Вселенная и образование изотопов химических элементов
Скачать 0.95 Mb.
|
| Глава 1. Вселенная и образование изотопов химических элементов 1.1 Вселенная Со времен первобытного человека и до первой четверти XX века Вселенная осознавалась как пространство, в которое механически включены те или иные образования. За все время существования человека, предложено множество идей, гипотез, теорий происхождения и устройства Вселенной. Это время можно разделить на несколько периодов. Первый созерцательный период имел продолжительность более 40 тысяч лет до начала новой эры (палеолит, неолит, бронзовый век…). Первые систематические астрономические наблюдения возникли, вероятно, одновременно в четырех регионах: междуречье Тигра и Евфрата, долина Нила, междуречье Инда и Ганга и долина Хуанхэ и привели к составлению первого известного в настоящее время реестра звезд, созданию календаря. В это же время была установлена продолжительность года, который равен 365 дням, 6 часам, 15 минутам, 41 секунде. Представления о Вселенной были наивными, основанными на умозрительных заключениях. В качестве примера можно привести следующие имена: Нума Помпилий (716-673 лет до новой эры); Фалес Милетский (~ 640/624-548/545 лет до новой эры) и Лао Цзы (VI в. до новой эры), которые пропагандировали – материалистическое представление о Вселенной, основанное на визуальных эффектах. Левкипп (около 500-400 лет до новой эры) рассматривал Вселенную как беспредельное множество, различающихся размером и формой атомов, движущихся в пустоте и составляющих видимые тела, основатель античного атомистического учения. Демокрит (470/457-370/357 лет до новой эры) развивал атомистическое учение Левкиппа. По его мнению, Вселенная состоит из движущихся элементов материи, подчиняющихся строгим механическим законам. Движение происходит в абсолютном однородном, изотропном пространстве. Демокрит допускал сосуществование вселенных с локально анизотропным пространством, которые различаются структурой и возрастом. Платон (429-347 лет до новой эры) предложил идею рождения времени с рождением Вселенной – единственной, конечной, невечной. Аристотель (384-322 лет до новой эры) построил первую целостную логически завершенную и опиравшуюся на наблюдения космофизическую картину мира: Вселенная материальна, конечна, замкнута, единственная (охватывает всю существующую материю), а потому вечна. Эпикур (341-270 лет до новой эры) развивал идеи Демокрита: материальная беспредельная Вселенная, подчиняющаяся механическим законам. Архимед (около 287-212 лет до новой эры) произвел первую известную умозрительную оценку колоссальных размеров звездной Вселенной. Он придерживался (наиболее ранней?) гелиоцентрической идеи Аристарха Самосского (около 310-230 лет до новой эры). Лю Ань (II век до новой эры) утверждал, Вселенная родилась из пустоты. Ван Чунь (I век до новой эры) наоборот настаивал, Вселенная родилась из вечной материальной субстанции… и т. п. и т. д. (Еремеева, А.И., 1984; Еремеева, А.И., Цицин, Ф.А., 1989; Бочкарева, Т.С., 2007; http://astronomer.nfrod.ru/Library/History/h_table.htm; http://naturalhistory.narod.ru/Page_5.htm). Второй период продолжался около 2-х тысяч лет: от начала новой эры до начала XX века. В этот период начинают использовать более совершенный математический аппарат и простейшие оптические приборы. Сюда, прежде всего, следует отнести имена и гипотезы таких мыслителей как К. Птолемей (около 87-165 лет новой эры), который предложил первую математическую геоцентрическую модель движений Солнца, Луны, планет. Выдающимся достижением Улугбека (Мухаммед Тарагай Улугбек, 1394-1449) и самаркандских астрономов стал новый каталог, содержавший положения на небе 1018 звезд. Это был следующий каталог, составленный после каталога Птолемея (через 13 веков). Положения для 700 звезд были определены заново. Каталог был закончен к 1437 году и получил название «Новые астрономические таблицы». Каталог представлял огромную ценность для последующих поколений астрономов, так как позволял сравнивать положение звезд