Тема 7. Структурные уровни организации материи
::Вопрос 1:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии материи (от большего к меньшему):
::Вопрос 2:: Наибольший пространственный масштаб изучаемой нами Вселенной определяется
расстоянием до наиболее удаленных наблюдаемых объектов
::Вопрос 3:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии материи (от большему к меньшему):
4. ядра атомов 4
::Вопрос 4:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии мегамира (от большего к меньшему):
2. туманность Андромеды 3
3. Метагалактика 2
::Вопрос 5:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии мегамира (от меньшего к большему):
2. звездная система2
4. Метагалактика 3
::Вопрос 6:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии мегамира (от меньшего к большему):
2. Млечный путь 3
3. Солнечная система2
::Вопрос 7:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии материи (от меньшего к большему):
1. элементарные частицы 1
::Вопрос 8:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии материи (от большего к меньшему):
2. ядра атомов 4
4. элементарные частицы 1
::Вопрос 9:: Укажите правильную последовательность в структурной иерархии мегамира (от большего к меньшему):
Источник
Десять измерений
Упрощенное объяснение 10 измерений Теории струн.
Представьте, что вы живете в озере. Вы рыба с глазами по обе стороны головы, и все, что вы знаете, это подводный мир растительности и других рыб, плавающих вокруг вас. Солнечный свет проникает, рассеивается и преломляется через воду. Вы в своей жизни убеждены, что этот подводный мир всё, что есть, потому что это всё, что вы можете видеть и ощуать. Тем не менее, существует совершенно новая среда за пределами вашей видимости — та, где животным не нужна вода, чтобы дышать, а цветы расцветают в гораздо более засушливом мире.
Это физическая ситуация, в которой и мы находимся. Мы такие же рыбы, и эти все измерения более трехмерного,— это новые среды, которые мы не можем воспринимать. На самом деле Теория струн, которая пытается примирить относительность с квантовой механикой (законы очень большого с очень малым), работает только в том случае, если предположить, что существует гораздо больше, чем четыре измерения, к которым мы привыкли. Физики верят, но пока не могут доказать, что в Мультивселенной существует до 11 измерений. Да, Мультивселенная, это где вселенные — пузыри, которые иногда объединяются вместе или расходятся. Это разделение пузырей вселенных — одна из возможностей того, что могло бы вызвать Большой взрыв.
Итак, упрощенное изложение 10 измерений Теории струн.
Первое измерение
Линия, соединяющая две точки. Нет ни глубины, ни высоты, только ширина. Это можно назвать осью X.
Второе измерение
Теперь мы добавили высоту или ось Y. Представьте любую плоскую фигуру, например треугольник.
Третье измерение
Теперь мы добавили глубину или ось Z. Это измерение, в котором мы ощущаем окружающий нас мир. Оно включает в себя объем и способность получать поперечные сечения от объектов. Вы можете думать об этом измерении как о пространстве без времени.
Четвертое измерение
Четвертое измерение не является пространственным, а состоит из времени. Время помогает построить местоположение объекта во Вселенной, а также добавляет способ изменения третьего измерения. Помните, мы назвали третье измерение пространством без времени? Ну, теперь у нас официально появилось космическое время.
«Время относительно, ясно? Оно может растягиваться, и оно может сжиматься, но… оно не может бежать назад. Просто не может. Единственное, что может перемещаться по измерениям, например времени, — это гравитация».
– Кристофер Нолан (Christopher Nolan), режиссер ильма Interstellar
Пятое измерение
С этого момента появляются более высокие измерения. Они незаметны для нас, считают ученые, потому что они существуют на субатомном уровне. Эти размеры скручиваются сами по себе в процессе, известном как компактификация. Размеры здесь на самом деле имеют дело с возможностями.
В пятом измерении будет новый мир, который позволит нам увидеть сходства и различия между нашим миром и этим новым, существующим в том же положении и имеющим то же начало, что и наша планета, т. е. в результате Большого взрыва.
Шестое измерение
Шестое измерение — это целая плоскость новых миров, которая позволит вам увидеть все возможные будущие, настоящие и прошлые события с тем же началом, что и наша Вселенная.
Седьмое измерение
В седьмом измерении вплоть до девятого, у нас теперь появляется возможность новых вселенных с новыми физическими силами природы и различными законами гравитации и света. Седьмое измерение — это начало этого, где мы сталкиваемся с новыми вселенными, которые имеют иное начало, чем наше. То есть они появились не в результате Большого взрыва.
Восьмое измерение
Это измерение — плоскость всех возможных прошлых и будущих времен для каждой Вселенной, простирающаяся бесконечно.
Девятое измерение
Девятое измерение раскрывает все универсальные законы физики и условия каждой отдельной Вселенной.
Десятое или одиннадцатое измерение
Некоторые ученые считают, что мультивселенная имеет только 10 измерений, в то время как другие говорят об 11-ти. Однако Мультивселенная не может иметь более 11 измерений из-за собственной консистенции — они становятся неустойчивыми и сворачиваются обратно в 10 или 11 измерений. На данный момент, всё возможно. Есть всё будущее и всё прошлое, все начала и все концы, бесконечно расширенное, измерение всего, что вы можете себе представить. Всё складывается вместе.
