Научная картина мира. 4 страница. Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы

Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Два альтернативных определения данной науки:
Экология — познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.
Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.

Глобальная экологическая проблема, сущность которой была определена выше, имеет множество сторон. Каждая из них представляет собой самостоятельную, нередко масштабную экологическую проблему, тесно связанную с другими. В настоящее время чаще всего отмечаются следующие экологические проблемы:
+ рациональное использование невозобновимых природных ресурсов (полезных ископаемых, минеральных ресурсов);
+ рациональное использование возобновимых природных ресурсов (почв, вод, растительного и животного мира);
+ борьба с загрязнениями и другими поражениями природной среды (ядохимикатами, радиоактивными отходами и т.д.);
+ защита природы от некомпетентного и безответственного вмешательства в ее процессы.

28. Понятие самоорганизации. Условия и механизмы самоорганизации
Самоорганизация, процесс, в ходе которого создаётся, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Процессы Самоорганизация могут иметь место только в системах, обладающих высоким уровнем сложности и большим количеством элементов, связи между которыми имеют не жёсткий, а вероятностный характер. Свойства Самоорганизация обнаруживают объекты самой различной природы: живая клетка, организм, биологическая популяция, биогеоценоз, человеческий коллектив и т. д. Процессы Самоорганизация происходят за счёт перестройки существующих и образования новых связей между элементами системы. Отличительная особенность процессов Самоорганизация - их целенаправленный, но вместе с тем и естественный, спонтанный характер: эти процессы, протекающие при взаимодействии системы с окружающей средой, в той или иной мере автономны, относительно независимы от неё.

Различают 3 типа процессов Самоорганизация Первый - это самозарождение организации, т. е. возникновение из некоторой совокупности целостных объектов определенного уровня новой целостной системы со своими специфическими закономерностями (например, генезис многоклеточных организмов из одноклеточных). Второй тип - процессы, благодаря которым система поддерживает определенный уровень организации при изменении внешних и внутренних условий её функционирования [здесь исследуются главным образом гомеостатические механизмы (см. Гомеостаз), в частности механизмы, действующие по принципу отрицательной обратной связи]. Третий тип процессов Самоорганизация связан с совершенствованием и с саморазвитием таких систем, которые способны накапливать и использовать прошлый опыт (см. Самообучающаяся система).

29. Принцип универсального эволюционизма.
Одним из важнейших шагов в развитии науки стало появление эволюционной теории. Основываясь, в частности, на этих идеях, во второй половине XX-го века появилась синергетика, распространившая принципы эволюции на разные уровни — косную материю, жизнь и общество. Подобный подход, получивший название «универсальный эволюционизм» служит основой современного мировоззрения о Вселенной и используется как базис для интеграции науки и культуры. То есть, все развитие Вселенной, включая и наше развитие, описывается в рамках схожих эволюционных процессов.

