Методы естественно - научного познания мира. Эмпирические и теоретические методы.

Классификация наук.

В самом общем виде науки делятся на естественные, технические, общественные (социальные) и гуманитарные.

К естественным наукам относятся науки:

§ о космосе, его строении, развитии (астрономия, космология, космогония, астрофизика, космохимия и проч.);

§ Земле (геология, геофизика, геохимия и др.);

§ физических, химических, биологических системах и процессах, формах движения материи (физика и т. п.);

§ человеке как биологическом виде, его происхождении и эволюции (анатомия и т. д.).

Технические науки содержательно основываются на естественных науках. Они изучают различные формы и направления развития техники (теплотехника, радиотехника, электротехника и проч.).

Общественные (социальные) науки также имеют ряд направлений и изучают общество (экономика, социология, политология, юриспруденция и т. п.).

Гуманитарные науки — науки о духовном мире человека, об отношении к окружающему миру, обществу, себе подобным (педагогика, психология, эвристика, конфликтология и др.).

Между блоками наук имеются связующие звенья; одни и те же науки могут частично входить в разные группы (эргономика, медицина, экология, инженерная психология и др.), особенно подвижна грань между общественными и гуманитарными науками (история, этика, эстетика и проч.).

Особое место в системе наук занимают философия, математика, кибернетика, информатика и т. п., которые в силу своего общего характера применяются в любых исследованиях.

Методы естественно - научного познания мира. Эмпирические и теоретические методы.

На эмпирической, или опытной стадии используются методы, основанные на чувственно-наглядных приемах и способах познания. На этом уровне осуществляется процесс накопления информации об исследуемых объектах и явлениях путем проведения наблюдений, выполнения разнообразных измерений, постановки экспериментов. В обязанности ученого входят наблюдения и классификация фактов. На эмпирической стадии таким образом производится первичная систематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т.п. На этом же уровне познания возможно формулирование некоторых эмпирических законов.
Теоретический уровень научного исследования осуществляется на рациональной (логической) ступени познания. На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких, существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям.
Теоретический уровень – более высокая ступень в научном познании. Результатами теоретического познания становятся гипотезы, теории, законы. Однако не следует противопоставлять или отрывать друг от друга эмпирический и теоретический уровни познания. Они глубоко связаны между собой. Эмпирический уровень выступает в качестве основы теоретического. Гипотезы и теории формируются в процессе теоретического осмысления научных фактов, статических данных, получаемых на эмпирическом уровне. К тому же, теоретическое мышление неизбежно опирается на чувственно-наглядные образы (в том числе схемы и графики), с которыми имеет дело эмпирический уровень исследования.
В свою очередь, эмпирический уровень научного познания не может существовать без достижений теоретического уровня.
Эмпирическое исследование обычно опирается на определённую теоретическую концепцию, которая устанавливает направление исследования, обусловливает применяемые при этом методы

Этапы развития атомистической концепции. Постулаты Бора.

Основные этапы развития представлений о пространстве и времени.

Законы Ньютона и их связь со свойствами пространства и времени.

Симметрия и законы сохранения в классической механике.

Закон сохранения импульса.

Закон сохранения энергии. Потенциальная и кинетическая энергия.

Энергия- характеристика состояния тела. Кинетическая энергия - энергия движущегося тела. Если на тело массой m действует постоянная сила P, совпадающая с направлением движения, то работа A=F·s.

Работа - мера изменения энергии.

Потенциальная энергия - энергия взаимодействия. Она характеризует способность тела совершать работу за счет его нахождения в поле действия сил. Потенциальная энергия не зависит от скорости, а зависит от координаты тела (от высоты).

Сумму кинетической и потенциальной энергий тела называют его полной механической энергией.

Закон сохранения энергии – в изолированной системе тел, между которыми действуют лишь силы тяготения и упругости, полная механическая энергия остается неизменной .Пример – шар кинули на землю, при его падении полная механическая энергия не меняется, при этом потенциальная энергия будет уменьшаться, а кинетическая будет возрастать.