Теория струн также имеет ответ о загадочном моменте до того, как произошел Большой взрыв. Тогда Вселенная состояла из девяти совершенно симметричных измерений и одного временного измерения. Четыре фундаментальные силы, о которых рассказывалось в Кратком описании Вселенной, — гравитация, слабое и сильное ядерные взаимодействия и электромагнетизм удерживались вместе при чрезвычайно высоком давлении и температуре. Когда это состояние стало неустойчивым, оно раскололось на измерения времени и пространства, которые мы знаем сегодня. Первые четыре заметны нам, в то время как последние шесть или семь были уменьшены до размера меньше, чем атом.
В то время как идея мультивселенной забавна с точки зрения научной фантастики и мечтаний, она также математически обоснована и обеспечит основу для Теории всего, что и является попыткой Теории струн. Это было бы прекрасное сочетание науки, математики и мистики.
Источник
Тестовые задания по дисциплине «Концепции современного естествознания» 7. Структурные уровни организации материи
Тестовые задания
по дисциплине «Концепции современного естествознания»
7. Структурные уровни организации материи
а – виртуальные частицы
в – точки, задающие направление процессам самоорганизации
г – ядра галактик со сверхплотным веществом
а – мера организованности системы
б – неделимая порция какой-либо величины (энергия и т. п.)
в – элементарные частицы
г – нет правильного ответа
а – биологические катализаторы
б – неделимые порции энергии
в – оптические волны
г – элементарные частицы с дробным зарядом
а – биологические катализаторы
б – космические тела
в – химические катализаторы
г – нет правильного ответа
Наибольший пространственный масштаб изучаемой нами Вселенной определяется …
а – диаметром нашей галактики
б – радиусом вселенной
в – размерами самых крупных галактик
г – расстоянием до наиболее удаленных наблюдаемых объектов
а – космический объект, за доли секунды меняющий свое излучение
б – низшее энергетическое состояние поля, при котором число квантов равно нулю
в – произведение массы на скорость
г – свойство системы, остающееся неизменным в процессе ее развития
Укажите правильную последовательность в структурной иерархии материи (от большему к меньшему) … (в, г,а, б)
Укажите правильную последовательность в структурной иерархии материи (от большего к меньшему) … (г, б,а, в)
Укажите правильную последовательность в структурной иерархии мегамира (от большего к меньшему) … (б, в,г, а)
г – туманность Андромеды
Укажите правильную последовательность в структурной иерархии мегамира (от меньшего к большему) … (б, г,в, а)
в – млечный путь
г – Солнечная система
Установите соответствие между объектом и структурным уровнем материи, к которому он принадлежит …
2) молекула ДНК (а)
Установите соответствие между объектом и структурным уровнем материи, к которому он принадлежит …
2) млечный путь (б)
3) объекты техники (а)
Установите соответствие между объектом и структурным уровнем материи, к которому он принадлежит …
4) система галактик (б)
Установите соответствие между объектом и структурным уровнем материи, к которому он принадлежит …
3) красный гигант (б)
4) элементарная частица (в)
Установите соответствие между объектом и структурным уровнем материи, к которому он принадлежит …
а – дифференцированная структура, осуществляющая специфическую реакцию в ответ на стимулы, поступающие из нервной системы
Источник
Наша галактика. Другие галактики. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной.
Наша галактика. Другие галактики. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной.
Данная статья написана для подготовки к ЕГЭ по физике, в статье разобраны темы галактик и масштабов Вселенной. Такие задания могут встречаться в вариантах КИМов ЕГЭ по физике базового уровня, итак, перейдём подробнее к рассмотрению данной темы.
Понятие галактики
Галактикой являются большие скопления звёзд, пыли, а также газа. Они находятся друг с другом в соответствии с гравитационными силами. Галактики различают по формам и размеру. В состав галактик входят следующие объекты:
Солнце территориально принадлежит звёздам, находящимся в галактике Млечный путь. Если ночью наблюдать за небом, можно заметить длинную полосу звёзд. Их скопление и назвали галактикой.
При просмотре с применением астрономических инструментов можно рассмотреть овальный шар, он располагает более ста пятидесяти миллиардов звёзд. Наша галактика немыслимого размера, её центром является ядро с большими спиралями, в которых расположены звёзды. Расстояние между ядром Галактики и Солнцем – тридцать тысяч световых лет. Солнечная система располагается по краю с Млечным путём.
Следует учитывать, что звёзды, находящиеся в Галактике попадаются крайне редко. Например, расстояние, находящееся между звёздами в несколько миллионов больше их диаметров. Неверно думать, что звёзды находятся в хаотичном порядке. Расположение звёзд напрямую связано с гравитационными силами. Благодаря им звёзды расположены в определённом месте. Галактиками считаю звёзды и поля гравитации. Также в составе галактике содержатся пыль и газ.
