Презентация, доклад по астрономии на тему Конечность и бесконечность Вселенной. Расширяющаяся Вселенная

МАОУ СОШ №22
г. Тюмени А.А. Малахов

такие понятия темы, как космология, Вселенная, Метагалактика;
Определить содержание космологического принципа, фотометрического парадокса, гравитационного парадокса;
Установить связь закона всемирного тяготения с представлениями о конечности и бесконечности Вселенной.

строки, ответив на вопросы

может Вселенная «закрыть свое лицо»?
Назовите способы для лучшего рассмотрения лика Вселенной

Только ночью видишь ты вселенную.  Тишина и темнота нужна,  Чтоб на эту встречу сокровенную,  Не закрыв лица, пришла она. 

предложенные свойства

1.3. Определите основные свойства Вселенной

как целого.
Вселенная – окружающий нас мир, бесконечный во времени и в пространстве, имеющий разнообразные формы, которые способна принимать материя.
Метагалактика – часть Вселенной, которая доступна нашим наблюдениям; размеры Метагалактики около 6 000 Мпс (… км).
Космологический принцип – предположение об однородности и изотропности пространства (свойства реализуются, начиная с 50-100 Мпс). Однородность означает одинаковость всех свойств материи всюду в пространстве; изотропия – одинаковость их в любом направлении.

опровергался обнаружением «сотового» ее строения и открытием гигантских космических «пустот»?
Возможный ответ:
Размеры подобных «пустот» гораздо меньше размеров Метагалактики («горизонт видимости» примерно равен 12-16 миллиардам световых лет; в данную область пространства можно разместить около 1000 «однородных ячеек»)

оставаться?
Возможный ответ:
Любые физические взаимодействия могут распространятся со скоростью не превышающей скорость света. Мы не можем видеть объекты, расположенные от нас на таких расстояниях, которые световой луч не успевает преодолеть за время существования Вселенной

движением их источника и/или движением приёмника.

ответ:
Акустический эффект Доплера можно слышать, как изменение тона звука свистка проносящегося мимо платформы поезда. «Видеть» эффект можно, хотя бы в ванне или пруду. Периодически погружая палец в воду, чтобы на поверхности образовались волны, равномерно перемещайте его в одном направлении. Следуя друг за другом, гребни волн в направлении движения пальца будут сгущаться, т. е. длина волны станет меньше обычной, в направлении назад — больше.

сторону?

Возможный ответ:
Это явление получило название «метагалактическое красное смещение». Оно интерпретируется согласно прин­ципу Доплера как увеличение средних расстояний между галактиками. Причиной этого является, по современным воззрениям, огромный взрыв, происшедший 10—20 млрд лет назад и приведший к разбеганию галактик.

ступенчато с расстоянием?

Возможный ответ:
Этот наблюдательный факт доказывает ячеистую структуру Метагалактики.

этих галактик больше скоро­стей разбегания галактик.

парадоксов (работа производится в группах; каждая группа изучает один из парадоксов, в дальнейшем один из представителей группы пересказывает его суть, решение, а так же отвечает на поставленные вопросы).

и физик

Сущность парадокса Ольберса: «Почему небо ночью темное, хотя звезд во Вселенной «не меряно»? Для сравнения, представьте себя в лесу, перед Вами «стена» деревьев, между ними и просвета-то не увидишь…»

Для объяснения парадокса Ольберс предположил, что в межзвездном пространстве имеется рассеянное вещество, которое поглощает свет далеких звезд

А Вы как думаете?

парадокса не существует, т.к. Вселенная конечна и ограничена сферой неподвижных звезд;

Вклад в уменьшении яркости ночного неба вносит красное смещение в спектрах галактик.

ХУГО (1849–1924) - немецкий астроном

согласно ньютоновской теории тяготения, в бесконечной Вселенной при бесконечно большой ее массе сила тяготения в любой точке пространства не имеет определенной конечной величины.

