Wszechswiat 2, metodologia badań przyrodniczych


Obecnie istnieją trzy modele powstawania struktury we Wszechświecie. Pierwszy z modeli, model naleśnika, został zaproponowany przez rosyjskiego uczonego Jakowa Zeldowicza na początku lat siedemdziesiątych. Model ten jest tzw. teorią "z góry do dołu", Według niej najpierw powstały wielkie struktury, takie jak ściany i bąble, a dopiero potem wyodrębniły się w nich supergromady, gromady i wreszcie galaktyki. Charakterystyczne dla modelu Zeldowicza są ogromne spłaszczone masy materii ("naleśniki"), które wypełniały wczesny Wszechświat. Te olbrzymie masy zapadły się następnie pod wpływem grawitacji, tworząc cienkie powierzchnie i uległy fragmentacji na mniejszej części o rozmiarach galaktyk. Model Zeldowicza bardzo dobrze wyjaśnia, dlaczego galaktyki układają się w długie sploty oraz cienkie ściany - są to pozostałości po pierwotnych "naleśnikach".

Jim Peebles, astrofizyk z Uniwersytetu w Princeton, jest jednym ze zwolenników odmiennego podejścia, zwanego hierarchicznym grupowaniem. Jest to teoria typu "z dołu do góry", w której galaktyki pierwsze wyodrębniły się z gazowych chmur we wczesnej fazie ewolucji Wszechświata. W miarę ekspansji Wszechświata wiele galaktyk zbliżyło się do siebie tak, że ich grawitacyjne przyciąganie stało się znaczące. W ten sposób grupy galaktyk połączyły się w gromady, a następnie supergromady. Jednocześnie powstały pustki, z których cała materia została "wyssana" przez grawitację. W modelu tym wynik pomiaru średniej gęstości materii zależy od wielkości obszaru, jaki weźmiemy pod uwagę. W modelu jednorodnym średnia gęstość nie zależy od objętości, po jakiej uśredniamy.

Ostatni, trzeci model powstawania struktury to teoria fraktalna. Fraktale są obiektami samopodobnymi, co oznacza, że w dowolnej skali wyglądają w zasadzie tak samo. Zgodnie z podejściem fraktalnym wiele poziomów struktury, od galaktyk do gromad i supergromad, powstało jednocześnie. Wyłanianie się supergromad jest więc przejawem tego samego mechanizmu, który doprowadził do powstania galaktyk, tyle że w większej skali.

Galaktyka to skupisko układów planetarnych, gwiazd i mgławic. Gwiazdy grupują się w galaktyki dzięki siłom grawitacji. Wszystko, co znajduje się w galaktyce krąży wokół jej środka, zwanego jądrem galaktyki. Najlepiej znaną nam gwiazdą jest Słońce, wchodzące w skład Drogi Mlecznej.

GALAKTYKI SPIRALNE

Wyróżniamy cztery typy galaktyk, a pierwszą z omawianych są galaktyki spiralne. Jak sama nazwa wskazuje, mają one spiralny kształt, który tworzą 2 lub 3 ramiona wokół gęstego jądra. Galaktyki te zawierają gwiazdy I i II populacji. Dzieli się je ze względu na stosunek wielkości ramion do jądra na: a - jasne jądro i słabo rozwinięte ramiona, b - mniejsze jądro, a ramiona dobrze rozwinięte, c - słabe jądro, wyróżniające się ramiona, d - osobliwa. Galaktyki spiralne stanowią około 60 % wszystkich galaktyk. Przykładem takiej galaktyki jest Mgławica Andromedy, która jest zarazem najbliższą galaktyką przypominająca rozmiarami i kształtem Drogę Mleczną. Drugi podział to podział ze względu na kształt: galaktyki spiralne zwykłe i galaktyki spiralne z poprzeczką. Są to wydłużone struktury przechodzące przez jądro galaktyki, a różnica między nimi a zwykłymi galaktykami spiralnymi polega na tym, że ich ramiona są połączone jasną poprzeczką w jej centrum.

