Публікація на сайті

Банер сайту

Ми будемо вдячні, якщо Ви встановите на своєму сайті наш банер!
Банер нашого сайту
Код банера:
<a href="https://obuchonok.com.ua/" target="_blank"> <img src="https://obuchonok.com.ua/banners/obuchonokua1.gif" width="88" height="31" alt="Обучонок - дослідницькі роботи і творчі проекти учнів"></a>
Усі банери...
космос
Тематика проекту: 
Природознавство
Автор проекту: 
Пимоненко Ганна
Керівник проекту: 
Оліяр Валентина Іванівна
Найменування навчального закладу: 
Рудівська загальноосвітня школа I-II ступенів Чернігівської області

Даний проект виконаний ученицею 4 класу початкової школи. В ході проекту школярка розширила свої знання про оточуючий світ та природу. Тема міні-проекту "Космос далекий і близький" дуже цікава, тому що такі далекі зорі предстають перед учнями зовсім реальним явищем, яке має наукове обгрунтування.

Докладніше про проект:


У межах свого дослідницького міні-проекту "Космос далекий і близький" школярка ознайомилась з історією відкриття планет Сонячної системи, вивчила легенди про походження назв планети і Сонця. Необхідну інформацію учениця шукала в Інтернеті та у бібліотеці, а також за допомогою батьків та вчителя. Центральним питанням проекту є зв'язок космосу і людини: учениця розповідає, як почалося досліджування космосу та хто був першою людиною, що полетіла у космічну подорож.

Даний проект дасть можливість учням дізнатися та удосконалити свої знання про далекий та близький космос, про освоєння космосу та яка користь із цього людству. У проекті докладно описані найпоширеніші космічні явища, дається обгрунтування найактуальніших теорій походження космосу, розповідається про космічні системи, тіла, про нашу галактику та польот у космос Ю. Гагаріна.

Зміст

Вступ
1. Космос і людина.
2. Теорії походження Всесвіту.
3. Значення далекого космосу.
4. І старі, і молоді.
5. Сюрпризи густини.
Висновок

Вступ


Людина завжди прагнула пізнати незвідане. Космос – такий близький і водночас далекий – завжди вабив людей. Що там, на зірках? Наскільки вони далеко? Які за розміром? Як впливають на наше життя? Чи видно з зірок Землю? Яка Земля з космосу? Чи безмежний Всесвіт? І чи самотні ми у Всесвіті?

А якщо ще десь є життя, то чи можемо ми спілкуватися? Які вони, жителі інших планет? Не даремно так багато науково-фантастичних творів написано про відкриття таємниць космосу і так багато вчених та інженерів присвятили своє життя пізнанню космічної далечини. І не відразу люди зрозуміли: космос не можна підкорити, його можна тільки намагатися якомога глибше пізнати, щоб використовувати ці знання на благо – людей, природи, Землі.

Космос і людина

Згідно тлумачних словників, слово космос в перекладі з грецького означає порядок, стрункість. Під словом «космос» давньогрецькі філософи розуміли весь Всесвіт, при цьому розглядали його як упорядковану систему, яка, в протилежність безладу і хаосу, відрізнялася гармонією. Довгий час в це поняття багато вчених включали всю природу Землі, всі що відбувалися на ній явища. А також небесні світила, зірки, планети і галактики.

12 квітня Всесвітній день авіації та космонавтики. Це свято виникло в честь першого польоту у космос людини і тим самим воно підкреслює нестримну жагу людського роду до пізнання нового.

космос 1

Першою в космосі побувала собака Лайка (3 листопада 1957р.) на другому штучному супутнику (перший штучний супутник літав без живої істоти). Політ Лайки закінчився трагічно, в кнтейнері різко підвищилася температура, і Лайка загинула. В 1958р. В Парижі перед будівлею Товариства захисту собак встановлена колона в пам’ять тваринам, які віддали своє життя в ім’я науки. Зверху на ній – гранітний супутник з Лайкою.

Першою людиною в космосі був Юрій Олексійович Гагарін. Старт корабля «Восток-1» був здійснений 12 квітня 1961р. з космодрому Байконур. Корабель вийшов на не розраховану високу орбіту. У випадку відмови гальмівної установки сходження з неї могло продовжуватися близько 10 діб, на що система життєзабезпечення корабля не була розрахована. Виконавши один оберт навколо Землі на 108 хвилині, плановий політ був успішно завершений.

В космосі багато різних небесних тіл менших, ніж планети і їх супутники: астероїди, комети, дрібні метеорити і багато інших дрібних частинок. І це теж важливо. Якби не вони, не було б ні полярних сяївів, ні чого-небудь набагато більш важливого.

