Тема: Вселенная в разных масштабах: микро, макро, мегамир

ДЕ 4. Структурные уровни и системная организация материи

29. Установите соответствие между структурой мегамира и составляющими ее элементами:
1) Метагалактика
2) наша Галактика
3) Солнечная система

спутники и кольца планет

2. звезды и скопления звезд

Млечный путь - наша Галактика. Млечный Путь – это звездная система, в которой мы живем. Мы живем на планете Земля, которая обращается вокруг Солнца, а Солнце, в свою очередь, обращается вокруг центра этой звездной системы. Наша Галактика населена миллиардами звезд, которые живут и умирают, так же, как и люди, но жизнь их составляет миллионы и миллиарды лет. Из остатков звезд появляются туманности, в которых опять зарождаются звезды…

1. галактики и скопления галактик

3. планеты, астероиды и кометы

Кроме центральной звезды (Солнца), в Солнечную систему входят тела, обращающиеся вокруг Солнца: 8 больших планет, карликовые планеты, астероиды, кометы, метеороиды. К этой же системе относятся тела, которые имеют центром обращения не Солнце, а ту или иную планету – спутники планет. Кроме того, в состав Солнечной системы входят (то есть существенно взаимодействуют с другими ее элементами) объекты, не являющиеся компактными небесными телами – кольца планет, солнечный ветер, электромагнитные поля Солнца и планет.

36. Установите соответствие между принадлежностью объектов к тому или иному уровню организации материального мира и способами описания свойств этих объектов.
1. Объекты макромира
2. Объекты микромира

Обладают выраженным корпускулярно-волновым дуализмом, но соотношения неопределенностей для них несущественны; успешно описываются как классической электродинамикой (динамическая теория), так и квантовой (статистическая теория).

1. Соотношения неопределенностей и корпускулярно-волновой дуализм для них несущественны; успешно описываются динамическими теориями, такими как ньютоновская механика и электродинамика Максвелла.

2 Соотношения неопределенностей и корпускулярно-волновой дуализм определяют их поведение и свойства; для своего описания требуют статистических теорий, таких как квантовая механика и квантовая электродинамика.

54. Укажите соответствие между началом и окончанием правильного утверждения.
1. Смысл закономерности, открытой Э. Хабблом при наблюдениях далеких галактик, состоит в том, что …
2. Наличие красного смещения линий в спектрах излучения далеких галактик свидетельствует о том, что …

1. каждая из далеких галактик удаляется от земного наблюдателя со скоростью, пропорциональной расстоянию до нее

2. наша Галактика расположена в центре Вселенной, поскольку все далекие галактики разбегаются именно от нее

Закон Хаббла (закон всеобщего разбегания галактик) — правило физической космологии, согласно которому красное смещение удалённых объектов пропорционально их расстоянию от наблюдателя. Таким образом, чем дальше от нас галактика, тем быстрее она от нас удаляется.

все далекие галактики удаляются от нашей Галактики

61. Установите соответствие между объектом мегамира и единицей длины, используемой для измерения расстояний между его элементами:
1) Марс
2) Солнечная система
3) Наша Галактика

километр

2. нанометр

Нанометр — единица измерения длины в метрической системе, равная одной миллиардной части метра (т. е. 10⁻⁹ метра). Устаревшее название — миллимикрон (10⁻³ микрона; обозначения: ммк, mμ)

1. астрономическая единица

Астрономическая единица— исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии, приблизительно равная среднему расстоянию от Земли до Солнца. Применяется в основном для измерения расстояний между объектами Солнечной системы, внесолнечных систем, а также между компонентами двойных звёзд.

3. парсек

Парсек— распространённая в астрономии внесистемная единица измерения расстояний. Название происходит от пар аллакс угловой сек унды и обозначает расстояние до объекта, [четверть]годичный параллакс которого равен одной угловой секунде. Расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках, а до далёких — в единицах красного смещения.

127. К обязательным признакам (атрибутам) планеты относятся …

протекание в ее недрах термоядерных реакций

Если в недрах небесного тела идут термоядерные реакции, это уже не планета, а звезда.