Уравнение состояния.

Уравнение состояния — уравнение, связывающее между собой термодинамические параметры системы, такие, как температура, давление, объём, химический потенциал и др. Уравнение состояния можно написать всегда, когда можно применять термодинамическое описание явлений. При этом реальные уравнения состояний реальных веществ могут быть крайне сложными.Уравнение состояния системы не содержится в постулатах термодинамики и не может быть выведено из неё. Оно должно быть взято со стороны (из опыта или из модели, созданной в рамках статистической физики). Термодинамика же не рассматривает вопросы внутреннего устройства вещества.
Заметим, что соотношения, задаваемые уравнением состояния, справедливы только для термодинамического равновесия.
16. Первое начало термодинамики представляет собой закон сохранения энергии, один из всеобщих законов природы. Энергия неуничтожаема и несотворяема; она может только переходить из одной формы в другую в эквивалентных соотношениях. Первое начало термодинамики представляет собой постулат - оно не может быть доказано логическим путем или выведено из каких-либо более общих положений. Истинность этого постулата подтверждается тем, что ни одно из его следствий не находится в противоречии с опытом. Приведем еще некоторые формулировки первого начала термодинамики:
Полная энергия изолированной системы постоянна;

Невозможен вечный двигатель первого рода (двигатель, совершающий работу без затраты энергии).

Первое начало термодинамики устанавливает соотношение между теплотой Q, работой А и изменением внутренней энергии системы ∆U.

Первое начало термодинамики.

Электрический ток. Закон Ома.

Электрический ток - направленное движение заряженных частиц в электрическом поле.
Заряженными частицами могут являться электроны или ионы (заряженные атомы).
Атом, потерявший один или несколько электронов, приобретает положительный заряд. - Анион (положительный ион).
Атом, присоединивший один или несколько электронов, приобретает отрицательный заряд. - Катион (отрицательный ион).
Ионы в качестве подвижных заряженных частиц рассматриваются в жидкостях и газах.
В металлах носителями заряда являются свободные электроны, как отрицательно заряженные частицы.
В полупроводниках рассматривают движение (перемещение) отрицательно заряженных электронов от одного атома к другому и, как результат, перемещение между атомами образовавшихся положительно заряженных вакантных мест - дырок.

За направление электрического тока условно принято направление движения положительных зарядов. Это правило было установлено задолго до изучения электрона и сохраняется до сих пор. Так же и напряжённость электрического поля определена для положительного пробного заряда.

Электрический ток имеет следующие проявления:

o нагревание проводников (не происходит в сверхпроводниках);

o изменение химического состава проводников (наблюдается преимущественно в электролитах);

o создание магнитного поля (проявляется у всех без исключения проводников).

Различают переменный , постоянный и пульсирующий электрические токи, а также их всевозможные комбинации. В таких понятиях часто слово «электрический» опускают.

Постоянный ток — ток, направление и величина которого не меняются во времени.

Переменный ток — ток, величина и направление которого меняются во времени. В широком смысле под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛ. ТОКА.

1)Электрический ток имеет количественные характеристики: скалярную — силу тока, и векторную — плотность тока.

Сила тока — физическая величина, равная отношению количества заряда , прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.

Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах (русское обозначение: А).

Плотность тока — вектор, абсолютная величина которого равна отношению силы тока, протекающего через некоторое сечение проводника, перпендикулярное направлению тока, к площади этого сечения, а направление вектора совпадает с направлением движения положительных зарядов, образующих ток.

2)При наличии тока в проводнике совершается работа против сил сопротивления. Электрическое сопротивление любого проводника состоит из двух составляющих:

активное сопротивление — сопротивление теплообразованию;

реактивное сопротивление — «сопротивление, обусловленное передачей энергии электрическому или магнитному полю (и обратно)» .

Как правило, большая часть работы электрического тока выделяется в виде тепла. Мощностью тепловых потерь называется величина, равная количеству выделившегося тепла в единицу времени. Согласно закону Джоуля — Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего тока и приложенному напряжению:

Мощность измеряется в ваттах.

