Тема 2.5. Современные представления об эволюции Вселенной

I. Задания для самостоятельной работы

1. Рассмотрите основные этапы развития представлений о строении Вселенной в космологии.

2. Изучите основные гипотезы Большого взрыва и «Горячей» Вселенной происхождения Вселенной и ее модели.

3. Проанализируйте парадоксы и затруднения современной картины Вселенной.

II. План практического занятия

(Форма обучения: очная и заочная)

1. Развитие представлений о Вселенной в истории науки. Струк­турные уровни организации материи во Вселенной.

2. Гипотезы "Большого взрыва" и “горячей Вселенной” и их основания. Модели Вселен­ной и их интерпретация.

3. Современная космология о возможности существования жиз­ни во Вселенной.

III. Рекомендации для выполнения заданий

и подготовки к практическому занятию

При обсуждении первого вопроса занятия необходимо рас­смотреть эволюцию взглядов на строение Вселенной в истории науки. В период античности следует отметить вклад Гиппарха в становление астрономии, идею гелиоцентризма Аристарха Самосского и создание Птолемеем геоцентрической системы. Новый этап в развитии космологии связан с эпохой Возрождения и нового вре­мени. Следует отметить создание Н. Коперником гелиоцент­рической системы мира; появление идеи Дж. Бруно о множе­ственности миров и взглядов Г. Галилея в русле системы гелиоцен­тризма; открытие И. Кеплером законов движения планет; форми­рование небесной механики и космогонических концепций П. Лапласа, Р. Декарта, И. Канта и другие. Структурные уровни организа­ции Вселенной можно рассмотреть в следующей последователь­ности: начиная от элементарных частиц, атомов, молекул в малых масштабах до планет, звезд, галактик, скопления галактик, "сверх­галактик" и заканчивая дисперсным веществом (газы, пыль) и физическими полями (гравитационное, электромагнитное и др.).

При подготовке второго вопроса необходимо проанализировать основные гипотезы происхождения Вселенной и ее модели, свя­занные с развитием космологии вXX веке. В рамках релятивистс­кой космологии следует обратиться к моделям "стационарной" Вселенной А. Эйнштейна и "нестационарной" Вселенной А. Фридмана. В дальнейшем целесообразно более подробно рассмотреть гипотезы "горячей Вселенной" Г.А Гамова и "Большого взрыва", отмечая ряд стадий, которые проходит в своем развитии Вселен­ная: сингулярности, расширения, сжатия и пульсации. В качестве оснований данных гипотез можно выделить явление "красного смещения", реликтовое излучение, обоснование Э. Хабблом про­цесса "разбегания" галактик и расширения Вселенной и др.

Завершением подготовки к занятию является анализ проблемы поиска и возможности существования внеземных цивилизаций, а также парадоксов и затруднений современной картины Вселенной.

IV. Рекомендуемые источники

Основная литература

1. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М., 2008.

2. Концепции современного естествознания. – Ростов н/Д., 2009.

3. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

Дополнительная литература

1. Астрономия и современная картина мира. – М., 2002.

2. Ровинский Р. Е.Развивающаяся Вселенная. – М., 2003.

3. Силк Дж. Большой взрыв: рождение и эволюция Вселенной. - М., 2001.

V. Контрольные вопросы для самопроверки

1. Раскройте сущность гелиоцентрической системы мира Н.Коперника.

2. В чем состоит сущность гипотезы "горячей Вселенной" и кто ее автор.

3. Каковы основания гипотезы "Большого взрыва".

4. Раскройте содержание моделей "стационарной" и "нестацио­нарной", "открытой" и "закрытой" Вселенной.

5. Определите основное содержание закона Э. Хаббла.

6. В чем состоит смысл гипотезы множественности Вселенных.

Тема 2.6. Современные космология и космогония о происхождении и

Эволюции звездных систем.

I. Задания для самостоятельной работы

1. Рассмотрите подход Э.Хаббла к классификации галактик.

2. Проанализируйте космогоническую гипотезу О.Ю.Шмидта.

