

Guruch. 1. Quyosh sistemasining sayyoralari

Quyosh sistemasining nisbiy masshtablarini quyidagicha aniqroq tasavvur qilishimiz mumkin. Quyosh diametri 7 sm bo'lgan bilyard to'pi bilan ifodalansin.Keyin Quyoshga eng yaqin sayyora - Merkuriy bu masshtabda 280 sm masofada joylashgan.Yer 760 sm masofada, ulkan sayyora Yupiter. taxminan 40 m masofada va eng uzoq sayyora ko'p jihatdan, hali ham sirli Pluton - taxminan 300 m masofada. Bu shkala bo'yicha globusning o'lchamlari 0,5 mm dan bir oz ko'proq, oy diametri 0,1 mm dan bir oz ko'proq, Oyning orbitasi esa taxminan 3 sm diametrga ega. Hatto bizga eng yaqin yulduz Proxima Centauri ham. Bizdan shunchalik uzoqdaki, solishtiradigan bo'lsak, Quyosh tizimidagi sayyoralararo masofalar shunchaki mayda-chuydalardek tuyuladi. O'quvchilar, albatta, bilishadiki, kilometr kabi uzunlik birligi hech qachon yulduzlararo masofani o'lchash uchun ishlatilmaydi **). Bu o'lchov birligi (shuningdek, santimetr, dyuym va boshqalar) insoniyatning Yerdagi amaliy faoliyati ehtiyojlaridan kelib chiqqan. Bir kilometrga nisbatan juda katta bo'lgan kosmik masofalarni baholash uchun mutlaqo yaroqsiz. Ommaviy adabiyotlarda, ba'zan esa ilmiy adabiyotlarda yulduzlararo va galaktikalararo masofalarni baholash uchun o'lchov birligi sifatida "yorug'lik yili" ishlatiladi. Bu yorug'likning yiliga 300 ming km / s tezlikda yuradigan masofasi. Bir yorug'lik yili 9,46x10 12 km yoki taxminan 10 000 milliard km ekanligini ko'rish oson. Ilmiy adabiyotlarda yulduzlararo va galaktikalararo masofalarni o'lchash uchun odatda "parsek" deb nomlangan maxsus birlik ishlatiladi;

1 parsek (pc) 3,26 yorug'lik yiliga teng. Parsek Yer orbitasining radiusi 1 soniya burchak ostida ko'rinadigan masofa sifatida aniqlanadi. yoylar. Bu juda kichik burchak. Bu burchakda 3 km masofadan bir tiyin tanga ko'rinib turishini aytish kifoya.