3) Понятие частоты относится к переменному току, периодически изменяющему силу и/или направление.

Период переменного тока — наименьший промежуток времени (выраженный в секундах), через который изменения силы тока (и напряжения) повторяются. Количество периодов, совершаемое током за единицу времени, носит название частота. Частота измеряется в герцах, один герц (Гц) соответствует одному периоду в секунду.

ПРИМЕНЕНИЕ:

При изучении электрического тока было обнаружено множество его свойств, которые позволили найти ему практическое применение в различных областях человеческой деятельности, и даже создать новые области, которые без существования электрического тока были бы невозможны. После того, как электрическому току нашли практическое применение, и по той причине, что электрический ток можно получать различными способами, в промышленной сфере возникло новое понятие — электроэнергетика.

А) Электрический ток используется как носитель сигналов разной сложности и видов в разных областях (телефон, радио, пульт управления, кнопка дверного замка и так далее).

o Использование электрического тока как носителя энергии

o получения механической энергии во всевозможных электродвигателях,

o получения тепловой энергии в нагревательных приборах, электропечах, при электросварке,

o получения световой энергии в осветительных и сигнальных приборах,

o возбуждения электромагнитных колебаний высокой частоты, сверхвысокой частоты и радиоволн,

o получения звука,

o получения различных веществ путём электролиза, зарядка электрических аккумуляторов. Здесь электромагнитная энергия превращается в химическую,

o создания магнитного поля (в электромагнитах).

o Б ) Использование электрического тока в медицине.

o диагностика — биотоки здоровых и больных органов различны, при этом бывает возможно определить болезнь, её причины и назначить лечение. Раздел физиологии, изучающий электрические явления в организме называется электрофизиология.

o Электроэнцефалография — метод исследования функционального состояния головного мозга.

o Электрокардиография — методика регистрации и исследования электрических полей при работе сердца.

o

ЗАКОН ОМА.

Ещё в 1826 году немецкий физик Георг Ом открыл важный закон электричества, определяющий количественную зависимость между электрическим током и свойствами проводника, характеризующими их способность противостоять электрическому току.

Эти свойства впоследствии стали называть электрическим сопротивлением, обозначать буквой R и измерять в Омах в честь первооткрывателя.

Закон Ома в современной интерпретации классическим соотношением U/R определяет величину электрического тока в проводнике исходя из напряжения U на концах этого проводника и его сопротивления R: « Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи»

I = U/R

Проводники и элементы, для которых соблюдается закон Ома, называются омическими.

Закон Ома может не соблюдаться:

oПри высоких частотах, когда скорость изменения электрического поля настолько велика, что нельзя пренебрегать инерционностью носителей заряда.

oПри низких температурах для веществ, обладающих сверхпроводимостью.

oПри заметном нагреве проводника проходящим током, в результате чего зависимость напряжения от тока (вольт-амперная характеристика) приобретает нелинейный характер. Классическим примером такого элемента является лампа накаливания.

oПри приложении к проводнику или диэлектрику (например, воздуху или изоляционной оболочке) высокого напряжения, вследствие чего возникает пробой.

oВ вакуумных и газонаполненных электронных лампах (в том числе люминесцентных).

Электромагнитные волны.

Квантовые свойства материи.

Солнечная система

В настоящее время проблема происхождения Солнечной системы остается открытой.

Гипотезы ее возникновения следующие:

♦ Планеты Солнечной системы сформировались путем объединения твердых, холодных тел и частиц, входящих в состав туманности, которая когда-то окружала Солнце.

♦ Спутники планет образовались из роя частиц, окружавших планеты.

Орбиты всех планет являются почти круговыми и лежат в одной плоскости, совпадающей с экваториальной плоскостью Солнца. Общая масса всех планет Солнечной системы составляет всего 2 % от массы Солнца.

Теории происхождения Солнечной системы.

