Kosmoloogia 12. kl (1)

Kosmoloogia
Päikesesüsteemi tekkelugu:
Praegune päikesesüsteem on ühetähe süsteem, mille läbimõõt on u. 100 astronoomilist ühikut. 1aü- kesmine maakaugus päikesest, kuhu kuulub: 1. 8 planeeti ja 1 planeed . (Merkuur- veenus -maa- mars - jupiter- saturn - uraan - neptuun - pluuto ). 2. Kaks asteroidide vööndit- Kuiperi ja Oorti vöönd. 3. Planeetide kaaslased ja asteroidid.
Teke lugu:
Umbes 5 miljardit aastat tagasi kogunes maailmaruumis suur tolmu ja gaasi pilv, mis oli tekkinud tähtede surmast. Supernova plahvatused, mille koostiseks olid vesinik ja heelium.
Tohutu gaasipilv hakkaskokku tõmbuma sumaarse grvitatsiooni tõttu ja muutus tihedamaks. See üõhjustaas pöörlemise teke, temperatuuri tõusu ja rõhu suurenemise.
Lõpuks tekkis proto tähe staadium(eeltäht). Sisemuses hakkavad tekkima termotuuma protsessid, sest sisemuses on miljoneid kraade. Vesinik põleb heeliumiks .
Lõpuks vallandub kiirguse rõhk väljapoole. Täht saab valmis ja hakkab kiirgama . Sellega kaasnes tohutu lööklaine. See pühib eelplaneetidelt gaasilised kettad ära kaugemale. Nii tekkisid tahked planeedid (merkuur, veenus, maa ja phaeton ) Phaeton- umbes miljard aastat tagasi hävis asteroidiga kokku põrgates.
Gaasilised ümbrised, mis lükati kaugemale, andsid gaasilistele hiiglastele seda veel juurde. Sammuti said nad „kivi klibu“, sellepärast on neil palju kaaslasi ja rõngaid. NB! Pluuto on erineva, kuna on kõige kaugemal, paksu jää kihi all ja tal on peaaegu samasuur kaaaslane Charon. Seni teadaolevad andmed on saadud kivimite uuringust ja taeva kehadelt tulnude kiirguste uurimisel .
Universumi teke.
Suur Pauk :
Umbes 13,5- 15 miljardit a. Tagasi tekkis ühestpunktist (singulaarsusest) universum . Suur Pauk ei olnud päris plahvatus vaid mateeria ruumi ja ajaühine tekkimine. Singulaarsus oli üli kuum ja tihe ja seda kujutatakse 2cm läbimõõduga kerakesena. Rikuti sümeetria aine ja antiaine vahel, mis selle vallandas seda ei teata.
Esimesel sekundil tekkis rohkelt osakeste ja antiosakeste paare , mis peaaegu kohe üksteist hävitasid. Esimene osakeste paar oli kvark ja antikvark.
Esimese sekundi lõpuks oli olid valmis elektron , neutron , prooton . Nendest koosnevad tänapäeval tähed ja galaktikad .
Poolteist minutit hiljem moodustusid esimesed tuumad . Heeliumi tuumad.
Kui temperatuur oli langenud 3000 kelmini võrra, oli möödunud 300000 aastat. Aatomi tuumad hakkasid siduma elektrone. Tekkisid aatomid. Universum läks esimest korda läbipaistvaks. Algas aineaiastu ja valgus sai vabalt levida.
Kui oli tekkinud gaasiline aine, hakkasid kosmilised stringid ainet koondama. Kosmilised stringid tekkisid Suure Paugu teel. Tänu nendele hakkas aine koonduma pilvedesse. Tekkisid gaasilised udukogud. Umbes miljard aastat hiljem esimesed galaktikad. Kuna gaasipilved varisesid tihtikokku. Muutusid osad piirkonnad väga tihedaks, kuhu tekkisid tähed, mustad augud jne..
Edasi toimus areng tänapäevani. Universum paisub jätkuvalt koonusekujuliselt.
Suur Raks või Igavene Paisumine
Suur Raks:
-15 miljardit aastat tagasi Suur Pauk tekitab universumi
Tänapäev.
+15 miljardit aastat pidevalt aeglustuv paisumine.
+50 miljardit aastat universum saab oma suurima läbimõõdu ja hakkab siis kokku tõmbuma, mille kiirus suureneb pidevalt
+100 miljardit aastat- maailma lõpp Suures Kollapsis.
Igavene Paisumine:
-15 miljardit a tagasi- Suur Pauk
Tänapäev
+15 miljardit- paisumine aeglustub ja see protsess toimub pidevalt. Galaktikad eemalduvad üksteisest. Tähed hakkavad läbipõlema. Toimud temp langus.
+50 miljardit- läbipõlenud tähed on muutund valgeteks kääbusteks- mustadeks aukudeks.
+150 miljardit a. Surnud tähed kukuvad mustaauku ja on näha nende lahkumisel viimaseid valgus sähvatusi.
+200 miljardit- mustad augud kasvavad pidevalt. Jätkub universumi paisumine.
Päike
Päike on keskimist klassi täht- G-2 ja on kollane täht. Tekkis u 4,5-5 miljardit aastat tagasi. Tema ümber tiirleb 6 planeeti, üks planeedo ja2 asteroidide vööndit. Päikese tsentris on termotuumareaktsioonid .Kergemad tuumad ühinevad raskemateks, vesinik põleb heeliumiks). Päikese pinnal on 5800 – 6000 K. Tsentris umbes 15 000 000 K. Päikese pinnal toimuvad nähtused on loited , protuberants, spiikulid, magnettormid.
Päikese planeetide üldiseloomustus:
Maa tüüpi planeedid õiges järjekorras on merkuur, veenus, maa, mars. Maa tüüpi planeetidel on vähe kaaslasi, sest nad on liiga lähedal päikesele. Iga planeet on u 2 korda kaugemal, kui eelmine planeet päikesest. Maa ja päikese vaheline kaugus 1 aü- 150 milj km. Kuna aastajooksul ei ole Maa kogu aeg samal kaugusel, siis on see keskmine kaugus päikesest. Kaaslaste arv: merkuut (0), veenus(0), maa( kuu), mars(phobos ja deimos). Kuu on meie poole ühe ja sama küljega. See on tingitud pöörlemise, tiirlemise sarnasusest. Kõik neli planeeti on tahked, metallilise tuumaga . Maal on vedel metallikiht, mis pöörlemisel tekitab elektri ja magnet välja. Mida lähemal on planeet päikesele seda suurem kiirus, sest päike mõjutab oma gravitatsiooniga
Planeetida koostis ja ehitus:

