XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Как устроена Вселенная
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Вселенная представляет для ученых бескрайний простор для исследований. Несмотря на то, что космические аппараты уже несколько десятилетий бороздят межпланетное пространство, человечеству до сих пор не удалось изучить и процента от его количества. Во вселенной существует множество галактик, в недрах которых скрываются миллиарды планет. И люди могут лишь догадываться, что находится на них. Однако тех данных, которые уже известны, хватает, чтобы составить общие данные о Вселенной.
Актуальность данной темы обусловлена тем, что изучение космоса очень важно для нашего развития и понимания. Космос – это не только далекие планеты и звезды, это весь наш мир, в котором мы живем и дышим. Его исследования помогают нам решить множество проблем, например: прогнозировать погоду, изучать изменения климата и даже предотвращать некоторые природные катастрофы. Все это лишь малая часть того, что может дать нам изучение космоса.
Основной целью данного проекта является: построение модели вселенной и солнечной системы.
Задачи данного проекта:
-
изучить, что такое Вселенная;
-
ознакомиться с представлениями в древности и историей открытия вселенной;
-
рассмотреть основные теоретические модели;
-
узнать из чего создана вселенная и ее возраст;
-
узнать что такое галактика и планеты солнечной системы.
Вселенная что это такое?
Вселенная — это космическое пространство с заполняющими его газом, пылью, разнообразными небесными телами: звездами, планетами и их спутниками, астероидами, метеоритами, кометами.
В астрономии этим понятием обозначают ту часть материального мира, которая доступна для исследования естественнонаучными методами. Вселенная включает в себя миллиарды галактик. В том числе ту, в состав которой входит Земля — Млечный путь.
Определение Вселенной можно встретить в трудах философов современности и более ранних периодов. В этой науке термин используют для обозначения совокупности всего материального и духовного, что окружает человека.
Представления в древности и история открытия
Представления о Вселенной существовали у людей еще в древние времена. К примеру, народы Месопотамии считали космос «небесным океаном». В Древнем Египте на основе расположения звезд и созвездий создавали географические карты «деканов», обозначая на них Орион и Сириус. Древние греки пытались обосновать пироцентрическую модель Вселенной, где Луна, Солнце, звезды и шесть планет вращаются вокруг Гестии — Центрального Огня. В средневековье представления сменились. В это время в Европе господствовала геоцентрическая система. В исламских странах мир представляли в виде совокупности двух частей: надлунной и подлунной. В эпоху Возрождения на первый план вышла гелиоцентрическая система Коперника — именно в этот период люди впервые максимально приблизились к корректному видению реальной ситуации.
В начале 18 века свою модель построил Исаак Ньютон, предположивший, что Вселенная бесконечна. На исходе столетия его мысль развил Иммануил Кант, дополнивший идею Ньютона предположением о том, что Вселенная состоит из огромного количества вращающихся галактик.
К 20 веку произошло зарождение современной космологии.
Дальнейшее развитие представлений о Вселенной происходило в более быстром темпе, так как на помощь людям пришли телескопы, космические летательные аппараты, мощные компьютеры.
Теоретические модели
Существует несколько десятков моделей, описывающих происхождение и развитие Вселенной. Основными из них являются:
Постоянное, постепенное и однородное расширение Вселенной. Когда и почему она начала расширяться, авторы модели не уточняют. В основе лежит общая теория относительности, предложенная Альбертом Эйнштейном, и ее геометрический подход к объяснению явления гравитации.
Теория Большого взрыва. Объясняет появление и развитие Вселенной из точки с бесконечной температурой и плотностью. Согласно теории, пространство, время и материя начались с момента взрыва этой точки: за доли секунды она выросла от размера атома до масштабов современной Вселенной.
Инфляционная модель, предполагающая более ускоренное расширение Вселенной вследствие Большого взрыва, нежели классическая теория расширения.
Еще одна популярная модель описывает эволюцию крупномасштабных структур. Согласно ей, изначально существовали небольшие по размеру галактики, которые с течением времени объединялись, трансформировались и в результате превратились в необъятную Вселенную.
