Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который мо­жет быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.

Вещество во вселенной находится преимущественно в звездном состоянии. 97% вещества в нашей Галактике сосредоточено в звездах, представляющих собой гигант­ские плазменные образования различной величины, тем­пературы, с разной характеристикой движения. У многих, если не у большинства других галактик, «звездная суб­станция» составляет более чем 99,9% их массы.

В недрах звезд при температуре до 150 млн. градусов и при очень высокой плотности атомы находятся в иони­зированном состоянии: электроны почти полностью или абсолютно все отделены от своих атомов. Оставшиеся ядра вступают во взаимодействие друг с другом, благодаря чему водород, имеющийся в изоби­лии в большинстве звезд, превращается при участии уг­лерода в гелий.

Эти и подобные ядерные превращения являются источником колоссального количества энергии, уносимой излучением звезд. Для объяснения структуры мегамира наиболее важ­ным является гравитационное взаимодействие. В со­ответствии с законом Ньютона: «притяжение, которому подчинено всякое тело, прямо пропорционально массе и обратно пропорционально квадрату расстояния».

Дополнением к закону служат законы Кеплера В своем первом законе Кеплер отказывается от пред­ставления Коперника о круговом движении планет вокруг Солнца. В этом законе утверждается, что каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого нахо­дится Солнце. Радиус-вектор, который идет от Солнца к планете, опи­сывает в равные промежутки времени равные площади.

Квадраты времен обращения планет вокруг Солнца от­носятся как кубы их средних расстояний от него. Кеплер, живший в состоянии постоянного удивления от гармонии вселенной, был убежден, что Бог в расположении светил в порядке их движения все сделал числом и мерою, и это убеждение привело его к бессмертным открытиям. Он разработал теорию солнечных и лунных затмений, пред­ложил способы их предсказания, уточнил величину расстоя­ния между Землей и Солнцем и решил ряд других важных практических задач.

Знание законов, действующих в мсгамире, позволяет предсказывать многие явления, которые опытным путем были обнаружены значительно позднее. В 1847 г. французс­кий астроном Лё Веррье предсказал планету Нептун (на­блюдения за Ураном указывали на наличие планеты, иска­жавшей его эллиптическую орбиту). Он же предсказал про­хождение кометы Галлея в начале 1759 г.

И действительно, она прошла 12 марта 1759 года. Огромная энергия, излучаемая звездами, образуется в результате ядерных процессов, происходящих внутри звезд. Те же силы, которые высвобождаются при взрыве водород­ной бомбы, образуют внутри звезды энергию, позволяющую ей излучать свет и тепло. Посредством спектрального ана­лиза посылаемого нам света была открыта природа веще­ства, составляющего Солнце и звезды, с такою верностью, как будто могли забрать на них образцы минералов с сотен тысяч миллиардов километров.

Некоторые элементы, напри­мер, Не — с помощью спектрального анализа были откры­ты на Солнце задолго до открытия на земле. Спектральный анализ открывает в светилах небесных те же самые простые тела, как и в земной материи: Са, Сг, Ni , Fe и проч. Для верующего человека этот факт служит еще одним указанием на единого Творца-Вседержителя. Теории происхождения Солнечной системы и вселенной Несмотря на то, что опытная проверка гипотез о меха­низмах образования вселенной и нашей солнечной системы невозможна, имеющиеся в распоряжении ученых факты дают основания для выбора той или иной теории.

Рассмотрим не­которые явления мегамира, на основании которых построе­ны современные теории происхождения вселенной. При рас­смотрении этих явлений следует учесть, что человек принадлежит к уровню организации материи, отличному от мегауровня, поэтому необходимо проявлять осторожность при интерпретации результатов наблюдений, по которым мы судим о явлениях.

К числу явлений, которые получили противоречивые толкования учеными с различным мировоззрением и на основа­нии которых строятся многочисленные теории о происхож­дении вселенной, относится, во-первых, смещение света от далеких галактик и звезд к красному концу спектра. Это яв­ление, получившее название «красное смещение», многие ученые используют в качестве свидетельства расширяю­щейся вселенной.

Предложены различные объяснения это­го явления. Первое из них связано с эффектом Доплера, зак­лючающемся в следующем. Если звезда неподвижна по от­ношению к нам, то ее световые волны достигнут нас при определенной скорости, и звезда предстанет в определен­ном свете. Однако, если звезда удаляется от нас, меньшее количество световых волн достигнет нас за данное время, и свет сместится к красному краю спектра после прохожде­ния через стеклянную призму (эффекта Доплера).

Если же звезда движется по направлению к нам, то смещение Доп­лера произойдет к голубому краю спектра и она будет иметь голубой цвет. Поскольку все звезды и галактики, находящи­еся на большом удалении от нас, имеют красное смещение, допустим вывод о расширяющейся вселенной. Астроном Эд­вин Хаббл внес большой вклад в доказательство того, что галактики расходятся друг от друга [62].

В то же время факт расширения вселенной оспаривает­ся многими учеными. По их мнению, причиной «красного сме­щения» может быть не только расширение вселенной, но и другие явления [55]. Представление о Большом взрыве, положившем на­чало эволюции во вселенной, является одной из основных предпосылок эволюционной теории происхождения и развития вселенной.

Теория Большого взрыва основана на гипотезах о рас­ширении вселенной и о ее происхождения в результате взры­ва. Экстраполируя степень расширения вселенной в настоя­щем на прошлое, сторонники этой теории делают предполо­жение о том, что взрыв произошел от 9 до 18 млд. лет назад. По их мнению, в то время материя существовала в виде плотной массы с температурой в триллионы градусов.