Nad on gaasilised, koosnevad põhiliselt vesinikust ja heeliumist.

Sissepoole minnes lähevad gaasid üle vedelasse olekusse. Tuum on väike, tahke- raua ja räni ühendid. Kuna uraan ja neptuun asuvad kaugemal on neil rohkem kivistaineid ja jääd-

Kõigil neljal planeedil on rõngad.
Kuu:
Kuu on maakaaslane. Keskmine kaugus maast on 384000 km. Tiirlemine ümber Maa 27,3 ööpäeva. Pinna materjal: tumehall tsemendi taoline paakuv pulber . See on tekkinud meteoriitidega kokkupõrkel. Esimesena käisid kuu peal Apollo 11 1969 21 juuli, kell 02:56. Neil Amstrong , michel Collins ja Edwin Aedrin. Kuu tsükkel kestab 29,5 päeva.
Galaktikad:
Galaktika on tohutu tähtede kogum, kus võib olla miljardeid tähti. Galaktika tsentris on tavaliselt mustauk. Selle tohutu gravitatsioon hoiab tähed pöörlemas. Külgvaates on galaktika kese palju paksem ja ketta osa õhem.
Galaktikad jaotuvad

Spiraal galaktikad- spiraal harudes võib olla väiksemaid mustiauke, mis on tekkinud massiivsete tähtede kokkusurumisel.

Varbspiraalne

Elliptilised (muna või kera kujulised )

Iseäraliku kujuga

Vankriratta galaktikad

Kääbus galaktikad
Meie lähimad galaktikad on suur ja väike Magaläshi pilv, ambu ja androveeda udukogu. Kõige lähemal on Amburi galaktika- 7500 valgus aastat. Neist 3 suurimat on Linnutee , androveeda, kolmnurga galaktika.
Tähtede evolutsioon
I

Tolmu ja gaasipilved kogunevad maailmaruumis ja hakkab kokkutõmbuma summaarse raskusjõu mõjul.

Pilv koosneb põhiliselt vesinikust ja heeliumist.

Kui pilve tihedus on kriitilise väärtusega, kukub ta kokku, seda kindlamalt, mida madalam on gaasi temp.

Pilv hakkab pöörlema, tsentrisse tekib prtotäht.

Sündivas tähes võitlevad kaks vastassuunalist jõudu: a) raskusjõud surub prototähte kokku, 2) rõhumisjõud, mis tekib gaasiosakeste liikumisel püüab prototähte paisutada.

Pidevalt suurenev kuumus, prototähe sees, lagundab tolmuosakesi. Lõhub molekule ja kihutab elektrone aatomitest välja.

Kui temperatuur on saavutanud 4000000 C, algavad tuumareaktsioonid ja sellest vabanev energia tungib tähest välja- kiirguse rõhk ületab raskuse jõu ja peatab tähe kokkutõmbumise. Täht on tasakaalus ja valmis.
II

Tähe eluiga sõltub tema massist, mida suurem on täht, seda vähem ta elab. Väiksemad tähed kulutavad kütuse aeglasemalt ära, elavad ligi 10-15 miljardit aastat. Suured tähed elavad 2-8 miljardit aastat.