через огромные промежутки времени и улавливать происходящие в мире звезд изменения (http://spacetravell.narod.ru/ulugbek.htm). Николай Кузанский (Кребс) (1401-1464) считал Вселенную бесконечной, однородной, изотропной, вещественно единой. Леонардо да Винчи (1452-1519) верил, что Вселенная материально едина. Николай Коперник (1473-1543) разработал полную логически и физически обоснованную и математически рассчитанную гелиоцентрическую систему мира. Тихо Браге (1546-1601) предложил полную гелио геоцентрическую систему мира и идею рождения звезд из диффузной материи, якобы составляющей Млечный Путь. Датский астроном-наблюдатель до телескопной эры Тихо Браге посвятил жизнь выстраиванию точнейших карт звездного неба. В этом ему не было равных. Бессмертные законы движения планет, установленные его учеником Иоганном Кеплером (1571-1630), родились во многом благодаря научному наследству, оставленному Тихо Браге. Правда, поработать вместе Браге и Кеплеру удалось всего ничего: полный планов датчанин, только что нашедший себе замечательного помощника, неожиданно умер в возрасте 54 лет. Бог весть от чего... (15.11.2010, Прага 14:19:39 Международная группа ученых проводит эксгумацию останков средневекового датского астронома Тихо Браге в храме Девы Марии перед тыном в Праге, чтобы пролить свет на тайну смерти исследователя, сообщает агентство Associated Press, результаты экспертизы будут опубликованы в 2011 году). Дж. Бруно (1548-1600) развивал идеи гелиоцентризма, бесконечности, ацентричности Вселенной. Г. Галилей (1564-1642) впервые в мире произвел наблюдения звездного неба с использованием физических приборов, обосновал и пропагандировал идеи гелиоцентризма. Р. Декарт (1596-1650) возродил вихревую космогонию, бесконечность Вселенной, предсказал множественность солнечных систем, отрицал абсолютную пустоту. И. Ньютон (1643-1727) предложил завершенную физическую и астрономическую картину мира на основе созданной им же механики (сейчас классическая механика Ньютона) и закона всемирного тяготения. Он же предположил неизбежность бесконечности гравитирующей звездной Вселенной и абсолютные независимые пространство и время, не зависящие от наличия материи. Т. Райт (1711-1786) считал, что млечные туманности – это самостоятельные вселенные, а Млечный путь – это визуальный эффект наблюдения звездного слоя. И. Кант (1724-1804) представил первую универсальную эволюционную космологическую гипотезу холодного образования Солнечной системы из пылевой материи. И. Кант впервые предложил рассматривать Млечный Путь как реальную динамическую систему звезд, а Вселенную как иерархическую структуру с общим центром вращения. В. Томсон (лорд Кельвин) (1824-1907) является автором «контрактационной гипотезы» Вселенной и идеи ее тепловой смерти, ввиду действия второго начала термодинамики (роста энтропии). Л. Больцман (1844-1906) предложил флюктуационную космологическую гипотезу, в которой парадокс тепловой смерти Вселенной снимается (Еремеева, А.И., 1984; Еремеева, А.И., Цицин, Ф.А., 1989; Бочкарева, Т.С., 2007; http://astronomer.nfrod.ru/Library/History/h_table.htm; http://naturalhistory.narod.ru/Page_5.htm). Третий период связан с научной революцией в физике, появлении новых методологических и технологических подходов, создании новых телескопов, коллайдеров…, базирующихся на современных достижениях науки и техники. На развитие космологии оказали влияние – создание учения об электромагнитном токе (Фарадей, М., 1832), предсказание электромагнитных волн (Максвелл, Дж., 1865), которые в дальнейшем позволили единым образом подойти к описанию радиоволн, света, рентгеновских лучей, гамма-излучения и разработке шкалы электромагнитных колебаний (http://slovari.yandex.ru/~книги/БСЭ/Электромагнитные%20волны/). В этих работах участвовали практически все естествоиспытатели XIX и начала XX веков. В связи с этими открытиями созданы и создаются в настоящее время приборы и оборудование для исследования космоса. Густав Роберт Кирхгоф (G.R. Kirchhoff: 12.3.1824, Кенигсберг, – 17.10.1887, Берлин), немецкий физик, член Берлинской АН (1874), член-корреспондент Петербургской АН (1862) в 1854 году и Р.