Наша Галактика – Чумацький Шлях обертається зі швидкістю 225 км на секунду. Крім того, галактика рухається крізь простір зі швидкістю 305 км на секунду. Це означає, що ми йдемо на загальній швидкості 530 км (330 миль) в секунду. Це значить, що в одну хвилину ви переміщаєтеся біля 19 тисяч км від місця, де ви були. Не всі вчені згодні з тим, з якою швидкістю рухається Чумацький Шлях – за їхніми оцінками, від 130 – 1000 км/с..

космос 2

Планети земної групи Меркурій Венера Земля Марс Планети-гіганти Юпітер Сатурн Уран Нептун У наш час відомо 9 планет Сонячної системи: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон, який, можливо, не є планетою.

Теорії походження Всесвіту


Теорія Великого вибуху. Основною теорією виникнення Всесвіту вважається теорія про Велийий вибух, який відбувся приблизно 13, 73 млрд років тому з подальшим розширенням Всесвіту. В результаті Великого вибуху виникла матерія, енергія, простір і час. Вчені вважають, що після Великого вибуху Всесвіт був неймовірно розжарений. Приблизно через 10 секунд сформувались атомні частинки – протони, електрони і нейтрони; атоми водню і гелію, з яких складаються більшість зірок, утворилися лише через декілька сотень тисяч років після Великого вибуху, коли Всесвіт значно розширився в розмірах і охолов.

Екпіротична теорія. Прихильники цієї теорії вважають, що є паралельний нашому Всесвіт, який час від часу стикається з «братом». Енергія зіткнення приводить до величезних обурень простору, внаслідок чого з’являються частинки, газові туманності, що формуються потім, галактики, зірки і інші космічні тіла.

Після зіткнення Всесвіти розбігаються, але чим далі вони розбігаються, тим сильніше починають притягуватися один до одного. Поступово вони починають знову зближатися, і на той час вже ніяких зірок і інших об’єктів в обох Всесвітів немає, все рівномірно розподілено (згідно Другого Закону Термодинаміки). Всесвіти знову стикаються, і знову енергія зіткнення призводить до появи частинок, і так далі, це нескінченний цикл.

Всесвіт – це «Матриця». Звичайно, поки що така теорія може бути тільки частиною фантастичного фільму, у неї не особливо багато прихильників серед вчених. Але такі знаходяться, так що зважати на теорію потрібно, вона заслуговує права на існування. Так-так, виявляється, однойменний фільм був створений по «мотивах» однієї з дуже вже екстравагантних теорій, згідно якої весь Всесвіт може бути породженням могутньої комп’ютерної програми, створеної невідомо ким. Власне, і комп’ютер-то такий ніхто собі уявити не може.

Всесвіт – породження Чорної Діри. Дуже цікава теорія, згідно якої чорні дірки, що викидають речовину незрозуміло куди, насправді, створюють нові Всесвіти, які з’являються навіть швидше, ніж гриби після дощу. Кожна частинка, поглинена чорною дірою, може бути початком нового Всесвіту, після того, як частинка, наділена величезною енергією, вибухне. Це буде Великий Вибух, і таких Вибухів дуже багато. Кожний породжений Всесвіт, у свою чергу породжує нові чорні діри, а вони – нові Всесвіти.

Квантова теорія світів. Цю теорію дуже часто використовують фантасти в своїх творах. Суть її в постійному розгалуженні варіацій. Наприклад, зараз ви вирішуєте йти в магазин, або включити ТБ. У одній інваріантності ви йдете в магазин, а в іншій – вмикаєте ТБ. Маємо вже два Всесвіти, які дуже слабо відрізняються один від одного, але дедалі відмінності сильніші. Та і взагалі – варіантності «гілкуються» залежно від дуже багатьох чинників, включаючи поведінку атомів, які рухаються у різних напрямах і інше. В результаті, кожну мить з’являються мільярди нових інваріантностей, і чим далі вони один від одного, тим сильніше розрізняються ці Всесвіти.

Значення далекого космосу

Раніше вважалося, що кульові зоряні скупчення – старі і нудні мешканці Всесвіту. Несподівано з'ясувалося, що багато які з них молоді.

У більшій частині Галактики зірки розкидані, немов сільські будинки на рівнині. Розділені величезними відстанями, вони живуть майже незалежно одна від одної. Однак деякі області Галактики більше схожі на міста. Мова йде про кульові зоряні скупчення – групи з мільйонів зірок, зосереджених в об’ємі, який в інших місцях припадає на одну зірку.

Приблизно в двохстах з них знаходяться деякі з найстаріших зірок нашої Галактики, а молодих світил там взагалі не видно. Нерідко астрономи порівнювали такі скупчення з історичними районами старих міст, таких як Рим і Стамбул, які сформувалися дуже давно і відтоді мало змінилися.

