Гелиоцентрическая система Коперника. Законы Кеплера.

Новый этап в развитии естествознания был связан с первой глобальной естественно-научной революцией. Её исходной точкой стал выход в 1543 году книги Николая Коперника о вращении небесных тел. Она ознаменовала начало перехода от геоцентрической системы Птолемея к гелеоцентрической модели Вселенной. Согласно Копернику в центре космоса находится Солнце. Вокруг него вращаются все известные к тому времени планеты. Новая модель мира объяснила петлеобразное движение планет и смену времён года. новый шаг в становлении сделал Джордано Бруно. Дальнейшее развитие естествознания ознаменовалось открытием Кеплера закона движения планет. Он использовал многолетние астрономические наблюдения движения планеты Марс, сделанные датским астрономом Ипо Брагеном. Кеплер впервые выдвинул гипотезу: траекториями Марса, как и других планет, являются не окружности, а эллипсы. Кеплер сформулировал:
1 закон. Планеты движутся не по круговым орбитам, а по эллипсам, в одном из фокусов которого находится Солнце.
2 закон. Планеты движутся со скоростью, при которой радиус-векторы описывают равные площади в равные времена.
3 закон. Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы их средних расстояний от Солнца.

 

30.Экология как наука. Сущность экологических проблем. Концепция коэволюции.
Экология — это комплексная отрасль современного научного знания, изучающая закономерности взаимоотношения растений, животных и человека между собой и их отношение к среде обитания. Основным объектом изучения в современной экологии являются: биологические системы различных уровней, их организация и взаимодействие, их функционирование.
Единство планеты определяет высокую степень интеграции современных экологических исследований. Имеющая отчетливый глобальный характер, экология человека опирается сегодня на достижения практически всех отраслей современного естествознания. Она широко использует закономерности и принципы самых различных наук. Однако сегодня экология находится на начальной ступени развития и еще не достигла высоты, отличающей другие науки. Причины: Сложность экологического материала, Необъятность экологического материала, Значительная неупорядоченность экологического материала, Различия в терминологии между экологами растений и экологами животных.
Основополагающая концепция коэволюции природных систем и человека в глобальном масштабе опирается на двухстороннее взаимодействие антропного принципа и принципа глобального эволюционизма.

Антропный принцип утверждает, что даже незначительное отклонение значения любой из фундаментальных (мировых) констант приводит к невозможности появления во Вселенной высокоупорядоченных структур, в том числе и человека.

Принцип глобального эволюционизма распространяет развитие на основе единого древа эволюции на все сферы бытия, устанавливая связь между неживой, живой и социальной материей. Принцип, провозглашающий единство эволюционирующего Космоса.

 

 

31.Строение солнечной системы. Солнечно-земные связи. Строение земли.
Солнце – это звезда, огромный газовый шар, в центре которого идут ядерные реакции. Основная доля массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце – 99,8%. Именно поэтому Солнце удерживает гравитацией все объекты Солнечной системы. Совсем рядом с Солнцем обращаются четыре маленьких планеты, состоящие, в основном, из горных пород и металлов – Меркурий, Венера, Земля и Марс. Эти планеты называются планетами земной группы. Чуть дальше расположены четыре больших планеты, состоящие, в основном, из водорода и гелия. У планет-гигантов нет твёрдой поверхности, зато они имеют исключительно мощную атмосферу: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Между планетами земной группы и планетами-гигантами расположен пояс астероидов. За орбитой Нептуна открыт так называемый пояс Койпера, второй пояс астероидов, в который входит и планета-карлик Плутон
Солнечно-земные связи – реакция Земли на изменение солнечной активности. Уровень солнечной активности изменяется с периодом около 11 лет. На Земле 11-летний цикл прослеживается на целом ряде явлений органической и неорганической природы. Постоянство энергии, получаемой Землёй от Солнца, обеспечивает стационарность теплового баланса Земли. Активные области являются мощным источником корпускулярного излучения. Частицы, распространяющиеся вдоль силовых линий межпланетного магнитного поля из активных областей, усиливают солнечный ветер – поток частиц, непрерывно испускаемых Солнцем. Усиление солнечного ветра, вызванное вспышкой, приводит к сжатию магнитосферы Земли с солнечной стороны, усилению токов на её внешней границе, частичному проникновению частиц солнечного ветра в глубь, пополнению частицами высоких энергий радиационных поясов Земли. Эти процессы сопровождаются колебаниями напряжённости геомагнитного поля (магнитной бурей), полярными сияниями и другими геофизическими явлениями, отражающими общее возмущение магнитного поля Земли.