Небулярная гипотеза Канта—Лапласа.Согласно естественнонаучным взглядам философа И. Канта, орбитальное движение планет возникло «после нецентрального удара частиц как механизма возникновения первичной туманности» (ошибочное предположение, так как движение могло начаться только при косом ударе туманностей). Он считал причинами, противодействующими стремлению к «равновесию», химические процессы внутри Земли, которые зависят от космических сил и проявляются в виде землетрясений и вулканической деятельности (1755 г.).

П. Лаплас – французский ученый-физик, разделяя взгляды Канта в этот же период, исходил из предположения о горячей медленно вращающейся туманности, которая по мере охлаждения сжималась. По закону сохранения момента импульса, при этом росла скорость вращения, и центробежные силы отрывали от нее кольца. Материя в этих кольцах сжималась под действием тяготения, формируя компактные тела.

Приливная, или планетозимальная, гипотеза.В XX в. американские астрофизики Т. Чемберлен и Ф. Мультон рассмотрели идею встречи Солнца со звездой, вызвавшей приливной выброс солнечного вещества (1906 г.), из которого и образовались планеты.

С. Аррениус – американский астрофизик, допустил и прямое столкновение Солнца со звездой (1913 г.). Предполагается, что в результате появилось некое волокно, распавшееся при вращении на части – основу планет.

Еще один американский астрофизик – Дж. Джинс – предположил (1916 г.), что какая-то звезда прошла неподалеку от Солнца и вызвала «приливные выступы», принявшие форму газовых струй, из которых и возникли планеты.

Гипотеза захвата Солнцем межзвездного газа.Ее предположил шведский астрофизик X. Альфен (1942 г.). Атомы газа ионизировались при падении на Солнце и стали двигаться по орбитам в его магнитном поле, поступая в определенные участки экваториальной плоскости.

Академик-астрофизик В. Г. Фесенков (1944 г.) предположил, что образование планет связано с переходом от одного типа ядерных реакций в глубинах Солнца к другому.

Астроном и математик Дж. Дарвин и математик А. М. Ляпунов (40-е г. XX в.) рассчитали независимо друг от друга фигуры равновесия вращающейся жидкой несжимаемой массы.

Согласно взглядам О. Струве – английского астрофизика (40-е гг. XX в.), быстро вращающиеся звезды могут выбрасывать вещество в плоскости своих экваторов. В результате этого образуются газовые кольца и оболочки, а звезда теряет массу и момент количества движения.

Кометная гипотеза происхождения планет Солнечной системы.Эту популярную ныне гипотезу предложил А. А. Маркушевич (1992 г.). Сводится она к следующему. В газопылевой туманности, имеющей вид дискообразного вращающегося облака и состоящей из мелких пылевидных железосиликатных частиц и газов – воды и водорода, при понижении температуры газы намерзали на пылинки, увеличивая их размер. Возникал состав, свойственный составу комет. Частицы сталкивались между собой, большие по объему концентрировались в центре туманности, а меньшие оттеснялись на периферию, дав начало планетам. Шло укрепление и разрастание образующихся тел – астероидов, комет, планет. При образовании планет происходила аккреция (стяжение кометной массы), выделялась теплота, которая разогревала центр сгустка до расплавленного состояния и расслаивала водородную оболочку и железосиликатное ядро, которое позже расслоилось на железоникелевое ядро и силикатную оболочку, не позволявшую рассеиваться теплоте в космическом пространстве. Так планеты приобрели почти сферическую форму. По своим физическим характеристикам планеты Солнечной системы делятся на две группы: планеты земной группы и газовые (или планеты-гиганты).

Планеты Солнечной системы (земная группа).Крупнейшими после Солнца объектами Солнечной системы являются планеты и их спутники. Общая масса планет составляет 448 масс Земли, а спутников – 0,12 массы Земли. Суммарная масса планет и спутников составляет лишь 1/750 часть массы Солнца. Планеты Солнечной системы достаточно сильно отличаются друг от друга.