Эволюция ли это?
В качестве основных принципов эволюции выделяется триада изменчивость – наследственность – отбор. Когда утверждается, что универсальный эволюционизм описывает всё множество фаз самоорганизации вселенной, включая историю человеческой цивилизации, неявно предполагается, что во всех фазах соблюдаются необходимые базовые предпосылки для хода эволюционных процессов. Подразумевается, что и будущая самоорганизация Вселенной должна описываться в рамках универсального эволюционизма. Однако, подобные утвержедния малообоснованны.
Мы утверждаем, что начиная с некоторого момента, некорректно рассматривать направленное развитие как эволюционное. Следует различать самоорганизацию Вселенной в широком смысле от осознанной самоорганизации разумной системы. Конечно, у Вселенной есть свойство, что в ней идут эволюционные процессы. Но разумная система, которая сама определяет, как ей развиваться, подчиняется совершенно иным правилам. Можно, конечно, с натяжкой говорить, к примеру, о наличии у неё аттракторов, но это не совсем корректно. Потому что, в той степени, в какой этот процесс развития является управляемым, следует говорить не об аттракторах, а о целях этой системы. Например, если мы строим дом, то вряд ли корректно называть аттрактором чертежи этого дома, к которым «стремится» результат этого строительства.
Выделяют три уровня организации природы — материя, жизнь и общество. Материя развивается не целенаправленно, жизнь развивается не целенаправленно и общество большую часть истории, тоже развивалось не целенаправленно. Развитие природы на этих трёх уровнях корректно описывалось эволюционными принципами.
Когда мы говорим об осознанном развитии, где человек уже является творцом эволюции, контролируя процесс своего развития и процесс развития Вселенной, то анализировать такое будущее следует, переходя от эволюционизма к изучению самонаправляемого развития самомодифицирующих систем.
Это можно связать с ролью интеллекта. Интеллект в своей деятельности не полагается на эволюцию и на естественный отбор (даже искусственный отбор уже не является эволюцией), интеллект моделирует возможные варианты внутри себя и в этом своём виртуальном мыслительном пространстве он осуществляет выбор. Но в этом интеллектуальном анализе не обязательно должен идти перебор вариантов или какой-то эволюционный процесс. Вместо этого возможен «дизайн»: известна цель и известны необходимые шаги для достижения правильной структуры. К примеру, когда инженеры разрабатывают мост, то они делают это не на основании перебора вариантов или эволюционного отбора, а по определённым правилам, то есть по алгоритму.
В целом, по мере расширения роли интеллекта, эволюция заменялась прямой работой интеллекта. Интересен вопрос, в какой момент развитие человечества перестает описываться моделью универсального эволюционизма. По всей видимости, это происходит постепенно и связано с уровнем интеллектуальности и ростом влияния интеллекта на развитие.
Взгляд с позиций универсального эволюционизма утверждает, что есть принципы эволюции и что общество (и разум) всегда будет развиваться по этим принципам. Но сейчас весьма актуален возможный будущий переход от развития случайного к развитию управляемому (то есть от эволюции к дизайну). Рассматривая это в контексте общества, мы видим переход от демократии и рынка (на всех уровнях социума) к полностью управляемому процессу (рефлексивное управление. Вопрос об управляемом развитии общества (человечества) напрямую связан с вопросом о выборе стратегии. Интересно, что одна из наиболее обсуждаемых стратегий — устойчивое развитие — подразумевает, что мы можем управлять процессом, но должны управлять им не в своих интересах (а чтобы сохранить природу, сохранить ресурсы). Мы считаем главным в таком контексте не вопрос о характере развития природы или общества (или, тем более, косной материи), а вопрос о развитии разума. Как будет развиваться самомодифицирующая система? Этот вопрос тесно связан с вопросом о характере технологической сингулярности, с проблемой создания сильного искусственного интеллекта.
В современной философии только трансгуманизм правильно ставит вопрос о глобальном развитии — вопрос о сингулярности. По нашему мнению, идеи Шардена и Вернадского следует развивать не в направлении универсального эволюционизма, поскольку, если даже эволюционное развитие и приведёт к какой-то ноосфере (что зависит от выбранного определения ноосферы), то ноосфера — это ещё не конец. Если под ноосферой можно понимать как делают некоторые авторы, развитый интернет, то в ней, действительно, пока ещё царствует стохастичность и действуют эволюционные принципы. Но, когда процесс развития этой системы станет управляемым (а к этому все и идет), то это будет уже выход за ноосферу, к сверхразуму.
Если мы говорим о будущем, то мы говорим не просто о развитии человека и его интеллекта, мы говорим о сверхразуме, о постчеловеке. На этом этапе стихийные силы природы будут взяты под контроль, и можно будет говорить об исчезновение случайности на высших уровнях организации.. Это неизбежно входит в противоречие с «обычной» эволюцией, ведь без случайности нет ни изменчивости, ни естественного отбора, ни аттракторов, ни бифуркаций. Есть только полностью управляемая система, развитие которой направляется сверхинтеллектом, в соответствии с определённой стратегией, с определёнными целями, в рамках «малозатратной» обработки информации внутри самого интеллекта. Такая система, конечно же, не является эволюционирующей, она является «саморазворачивающейся», «самораскрывающей».
Мы считаем, что следует развивать идеи Вернадского, делая шаг дальше. Ноосфера — это не конечный этап развития, это не цель. Ноосфера (общепринятого чёткого определения пока нет) сейчас понимается в рамках того, что мы называем «общество знания» и т. д. То, что мог описать Вернадский на уровне понимания своего времени, это не более, чем надиндивидуальная информационная структура, то есть, интернет и его будущие аналоги.
Сверхразум же — это намного более сложная и совершенная система, чем ноосфера. С позиций проективной философии, очень важно сказать, что не к ноосфере должно стремиться человечество, а к сверхразуму. Соответственно, человечеству нужно не устойчивое (ноосферное или какое-нибудь ещё) развитие, а именно трансформация человека в Сверхразум, а также создание Сверхразума (на базе ИИ). Ну и, разумеется, решение тех проблем и вопросов, которые с этим связаны, включая математические проблемы стабильных систем целей и экзистенциальные риски, связанные со сверхразумом.

30. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип дополнительности.
Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике
Представления А. Эйнштейна о квантах света, послужившие в 1913 г. отправным пунктом теории Н. Бора, через 10 лет снова оказали плодотворное воздействие на развитие атомной физики. Они привели к идее о «волнах материи» и тем самым заложили основу новой стадии развития квинтовой теории.

В 1924 г. произошло одно из величайших событий в истории физики: французский физик Л. де Бройль выдвинул идею о волновых свойствах материи. В своей работе «Свет и материя» он писал о необходимости использовать волновые и корпускулярные представления не только в соответствии с учением А. Эйнштейна в теории света, но также и в теории материи.

Л. де Бройль утверждал, что волновые свойства, наряду с корпускулярными, присущи всем видам материи: электронам, протонам, атомам, молекулам и даже макроскопическим телам.

В 1926 г. австрийский физик Э. Шредингер нашел математическое уравнение, определяющее поведение волн материи, так называемое уравнение Шредингера. Английский физик П. Дирак обобщил его.

Смелая мысль Л. де Бройля о всеобщем «дуализме» частицы и волны позволила построить теорию, с помощью которой можно было охватить свойства материи и света в их единстве. Кванты света становились при этом особым моментом всеобщего строения микромира.

Волны материи, которые первоначально представлялись как наглядно-реальные волновые процессы по типу волн акустики, приняли абстрактно-математический облик и получили благодаря немецкому физику М. Борну символическое значение как «волны вероятности».

Однако гипотеза де Бройля нуждалась в опытном подтверждении. Наиболее убедительным свидетельством существования волновых свойств материи стало обнаружение в 1927 г. дифракции электронов американскими физиками К. Дэвисоном и Л. Джермером.

Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике стал всеобщим. Любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых свойств.

Тот факт, что один и тот же объект проявляется и как частица и как волна, разрушал традиционные представления. Форма частицы подразумевает сущность, заключенную в малом объеме или в конечной области пространства, тогда как волна распространяется по его огромным областям. В квантовой физике эти два описания реальности являются взаимоисключающими, но равно необходимыми для того, чтобы полностью описать рассматриваемые явления.

Квантово-механическое описание микромира основывается на соотношении неопределенностей, установленном немецким физиком В. Гейзенбергом, и принципе дополнительности Н. Бора.

В своей книге «Физика атомного ядра» В. Гейзенберг раскрывает содержание соотношения неопределенностей. Он пишет, что никогда нельзя одновременно точно знать оба параметра — координату и скорость. Никогда нельзя одновременно знать, где находится частица, как быстро и в каком направлении она движется. Если ставится эксперимент, который точно показывает, где частица находится в данный момент, то движение нарушается в такой степени, что частицу после этого невозможно найти. И наоборот, при точном измерении скорости нельзя определить место расположения частицы.