В. Бунзен начали изучать спектры пламени, окрашенного парами металлических солей, и в результате ими были заложены (1859) основы спектрального анализа, который в 1859-1860 годах был внедрен в практику химических исследований. С помощью нового метода ими были открыты цезий (1860) и рубидий (1861). В 1859 году Г.Р. Кирхгоф сформулировал один из основных законов теплового излучения и ввел в физику понятие абсолютно черного тела. В 1860 году Г.Р. Кирхгоф открыл правило обращения спектров и впервые правильно объяснил темные полосы в спектре Солнца (фраунгоферовы линии), высказав предположение о химическом составе солнечной атмосферы. Г.Р. Кирхгоф и Р.В. Бунзен обнаружили на Солнце Na, Fe, Mg, Ca, Cr и некоторые другие металлы (Столетов, А.Г., 1941; Горнштейн, Т., 1960; Agassi, J., 1967). Спектральный анализ, могучее средство, полученное астрофизиками во второй половине XIX века. Современная (гарвардская) спектральная классификация звезд, разработанная в Гарвардской обсерватории в 1890-1924 годах является температурной классификацией, основанной на относительной интенсивности линий поглощения и испускания спектров звезд. На основе созданной классификации Энной Кэннон (1863-1941, США) в 1918-1924 годах издан большой Henri Draper Catalogue каталог в 9 томах на 225330 звезд (HD-каталог). Дополнительным фактором, влияющим на вид спектра, является плотность внешних слоев звезды, зависящая, в свою очередь от ее массы и плотности, то есть, в конечном итоге, от светимости. Зависимость вида спектра от светимости отражена в более новой Йеркской классификации, разработанной в Йеркской обсерватории (Yerkes Observatory) У. Морганом, Ф. Кинаном и Э. Келман, называемой также МКК классификацией по инициалам ее авторов. В соответствии с Йерской классификацией (МКК) с учетом светимости звезде того или иного гарвардского спектрального класса (O, B, A, F, G, K и M) приписывают и класс светимости. Э.П. Хаббл (1889-1953) открыл закон красного смещения в спектрах далеких галактик. Основные труды Э.П. Хаббла посвящены изучению галактик. В 1922 году Э.П. Хаббл предложил подразделять наблюдаемые туманности на внегалактические (галактики) и галактические (газопылевые). В 1924-1926 годах он обнаружил на фотографиях некоторых ближайших галактик звезды, чем доказал, что они представляют собой звездные системы, подобные нашей Галактике. В 1925 году Э.П. Хаббл начинает разрабатывать первую эволюционную морфологическую классификацию форм галактик и в том же году представил первую подробную морфологическую классификацию галактик. Все галактики (или внегалактические туманности, так их называли раньше) он разбил на три основных типа: спиральные (S), эллиптические (Е), неправильные (I) (Бронштейн, В.А., 1974). Э.П. Хаббл доказал своими тщательными измерениями, что давно известные туманности, ранее считавшиеся всего лишь облаками газа (например, туманность Андромеды), являются галактиками, ничуть не меньшими нашей и удаленными порой на миллиарды световых лет, и что эти галактики движутся, «убегая» от нас со скоростями большими, чем дальше они отстоят от нашей планеты (http://www.peoples.ru/science/physics/gamow/history.html ). Э.П. Хаббл в 1929 году обнаружил зависимость между красным смещением галактик и расстоянием до них (http://ru.wikipedia.org/wiki/Эдвин_Хаббл). Закон красного смещения Э.П. Хаббла в спектрах далеких галактик и доплеровская интерпретация его, подтверждает концепцию расширения Вселенной (Еремеева, А.И., 1984; Еремеева, А.И., Цицин, Ф.А., 1989; http://astronomer.narod.ru/Library/History/h_table.htm). Ж. Леметр (1894-1966) создал теорию расширяющейся Вселенной в 1927 году, ознакомившись во время пребывания в США с исследованиями Э.П. Хаббла и Х. Шепли по красному смещению линий в спектрах галактик, истолковав наблюдаемые спектроскопические изменения как свидетельство разбегания, расширения Вселенной (http://bigbang.h10.ru/tablicalemetr.htm). Ж. Леметр в 1927 году выдвинул концепцию рождения и расширения всей Вселенной в качестве объяснения эффекта «красного смещения» (http://astronomer.narod.ru/Library/History/h_table.htm). Несколько позже, Ж. Леметр на основе закона Э.