Guruch. 2. Globular klaster 47 Tukan

Quyosh tizimining eng yaqin qo'shnilari bo'lgan yulduzlarning hech biri bizga 1 donadan yaqinroq emas. Masalan, aytib o'tilgan Proxima Centauri taxminan 1,3 dona masofada joylashgan. Biz quyosh tizimini tasvirlagan miqyosda bu 2 ming km ga to'g'ri keladi. Bularning barchasi bizning quyosh sistemamizning atrofdagi yulduz tizimlaridan katta izolyatsiyasini yaxshi ko'rsatadi, bu tizimlarning ba'zilari u bilan juda ko'p o'xshashliklarga ega bo'lishi mumkin. Ammo Quyoshni o'rab turgan yulduzlar va Quyoshning o'zi "Galaktika" deb ataladigan ulkan yulduzlar guruhi va tumanliklarning ahamiyatsiz qismini tashkil qiladi. Biz bu yulduzlar to'plamini oysiz tunlarda osmonni kesib o'tuvchi Somon yo'lining chizig'i sifatida ko'ramiz. Galaktika ancha murakkab tuzilishga ega. Birinchi, juda qo'pol taxminda, biz uni tashkil etgan yulduzlar va tumanliklar inqilobning yuqori siqilgan ellipsoidi ko'rinishidagi hajmni to'ldiradi deb taxmin qilishimiz mumkin. Galaktikaning shakli ko'pincha mashhur adabiyotlarda bikonveks linzalari bilan taqqoslanadi. Aslida, hamma narsa ancha murakkab va chizilgan rasm juda qo'pol. Darhaqiqat, har xil turdagi yulduzlar Galaktika markaziga va uning "ekvator tekisligi" tomon butunlay boshqacha tarzda to'planishlari ma'lum bo'ldi. Misol uchun, gaz tumanliklari, shuningdek, juda issiq massiv yulduzlar galaktikaning ekvator tekisligiga qarab kuchli to'plangan (osmonda bu tekislik Somon yo'lining markaziy qismlaridan o'tadigan katta doiraga to'g'ri keladi). Biroq, ular galaktika markaziga nisbatan sezilarli konsentratsiyani ko'rsatmaydi. Boshqa tomondan, yulduzlar va yulduz klasterlarining ba'zi turlari ("globulyar klasterlar" deb ataladigan, 2-rasm) Galaktikaning ekvator tekisligiga qarab deyarli hech qanday kontsentratsiyani ko'rsatmaydi, lekin uning markaziga nisbatan juda katta kontsentratsiya bilan tavsiflanadi. Fazoviy taqsimotning bu ikki ekstremal turi (astronomlar ularni “tekis” va “sferik” deb atashadi) o‘rtasida oraliq holatlar mavjud. Shunga qaramay, Galaktikadagi yulduzlarning aksariyati diametri taxminan 100 ming yorug'lik yili va qalinligi taxminan 1500 yorug'lik yili bo'lgan ulkan diskda joylashganligi ma'lum bo'ldi. Ushbu diskda har xil turdagi 150 milliarddan ortiq yulduzlar mavjud. Bizning Quyoshimiz bu yulduzlardan biri bo'lib, galaktikaning chekkasida, uning ekvator tekisligiga yaqin joylashgan (aniqrog'i, "faqat" taxminan 30 yorug'lik yili masofasida - yulduz diskining qalinligi bilan solishtirganda juda kichik kattalik) . Quyoshdan Galaktika yadrosiga (yoki uning markaziga) masofa taxminan 30 ming metrni tashkil qiladi. yorug'lik yillari. Galaktikadagi yulduz zichligi juda notekis. Bu galaktika yadrosi mintaqasida eng yuqori ko'rsatkichdir, bu erda so'nggi ma'lumotlarga ko'ra, u har bir kub parsek uchun 2 ming yulduzga etadi, bu Quyosh yaqinidagi o'rtacha yulduz zichligidan deyarli 20 ming baravar yuqori. Bundan tashqari, yulduzlar alohida guruhlar yoki klasterlar hosil qiladi. Bunday klasterning yaxshi namunasi - bizning qishki osmonimizda ko'rinadigan Pleiades (3-rasm). Galaxy, shuningdek, ancha keng miqyosdagi strukturaviy tafsilotlarni o'z ichiga oladi. Oxirgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, tumanliklar, shuningdek, issiq massiv yulduzlar spiralning shoxlari bo'ylab tarqalgan. Spiral tuzilishi, ayniqsa, boshqa yulduz tizimlarida - galaktikalarda yaxshi ko'rinadi (bizning yulduz tizimimizdan farqli o'laroq, kichik harf bilan - Galaktikalar). Bunday galaktikalardan biri rasmda ko'rsatilgan. 4. Biz o'zimiz bo'lgan Galaktikaning spiral tuzilishini o'rnatish nihoyatda qiyin bo'lib chiqdi.