Välimuse järgi jaotatakse tähed värvuse ja suuruse järgi klassidesse:

Sinised ja valged ülihiiud- suured ja väga kõrge temp.

Sinised ja valged hiiud

Punased hiiud ja ülihiiud- väga suured, kuid jahedamad, kui sinakad ja valged.

Oranzid hiiud- suured, kuid madalama temp.

Kollased tähed, ka kääbused. Kõrgem temp, kui punastel aga on väiksemad.

Pruunid, mustad kääbustähed on jahtunud tähed, mis on üle elanud supernova staadiumi on surmafaasis. Nim. Ka kõdutäheks- vägatihe aine.

Täht toodab elujooksul vesinikust heeliumi pidevalt. Tuuma reaktsioonides, tähe sisemuses, toodetakse uusi elemente, kuni rauani olenevalt tähe suurusest.

Kui tähe mass on alla 0,3 päikesemassi, siis toodetakse ainult heeliumi. Kui tähe mass on alla 3 päikesemassi, siis toodetakse heeliumi ja vesinikku. Üle 15 päikesemassi- toodetakse kõike kuni rauani.

Kui tähel saab tsentris kütus otsa, siis hakkab ta vesinikku ammutama pindmistest kihtidest. Sellel ajal hakkab muutuma tähe värvus punakamaks. Ta paisutab oma mõõtmeid suuremkas ja tõmbub siis kokku. Selline pulseerumine võib toimuda väga pikka aega. Täht on siis punase hiidtähe staadiumis. Teadlased arvavad, et Päikesel on tsentris alles veel 40% vesinikku- järelikult on meie tähel pikkmaa hiidtähe seisusesse .
III

Väikese massiga tähed-> muutuvad punaseks hiiuks -> planetaar udu->valgekääbus-> must pruun kääbus.
Suuremassiga tähed-> paisuvad punaseks hiiuks-> supernova plahvatus-> a) kogu aine vajaub maailmaruumi. b) neutrontäht, c) mustauk.
Supernova plahvatus:
Supernova plahvatus toimub tähe tuuma ümbritsevas kihis. Plahvatuse jõud on korraga suunatud nii välja kui ka keskele . See jõud surub tähe keskosa väga pisikeseks ja tihedaks. Välis osa plahvatb tolmuks ja gaasiks. Kui plahvatusest jääb järlele rohkem, kui 3 päikese massi, variseb see mustaksauguks. Kui alles jääb 1,5- 3 päikese massi jääb alles neutron täht. Neutron tähti nimetatakse pulsoriteks või röntgen purskuriteks, mis pöörleb väga kiiresti.
Spektraalanalüüs:
Kiirguse spektri järgi saab analüüsida taeva kehalt tulevat infot:

Tavalist valgust kiirgavad, või neelavad aatomid. Maa tingimustes saame spektri klaasprisma või diferatsioonivõre abil. (vikerkaarte värvid või joonteribad)

Pideva spektri annavad hõõguvad, tahked kehad, vedelikud ja küllalt tihedad gaasid.

Joon spektri tekitavad hõredad gaasid ja aurud , kõrgel temperatuuril või elektri lahenduse mõjul(igale elemendile on eriline joonte spektri pilt).

Neeldumis spekter- vikerkaare taustal on tumedad jooned või taust on valge. Seda tekitavad aurud ja gaasid, kui nende taga on pidev spektrit tekitav valgus allikas.
NB! Nendes kohtades, kus on tumedad jooned toimub ka gaasi kiirgumine ja joone asukohale vastab lainepikkus ja sagedus. Mida tumedam on tumejoon seda tugevam kiirgumine või neeldumine toimub aatomite poolt. Heledad piirkonnad näitavad kehatemp jaotust spektris, järelikult saab nii määrata tähe temp.
Doppleri efekt: sini ja punanihe
Kui taevakehalt saadud spektri lainepikkus väheneb, siis objekt läheneb meile vaate sihis ja tegu on siis sininihkega. Kui laine pikkus suureneb, siis on punanihe ja objekt kaugeneb meist. Radiaal kiirus on vaate sihiline kiirus , kui objekt läheneb meile on kiirus negatiivne. Sedasi saab määrata kas täht, asteroid tuleb meie poole või eemaldub meist.
Taevakeha kauguse määramine parallaksi kaudu:
Parallaks on vaatesihiline nurk- vaatlejast objektini. Mida lähemal on objekt seda suurem on parallaksi väärtus. Mida lähemal on objekt seda suurem on parallaksi väärtus. Vaatlus tehakse tavaliselt Maa pealt, võtes aluseks Maa raadiuse- 6378 km. Siis tehakse vaatlusi korraga kahest observatooriumist nii, et nende vahekaugus oleks raadius R. Teisel juhul võetakse vaatluseks Maa orbiidi läbimõõt ja selle raadius, siis tehakse sellest observatooriumist mõõtmisi iga poole aasta tagant. Maa- raadius ongi Maa keskmine kaugus Päikesest.