Из чего создана Вселенная и ее возраст
Вселенная состоит из галактик, скоплений и сверхскоплений галактик, которые в свою очередь состоят из звезд, планет и других небесных тел.
Кроме того, в составе Вселенной различают:
-
стены — растянутые вдоль одной оси объекты из нескольких сверхскоплений;
-
нити — метаструктуры, похожие на веретена, состоящие из сверхскоплений;
-
войды — объемные пузыри из пустого пространства.
Если верить теории Большого взрыва, то отсчет жизни Вселенной начинается в ту секунду, когда сжатая до микроскопических размеров сингулярность моментально расширилась. Со временем это пространство заполнили галактики и постепенно приняли тот вид, который люди наблюдают из телескопов.
Позже астрономы открыли реликтовое излучение – свет от Большого взрыва, который до сих пор заметен на границах пространства. Это помогло выявить более точные размеры космоса. На основе полученных данных ученые смогли подсчитать примерный возраст Вселенной. Он оказался равен 13,824 млрд. лет.
Галактика и планеты Солнечной системы
Солнечная система входит в состав галактики Млечный путь. Галактика относится к классу спиральных с центральной перемычкой, имеет 5 рукавов.
Солнечная система находится на среднем удалении от центра Млечного пути, в рукаве Ориона. Она представляет собой систему из планет, их спутников и других небесных тел, обращающихся вокруг центральной звезды — Солнца.
Всего в системе 8 планет. География расположения позволяет делить их на 2 группы:
Планеты земной группы, куда входят Меркурий, Венера, Марс и Земля.
Планеты-гиганты — Юпитер, Уран, Сатурн и Нептун.
Планеты земной группы твердые. Они состоят из металлов и камней. Планеты-гиганты имеют небольшое твердое ядро и объемную газовую оболочку. Поэтому иногда их называют газовыми гигантами.
Газовые гиганты в несколько раз больше по своим геометрическим параметрам, чем планеты земной группы. К примеру, диаметр Юпитера в 11,2 раз больше диаметра нашей планеты.
У планет есть естественные спутники, которые также обращаются вокруг Солнца. Кроме того, в Солнечной системе присутствуют планеты-карлики, астероиды, космическая пыль и газ.
Изготовление макета
Для изготовления макета понадобилось:
-
большой картон;
-
горячий клей;
-
краски;
-
клей;
-
беспроводная гирлянда;
-
кисти.
В изготовлении макета единственной трудностью было определиться с тем, что именно сделать.
Ведь Вселенная очень красива и многообразна.
В итоге мы решили постараться изобразить на большом картоне вселенную, сверхскопления галактик, скопления галактик, галактику и солнечную систему. Что бы было интересней, мы добавили гирлянду, как будто светят звезды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном проекте мы узнали, что такое Вселенная, познакомились с ее историей, рассмотрели основные теоретические модели, узнали из чего она создана и ее возраст. Ознакомились с галактикой и планетами солнечной системы.
В ходе изучения данного проекта. Мы увидели, что Вселенная устроена, с одной стороны, достаточно просто, чтобы все основные факты о ней можно было быстро перечислить. А, с другой стороны, Вселенная устроена достаточно многообразно, поскольку про каждый упомянутый нами факт можно писать целые книжки.
Практическая значимость моего исследования заключается в том, что возможно использование изготовленной модели на уроках «Астрономии» или «Окружающий мир» для демонстрации.
Работа над проектом была для меня очень увлекательной, в будущем я хочу стать космонавтом или астрономом, чтобы как можно больше узнать о космосе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
-
Н.В. Ерофеева «Космос» 2020 г.
Электронные ресурсы:
-
https://kipmu.ru/vselennaya/
-
https://nauchniestati.ru/spravka/stroenie-i-evolyucziya-vselennoj/
-
https://wika.tutoronline.ru/geografiya/class/5/solnechnaya-sistema-dlya-5-klassa