Guruch. 3. Pleiades yulduz klasterining surati. Guruch. 4. NGC 5364 spiral galaktikasi

Galaktika ichidagi yulduzlar va tumanliklar ancha murakkab harakat qiladi. Avvalo, ular Galaktikaning ekvator tekisligiga perpendikulyar o'q atrofida aylanishida ishtirok etadilar. Bu aylanish qattiq jismnikiga o'xshamaydi: Galaktikaning turli qismlarida aylanish davri har xil. Shunday qilib, Quyosh va uning atrofidagi yulduzlar kattaligi bir necha yuz yorug'lik yili bo'lgan ulkan hududda taxminan 200 million yil ichida to'liq inqilobni amalga oshiradilar. Quyosh sayyoralar oilasi bilan birgalikda taxminan 5 milliard yil davomida mavjud bo'lganligi sababli, o'z evolyutsiyasi davomida (gazsimon tumanlikdan tug'ilishdan hozirgi holatigacha) Galaktikaning aylanish o'qi atrofida 25 ga yaqin aylanishni amalga oshirdi. Aytishimiz mumkinki, Quyoshning yoshi bor-yo'g'i 25 "galaktik yil", ochiqchasiga aytaylik - gullash davri ... Quyosh va unga qo'shni yulduzlarning deyarli aylana galaktik orbitalari bo'ylab tezligi 250 km / s ga etadi ** **. Galaktika yadrosi atrofidagi bu muntazam harakatga yulduzlarning tartibsiz, tartibsiz harakatlari qo'shilgan. Bunday harakatlarning tezligi ancha past - taxminan 10-50 km / s va ular har xil turdagi ob'ektlar uchun farq qiladi. Issiq massiv yulduzlar eng past tezlikka ega (6-8 km/s), quyosh tipidagi yulduzlar esa 20 km/s tezlikka ega. Bu tezliklar qanchalik past bo'lsa, berilgan turdagi yulduzlarning taqsimlanishi shunchalik "tekis" bo'ladi. Biz Quyosh tizimini tasavvur qilish uchun ishlatgan miqyosda Galaktikaning o'lchami 60 million km ni tashkil qiladi - bu qiymat allaqachon Yerdan Quyoshgacha bo'lgan masofaga juda yaqin. Demak, biz koinotning tobora uzoqroq hududlariga kirib borar ekanmiz, bu shkala endi mos emas, chunki u ravshanlikni yo'qotadi. Shuning uchun biz boshqa o'lchovni olamiz. Keling, Yerning orbitasini klassik Bor modelida vodorod atomining eng ichki orbitasining o'lchamiga aqliy ravishda kamaytiraylik. Eslatib o'tamiz, bu orbitaning radiusi 0,53x10 -8 sm.Unda eng yaqin yulduz taxminan 0,014 mm masofada, Galaktika markazi - taxminan 10 sm masofada bo'ladi va bizning yulduz tizimimizning o'lchamlari bo'ladi. taxminan 35 sm bo'lishi Quyoshning diametri mikroskopik o'lchamlarga ega bo'ladi : 0,0046 A (angstrom - 10 -8 sm ga teng uzunlik birligi).

Biz allaqachon yulduzlar bir-biridan juda uzoqda joylashganligini va shuning uchun amalda izolyatsiya qilinganligini ta'kidlagan edik. Xususan, bu shuni anglatadiki, yulduzlar deyarli hech qachon bir-biri bilan to'qnashmaydi, garchi ularning har birining harakati Galaktikadagi barcha yulduzlar tomonidan yaratilgan tortishish maydoni bilan belgilanadi. Agar biz Galaktikani gaz bilan to'ldirilgan ma'lum bir hudud deb hisoblasak va yulduzlar gaz molekulalari va atomlari rolini o'ynaydigan bo'lsak, bu gazni juda kam uchraydigan deb hisoblashimiz kerak. Quyosh yaqinida yulduzlar orasidagi o'rtacha masofa yulduzlarning o'rtacha diametridan taxminan 10 million marta kattaroqdir. Ayni paytda, oddiy havoda normal sharoitda molekulalar orasidagi o'rtacha masofa ikkinchisining o'lchamlaridan atigi bir necha o'n marta kattaroqdir. Nisbiy vakuumning bir xil darajasiga erishish uchun havo zichligini kamida 1018 marta kamaytirish kerak edi! Ammo shuni yodda tutingki, yulduzlar zichligi nisbatan yuqori bo'lgan Galaktikaning markaziy mintaqasida vaqti-vaqti bilan yulduzlar o'rtasida to'qnashuvlar sodir bo'ladi. Bu erda har million yilda bir marta to'qnashuvni kutish kerak, ammo Galaktikaning "oddiy" hududlarida bizning yulduz tizimimiz evolyutsiyasining butun tarixida kamida 10 milliard yil davomida yulduzlar o'rtasida deyarli hech qanday to'qnashuv bo'lmagan (qarang. 9-bob).