Ближайшие к Солнцу планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – называются твердыми планетами, поскольку имеют плотность, в 4–5 раз превышающую плотность воды, и твердую поверхность. Плутон представляет собой несформировавшуюся твердую планету, по своим характеристикам напоминающую планеты первой группы. Кроме того, у Плутона есть спутник Xарон, лишь в два раза меньший Плутона. Наконец, существуют предположения о большой десятой темной планете.

Каждую из планет можно охарактеризовать по девяти основным параметрам. Это расстояние от Солнца, период обращения вокруг Солнца, период обращения вокруг своей оси, средняя плотность (г/см³), диаметр экватора в километрах, относительная масса (масса Земли принимается за единицу), температура поверхности, число спутников, преобладание газа в атмосфере.

Ближайшей к Солнцу планетой является Меркурий. Он состоит из большого железного ядра, расплавленной каменистой мантии и твердой коры. По внешнему виду Меркурий напоминает Луну. Его поверхность испещрена кратерами и огромными уступами (высотой до 3 км), сформировавшимися в результате остывания и сжатия поверхности планеты. Сила тяжести на Меркурии в два раза меньше земной, поэтому атмосфера практически отсутствует. На планете царят безмолвие и экстремальные температуры – до 350 °C на освещенной Солнцем стороне планеты и до -170 °C на ночной стороне.

Венера по размерам, массе и плотности сходна с Землей. Однако она имеет очень плотную атмосферу, пропускающую солнечное излучение и не выпускающую его обратно. Поэтому на Венере действует парниковый эффект, который сейчас отмечается и на Земле. В результате этого эффекта температура поверхности Венеры составляет 400500 °C. Поверхность Венеры сияет так ярко, что Венера занимает третье место по яркости (после Солнца и Луны) среди всех видимых с Земли объектов.

Ближайшее к Земле небесное тело – ее спутник Луна. Луна имеет небольшое ядро из железа и серы, окруженное полурасплавленной астеносферой. Над астеносферой расположена литосфера (твердая каменная оболочка), и над ней – кора из минералов, богатых кальцием и алюминием. Поверхность Луны изрыта кратерами, имеет огромные равнины (моря) и горы.

Планеты Солнечной системы (газовые).Вторая четверка планет (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) – газообразные, большие, с плотностью 0,7–1,7 г/см³ (то есть чуть меньше или чуть больше плотности воды). Юпитер является крупнейшей планетой Солнечной системы. Вместе со своими 16 спутниками он составляет Солнечную систему в миниатюре. Масса Юпитера в три раза превосходит массу всех остальных планет Солнечной системы.

В центре Юпитера находится небольшое каменное ядро. Его окружает вначале слой металлического водорода, по свойствам напоминающего жидкий металл, затем слой жидкого водорода. Плотная атмосфера Юпитера состоит из водорода, гелия, метана и аммиака и по толщине в 8-10 раз превосходит земную атмосферу. Если попытаться высадиться на Юпитер, то космический аппарат будет долго тонуть в атмосфере, однако посадки так и не произойдет. Из 16 спутников Юпитера наиболее известны четыре, открытые еще Галилеем. Это Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Ио по размерам чуть больше Луны. Мощные приливные силы Юпитера разогревают ядро Ио, и на этом спутнике идет активная вулканическая деятельность.

Сатурн известен своими кольцами. В начале 1980-х гг. с помощью космического зонда «Вояджер» было выяснено, что кольца Сатурна состоят из огромного количества кусков льда различного размера – от пылинок до глыб. Помимо колец у Сатурна есть 17 спутников, из которых Титан имеет самую плотную атмосферу. У Сатурна самая низкая плотность среди планет Солнечной системы. Его небольшое ядро из льда и камня окружено слоями металлического и жидкого водорода. В атмосфере Сатурна бушуют ветры, скорость которых достигает 1800 км/ч. Уран, Нептун и Плутон удалены настолько, что достоверной информации об их составе не удавалось получить до 1986 г. В 1986 г. космический зонд «Вояджер-2» передал фотографии Урана и Нептуна, по которым были установлены состав атмосферы и наличие вихрей, а также обнаружены спутники этих планет.

