Проблемы астрономии
Астрономия, как и любая наука, сталкивается с различными вопросами, которые требуют разрешения и уточнения. В случае с астрономией характер проблем, которые она решает, очень масштабен, и охватывает в буквальном смысле всю Вселенную.
С самого начала человеческой истории и развития первых астрономических навыков и знаний людей интересовали вопросы, связанные с устройством видимого ими мироздания. Так появлялись идеи о том, что Земля – диск, и покоится он на слонах, а те, в свою очередь, стоят на гигантской черепахе.
Но уже во времена античности Аристарх Самосский говорил, что Земля шар и вертится вокруг Солнца. Однако, на долгое время была общепринятой идея другого грека – Клавдия Птолемея, о том, Земля является центром мироздания.
Однако, с развитием научно-технического прогресса в Европе взгляды на мироустройство постепенно менялись. Этому поспособствовали такие яркие личности как Николай Коперник, Джордано Бруно, Галилео Галилей, Исаак Ньютон, Тихо Браге и другие.
В ХХ веке (во многом из-за гонки вооружений в мире) произошел резкий скачок в области ракетостроения, космонавтики и т. д. Благодаря новым знаниям и техническим возможностям перед астрономией возникли новые проблемы, а старые приобрели новый оттенок.
Рассмотрим некоторые из проблем современной астрономии.
Поиск иной жизни
Один из главных интригующих человечество вопросов - проблема существования иной биологической формы жизни на других планетах. Этой проблемой в частности занимается астробиология.
Согласно программе НАСА по развитию астробиологии, характерными критериями для зарождения жизни являются следующие условия на планетах:
- наличие большого количества воды в жидком виде,
- наличие условий которые могли бы способствовать соответствующему синтезу и реакции органических веществ,
- наличие определенных источников энергии, необходимых для развития и поддержания обмена веществ.
Поиск разумной жизни
Проблемами поиска разумной жизни занимается проект SETI.
SETI переводится с английского примерно как поиск внеземного разума (Search for Extraterrestrial Intelligence). Данный проект начал свою историю с 1959 года. С 1971 года проект стала финансировать НАСА. Основными подходами к поиску внеземной разумной жизни являются следующие методы:
- Поиск сигналов иных цивилизаций, в расчете на то, что братья по разуму также будут стремиться найти контакт. Такой подход называется активный SETI, однако, здесь возникает проблема, что и где искать.
- Отправлять в космос т. н. «сигнал готовности», с целью на то, что кто – то займется поиском этого сигнала, что приведет к контакту с разумной жизнью. Проблемы данного подхода сравнимы с проблемами первого. Не известно, что и где искать.
- Искать сигналы внеземных цивилизаций, не зависимо от их желания вступать в контакт (пассивный SETI), например, изменения естественных условий вследствие технологического развития. Основная проблема здесь — отличить сигнал цивилизации от естественного излучения самой планеты.
Происхождение и развитие Вселенной
Происхождение Вселенной, её прошлое, настоящее и будущее также является одной из основных научных проблем.
Рисунок 1. Расширяющаяся Вселенная. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Современные научные данные говорят о том, что Вселенная возникла в результате Большого взрыва, который произошёл около 13,7 млрд. лет назад. Эхо произошедшего миллиарды лет Большого взрыва фиксируются до сих пор современными приборами. Со времени этого события Вселенная продолжает расти и расширяться.
Так, специалистами зафиксировано ещё в 1941, а в 1948 году подтверждено реликтовое излучение, как некий отголосок Большого взрыва. В современной науке также есть мнение, что именно в результате него появился атом водорода.
Специалистам удалось установить молекулярный состав Вселенной. Вселенная состоит из водорода на 75%, из гелия на 23 %, и кислород - 1%. И остальные элементы составляют около одного процента.
Отметим, что основную часть космоса, а именно 95 % занимает темная материя и энергия. На остальные 5 процентов приходятся элементарные частицы.
Конструкция Вселенной напомнила ученым пчелиные соты, причем размеры таких сот – ячеек составляют от 100 до 300 млн. св. лет. Имеющиеся просветы между стенками именуются войдами. Данные образования занимают половину космоса, и имеют, судя по исследованиям следы темной материи.
Вдоль стенок располагаются скопления галактик. Галактики в свою очередь состоят из темной материи, звезд имеющих различную кратность, межзвездного газа, шаровидных и рассеянных скоплений.
Вопрос о будущем Вселенной породил среди специалистов множество гипотез. Согласно одной из гипотез в будущем возможен повторный Большой взрыв.
Считается, что наступит время, когда сила расширения станет преобладающей над гравитационной силой, что удерживает все скопления галактик вместе. В результате при дальнейшем расширении Вселенной планеты и более мелки е тела перестанут существовать. Перед самим взрывом разрушатся атомы. Такую катастрофу специалисты предрекают через 22 млрд. лет. О дальнейшем развитии Вселенной сказать невозможно, поскольку не будут существовать текущие законы физики.
В свою очередь замедление расширения Вселенной может привести к активизации процесса Большого сжатия.
Большое сжатие вызовет образование мегаскопления звезд, что приведет к кардинальному изменению современного Космоса. Однако, в галактиках не остановится звездообразование. В тоже время из-за сокращения границ Вселенной её температура будет всё время возрастать. В результате таких процессов все планеты исчезнут, испарившись. В свою очередь вся известная материя превратится в черные дыры. В результате таких процессов и слияния черных дыр, появится одна огромнейшая черная дыра.
Предполагается, что впоследствии настанет время без определённого источника энергии. Такой период называют периодом «вечной тьмы».
Более оптимистично настроенные специалисты считают, что в результате наступит Большой взрыв, что говорит о цикличности и непрерывности космических процессов во Вселенной.