Biz Quyoshimiz tegishli bo'lgan yulduzlar tizimining masshtabini va eng umumiy tuzilishini qisqacha bayon qildik. Shu bilan birga, astronomlarning bir necha avlodlari bosqichma-bosqich Galaktika tuzilishining ajoyib rasmini qayta yaratish usullari umuman ko'rib chiqilmagan. Boshqa kitoblar ushbu muhim muammoga bag'ishlangan bo'lib, biz qiziqqan o'quvchilarga murojaat qilamiz (masalan, B.A. Vorontsov-Velyaminov "Olamning ocherklari", Yu.N. Efremov "Koinot tubiga"). Bizning vazifamiz faqat koinotdagi alohida ob'ektlarning tuzilishi va rivojlanishining eng umumiy rasmini berishdir. Ushbu rasm ushbu kitobni tushunish uchun juda muhimdir.

Guruch. 5. Sun'iy yo'ldoshlari bilan Andromeda tumanligi

Bir necha o'n yillar davomida astronomlar u yoki bu darajada biznikiga o'xshash boshqa yulduz tizimlarini doimiy ravishda o'rganishdi. Ushbu tadqiqot sohasi "ekstragalaktik astronomiya" deb ataladi. Endi u astronomiyada deyarli yetakchi rol o‘ynaydi. So'nggi o'ttiz yil ichida ekstragalaktik astronomiya ajoyib yutuqlarga erishdi. Asta-sekin, bizning yulduz tizimimiz kichik zarracha sifatida kiritilgan metagalaktikaning ulkan konturlari paydo bo'la boshladi. Biz hali ham Metagalaktika haqida hamma narsani bilmaymiz. Ob'ektlarning ulkan masofasi juda aniq qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi, ular chuqur nazariy tadqiqotlar bilan birgalikda kuzatishning eng kuchli vositalaridan foydalanish orqali hal qilinadi. Shunga qaramay, so'nggi yillarda metagalaktikaning umumiy tuzilishi asosan aniq bo'ldi. Biz Metagalaktikani yulduz tizimlari to'plami - biz kuzatayotgan koinot qismining ulkan bo'shliqlarida harakatlanuvchi galaktikalar sifatida belgilashimiz mumkin. Bizning yulduz tizimimizga eng yaqin galaktikalar mashhur Magellan bulutlari bo'lib, ular janubiy yarimshar osmonida Somon Yo'li bilan bir xil sirt yorqinligidagi ikkita katta dog' sifatida aniq ko'rinadi. Magellan bulutlarigacha bo'lgan masofa "faqat" taxminan 200 ming yorug'lik yilini tashkil etadi, bu bizning Galaktikamizning umumiy uzunligi bilan solishtirish mumkin. Bizga “yaqin” yana bir galaktika bu Andromeda yulduz turkumidagi tumanlikdir. Yalang'och ko'z bilan 5-katta ***** yorug'likdagi zaif dog' sifatida ko'rinadi. Darhaqiqat, bu yulduzlar soni va umumiy massasi bo'yicha bizning Galaktikamizdan uch baravar katta yulduz dunyosi, bu esa o'z navbatida galaktikalar orasida gigantdir. Andromeda tumanligigacha bo'lgan masofa yoki astronomlar ta'kidlaganidek, M 31 (ya'ni u Messier tumanliklarining mashhur katalogida 31-o'rinda keltirilgan) taxminan 1800 ming yorug'lik yilini tashkil etadi, bu taxminan 20 baravar ko'pdir. galaktikaning o'lchami. Tumanlik M 31 aniq spiral tuzilishga ega va ko'pgina xususiyatlarida bizning galaktikamizga juda o'xshaydi. Uning yonida uning kichik ellipsoid yo'ldoshlari joylashgan (5-rasm). Shaklda. 6-rasmda bizga nisbatan yaqin joylashgan bir nechta galaktikalarning fotosuratlari ko'rsatilgan. Ularning shakllarining xilma-xilligi diqqatga sazovordir. Spiral tizimlar bilan bir qatorda (bunday galaktikalar spiral strukturaning rivojlanish xususiyatiga qarab Sa, Sb va Ss belgilari bilan belgilanadi; yadrodan oʻtuvchi “koʻprik” mavjud boʻlganda (6a-rasm), harf. B harfi S harfidan keyin qo'yiladi) spiral tuzilishda hech qanday izdan mahrum bo'lgan sferoid va ellipsoidal, shuningdek, "tartibsiz" galaktikalar mavjud bo'lib, ularning yaxshi namunasi Magellan bulutlaridir. Katta teleskoplar juda ko'p galaktikalarni kuzatadi. Agar ko'rinadigan 12-kattalikdan yorqinroq 250 ga yaqin galaktikalar mavjud bo'lsa, u holda 50 000 ga yaqini 16-kattalikdan yorqinroqdir.Ko'zgu diametri 5 m bo'lgan reflektor teleskop bilan chegarada suratga olinadigan eng zaif jismlar 24,5 magnitudaga ega. Ma'lum bo'lishicha, milliardlab bunday eng zaif jismlarning aksariyati galaktikalardir. Ularning ko'pchiligi yorug'lik milliardlab yillar davomida bosib o'tadigan masofalar uchun bizdan uzoqda. Bu shuni anglatadiki, plastinkaning qorayishiga sabab bo'lgan yorug'lik Yer geologik tarixining arxey davridan ancha oldin shunday uzoq galaktika tomonidan chiqarilgan!