Кометы, астероиды, метеорное вещество.Помимо 9 крупных спутников (планет) Солнце имеет множество мелких спутников, называемых астероидами. Большинство из них находится в поясе астероидов, между орбитами Марса и Юпитера. Есть также группа астероидов (Троянцы и Греки), движущаяся вдоль орбиты Юпитера, и другие группы. Всего в астрономических каталогах зафиксировано более 6000 малых планет.

Помимо астероидов, движущихся по орбитам, подобным орбитам планет, Солнечную систему пересекают кометы. Орбиты комет одним краем приближены к Солнцу, другим удалены от него, иногда на очень значительные расстояния. Например, удаленный край орбиты кометы Энке с периодом обращения 3,3 года не достигает орбиты Юпитера. Орбита кометы Галлея с периодом обращения 76 лет не достигает орбиты Плутона. Орбита кометы Когоутека с периодом обращения 75 000 лет выходит далеко за пределы орбиты Плутона.

По современным гипотезам, кометы представляют собой огромные глыбы из льда и камня, которые испаряются при подходе к Солнцу и образуют газовый и пылевой хвосты, направленные от Солнца. Со временем кометы рассыпаются, оставляя после себя облака пыли. Ежегодно в августе Земля проходит через полосу пыли, оставшуюся от кометы Свифта-Тутля, и в эти периоды можно наблюдать метеоритные дожди, называемые Персеидами. Землю ежесекундно бомбардируют тысячи метеоритов – обломков космических тел. Однако большинство из них сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Крупные метеориты могут взрываться, оставляя кратеры на земной поверхности.

Появление звёзд

В результате тщательного изучения фотографий туманных участков Млечного Пути

удалось обнаружить маленькие чёрные пятнышки неправильной формы, или глобулы,

представляющие собой массивные скопления пыли и газа. Они выглядят чёрными,

так как не испускают собственного света и находятся между нами и яркими

звёздами, свет от которых они заслоняют. Эти газово-пылевые облака содержат

частицы пыли, очень сильно поглощающие свет, идущий от расположенных за ними

звёзд. Размеры глобул огромны - до нескольких световых лет в поперечнике.

Несмотря на то что вещество в этих скоплениях очень разрежено, общий объём их

настолько велик, что его вполне хватает для формирования небольших скоплений

звёзд, по массе близких к Солнцу. Для того чтобы представить себе, как из

глобул возникают звёзды, вспомним, что все звёзды излучают и их излучение

оказывает давление. Разработаны чувствительные инструменты, которые реагируют

на давление солнечного света, проникающего сквозь толщу земной атмосферы. В

чёрной глобуле под действием давления излучения, испускаемого окружающими

звёздами, происходит сжатие и уплотнение вещества. Внутри глобулы гуляет

"ветер", разметающий по всем направлениям газ и пылевые частицы, так что

вещество глобулы пребывает в непрерывном турбулентном движении.

Глобулу можно рассматривать как турбулентную газово-пылевую массу, на которую

со всех сторон давит излучение. Под действием этого давления объём,

заполняемый газом и пылью, будет сжиматься, становясь всё меньше и меньше.

Такое сжатие протекает в течение некоторого времени, зависящего от окружающих

глобулу источников излучения и интенсивности последнего. Гравитационные силы,

возникающие из-за концентрации массы в центре глобулы, тоже стремятся сжать

глобулу, заставляя вещество падать к её центру. Падая, частицы вещества

приобретают кинетическую энергию и разогревают газово-пылевое облако.

Падение вещества может длиться сотни лет. Вначале оно происходит медленно,

неторопливо, поскольку гравитационные силы, притягивающие частицы к центру,

ещё очень слабы. Через некоторое время, когда глобула становится меньше, а

поле тяготения усиливается, падение начинает происходить быстрее. Но, как мы

уже знаем, глобула огромна, не менее светового года в диаметре. Это значит,

что расстояние от её внешней границы до центра может превышать 10 триллионов

километров. Если частица от края глобулы начнёт падать к центру со скоростью

немногим менее 2км/с, то центра она достигнет только через 200 000 лет.