GALAKTYKI ELIPTYCZNE

Kolejny typ galaktyk to galaktyki eliptyczne, które nie mają ramion. Mają one spłaszczony owalny kształt i składają się z setki milionów gwiazd. Oznaczone zostały przez Edwina Hubble'a jako E a podaje się je ze stopniem spłaszczenia w skali 0 - 7. Galaktyki eliptyczne zawierają bardzo mało pyłu międzygwiezdnego, dlatego też nie widać ich zbyt wiele podczas obserwacji. Ze względu na kształt wyróżniamy także galaktyki eliptyczne z poprzeczką. Wyglądają one jak elipsoidy obracające się wokół własnej osi a składają się w większości ze starszych gwiazd. Typowe galaktyki eliptyczne są małe a wiele z nich to galaktyki karłowate. Występują one głównie w centrum gromad galaktyk. Taka galaktyka znajduje się w centrum Gromady w warkoczu Bereniki.

GALAKTYKI SOCZEWKOWATE

Wyróżniamy również galaktyki soczewkowate, będące pośrednimi m pomiędzy galaktykami eliptycznymi i spiralnymi. Są one mocno spłaszczone i nie ma w nich młodych gwiazd ani pyłu. Nie posiadają także ramion, a jądro jest podobne do silnie spłaszczonej galaktyki eliptycznej, wokół którego znajduje się dysk. Galaktyki soczewkowate są oznaczane jako S0.

GALAKTYKI NIEREGULARNE

Galaktyki o nieregularnej budowie morfologicznej to galaktyki nieregularne. Są zbiorowiskami gwiazd i pyłu międzygwiezdnego, a dzielą się na typy: Irr I i Irr II. Są one bardzo małe, zwykle rozciągnięte lub zgniecione przez grawitacyjne oddziaływanie z innymi obiektami. Przykładami galaktyk nieregularnych jest Wielki Obłok Magellana oraz M 82.

GALAKTYKI PODWÓJNE

0x01 graphic
Podobnie jak w przypadku gwiazd, które tworzą wspólne układy podwójne, potrójne itp., także galaktyki mogą się łączyć w ten sposób. Galaktyki podwójne krążą wokół wspólnego środka masy. Galaktyki składające się na ten obiekt są zwykle galaktykami tego samego typu - albo obie są spiralne, albo eliptyczne. Występuje skłonność do zgodności podtypów, tzn. częściej występuje para galaktyk typu np. Sb-Sb niż typu Sa-Sb. Na zdjęciu obok widać przykład galaktyk podwójnych.

DROGA MLECZNA

Naszym domem jest Droga Mleczna o spiralnych ramionach, w których znajdują się gorące, biało - niebieskie gwiazdy - olbrzymy, gorętsze od Słońca. Widać ją na niebie jako jasny pas rozciągający się wzdłuż płaszczyzny równika Galaktyki. Pas ten to nic innego jak miliardy gwiazd znajdujących się w obrębie dysku galaktycznego. Jądro naszej Galaktyki świeci światłem pomarańczowo - czerwonym. Pochodzi ono od czerwonych olbrzymów, starych gwiazd. W Drodze Mlecznej znajdują się także mgławice, z których powstają nowe gwiazdy. Jądro Drogi Mlecznej otaczają skupiska gwiazd zwane gromadami kulistymi. Słońce i planety Układu Słonecznego wchodzą w skład ramienia Oriona. Układ Słoneczny znajduje się w odległości około 2/3 jego długości licząc od środka Drogi Mlecznej. Słońce wraz z planetami otaczającymi je porusza się wokół środka naszej Galaktyki. Układ Słoneczny potrzebuje aż 230 milionów lat, by raz okrążyć środek naszej galaktyki.