С точки зрения классической механики, соотношение неопределенностей представляется абсурдом. Чтобы лучше оценить создавшееся положение, нужно иметь в виду, что мы, люди, живем в макромире и, в принципе, не можем построить наглядную модель, которая была бы адекватна микромиру. Соотношение неопределенностей есть выражение невозможности наблюдать микромир, не нарушая его. Любая попытка дать четкую картину микрофизических процессов должна опираться либо на корпускулярное, либо на волновое толкование.

Фундаментальным принципом квантовой механики, наряду с соотношением неопределенностей, является принцип дополнительности, которому Н. Бор дал следующую формулировку «Понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего».

С теоретической точки зрения, микрообъекты, для которых существенным является квант действия М. Планка, не могут, рассматриваться так же, как объекты макромира, ведь для них планковская константа h из-за ее малой величины не имеет, значения. В микромире корпускулярная и волновая картин сами по себе не являются достаточными, как в мире больших тел. Обе «картины» законны, и противоречие между ними снять нельзя. Поэтому корпускулярная и волновая картины должны дополнять одна другую, т. е. быть комплементарными. Только при учете, обоих аспектов можно получить общую картину микромира.

Согласно современным представлениям, структура элементарных частиц описывается посредством непрерывно возникающих и снова распадающихся «виртуальных» частиц. Например, мезон строится из виртуального нуклона и антинуклона, которые в процессе аннигиляции (лат. annihilatio, букв, уничтожение) непрерывно исчезают, а затем образуются снова.

Формальное привлечение виртуальных частиц означает, что внутреннюю структуру элементарных частиц невозможно описать через другие частицы.

Удовлетворительной теории происхождения и структуры элементарных частиц пока нет. Многие ученые считают, что такую теорию можно создать только при учете космологических обстоятельств. Большое значение имеет исследование рождения элементарных частиц из вакуума в сильных гравитационных и электромагнитных полях, поскольку здесь устанавливается связь микро- и мегамиров. Фундаментальные взаимодействия во Вселенной, в мегамире определяют структуру элементарных частиц и их превращения. Очевидно, потребуется выработка новых понятий для адекватного описания структуры материального мира.

31. Квантовая механика и строение атома (Дописать про строение атома!!!!!)
Данная картина мира явилась результатом дальнейшего развития электромагнитной картины мира. Формируется на основе:
· Квантовой гипотезы М.Планка (1858 – 1947)
· Волновой механики Э.Шредингера (1887 – 1961)
· Квантовой механики В.Гейзенберга (1901 – 1976)
· Квантовой теории атома Н.Бора (1885 – 1962)
В рамках квантово-механической картины мира сложились квантово-механические представления о материи:
- материя обладает корпускулярными и волновыми свойствами, т.е. каждый элемент материи имеет свойства волны и частицы.
Картина физической реальности в квартовой механике двупланова:
1. В неё входят характеристики исследуемого объекта;
2. Условия наблюдения (метод познания), от которых зависит определённость этих характеристик.
При описании объектов используется два класса понятий: пространственно-временные и энергетически-импульсные. Первые дают кинематическую картину движения, вторые – динамическую (причинную). Пространство-время и причинность относительны и зависимы.
Движение – частный случай физического взаимодействия: сильное – электромагнитное, слабое – гравитационное. Они описываются на основе принципа близкодействия: взаимодействия передаются соответствующими полями от точки к точке, скорость передачи взаимодействия конечна и не превышает скорости света.
Спецификой квантово-механических представлений о закономерности и причинности является то, что они выступают в вероятностной форме, в виде статистических законов.
Фундаментальные положения квантовой теории:
· Принцип неопределённости
· Принцип дополнительности
При химических реакциях ядра атомов остаются без изменений, изменяется лишь строение электронных оболочек вследствие перераспределения электронов между атомами. Способностью атомов отдавать или присоединять электроны определяются его химические свойства.

Электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу. Благодаря волновым свойствам электроны в атоме могут иметь только строго определенные значения энергии, которые зависят от расстояния до ядра. Электроны, обладающие близкими значениями энергии образуют энергетический уровень. Он содержит строго определенное число электронов - максимально 2n2. Энергетические уровни подразделяются на s-, p-, d- и f- подуровни; их число равно номеру уровня.

32 Строение Солнечной системы. Солнечно-Земные связи.

В солнечную систему входят, кроме Солнца, обращающиеся вокруг него планеты со спутниками, а также малые небесные тела: кометы, бесчисленные метеориты и мелкие метеорные тела. Кроме того, в солнечной системе вокруг Солнца, Земли и Луны обращаются различные искусственные небесные тела, созданные за последние годы человеком. Искусственные небесные тела представляют собой сложнейшие автоматические межпланетные станции. Некоторые из них совершали посадки на большие небесные тела для их изучения и даже меняли положение на их поверхности. С таких станций был заснят земной шар, как он виден из мирового пространства.

Некоторые планеты окружены газовыми атмосферами, плотность которых быстро падает по мере удаления от их поверхностей. Пространство между планетами заполнено крайне разреженным газом. Это пространство пронизывают световые, тепловые, радио и другие излучения; оно является носителем электромагнитных полей и полей тяготения. Абсолютно пустого пространства в природе не существует.

Известно девять планет, называемых большими. Они обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, мало отличающимся от окружностей. Плоскости орбит планет близки к плоскости земной орбиты. В порядке возрастающего расстояния от Солнца планеты расположены так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Быть может, существуют планеты и более далекие, чем Плутон, пока еще не открытые.

Между орбитами Марса и Юпитера обращается множество малых планет, или астероидов. Плоскости орбит всех астероидов близки к некоторой средней плоскости. Лишь единичные астероиды, имея очень вытянутые орбиты, могут пересекать орбиты соседних больших планет.

Кометы — огромные, но крайне разреженные тела, имеющие маленькое твердое ядро. Известно около тысячи ярких комет, но на самом деле их в сотни раз больше. Некоторые из них двигаются по орбитам, сходным с планетными орбитами, но большинство обращается вокруг Солнца по крайне вытянутым эллипсам, выходящим далеко за орбиту Плутона. Поэтому периоды их обращения вокруг Солнца составляют иногда многие тысячи лет.

Масса солнечной системы сосредоточена практически в Солнце. На долю всех планет приходится немногим более 0,1% массы Солнца. Оно в 333 000 раз массивнее Земли, имеет наибольшую силу притяжения и поэтому управляет движением всех членов солнечной системы.

Спутники, подобные Луне, имеются не у каждой планеты. Их больше всего (12) у Юпитера — самой большой и самой массивной из планет, немного меньше у Сатурна. Это вторая по величине планета. У Меркурия, Венеры и Плутона спутники неизвестны

Солнечно-земные связи.

Уже первые автоматические космические аппараты, вышедшие за пределы атмосферы Земли, нашли в межпланетном пространстве сгусток исходящих от
Солнца заряженных частиц – протонов, электронов, a-частиц. Этот сгусток, обтекающий Землю с сверхзвуковыми скоростями 400 – 800 км/с, получил заглавие «солнечного ветра». Частицы солнечного ветра, вытекающие из одного и того же места Солнца, соединены друг с другом. Из-за вращения Солнца магнитные силовые полосы межпланетного поля, вдоль которых распространяется солнечный ветер, зависящий от уровня солнечной активности, дозволил объяснить детали неких действий. Стало еще яснее, к примеру, почему солнечные вспышки сопровождаются увеличением числа полярных сияний, магнитными бурями, нарушением радиосвязи. Возник ключ к пониманию того, каким образом солнечная деятельность может влиять на погоду, а совместно с тем на растительность и жизнедеятельность человеческого организма.

Само собой очевидно, что долгий срок собственного развития человеческий организм приспособился к изменениям солнечной активности. Мы недаром называем Солнце источником жизни. И совсем неправильно мыслить, что солнечная активность представляет для человечества какую-то опасность. Но вполне резонно, что изменение солнечной активизации естественных действий, с точки зрения людей, как нужных, так и вредных.