Наблюдения показывают, что скорости движения газа и пылевых частиц на самом

деле гораздо больше, а потому гравитационное сжатие происходит значительно

быстрее.

Падение вещества к центру сопровождается весьма частыми столкновениями частиц

и переходом их кинетической энергии в тепловую. В результате температура

глобулы возрастает. Глобула становится протозвездой и начинает светиться, так

как энергия движения частиц перешла в тепло, нагрела пыль и газ.

В этой стадии протозвезда едва видна, так как основная доля её излучения

приходится на далёкую инфракрасную область. Звезда ещё не родилась, но

зародыш её уже появился. Астрономам пока неизвестно, сколько времени

требуется протозвезде, чтобы достигнуть той стадии, когда она начинает

светиться как тусклый красный шар и становится видимой. По различным оценкам,

это время колеблется от тысяч до нескольких миллионов лет.

Продолжительность жизни звезды зависит от её массы. Звёзды с массой меньшей,

чем у Солнца, очень экономно тратят запасы своего ядерного "топлива" и могут

светить десятки миллиардов лет. Внешние слои звёзд, подобных нашему Солнцу, с

массами не большими 1,2 масс Солнца, постепенно расширяются и в конце концов

совсем покидают ядро звезды. На месте гиганта остаётся маленький и горячий

белый карлик.

Чёрные дыры

Если масса звезды в два раза превышает солнечную, то к концу своей жизни

звезда может взорваться как сверхновая, но если масса вещества оставшегося

после взрыва, всё ещё превосходит две солнечные, то звезда должна сжаться в

крошечное плотное тело, так как гравитационные силы всецело подавляют всякое

внутреннее сопротивление сжатию. Учёные полагают, что именно в этот момент

катастрофический гравитационный коллапс приводит к возникновению чёрной дыры.

Возникновение галактик и звезд

Существует теория, что в предыдущем состоянии галактики, и может быть даже Метагалактика, состояли из какого-то сверхплотного «дозвездного вещества». Оно обладает способностью самопроизвольно дробиться и образует галактики. Ядра их путем дальнейшего дробления порождают ассоциации «дозвездных» тел, а те, дробясь, порождают и звезды, и диффузную материю. Галактики с активными ядрами считаются молодыми.

Большинство ученых придерживается, однако, прежней, гораздо более подробно разработанной гипотезы о том, что звезды и галактики возникали из водородной массы Метагалактики путем ее распада на отдельные облака. За этим следовало уплотнение каждого из них в сферическое облако за счет тяготения. Оно распадалось на множество сгустков, имевших поэтому тоже сферическое распределение. Так возникли первые звезды, содержавшие мало тяжелых элементов. Это звезды шаровых скоплений, эллиптических галактик и ядер спиральных галактик.

В сферических галактиках повышенная плотность газа благоприятствовала концентрации его в звезды. Процесс образования звезд в сферических системах давно закончился. Их звезды являются самыми старыми звездами.

Звезды в процессе эволюции выбрасывают массы газов, достаточные для формирования звезд. В недрах звезд, особенно сверхновых, в процессе ядерных реакций вырабатываются тяжелые элементы. Поэтому выбрасываемый звездами газ уже обогащен ими. Так возникали и возникают путем конденсации вторично накопившегося газа звезды нового поколения, более молодого. Они отличаются от прежних своим химическим составом.

Учение Вернадского о ноосфере.

Академик Владимир Иванович Вернадский - великий русский ученый, естествоиспытатель и мыслитель, создатель новых научных дисциплин, учения о биосфере, учения о переходе биосферы в ноосферу.

По мнению В.И. Вернадского, основные предпосылки создания ноосферы сводятся к следующему.

1) Человечество стало единым целым. Мировая история охватила как единое целое весь земной шар, совершенно покончила с уединенными, мало зависимыми друг от друга культурными историческими областями прошлого. Сейчас «нет ни одного клочка Земли, где бы человек не мог прожить, если б это было ему нужно».