Принаймні, так звикли думати астрономи, вічно зайняті складанням карти Всесвіту. Але недавно зірке око Космічного телескопа «Хаббл» помітило вогні нових зіркових міст, повних кипучої діяльності. Такі кульові зоряні скупчення, мабуть, формуються при зіткненнях галактик. Це відкриття допоможе астрономам дізнатися, коли виникли і як еволюціонують масивні галактики.

Кульові скупчення вельми поширені і наявні майже в усіх галактиках. За рідкісними винятками зірки кожного такого скупчення мають майже однаковий вік і склад. Це означає, що вони з'явилися в ході спалахів зореутворення – одночасного народження великої кількості зірок у невеликій ділянці простору.

У Чумацькому Шляху цей процес збігся з утворенням самої Галактики, тому, вивчаючи кульові скупчення, астрономи визначали вік Всесвіту і уточнювали картину формування галактик. Кульові скупчення Чумацького Шляху розкидані по сферичному об’єму, що тягнеться далеко за межі диска, в якому зосереджена більшість зірок. Ймовірно Галактика колись мала кулясту форму, але істотно сплющилася вже на початковому етапі своєї еволюції.

Той факт, що кульові скупчення Чумацького Шляху мають поважний вік, сильно вплинув на вивчення таких скупчень взагалі. Що подумали б марсіани, які потрапили при висадці на Землю в будинок престарілих, де живуть лише восьмидесятилітні жителі? Не бачачи інших людей, вони вирішили б, що за останні 80 років на нашій планеті не народилася жодна людина. Схожим було становище в астрономії на початку 1990-х років. Більшість моделей походження кульових зоряних скупчень будувалися на основі уявлень про умови, що існували на ранньому етапі еволюції Всесвіту, виходячи з припущення, що їх формування закінчилося в далекому минулому. Злиття галактик породжує зоряні скупчення.

Близько 10 років тому було запропоновано дещо іншу модель і висловилося припущення, що процес формування кульових скупчень, можливо, продовжується і тепер, а відсутність молодих скупчень –лише артефакт, обумовлений обмеженістю спостережень. Нехай в нашій Галактиці всі кульові скупчення дійсно старі, але які вони в інших галактиках? Чи не відбувається формування таких скупчень постійно, якщо дозволяють умови?

Наприклад, при зіткненні двох спіральних галактик, що містять багато газу, з якого формуються нові зірки. Хоча галактики зазвичай розділені колосальними відстанями, все ж спостерігаються випадки їх зіткнення. Немає потреби говорити, що вони супроводжуються драматичними подіями. Злиття двох спіральних галактик часто породжує спалахи зореутворення – великі короткочасні сплески народжуваності зірок.

Ця «колізія» здатна змінити і форму галактик, що зіштовхнулися: в результаті злиття двох спіральних галактик може утворитися одна еліптична галактика. Втім, раніше астрономи сумнівалися в цьому. Їх скептицизм спирався на той факт, що в еліптичних галактиках більше кульових зоряних скупчень, ніж в спіральних такої ж маси. При простому підсумовуванні двох спіралей кількість кульових скупчень на одиницю маси галактики повинна залишитися незмінною. Але якщо сам процес злиття веде до утворення нових кульових скупчень, то їх надлишок можна пояснити.

космос 3

Для перевірки такої моделі потрібно було дізнатися, чи немає недавно сформованих кульових скупчень в багатих газом галактиках. Провести відповідні спостереження допоміг космічний телескоп «Хаббл». Завдяки відсутності атмосферних перешкод він дозволив розглядати у віддалених галактиках окремі зоряні скупчення.

Спостерігаючи за галактиками, в яких відбуваються спалахи зореутворення, «Хаббл» виявив масивні і щільні молоді зоряні скупчення, що сформувалися в областях інтенсивного зореутворення. За розмірами і масами вони близькі до зоряних скупчень Чумацького Шляху. Отже, зіткнення галактик можуть призводити до формування не тільки нових зірок, а й нових кульових зоряних скупчень.

Але як переконатися, що ці зоряні скупчення дійсно є молодими аналогами тих, що існують і в нашій Галактиці? Продовжуючи приклад з марсіанами, які спочатку були знайомі лише з вісімдесятирічними землянами, можна сказати, що, побачивши групу дітей, вони почали б шукати докази того, що люди похилого віку і діти відносяться до одного біологічного виду.

І старі, і молоді


Щоб встановити спорідненість старих і молодих кульових зоряних скупчень, потрібно було виявити популяції скупчень різного віку в одній із старих еліптичних галактик. Якщо така галактика утворилася в результаті злиття спіральних галактик, то вона повинна містити як старі кульові скупчення, що існували раніше у вихідних спіральних галактиках, так і більш молоді, що виникли в процесі злиття. Згідно з розробленою моделі, еліптична галактика повинна включати в себе приблизно однакову кількість і тих, і інших скупчень.