Guruch. 6a. Kesishgan spiral galaktika Guruch. 6b. Galaxy NGC 4594

Guruch. 6c. Galaktikalar Magellan bulutlari

Ba'zida galaktikalar orasida ajoyib jismlar uchrab turadi, masalan, "radiogalaktikalar". Bu radiochastota diapazonida juda katta miqdordagi energiya chiqaradigan yulduz tizimlari. Ba'zi radiogalaktikalarda radio emissiya oqimi optik nurlanish oqimidan bir necha baravar ko'pdir, garchi optik diapazonda ularning yorqinligi bizning Galaktikamizning umumiy yorqinligidan juda yuqori ~ bir necha baravar katta. Eslatib o'tamiz, ikkinchisi yuzlab milliard yulduzlarning nurlanishidan iborat bo'lib, ularning ko'plari, o'z navbatida, Quyoshdan ancha kuchliroq nurlanishadi. Bunday radiogalaktikaning klassik namunasi mashhur Cygnus A ob'ektidir.Optik diapazonda bu 17-kattalikdagi ikkita ahamiyatsiz yorug'lik nuqtalari (7-rasm). Darhaqiqat, ularning yorqinligi juda yuqori, bu bizning Galaktikamizdan taxminan 10 baravar ko'p. Bu tizim zaif ko'rinadi, chunki u bizdan juda uzoqda - 600 million yorug'lik yilida joylashgan. Biroq, metr to'lqin uzunliklarida Cygnus A dan radio emissiya oqimi shunchalik kattaki, u hatto Quyoshdan keladigan radio emissiya oqimidan ham oshadi (Quyoshda dog'lar bo'lmagan davrlarda). Ammo Quyosh juda yaqin - unga bo'lgan masofa "atigi" 8 yorug'lik daqiqasi; 600 million yil - va 8 daqiqa! Ammo radiatsiya oqimlari, siz bilganingizdek, masofalarning kvadratlariga teskari proportsionaldir! Ko'pgina galaktikalarning spektrlari quyoshga o'xshaydi; ikkala holatda ham ancha yorqin fonda alohida qorong'u yutilish chiziqlari kuzatiladi. Bunda kutilmagan narsa yo'q, chunki galaktikalarning nurlanishi ularni tashkil etuvchi milliardlab yulduzlarning, ozmi-ko'pmi Quyoshga o'xshash nurlanishidir. Ko'p yillar oldin galaktikalar spektrlarini sinchkovlik bilan o'rganish fundamental ahamiyatga ega bo'lgan kashfiyotga olib keldi. Gap shundaki, har qanday spektral chiziqning to'lqin uzunligining laboratoriya standartiga nisbatan siljishi tabiatiga ko'ra, ko'rish chizig'i bo'ylab chiqaradigan manbaning harakat tezligini aniqlash mumkin. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, manba qanday tezlikda yaqinlashayotganini yoki chekinayotganini aniqlash mumkin.