П. Хаббла (1929) в этом же году предложил гипотезу возникновения Вселенной из сверхплотного состояния материи (Еремеева, А.И., 1984; Еремеева, А.И., Цицин, Ф.А., 1989; http://astronomer.nfrod.ru/Library/History/h_table.htm; http://naturalhistory.narod.ru/Page_5.htm; «Кабинет − История астрономии» - http://naturalhystory.narod.ru). 4 октября 2011 года, Нобелевский комитет присудил премию исследователям – американским ученым Солу Перлмуттеру, Адаму Райссу и австралийцу Брайану Шмидту. Они наиболее убедительно, чем другие, как считают члены Нобелевского комитета, доказали, на основе анализа сверхновых звезд, Вселенная расширяется с ускорением. Согласно последним научным данным, возраст Вселенной составляет 13,7±0,2 миллиарда лет. Термины «известная Вселенная», «наблюдаемая Вселенная» или «видимая Вселенная» часто используются для описания части Вселенной, которая доступна для наблюдений. Поскольку космическое расширение исключает значительные части Вселенной из наблюдаемого горизонта, большинство космологов считает, что наблюдение всего континуума невозможно и следует использовать термин «наша Вселенная» в отношении той части, которая известна человечеству. Существует также гипотеза о том, что Вселенная может быть частью мультивселенной – системы, содержащей множество других вселенных.
|
-КвантДобавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Знаки химических элементов | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Инструктаж по технике безопасности при работе в химическом кабинете. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.... |
 | Реферат Этимология названий химических элементов Периодической системы... Этимология названий химических элементов Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева | | Экзаменационные вопросы «Правила по охране труда при использовании... Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов малых... |
| Твоя Вселенная, 2 Рабочая программа учебного курса «Твоя Вселенная» составлена на основе авторской программы Левитана Е. П. «Твоя Вселенная, 2» изданной... | | Хорошавин Лев Борисович Докт техн наук реферат Периодической системе элементов, но и дополнительно по кластерам химических элементов, определять прогнозные свойства новых элементов... |
| Предмет: Химия Класс: 8 Тема: Виды химической связи Цель урока: Задачи:... Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов малых... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Закрепить знания учащихся: по владению символами химических элементов, определению простых и сложных веществ, по составлению химических... |
| Внеклассное мероприятие для учащихся 8 классов «Веселые старты» (Соединения... Цель мероприятия: в игровой форме проверить степень усвоения учащимися основных понятий темы «Соединения химических элементов», сделать... | | Закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева... Разработка плана-конспекта урока «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева» |
| Литература: Популярная библиотека химических элементов Издательство «Наука» Традиционно (в учебниках) элементы подразделяют на группы по их свойствам, но в некоторых случаях, например, при знакомстве с ними... | | Е. Н. Салыгин (фамилия, инициалы) Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов малых... |
| Протокол №4 от 28. 04. 09 /Рожков А. А./ руководитель мо /Тюпина Г. А Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов малых... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Образование системы понятий о веществе при изучении периодического закона и периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева,... |
| Вопросы к экзамену по дисциплине «Химия» Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов малых... | | Сосуды работающие под давлением Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов малых... |