Солнце влияет на следующие причины:
. эпидемиологическую обстановку на Земле;

. количество различного рода стихийных бедствий (тайфуны, землетрясения, наводнения и т. Д.);

. на количество авто и железнодорожных аварий.

Максимум всего этого приходится на годы активного Солнца.

к примеру, замечена связь роста солнечной активности с вспышками эпидемий неких болезней. Одно из более увлекательных исследований в данной области принадлежит русскому учёному А.Л. Чижевскому. Он собрал подробные сведения о периодичности эпидемических заболеваний и сопоставил их с данными о солнечной активности. На основании выведенной связи А.Л.
Чижевский в 1929 году предпринял попытку предсказать некие эпидемии на
35 лет вперёд. Результаты его прогноза поразительны. Семь из восьми предсказанных Чижевским эпидемий гриппа вправду произошли.

исследования действия солнечной активности на атмосферу Земли поможет уяснить, каким путём воздействует Солнце на человеческий организм. Эти знания в свою оче6редь помогут улучшить условия жизни человека, помогут профилактике заболеваний, правильной постановки медицинских исследований.

Для астрономов и геофизиков в наши дни нет колебаний, что принципиальные солнечно- земные связи есть. Их влияние может быть различно в зависимости от состояния солнечной активности, и от положения Земли относительно Солнца.

Смерчи и ураганы появляются в атмосфере из-за неодинакового разогрева отдельных ее участков. Они почаще всего возникают в определённые сезоны.
такового рода явления прямо – самым непосредственным образом – соединены с
Солнцем. Но ведь связь может быть и косвенной.

Вы, естественно, слышали о лавинах в горах. Как будто бы ни чего не предвещает несчастья, всё тихо. Но вот покатился по склону малеханький камешек, увлёк за собой несколько остальных – ещё мгновение, и вниз по склону, ломая вековые деревья, сметая всё на своём пути, устремляется огромная лавина. Причина в первом камешке? Нет. Опасные горы исподволь
«подготовили» эту лавину. Падение камешка послужило лишь сигналом.

Цепь событий в этом случае напоминает ту, которая бывает при ружейном выстреле. Ружьё заряжено, всё готово к выстрелу, но само по себе ружьё стрелять не станет. Охотник спускает предохранитель, надавливает спусковой крючок – всё это действия незначительные, человек не прикладывает огромных физических усилий. Щелчок – и из дула вырывается смертоносная пуля.

Может быть, нечто аналогичное происходит при разрушительных землетрясениях, и при извержениях вулканов. Исподволь идет «подготовка» в недрах Земли к этим ужасным событиям. И вдруг маленькое изменение солнечной активности – как будто Солнце нажало на невидимый крючок – влечёт за собой излияние расплавленной лавы, сотрясения земли, появление чудовищных океанских волн цунами.

Так ли всё это – ответить пока нереально. Но, повторяем, учёные в принципе не сомневаются в существовании солнечно-земных связей. Им предстоит установить характер этих связей, научиться на этом основании предвидеть будущее.

Весь мир, вся живая и неживая природа находится в развитии. Мы обязаны постоянно учить процессы, обязаны смотреть за событиями в их развитии. Ни какое развитие не может происходить гладко, его никак нельзя уподобить поезду, безостановочно мчащегося по накатанной дороге. Совершенно напротив.
Всякое развитие происходит в борьбе, скачками, оно безизбежно связано с бессчетными трудностями.

Предсказание грядущего – это основная задачка хоть какой науки. К примеру, математик предсказывает траекторию грядущего полёта ракеты. Ошибка астрологов в средневековье состояло в том, что они пробовали предсказать будущее, не имея на то научных оснований.

Потребовались сотни лет, чтоб открыть многие законы астрономии. И сейчас наука вплотную подошла к вопросу о влиянии Солнца на Землю.