2) Преобразование средств связи и обмена. Ноосфера - это единое организованное целое, все части которого на самых различных уровнях гармонично связаны и действуют согласованно друг с другом. Необходимым условием этого является быстрая, надежная, преодолевающая самые большие расстояния связь между этими частями, постоянно идущий материальный обмен между ними, всесторонний обмен информацией.

3) Открытие новых источников энергии. Создание ноосферы предполагает столь коренное преобразование человеком окружающей его природы, что ему никак не обойтись без колоссальных количеств энергии.

4) Подъем благосостояния трудящихся. Ноосфера создается разумом и трудом народных масс.

5) Равенство всех людей. Охватывая всю планету как целое, ноосфера по самому своему существу не может быть привилегией какой-либо одной нации или расы. Она дело рук и разума всех народов без исключения.

6) Исключение войн из жизни общества. В наше время война, угрожая самому существованию человечества, встала как самое большое препятствие на пути к ноосфере. Отсюда следует, сто без устранения этой преграды достижение ноосферы практически невозможно и, напротив, уничтожение угрозы войны будет означать, что человечество сделало крупный шаг к созданию ноосферы.

Ноосфера, по мнению Вернадского, - это новая геологическая оболочка Земли, создаваемая на научных основаниях.

Ноосфера является результатом действия слившихся в единый поток двух величайших революционных процессов современности: в области научной мысли, с одной стороны, и социальных отношений - с другой. Поэтому создание ноосферы возможно лишь как следствие прочного союза тех сил, которые являются основой этих процессов, т.е. союза науки и трудящихся масс.

По мысли В.И. Вернадского, ноосфера - это гармоническое соединение природы и общества, это торжество разума и гуманизма, это слитые воедино наука, общественное развитие и государственная политика на благо человека, это - мир без оружия, войн и экологических проблем, это - мечта, цель, стоящая перед людьми доброй воли, это - вера в великую миссию науки и человечества, вооруженного наукой.

Оценивая роль человеческого разума и научной мысли как планетарного явления В.И. Вернадский пришел к следующим выводам:

1. Ход научного творчества является той силой, которой человек меняет биосферу, в которой он живет.

2. Это проявление изменения биосферы есть неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.

3. Это изменение биосферы происходит независимо от человеческой воли, стихийно, как природный естественный процесс.

4. А так как среда жизни есть организованная оболочка планеты - биосфера, то вхождение в ходе ее геологически длительного существования нового фактора ее изменения - научной работы человечества - есть природный процесс перехода биосферы в новую фазу, в новое состояние - в ноосферу.

5. В переживаемый нами исторический момент мы видим это более ясно, чем могли видеть раньше. Здесь вскрывается перед нами «закон природы». Новые науки - геохимия и биохимия - дают возможность выразить некоторые важные черты процесса математически.

В связи с развитием производственных сил возникают новые по качеству круговороты вещества в биосфере по пути превращения ее в ноосферу. Основные их признаки заключаются в следующем.

1) Возрастание механически извлекаемого материала земной коры - рост разработки месторождений полезных ископаемых.

2) Происходит массовое потребление (сжигание) продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох.

3) Процессы в антропогенной биосфере приводят к рассеиванию энергии, а не к ее накоплению, что было характерно для биосферы до появления человека.

4) В биосфере в массовом количестве создаются вещества, ранее в ней отсутствовавшие, в том числе чистые металлы.

5) Появляются, хотя и в ничтожно малых количествах трансурановые химические элементы (плутоний и др.) в связи с развитием ядерной технологии и ядерной энергетики. Совершается освоение ядерной энергии за счет деления тяжелых ядер.

6) Ноосфера выходит за пределы Земли в связи с прогрессом научно-технической революции.

В связи с потребительским отношением к природным ресурсам и накоплением отходов производства антропогенная нагрузка на биосферу быстро возрастает и приближает биосферу к критическому состоянию. Естественно, что возникае