Состав галактики
Рассмотрим конкретный состав галактики:
— Тёмная материя составляет двадцать два процента;
— Тёмная энергия – семьдесят четыре процента;
— Газ составляет три целых шесть десятых процентов;
— Звёзды и прочие объекты занимают лишь нуль целых четыре десятых процента галактики.
Темы, касающиеся галактик, часто встречаются в КИМах ЕГЭ по физике, поэтому рассмотрим её более подробно.
Во Вселенной находятся множество других галактик. Самыми близкими по отношению к нам считают галактики, расположенные в ста пятидесяти тысяч световых лет. На небе их можно увидеть в южном полушарии, они представляют собой небольшие туманные пятна. Их описал Пигафетт во время Магеллановой экспедиции. После это им присвоили название Больших и Малых облаков.
Классификация галактик
Ближайшей галактикой является Туманность Андромеды, её можно разглядеть в бинокль, так как она сравнительно больших размеров. В хорошую погоду можно увидеть даже без бинокля. Галактика похожа на выпуклую спираль. Солнечная система расположена на одном из её рукавов. Всем объектам галактик свойственно кружиться вокруг ядра, называемого центральным в соответствии с силами гравитации. В 1962 году Эдвин Хоббл классифицировал галактики в соответствии с их формой. Он разделил их на:
— Галактики, содержащие перемычку.
Итак, перейдём к рассмотрению спиральных галактик. Они являются галактиками с формой, которая напоминает диск с расположенным в центре ядром. Млечный путь является спиралевидной галактикой. Такие галактики обозначают буквой S, а также другими дополнительными буквами (это могут быть a, b, c). В таких измерениях галактики являются сплющенными и представляют собой линзу. Некоторые спиральные галактики содержат перемычку, она проходит через область, расположенную внутри галактики.
При составлении карты неба астрономы обнаружили большое количество близко расположенных галактик. В большинстве случаев путь галактик проходит через центр другой галактики, за счёт чего газ и облака звёзд поднимаются вверх. Таким образом, они ярко светят, так как в облаках их газа появляются новые звёзды. Эти звёзды находятся в саже, некоторые светят красным цветом, так из-за пыли закат становится более красным.
Интересным зрелищем является слияние галактик. Но несмотря на это, их строение является не до конца изученным. Астрономы рассматривают немногие галактики, находящиеся в промежуточных состояниях. Галактика содержит в себе триллионы звёзд. Эллиптические галактики включают в себя преимущественно старые звёзды. Они располагаются на наклонённых орбитах. При этом, диски спиральных галактик содержат голубые звёзды. Они находятся в спиральных рукавах. Когда рукав проходит газовые облака, начинают формироваться звёзды. В спиральных дисках содержится большое количество газа, в основном это водород. Мало газа содержат эллиптические галактики. Из-за этого в них образуется малое число новых звёзд. Также в дисках нашли материю, являющуюся тёмной. Края спиралей выполняют движение с большой скоростью, из этого следует, что существует определённая форма материи. Она представляет собой экзотические единицы, их очень трудно заметить.
Гало галактикой называют образования, расположенные вокруг галактики.
Основные типы галактик существуют во Вселенной. В 1995 году с помощью телескопа, называемого Хабблом, смотрели за полосой на небе. Наблюдения длились десять дней. С помощью него выявили более далекие галактики. Оба типа галактик и спиралевидные и эллиптические были сформированы много лет назад. Считается, что неправильные и маленькие голубые галактики составляют наибольшее число по сравнению с другими галактиками. Известно, что несколько миллиардов лет назад формирование звёзд происходило в десять раз быстрее, чем сейчас.
При группировании галактики образуют скопление. Наибольшие объекты во Вселенной соединяются воедино с помощью силы тяготения. Такие скопления включают в себя темную материю и горячий газ, которые, в свою очередь, разбрасываются между скоплениями.
Силы тяготения удерживают скопления галактик. Например, звёздам свойственно двигаться по орбитам галактик, а галактикам – по траекториям вокруг скопления.
Горячий газ является межкластерным носителем информации. Практически таким же образом тёмная материя собирается в колодце из скоплений. Скопления представляют в виде свалок в Космосе, так как в них попадаются другие объекты Вселенной.
Рассмотрим галактики неправильного вида. Они делятся на два класса: IO и Im. Большее распространение имеют галактики второго класса. Первый класс представляет собой галактики различной формы.
Следует запомнить, что галактики относятся к определённым группам, которые в свою очередь имеют название кластеров. Например, млечный быть относится к группе кластеров, он содержит в себе примерно сорок галактик, которые уже разведали. В процессе группировки подобные кластеры составляют сверхскопления. В состав кластеров входит более двух тысяч галактик. После обрисовки примерной карты, отображающей размещение галактик, скопления стали определённых форм. Большое количество скоплений окружают пустоты. Неизвестно что находится в центре данных пустот. Для раскрытия этого учёным понадобится большое количество времени.
Таким образом, в разделе астрофизики ЕГЭ по физике тема галактик является одной из часто встречающихся. При подготовке к ЕГЭ по физике рекомендует также изучить справочный материал, так как он поможет более углублённо изучить раздел астрофизики.
Источник