Guruch. 7. Radiogalaktika Cygnus A

Yorug'lik manbai yaqinlashganda, spektral chiziqlar qisqaroq to'lqin uzunliklariga siljiydi; agar u uzoqlashsa, uzoqroqlarga. Bu hodisa "Doppler effekti" deb ataladi. Ma'lum bo'lishicha, galaktikalarda (bizga eng yaqin bo'lgan bir nechtasi bundan mustasno) spektr chiziqlari doimo spektrning uzun to'lqinli qismiga (chiziqlarning "qizil siljishi") siljiydi va bu siljishning kattaligi kattaroq bo'ladi. galaktika bizdan uzoqroq. Bu degani, barcha galaktikalar bizdan uzoqlashmoqda va galaktikalar masofasi bilan "kengayish" tezligi ortadi. U ulkan qadriyatlarga erishadi. Masalan, Cygnus A radiogalaktikasining qizil siljish tezligi 17000 km/s ga yaqin. 25 yil oldin rekord juda zaif (20-kattalik optik nurlarida) ZC 295 radiogalaktikasiga tegishli edi. 1960 yilda uning spektri olingan. Ma'lum bo'lishicha, ionlangan kislorodga tegishli bo'lgan taniqli ultrabinafsha spektr chizig'i spektrning to'q sariq mintaqasiga siljigan! Bu erdan bu ajoyib yulduz tizimini yo'q qilish tezligi 138 ming km / s yoki yorug'lik tezligining deyarli yarmi ekanligini aniqlash oson! ZS 295 radio galaktikasi bizdan yorug'lik 5 milliard yil davomida yuradigan masofada joylashgan. Shunday qilib, astronomlar quyosh va sayyoralar paydo bo'lganda, hatto "bir oz" ham oldinroq tarqaladigan yorug'likni o'rganishdi ... O'shandan beri bundan ham uzoqroq ob'ektlar kashf qilindi (6-bob). Ko'p sonli galaktikalardan tashkil topgan tizimning kengayishi sabablari haqida biz bu erda to'xtalmaymiz. Bu murakkab masala zamonaviy kosmologiyaning predmetidir. Biroq, koinotning kengayishi faktining o'zi undagi hayotning rivojlanishini tahlil qilish uchun katta ahamiyatga ega (7-bob). Galaktika tizimining umumiy kengayishi alohida galaktikalarning tasodifiy tezligiga, odatda sekundiga bir necha yuz kilometrga to'g'ri keladi. Shuning uchun bizga eng yaqin galaktikalar tizimli qizil siljishni ko'rsatmaydi. Axir, bu galaktikalar uchun tasodifiy ("o'ziga xos" deb ataladigan) harakatlarning tezligi qizil siljishning muntazam tezligidan kattaroqdir. Ikkinchisi galaktikalar masofasi bilan har million parsek uchun taxminan 50 km / s ga o'sadi. Shuning uchun, masofalari bir necha million parsekdan oshmaydigan galaktikalar uchun xaotik tezliklar qizil siljish tezligidan oshadi. Yaqin atrofdagi galaktikalar orasida bizga yaqinlashayotganlar ham bor (masalan, Andromeda tumanligi M 31). Galaktikalar metagalaktik fazoda bir tekis taqsimlanmagan, ya'ni. doimiy zichlik bilan. Ular alohida guruhlar yoki klasterlar hosil qilish tendentsiyasini namoyon qiladi. Xususan, bizga yaqin bo'lgan 20 ga yaqin galaktikalar guruhi (shu jumladan bizning Galaktikamiz) "mahalliy tizim" deb ataladigan narsani tashkil qiladi. O'z navbatida, mahalliy tizim katta galaktikalar klasterining bir qismi bo'lib, uning markazi osmonning Virgo yulduz turkumi prognoz qilingan qismida joylashgan. Ushbu klaster bir necha ming a'zoga ega va eng yiriklaridan biridir. Shaklda. 8-rasmda Shimoliy Korona yulduz turkumidagi yuzlab galaktikalarni o'z ichiga olgan mashhur galaktikalar klasterining fotosurati ko'rsatilgan. Klasterlar orasidagi bo'shliqda galaktikalar zichligi klasterlar ichidagidan o'nlab marta kamroq.