3*.Раскройте содержание концепций дрейфа материков А.Вегенера.

4. Каковы основные этапы эволюции различных типов звезд.

II. План практического занятия

1. Происхождение, эволюция и классификация галактик и звезд.

2. Космогонические гипотезы происхождения Солнечной системы.

3. Образование и структура Земли. Современные концепции развития геосферных оболочек.

III. Рекомендации для выполнения заданий

и подготовки к практическому занятию

При рассмотрении первого вопроса обратите внимание на образование и классификацию галактик, строение и характеристики Млечного пути, а также на особенности обычных, нейтронных звезд, красных гигантов и их эволюцию: белые карлики, пульсары, черные дыры.

Выяснение содержания основных космогонических гипотез происхождения Солнечной системы предполагает анализ концепций электромагнитного происхождения, «холодного» происхождения О.Ю.Шмидта и гипотезы катастрофизма Дж. Джинса.

Анализ третьего вопроса предполагает рассмотрение строения Солнца и Земли, а также концепцию дрейфа материков, концепций развития геосферных и географических оболочек планет.

IV. Рекомендуемые источники

Основная литература

1. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М., 2008.

2. Концепции современного естествознания. – Ростов н/Д., 2009.

3. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

Дополнительная литература

1. Астрономия и современная картина мира. – М., 2002.

2. Ровинский Р. Е.Развивающаяся Вселенная. – М., 2003.

3. Силк Дж. Большой взрыв: рождение и эволюция Вселенной.

- М., 2001.

V. Контрольные вопросы для самопроверки

1. Какова классификация галактик по Э.Хабблу.

2. Раскройте основные типы звезд в галактике.

3. Проанализируйте этапы эволюции различных типов звезд.

4. Что такое черные дыры.

5. Назовите основные космогонические гипотезы происхождения солнечной системы.

6. Раскройте структурное строение Земли.

Тестовые задания к темам 2.3.-2.6.

1. Гелиоцентрическую систему мира впервые разработал:

1. Дж. Бруно 2. Н. Коперник

3. А. Эйнштейн 4. К. Птолемей

2. Работу «Об обращении небесных сфер» написал:

1. Дж. Бруно 2. Г. Галилей

3. К. Птолемей 4 .Н. Коперник

3. Нестационарную модель Вселенной разработал:

1.А. Эйнштейн 3. Г. Гамов

2.Э. Хаббл 4. А. Фридман

4. Галактики во Вселенной разделяются на следующие основные типы:

1.Эллиптические 2. Симметричные

3.Сферические 4. Газопылевые

5.Неправильные 6. Спиральные

5. Установите соответствие – данный тип звезд, имеющий соответствующую массу коллапсирует:

1. Обычные звезды А) Черную дыру 1. m > 2mc

2. Нейтронные звезды Б) Пульсар 2. m < 1,2mc

3. Красные гиганты В) Белый карлик 3. m – 1,2 - 2mc

6. Создателем релятивистской теории тяготения является:

1. И. Ньютон

2.А. Эйнштейн

3.Н. Бор

4.Дж. Максвелл

7. Установите соответствие – Солнце, вращаясь с определенной скоростью вокруг ядра галактики совершает полный оборот за:

1. 220 млн. лет А. 320 км/сек

2. 300 млн. лет Б. 140 км/сек

3. 150 млн. лет В. 250 км/сек

8. Установите соответствие – данные модели и гипотезы Вселенной разработали:

1. Стационарной Вселенной А) Г. Гамов 1. 1922 г.

2. Нестационарной Вселенной Б) А. Эйнштейн 2. 1946 г.

3. «Горячей Вселенной» В) А. Фридман 3. 1917 г.

9. Определите, в какую постзвезду коллапсируют нестационарные звезды:

1. Нейтронная звезда А) Белый карлик

2. Красный гигант Б) Черную дыру

3. Обычная звезда В) Радиопульсар

10. Закон зависимости энергии от массы материальных тел и скорости их движения открыл:

1.И. Ньютон 2. А. Эйнштейн

3.Р. Клаузиус 4. Э. Хаббл