по­ка­зал, что по­доб­ный «звёзд­ный ост­ров» со вре­ме­нем, под дей­стви­ем вза­и­мо­вли­я­ния звёзд, либо со­еди­нит­ся в одно тело, либо рас­се­ет­ся в бес­ко­неч­ной пустоте (И. Ньютон).
Современная трактовка. Ньютоновская  тео­рия тя­го­те­ния непри­ме­ни­ма для рас­чё­та силь­ных полей тя­го­те­ния. В ОТО гравитационный парадокс отсутствует, т.к. сила тя­го­те­ния в ОТО есть ло­каль­ное следствие неевклидовой геометрии, по­это­му сила все­гда од­но­знач­но опре­де­ле­на и конечна ( А. Эйнштейн, А.А. Фридман).

ответа.
Нельзя однозначно рассчитать силу гравитации в заданной точке: если ее вычислять, суммируя силы, действующие на точку с массой m, которые создаются концентрическими слоями с центром в этой же точке, то получится нуль; если осуществлять расчет для концентрических слоев с центром в другой точке, удаленной на расстояние r от данной, то сила тяготения окажется равной силе, с которой шар радиусом r притягивает точку, расположенную на его поверхности.

всемирного тяготения? Ответ поясните.

Возможный вариант ответа.
Во-первых, ньютоновская теория тяготения, неприменима для расчета сильных полей тяготения и уточняется в ОТО. Во-вторых, опыт показывает, что в реальной нестационарной Вселенной тяготение определяется в основном близкими массами (гравитационное влияние далеких масс пренебрежимо мало).

ответа.
Во-первых, эйнштейновская релятивистская теория уточнила закон Всемирного тяготения для сильных гравитационных полей и стала базой современной космологии. Во-вторых, опыт показывает, что в реальной нестационарной Вселенной тяготение определяется в основном близкими массами и гравитационное влияние далёких масс пренебрежимо мало, то есть гравитационный парадокс отсутствует.

совокупность астрономических объектов, недоступных прямым наблюдениям современными средствами (вещество не испускающее электромагнитного или нейтринного излучения достаточной для наблюдения интенсивности и не поглощающего их).

Вычисленная масса отдельных галактик, вокруг которых наблюдалось движение их спутников (других маленьких галактик или газовых облаков), движущихся на расстояниях далеко за видимой границей галактики, и масса, определенная по движению звезд на видимой границе галактики различались примерно в десять раз.

Пример обоснования существования скрытой массы

нестационарной Вселенной лежит обнаружение
красного смещения для далеких галактик .

Б) Расширение метагалактики: скорость удаления далеких объектов определяется законом Хаббла:
, где Н=72 .
В) Дальнейшее поведение Метагалактики определяется ее средней плотностью.

время, когда произошел Большой взрыв, их еще не существовало?

Ответ:

Галактики образовались из разлетающегося веще­ства и сохранили его импульс

— это гравитация, кото­рая стремится собрать все вещество. Равновесие при дей­ствии только сил тяготения невозможно. В зависимости от величины начальной скорости вещество может неограни­ченно расширяться или расширяться с замедлением

расстояние между Землей и: а) Луной; б) цен­тром Галактики; в) галактикой М31 в созвездии Андроме­ды; г) центром местного сверхскопления галактик?
Ответ:
В космологическом расширении не участвуют гра­витационно-связанные системы (Солнечная система, га­лактика, скопления галактик). Поэтому в этих случаях кос­мологическое расширение не влияет на расстояния между Землей и указанными объектами.

Если средняя плотность вещества Вселенной будет меньше критической плотности ркр= 3 ⋅ 10-27 кг/м3, то Все­ленная будет бесконечно расширяться. Современные оцен­ки средней плотности видимого вещества дают значение р = 3 · 10-28 кг/м3. Учет скрытой массы может увеличить эту величину. Таким образом, вопрос о будущем Вселенной еще не решен.

для учащихся / Е.Б Гусев. – М.: Просвещение, 2002. – 173 с.
Чаругин В.М. Астрономия 10-11 классы : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый уровень / В.М. Чаругин. – М.: Просвещение, 2018 – 144 с.
 http://class-fizika.ru/prd12.html
http://www.krugosvet.ru/