Guruch. 8. Shimoliy toj yulduz turkumidagi galaktikalar klasteri

Galaktikalarni tashkil etuvchi yulduzlar klasterlari va galaktikalar klasterlari o'rtasidagi farq diqqatga sazovordir. Birinchi holda, klaster a'zolari orasidagi masofa yulduzlar o'lchamiga nisbatan juda katta, galaktikalar klasterlaridagi galaktikalar orasidagi o'rtacha masofa esa galaktikalar o'lchamidan bir necha marta kattaroqdir. Boshqa tomondan, klasterlardagi galaktikalar sonini galaktikalardagi yulduzlar soni bilan taqqoslab bo'lmaydi. Agar molekulalarning rolini alohida galaktikalar o'ynaydigan galaktikalar to'plamini gazning bir turi deb hisoblasak, bu muhitni juda yopishqoq deb hisoblashimiz kerak.

Yer orbitasi Bor atomining birinchi orbitasining o‘lchamigacha kichraytirilgan bizning modelimizda Metagalaktika qanday ko‘rinishga ega? Ushbu masshtabda Andromeda tumanligigacha bo'lgan masofa 6 m dan bir oz ko'proq bo'ladi, bizning mahalliy galaktikamizni o'z ichiga olgan Virgo galaktika klasterining markaziy qismigacha bo'lgan masofa taxminan 120 m ni va klasterning o'zi o'lchamini tashkil qiladi. bir xil tartibda bo'ladi. Endi Cygnus A radio galaktikasi 2,5 km masofada olib tashlanadi va ZS 295 radiogalaktikasigacha bo'lgan masofa 25 km ga etadi ... Biz eng umumiy shaklda asosiy tuzilish xususiyatlari va miqyosi bilan tanishdik. Koinot. Bu uning rivojlanishining muzlatilgan ramkasiga o'xshaydi. U har doim ham biz uni hozir ko'rgandek emas edi. Koinotda hamma narsa o'zgarmoqda: yulduzlar va tumanliklar paydo bo'ladi, rivojlanadi va "o'ladi", Galaktika muntazam ravishda rivojlanadi, Metagalaktikaning tuzilishi va shkalasi o'zgaradi (hech bo'lmaganda qizil siljish tufayli). Shuning uchun koinotning bo'yalgan statik rasmini u hosil bo'lgan alohida kosmik ob'ektlar va umuman butun olam evolyutsiyasining dinamik tasviri bilan to'ldirish kerak. Galaktikalarni tashkil etuvchi alohida yulduzlar va tumanliklarning evolyutsiyasiga kelsak, bu haqda Ch. 4 . Bu erda faqat yulduzlar yulduzlararo gaz va chang muhitidan tug'ilib, bir muncha vaqt (ularning massasiga qarab) jimgina nurlanishini aytamiz, shundan so'ng ular ko'proq yoki kamroq keskin "o'ladi". 1965 yilda "relikt" nurlanishning kashfiyoti (7-bobga qarang) evolyutsiyaning dastlabki bosqichlarida olam hozirgi holatidan sifat jihatidan farq qilganligini aniq ko'rsatdi. Asosiysi, o'sha paytda yulduzlar ham, galaktikalar ham, og'ir elementlar ham yo'q edi. Va, albatta, hayot yo'q edi. Biz koinotning oddiydan murakkabga evolyutsiyasining ulkan jarayonini kuzatmoqdamiz. Xuddi shu yo'nalishi evolyutsiya Yerdagi hayotning rivojlanishiga ham ega. Koinotda evolyutsiya tezligi boshida zamonaviy davrga qaraganda ancha yuqori edi. Aftidan, Yerdagi hayotning rivojlanishida teskari manzara kuzatilmoqda. Bu amerikalik sayyorashunos olim Sagan tomonidan taklif qilingan 1-jadvalda keltirilgan “kosmik xronologiya” modelidan yaqqol ko'rinadi. Yuqorida biz u yoki bu chiziqli masshtabni tanlash asosida olamning fazoviy modelini batafsil ishlab chiqdik. Umuman olganda, xuddi shu usul jadvalda qo'llaniladi. 