большое количество звезд, входящих в ее состав

Звезды входят в состав галактик, а не планет

обращение вокруг звезды

шарообразная форма

По определению, звезда – это компактное небесное тело, в недрах которого происходят, происходили в прошлом или с необходимостью начнутся в будущем термоядерные реакции. Планета – компактное небесное тело, масса которого недостаточна, чтобы стать звездой, но достаточна, чтобы оно приобрело шарообразную форму под действием собственного тяготения и расчистило область своей орбиты от более мелких небесных тел. Само понятие «орбита» предполагает, что планета совершает периодическое обращение вокруг более массивного небесного тела – звезды.

113. Укажите соответствие между объектом мегамира и его атрибутом (обязательным признаком, свойством):
1) планета
2) звезда
3) галактика

1. Объект обращается вокруг звезды

Планета— это небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей.

У объекта имеется видимая твердая поверхность

3. Объект не является компактным небесным телом

Галактика — гравитационно-связанная система из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи. Все объекты в составе галактик участвуют в движении относительно общего центра масс.

2. В недрах объекта происходят, происходили или с необходимостью будут происходить термоядерные реакции

Звезда — массивный самосветящийся газовый шар той же природы, что и Солнца. Температура вещества в недрах звёзд измеряется миллионами кельвинов, а на их поверхности — тысячами кельвинов. Энергия подавляющего большинства звёзд выделяется в результате термоядерных реакций превращения водорода в гелий, происходящих при высоких температурах во внутренних областях.

140. В пользу представления о расширяющейся Вселенной говорит …

решение уравнений общей теории относительности, примененных ко Вселенной в целом

систематическое изменение вида звездного неба, наблюдаемого астрономами, со времен античности и до наших дней

Неверно. Вселенная существует миллиарды лет. Чтобы заметить изменение вида, необходимо наблюдать ее в течение заметной доли возраста, то есть, по крайней мере, десятки (а лучше - сотни) миллионов лет. Но человеку как биологическому виду менее миллиона лет, а история документированных астрономических наблюдений насчитывает не более нескольких тысяч лет. Это слишком маленький срок, чтобы обнаружить изменение вида ночного неба, обусловленное космологическим расширением Вселенной.

увеличение радиусов планетных орбит в Солнечной системе с течением времени

Неверно. Расширение Вселенной становится заметным лишь в чрезвычайно больших масштабах, сравнимых с размером доступной наблюдению части Вселенной. Недаром, когда обсуждается космологическое красное смещение, рассматриваются спектры далеких галактик. Размеры же Солнечной системы слишком малы. Так, радиус орбиты Земли (около 150 миллионов км), вследствие расширения Вселенной, за год увеличивается примерно на 0,01 мм! Естественно, обнаружить этот эффект на фоне множества более сильных воздействий на движение нашей планеты вокруг Солнца практически невозможно.

красное смещение линий в спектрах далеких галактик, пропорциональное расстоянию до них

Нестационарность (в частности, расширение) Вселенной была предсказана теоретически А.А. Фридманом на основе решения уравнений общей теории относительности А. Эйнштейна, примененных ко Вселенной в целом. В 1929 г. этот теоретический вывод получил наблюдательное подтверждение в работе Э. Хаббла, обнаружившего, что все удаленные галактики удаляются от земного наблюдателя со скоростью, пропорциональной расстоянию от него. Это означало, что Вселенная равномерно растягивается во все стороны, то есть расширяется как целое. Скорость движения галактик Э. Хаббл определял по смещению линий в их спектрах благодаря эффекту Доплера. Во всех случаях смещение оказывалось красным (в длинноволновую область спектра) и тем большим, чем дальше находилась наблюдаемая галактика.

150. Земля отличается от других планет земной группы (Меркурия, Венеры и Марса) …

большим количеством жидкости на поверхности

присутствием кислорода в атмосфере

наличием ясно выраженной твердой поверхности

Ясно выраженная твердая поверхность – это отличительная черта всех планет земной группы, отличающая их от планет-гигантов.

мощной атмосферой, создающей «парниковый эффект»

У Венеры атмосфера мощнее, чем у Земли, и «парниковый эффект» она вызывает гораздо более сильный.

169. Относительно возраста Земли можно утверждать, что …

он составляет около 4,5 миллиардов лет

он не превышает 10 тысяч лет, иначе это противоречило бы Библии.

Библия не является источником научного знания. Многие детали библейского описания происхождения Вселенной, Земли, живых существ и человека, если понимать Священное писание буквально, не согласуются с современными научными представлениями.