Припускається, що два види кульових скупчень можна розрізнити за кольором. Зірки в молодих скупченнях повинні містити багато важких хімічних елементів, оскільки сформувалися з газу, який «забруднився» ними при вибухах наднових. А ось зірки більшості старих кульових скупчень в спіральних галактиках, на зразок нашої, порівняно бідні важкими елементами.

А чим більше важких елементів міститься в зірці, тим більш червоний колір вона має. Ядерний синтез в центрі зірки створює випромінювання, що поглинається усередині світила газом, тиск якого не дає зірці стискатися під дією власного тяжіння. Коли важких елементів багато, газ інтенсивніше поглинає випромінювання, що дозволяє підтримувати баланс тяжіння і тиску при більш низькій температурі, що відповідає червоному відтінку.

Результати аналізу кольору кульових скупчень в еліптичних галактиках підтверджують існування бімодального розподілу. У більшості досліджених систем чітко виявляються дві популяції кульових зоряних скупчень – «блакитні» і «червоні», що підтверджує зв'язок злиття галактик з утворенням кульових зоряних скупчень.

Іншим доказом спорідненості старих і молодих кульових скупчень могло б стати виявлення скупчень проміжного, «середнього» віку. Труднощі полягають в тому, що вони мало чим відрізняються від старих. Яскраві молоді скупчення складаються з масивних зірок, які швидко еволюціонують і швидко вмирають, після чого розвиток скупчення сповільнюється. В результаті, розходження між кульовими зоряними скупченнями проміжного віку та старими виявляється незначним, і розпізнати їх за вмістом важких елементів дуже важко.

Все ж астрономи знайшли кульові скупчення проміжного віку в декількох еліптичних галактиках. Група вчених з Південно-європейської обсерваторії в Німеччині та з обсерваторії Мюнхенського університету виявила велику популяцію кульових зоряних скупчень у досить звичайній еліптичній галактиці.

Співробітники Інституту космічного телескопу зосередили свої дослідження на еліптичних галактиках, в яких, завдяки їх дещо збуреній формі (що свідчить про ще, що вони ще не досягли повної зрілості) і наявності більш молодих зірок очікувалася наявність кульових зоряних скупчень проміжного віку. Результати детальних спостережень підтвердили це припущення.

Сюрпризи густини

Отже, встановлено, що існують кульові зоряні скупчення різного віку: молоді – віком від декількох мільйонів до декількох сотень мільйонів років, середнього віку – кілька мільярдів років, старі – віком близько 12 млрд. років (лише вони були відомі раніше). Деякі результати детального їх вивчення виявилися несподіваними.

Густина газу в областях спалахів зореутворення в 100–1000 разів більша, ніж у типових спіральних галактиках. Високий тиск стискає газ до густини, необхідної для формування зірок. У диску нашої Галактики формування зірок більше не приводить до народження кульових скупчень: тиск газу занадто малий.

З іншого боку, народження зірок на ранньому етапі історії Всесвіту викликало нагрів хмар газу в карликових і спіральних галактиках, що призводило до підвищення тиску. Саме це може бути причиною існування кульових зоряних скупчень у карликових галактиках і в зовнішніх областях спіральних галактик, які уникли великих злиттів.

Було зроблено ще одне важливе відкриття: розміри недавно сформованих кульових зоряних скупчень не пов'язані з їх масами – більш масивні скупчення аніскільки не крупніші, вони просто густіші. Цього ніхто не очікував. Звичайно, чим більша маса об'єкта, зв'язаного силою тяжіння – такого як зірка чи планета, тим більший його розмір. Але у молодих зоряних скупчень це не так.

На сьогодні краще пояснення виявленого феномена наступне: спочатку скупчення меншої маси мають менші розміри, але потім втрачають частину зірок, і втрата маси послаблює силу тяжіння, в результаті чого скупчення розширюється.

Але найцікавіше те, що стародавні кульові зоряні скупчення можуть служити відмінним інструментом для вивчення історії космосу з епохи Великого вибуху, коли формувалися зірки і галактики, а більш молоді скупчення відображають еволюцію Всесвіту до сьогоднішнього дня.

Висновок

Чи далекий космос, чи близький, кожен вирішує для себе, поки така велика територія простору залишається недослідженою. Навіть досі про космос існує безліч містичних легенд. А ви вірите в якусь із них?

Для написання цього проекту було використано джерела мережі Інтернет.


Якщо сторінка Вам сподобалась, поділіться у соціальних меражах:

Статистика