32.Строение и эволюция звёзд
Звезда - раскалённый газовый шар, а основным свойством газа является стремление расшириться и занять любой предоставленный ему объём. В каждой точке внутри звезды действует сила давления газа, а ей противодействует сила тяжести, пытающаяся сжать звезду, они уравновешены. Звезда излучает энергию, сколько энергии образуется в центре звезды, столько же должно излучаться её поверхностью. К давлению газа добавляется ещё и давление излучения. Температура внутри звезды тем ниже, чем больше концентрация частиц в газе. Звезда может состоять из атомов водорода, из атомов гелия, натрия, железа. Чем больше водорода и гелия, тем ниже температура в центре звезды. Звёзды большую часть своей жизни светят за счёт преобразований четырёх ядер водорода (протонов) в одно ядро гелия. Звёзды образуются из космических газопылевых облаков. Строение звёзд зависит от массы. Чем больше звезда, тем большую её часть составляет ядро. Источник энергии находится в ядре. По мере превращения водорода в гелий молекулярная масса вещества ядра возрастает, а его объём уменьшается. В дальнейшем ядерные реакции создают в центре массивной звезды всё более тяжёлые элементы, вплоть до железа. Синтез элементов тяжелее железа уже не приводит к выделению энергии. Лишённое источников энергии, ядро звезды быстро сжимается. Это может повлечь за собой взрыв - вспышку сверхновой. Срок жизни звезды напрямую зависит от её массы.

Эволюция звезд - изменение физ. характеристик, внутр. строения и хим. состава звезд со временем. Звезды находятся в плазменном состоянии. Внутри звезд происходит термоядерная реакция. Звезды образуются из космического вещества в ре­зультате его конденсации под действием гравитационных, магнитных и других сил. Под влиянием сил всемирного тяготения из газового облака образуется плотный шар — протозвезда. Молодые звезды существуют за счет энергии гравитационного сжатия, которая разогревает центральную область звезды до температуры порядка 10-15 млн С и «запускает» термоядерную реакцию преобразования водорода в гелий. В результате преобразования водорода в гелий в центральной зоне образуется гелиевое ядро. На той стадии, когда ядерные реакции уже не могут поддерживать устойчивость звезды, ее гелиевое ядро начинает сжиматься. При этом внутренняя температура звезды увеличивается, а внешняя оболочка, сначала расширяется, а затем выбрасывается в космическое пространство. Звезда превращается в красный гигант. В процессе дальнейшего охлаждения, если звезда имела небольшую массу, она превращается в белого карлика — стационарный космический объект с очень высокой плотностью. Тепловая энергия белого карлика продолжает иссякать, вследствие чего звезда меняет свой цвет сначала на желтый, а затем на красный. Если какие-то причины останавливают гравитационное сжатие, то происходит взрыв старой звезды, который сопровождается выбросом огромного количества вещества и энергии. Такой взрыв называют вспышкой сверхновой.

 

 

33.Первое и второе начало термодинамики. Понятии «закрытая система». Энтропия. Информация
Первое начало термодинамики устанавливает внутренняя энергия системы, она является однозначной функцией состояния и изменяется только под влиянием внешних воздействий.

Первое начало термодинамики: невозможно возникновение и уничтожение энергии, любая форма движения способна и должна превращаться в любую другую форму движения, внутренняя энергия является однозначной формой состояния, вечный двигатель первого рода невозможен.

Второе начало термодинамики при термодинамическом равновесии все внутренние параметры являются функциями внешних параметров и энергии. Второй постулат позволяет определить изменение температуры тела по изменению какого либо его параметра, на чем основано устройство различных термометров.

Энтропи́я - в естественных науках, мера неупорядоченности системы, состоящей из многих элементов. В частности, в статистической физике — мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния.

Информация и энтропия характеризуют сложную систему с точки зрения упорядоченности и хаоса, причем если информация — мера упорядоченности, то энтропия — мера беспорядка. Эта мера простирается от максимальной энтропии, т.е. хаоса, полной неопределенности до высшего уровня порядка. Если система эволюционирует в направлении упорядоченности, то ее энтропия уменьшается. Следовательно, количество информации, необходимое для перехода из одного уровня организации в другой, можно определить как разность энтропии. Уменьшение энтропии происходит в результате информационно-управленческого процесса за счет обмена с внешней средой веществом, энергией и информацией.

 

34.Проблема поиска неземных цивилизаций
Формул Дрейка — ф-ла, с помощью которой можно опредлить число цивилизаций в галактике, с которыми у нас есть шанс вступить в контакт. Она является оценкой по поводу их возможной распространенности. N = R f n k d q L, где N – число внеземных цивилизаций в Галактике; R – скорость образования звезд в Галактике, f— доля звезд, обладающих планетными системами; n – среднее число планет, входящих в планетные системы и экологически пригодных для жизни; к – доля планет, на которых действительно возникла жизнь; d — доля планет, на которых после возникновения жизни развились ее разумные формы; q — доля планет, на которых разумная жизнь достигала фазы, обеспечивающей возможность связи с другими мирами, цивилизациями; L — средняя продолжительность существования таких внеземных (космических, технических) цивилизаций. При современном уровне развития науки можно определить только 2 коэффицента: R – скорость образования звезд в галактике, и доли звезд, обладающих планетарными системами. Все остальные величины являются весьма неопределенными, т.к. у нас нет сведений о других цивилизациях. Поиски неземной жизни идут по трём направлениям: Поиск следов астроинженерной деятельности внеземных цивилизаций – предположение, что развитые цивилизации рано или поздно должны перейти к преобразованию окружающего космического пространства. Поиск следов посещения Земли внеземными цивилизациями, так проблема внеземных цивилизаций сближается с историей культуры, археологией, где также имеется много «белых пятен». Поиск сигналов от внеземных цивилизаций, данная проблема в настоящее время формулируется прежде всего как проблема поиска искусственных сигналов в радио- и оптическом диапазонах.