Земля и другие планеты сформировались раньше Солнца

Современные научные представления об образовании Солнечной системы исходят из того, что формирование планет шло в условиях воздействия солнечного света, солнечного ветра и солнечного магнитного поля на вещество туманности, из которой формировались тела Солнечной системы.

Земля и другие планеты чуть моложе Солнца

По современным представлениям, Земля сформировалась вместе с другими планетами Солнечной системы вскоре после того, как загорелось молодое Солнце. Наиболее древние породы на нашей планете имеют возраст более 4 миллиардов лет. Сравнение их изотопного состава с изотопным составом метеоритов даёт возраст Земли около 4,5 миллиардов лет.

173. Границы между тремя масштабными уровнями организации материи – микро-, макро- и мегамиром – проводятся по критериям …

соизмеримости или несоизмеримости объектов данного уровня с масштабами человека и его деятельности

времени существования объектов данного масштабного уровня

Нет, это не критерий. Например, в микромире можно найти и самые короткоживущие объекты (резонансы), и такие, время жизни которых, как минимум, превышает возраст Вселенной (протон, электрон).

преобладающих на данном масштабном уровне фундаментальных взаимодействий

Основной критерий – соизмеримость или несоизмеримость масштабов данного уровня с размерами субъекта, который мысленно подразделяет единую Вселенную на микро-,макро -и мегамир,- то есть человека. «Соизмиримость» в данном случае обозначает не просто близость по величине, но и подчинение закономерностям, привычным человеку на основе его жизненного опыта. Человеку практически невозможно представить процессы, управляемые сильным и слабым фундаментальными взаимодействиями: они несущественны в человеческих масштабах расстояний и времени. Однако они существенны в масштабах микромира, поэтому микромир отличается от макромира не количественно, а качественно. Такое же качественное различие имеется между макромиром и мегамиром: в масштабах мегамира гравитационное взаимодействие, абсолютно незаметное в микромире и несущественное между объектами макромира, становится такой силой, которой ничто не может противостоять; силой, которая управляет эволюцией Вселенной и обрушивает звёзды внутрь себя, превращая их в чёрные дыры.

познаваемости объектов данного уровня человеческим разумом

Человек, может быть, и не способен наглядно представить себе объекты микро- и мегамира и их поведение. Однако с помощью научного метода он успешно познает все масштабные уровни Вселенной и законы происходящих на этих уровнях процессов. Мы не присутствовали при рождении Вселенной, но, благодаря науке, знаем, что оно было и какими процессами сопровождалось. Мы не способны увидеть микрочастицы, рождающиеся и спустя ничтожное время исчезающие, но наши приборы и управляющие ими компьютерные программы способны рассказать нам о мимолетном существовании этих частиц и их свойствах.

184. Космология изучает происхождение и развитие …

Метагалактики

Солнечной системы

Ни Солнечная система, ни какая-либо планетная система другой отдельно взятой звезды не являются предметом специального интереса космологии. Ими интересуется космогония – наука о происхождении и развитии космических тел и их систем.

нашей Галактики

Ни наша Галактика, ни какая-либо другая отдельно взятая галактика не являются предметом специального интереса космологии. Ими интересуется космогония – наука о происхождении и развитии космических тел и их систем.

Вселенной

По определению «Большой Советской энциклопедии», космология – это учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого. Космология выводит свойства современной Вселенной из истории ее возникновения и эволюции. Согласно тому же источнику, космогония – научная дисциплина, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем.

№. Фотографией нашей Галактики, сделанной в ее пределах, может быть …

208. Согласно современной космологии, возраст Вселенной …

находится в диапазоне от 12 до 15 миллиардов лет

находится в диапазоне от 6 до 10 тысяч лет

Это библейская оценка давности «сотворения мира», которая не подтверждается ни данными наблюдений и измерений (астрономических, геологических, биологических), ни теоретическими выводами наук о природе.

практически совпадает с возрастами Солнца и Земли

Неверно. Прежде чем Солнце и планеты Солнечной системы начали формироваться, должны были возникнуть, пройти свой жизненный путь и взорваться в его конце звезды первого поколения. Их вещество, обогащенное тяжелыми химическими элементами, возникающими в ходе термоядерных реакций в недрах звезд, стало сырьем для звезд второго поколения, к которым относится Солнце. Таким образом, формированию Солнца и его планетной системы должна была предшествовать довольно длинная история, в силу чего возраст Солнца должен заметно отличаться от возраста Вселенной в целом.