Земля совершает оборот вокруг Солнца за год. В течение этого срока
Солнце для земного наблюдающего проходит круг по небосводу. Как говорили астрологи, Солнце проходит знаки Рыб, Овна, Тельца и т.Д. – все знаки зодиака. Не исключено, что с прохождением Солнцем тех либо других символов зодиака, а лучше сказать, с положением Земли относительно Солнца вправду каким-то образом соединены те либо другие проявления особенностей солнечного действия.

В 1957 – 1958 гг. Наблюдается очевидный максимум солнечной активности.
конкретно в этот период для лучшего исследования солнечно-земных связей и выявления действий, вызываемых на земле повышением солнечной активности, по призыву интернационального Совета научных союзов при ЮНЕСКО учёные различных государств объединили свои усилия в проведении интернационального Геофизического
Года. На протяжении 20-и месяцев фаворитные научные кадры во всём мире были сосредоточены на одновременном совместном исследовании разнообразных действий на суше и в атмосфере, в Арктика и Антарктике, на Солнце и в недрах земли – тех действий, которые расширяют наши представления об общих закономерностях «жизни» солнечной системы

33. Эволюция звезд

Хотя по человеческой шкале времени звезды и кажутся вечными, они, подобно всему сущему в природе, рождаются, живут и умирают. Согласно общепринятой гипотезе газопылевого облака звезда зарождается в результате гравитационного сжатия межзвездного газопылевого облака. По мере уплотнения такого облака сначала образуется протозвезда, температура в ее центре неуклонно растет, пока не достигает предела, необходимого для того, чтобы скорость теплового движения частиц превысила порог, после которого протоны способны преодолеть макроскопические силы взаимного электростатического отталкивания (см. Закон Кулона) и вступить в реакцию термоядерного синтеза (см. Ядерный распад и синтез).

В результате многоступенчатой реакции термоядерного синтеза из четырех протонов в конечном итоге образуется ядро гелия (2 протона + 2 нейтрона) и выделяется целый фонтан разнообразных элементарных частиц. В конечном состоянии суммарная масса образовавшихся частиц меньше массы четырех исходных протонов, а значит, в процессе реакции выделяется свободная энергия (см. Теория относительности). Из-за этого внутренне ядро новорожденной звезды быстро разогревается до сверхвысоких температур, и его избыточная энергия начинает выплескиваться по направлению к ее менее горячей поверхности — и наружу. Одновременно давление в центре звезды начинает расти (см. Уравнение состояния идеального газа). Таким образом, «сжигая» водород в процессе термоядерной реакции, звезда не дает силам гравитационного притяжения сжать себя до сверхплотного состояния, противопоставляя гравитационному коллапсу непрерывно возобновляемое внутреннее термическое давление, в результате чего возникает устойчивое энергетическое равновесие. О звездах на стадии активного сжигания водорода говорят, что они находятся на «основной фазе» своего жизненного цикла или эволюции (см. Диаграмма Герцшпрунга—Рассела). Превращение одних химических элементов в другие внутри звезды называют ядерным синтезом или нуклеосинтезом.

В частности, Солнце находится на активной стадии сжигания водорода в процессе активного нуклеосинтеза уже около 5 миллиардов лет, и запасов водорода в ядре для его продолжения нашему светилу должно хватить еще на 5,5 миллиарда лет. Чем массивнее звезда, тем большим запасом водородного топлива она располагает, но для противодействия силам гравитационного коллапса ей приходится сжигать водород с интенсивностью, превосходящей по темпу роста темп роста запасов водорода по мере увеличения массы звезды. Таким образом, чем массивнее звезда, тем короче время ее жизни, определяемое исчерпанием запасов водорода, и самые крупные звезды в буквальном смысле сгорают за «какие-то» десятки миллионов лет. Самые мелкие звезды, с другой стороны, «безбедно» живут сотни миллиардов лет. Так что по этой шкале наше Солнце относится к «крепким середнякам».

Дата добавления: 2015-04-24