1. Olamning butun umri (aniqlik uchun bu 15 milliard haqiqiy "yer" yiliga teng deb hisoblanadi va bu erda bir necha o'n foizlik xatolik yuzaga kelishi mumkin) qandaydir xayoliy "kosmik yil" bilan modellashtirilgan. “Kosmos” yilining bir soniyasi 500 mutlaqo real yilga teng ekanligini tushunish oson. Bunday miqyosda koinotning rivojlanishidagi har bir davr "kosmik" yilning ma'lum bir sanasi (va "kun" vaqti) bilan bog'liq. Ko'rinib turibdiki, ushbu jadval o'zining asosiy qismida sof "antropotsentrik": kosmik taqvimning "sentyabr" dan keyingi sanalari va lahzalari va ayniqsa, butun maxsus belgilangan "dekabr" hayot rivojlanishining muayyan bosqichlarini aks ettiradi. er yuzida. Bu taqvim qandaydir uzoq galaktikada "o'z" yulduzi atrofida aylanib yurgan qaysidir sayyora aholisi uchun butunlay boshqacha ko'rinishga ega bo'lardi. Shunga qaramay, kosmik va yer evolyutsiyasi sur'atlarining o'zaro bog'liqligi juda ta'sirli.

* Astronomik birlik - Yerdan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofa, 149600 ming km ga teng.

** Balki astronomiyada faqat yulduzlar va sayyoralarning tezligi “sekundiga kilometr” birliklarida ifodalangandir.

*** Galaktika yadrosining markazida, diametri 1 dona bo'lgan hududda bir necha million yulduzlar bor.

**** Oddiy qoidani eslash foydalidir: 1 million yil ichida 1 dona tezligi deyarli 1 km / s tezlikka teng. Buni tekshirishni o‘quvchiga qoldiramiz.

***** Yulduzlardan radiatsiya oqimi "yulduz kattaliklari" deb ataladigan miqdor bilan o'lchanadi. Ta'rifga ko'ra, (i + 1) --chi yulduzdan keladigan oqim i-kattalik yulduzdan 2,512 marta kamroq. 6 magnitudadan zaif yulduzlar oddiy ko'zga ko'rinmaydi. Eng yorqin yulduzlar manfiy kattalikka ega (masalan, Siriusda -1,5).

Zamonaviy kosmologiyaning eng muhim postulati shundan iboratki, olamning juda cheklangan qismini o'rganish asosida o'rnatilgan tabiat qonunlari ancha kengroq hududlarga va oxir-oqibat butun olamga ekstrapolyatsiya qilinishi mumkin. Kosmologik nazariyalar ularning asosida qanday fizik tamoyillar va qonunlar yotganiga qarab farqlanadi. Ular asosida qurilgan modellar koinotning kuzatilishi mumkin bo'lgan mintaqasini tekshirishga imkon berishi kerak va nazariya xulosalari kuzatishlar bilan tasdiqlanishi yoki har qanday holatda ham ularga zid kelmasligi kerak.