GRUPY GALAKTYK, UKŁADY GALAKTYK, SUPERGROMADY

Cała materia we Wszechświecie łączy się w coraz to większe struktury. Gwiazdy łączą się czasem w układy podwójne itp., wokół nich tworzą się systemy planetarne, te wraz z pozostałymi obiektami kosmicznymi łączą się w galaktyki, a galaktyki w gromady. Gromady galaktyk wyróżniają się na tle innych galaktyk większym stopniem koncentracji. Przykładowo Droga Mleczna jest powiązana grawitacyjnie z różnymi galaktykami, do których należą m. in.: Mgławica Andromedy, Obłoki Magellana, galaktyka karłowata w Strzelcu i inne obiekty, które razem tworzą gromadę galaktyk. Wszystkie te galaktyki zmierzają w tym samym kierunku. Droga Mleczna należy do gromady zwanej Grupą Lokalną. Grupa galaktyk to co najmniej 3 galaktyki działające na siebie grawitacyjnie przez co najmniej miliard lat. Lokalny układ galaktyk jest dużo większą grupą ponieważ składa się z około 45 galaktyk, do której należą m. in. Droga Mleczna i Wielka Mgławica Andromedy. Bardzo ogólny podział gromad galaktyk to: gromady regularne i gromady nieregularne. Gromady regularne mają ogromną masę i sferyczny kształt, zawierają dziesiątki tysięcy galaktyk a są nimi w większości galaktyki eliptyczne bądź soczewkowate. W ich centrum znajduje się jedna lub dwie wielkie galaktyki eliptyczne. Gromady nieregularne mają zaś mniejsze masy i zawierają kilkadziesiąt razy mniej galaktyk. Są to przy tym galaktyki wszystkich typów. Kształt tych gromad, jak sama nazwa wskazuje, jest nieregularny. W gromadach regularnych występują tylko galaktyki eliptyczne i soczewkowate, a w nieregularnych również spiralne.
    Kolejnym etapem jest łączenie gromad galaktyk w
supergromady, zwane także supergalaktykami, które tworzą włókna. W niektórych miejscach zawierają one pustki (obszary bez świecącej materii). Supergromady składają się zwykle z kilku lub kilkunastu większych gromad. Są one nieregularne, zazwyczaj wydłużone bądź spłaszczone. Układ Lokalny Galaktyk jest częścią Supergromady Lokalnej, której centrum znajduje się w Gromadzie Galaktyk w Pannie. Lokalna Grupa Galaktyk znajduje się na krańcach Supergalaktyki Lokalnej.

MIĘDZYGALAKTYCZNE BĄBLE

Badania nad tym czy materia we Wszechświecie jest jednorodna rozpoczęli Geller wraz ze współpracownikami. Wyobrażali sobie, że materia w kosmosie jest rozłożona równomiernie, jednak wyniki badań pokazały coś innego. Uzyskali oni dowód na występowanie dziwnego rozkładu galaktyk. Galaktyki i gromady układają się w długie, cienkie nici, rozległe płachty oraz gigantyczne bąble materii. We wnętrzach tych bąbli znajdują się tzw. kosmiczne pustki. które nie zawierają praktycznie nic. W 1989 roku Geller i Huchra objęli swoimi badaniami kilkanaście tysięcy galaktyk. Tym razem dokonali kolejnego odkrycia - ściany galaktyk, rozciągającej się na przestrzeni ponad pół miliarda lat świetlnych. Jest to tzw. Wielki Murem, będący największą pojedynczą strukturą znalezioną do tej pory we Wszechświecie.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wszechswiat, metodologia badań przyrodniczych
Rozwoj Wszechswiata w ujeciu kosmologicznym oraz filozoficznym, metodologia badań przyrodniczych
MATERIALIZM, metodologia badań przyrodniczych
Idealizm, metodologia badań przyrodniczych
metodologia badan pedagogicznych wyklady, Studia, II semestr II rok, Wprowadzenie do filozofii nauki
metodologia badan wydatkow i szacowanie budzetu rekomowego
Metodologia badań z logiką dr Karyłowski wykład 7 Testowalna w sposób etycznie akceptowalny
metodologia badan politologicznych konspekt
Metodologia badań
POMIAR, biologia, Metodologia badań naukowych
Metodologia badan socjologicznych0, socjologia
Zajecia cw 3, BN, Metodologia badań nad bezpieczeństwem, ćwiczenia, temat 2 06.03.13
TECHNIKA PROWADZENIA WYWIADY, materiały na UKW, metodologia badan
charakterystyka-badań-ilościowych-i-jakościowych, Pedagogika UŚ, II semestr, metodologia badań pedag
I Frejman, Metodologia badań pedagogicznych - wykład - prof. dr hab. S. Frejman
Metodologia badań społecznych - opracowanie, Pedagogika resocjalizacyjna
Metodologia badan spolecznych[1], Metodologia Badań Społecznych
Metodologia badan schemat badaw Nieznany

więcej podobnych podstron