в несколько раз превышает возрасты Солнца и Земли

Возраст Вселенной (время, прошедшее с начала космологического расширения Вселенной из очень плотного и горячего состояния) определен несколькими независимыми способами и составляет примерно 13,5 миллиардов лет.
Эта оценка согласуется:
– с возрастом Солнца в 5 миллиардов лет, установленным в космогонии, особенно если учесть, что Солнце – это звезда второго поколения, сформировавшаяся из вещества, разбросанного по космосу при взрывах звезд первого поколения;
– с возрастом Земли в 4,5 миллиарда лет, установленным средствами геологии;
– с продолжительностью эволюции живых существ на Земле в 3,5–4 миллиарда лет, установленной средствами биологии.
Эта оценка возраста Вселенной не согласуется с историей сотворения мира, описанной в Библии, согласно которой Земля, человек и другие живые существа, Солнце и звезды были созданы Богом несколько тысяч лет назад в течение нескольких дней.

215. К обязательным признакам (атрибутам) галактики относятся …
протекание в ее недрах термоядерных реакций в настоящем, прошлом или будущем

Понятие «недра» подразумевает, что речь идет о компактном объекте, у которого можно выделить поверхность и собственно недра. Но любая галактика – это весьма разреженная система звезд, связанных силами взаимного тяготения. Говорить о «недрах» такой системы и тем более о возможности термоядерных реакций, для которых требуются чрезвычайно высокие плотности и температуры, невозможно.

большое количество звезд, входящих в ее состав

низкая средняя плотность по сравнению со звездами или планетами

Галактика - это система огромного количества звёзд и некоторых других объектов (облаков газа и пыл, «Тёмной материи»), связанных дуг с другом силами всемирного тяготения. Количество звёзд в типичной галактике – десятки и сотни миллиардов. Размеры типичной галактики – десятки тысяч световых лет. По сравнению со звёздами и планетами галактики – очень рыхлые образования. Подавляющая часть объема любой галактики – это космическая пустота, плотность вещества в которой измеряется, в лучшем случае, единицами элементарных частиц на кубометр.

236. Наша Галактика …

является эллиптической

является спиральной

имеет поперечник около 100 астрономических единиц

является карликовой

Многие (в среднем две из трёх) спиральные галактики имеют в центре перемычку («бар»), от концов которой отходят спиральные рукава. В рукавах содержится значительная часть пыли и газа, также множество звёздных скоплений. Вещество в них вращается вокруг центра галактики под действием гравитации.

Наша Галактика, как демонстрируют недавние (2005) наблюдения в ИК-диапазоне на Космическом телескопе имени Спитцера и многолетние радиоастрономические наблюдения, также относится к спиральным галактикам с перемычкой.

260. Наша Галактика является …

неправильной формы

эллиптической

гигантской

карликовой

Галактика— гигантская, гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс. Вообще то ученые доказали, что наша галактика спиральная и имеет 4 рукава (2малых и2больших).
Не гигантская(ближайшая галактика Андромеда куда больше нашей).
Не эллиптическая(так как имеются рукава присущие только спиральным галактикам).
Ни не правильной формы(так как обычно это происходит в результате столкновения галактик).
Ну и карликовой не назовешь(100 000 световых лет в диаметре).

292. Понятия Вселенной и Метагалактики различаются тем, что …

Вселенная изотропна, а Метагалактика имеет форму плоской спирали

Вселенная одна, а метагалактик в ней много

Метагалактика может включать в себя и другие вселенные, кроме нашей

Метагалактика – лишь часть Вселенной

Метагалактика – это целостность всех галактик и их сверхскоплений, а так же метагалактических черных дыр (D – тел) разных “поколений”, являющаяся автономной локальной физической системой, которая возникает и развивается в строго плоском пространстве нашей Вселенной, параллельно с ее космологической эволюцией. Наша Вселенная – конечная, локальная физическая система, которая состоит из положительного компонента – каркаса Первичных черных дыр (ПЧД), и отрицательного компонента – поля Темной энергии, которая состоит из антигравитонов. Рождение и эволюция Метагалактики связана и обусловлена происхождением и эволюцией нашей Вселенной и её структурой, то есть структурой плоского пространства.вселенная и Метагалактика отличаются друг от друга своими физическими параметрами, составом, законами и закономерностями развития и эволюции, так же, как отличаются целое и часть, система и подсистема.