13. Самоорганизация. Примеры самоорганизации.

Образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате внутренней перестройки системы, называется самоорганизацией. Самоорганизация - фундаментальное понятие, указывающее на развитие в направлении от менее сложных объектов к более сложным и упорядоченным формам организации вещества. Самоорганизация не связана с особым классом веществ, но она существует лишь в специальных системах, удовлетворяющих условиям:

а) открытые системы, т.е. открытые для притока энергии (вещества) извне;

б) макроскопические системы, т.е. системы описываются нелинейными уравнениями. Примеры.

Работа лазера. Рабочей средой твердотельного лазера является рубиновый стержень, на концах которого устанавливаются два качественных зеркала (резонатор). С помощью мощной лампы накачки атомы рубина приходят в возбужденное состояние и начинают излучать. Вначале их излучение является хаотическим, независимым друг от друга, и лазер работает как обычная лампа. Но при определенном (критическом) значении мощности накачки происходит скачкообразный переход работы лазера от хаотического излучения к самосогласованному. Коллективное излучение атомов становится когерентным, т.е. упорядоченным.

14. Наша Галактика - размеры, строение.

В нашей Галактике - Млечный путь - выделяют три основных структурных элемента:

1. Гигантский диск из звезд, газа и пыли диаметром около 100 тыс. световых лет и толщиной несколько тысяч световых лет. Центральная, наиболее плотная часть диска называется балдж.

2. Сферическая подсистема Галактики, содержащая около ста миллиардов звезд.

3. Сферическое гало (корона), линейный размер которого примерно в 10 раз больше диаметра диска. Гало состоит, главным образом, из темного вещества, которое нельзя увидеть, а можно только обнаружить по сильному тяготению.

В центре Галактики предполагается существование массивной черной дыры.

Диск Галактики может быть представлен в виде спиральной структуры: туманности и горячие массивные звезды распределены вдоль ветвей спирали. Наше Солнце - одна из звезд на периферии Галактики вблизи от ее экваториальной плоскости. Слабый красный карлик Проксима, компонент тройной системы альфа -Центавра, считается ближайшей от Солнца звездой. Расстояние до Проксимы - 1,31 пк, Т.е. свет от нее идет 4,2 года. Расстояние от Солнца до ядра Галактики составляет около 30 ты.. световых лет.

15. Гипотезы возникновения Солнечной системы. Строение Солнечной системы.

Образование Солнечной системы около 5 млрд. лет назад происходило в четыре этапа:

1. Первоначальное газопылевое облако (газ - водород и гелий, «пыль» - тяжёлые химические элементы, остатки предыдущей сверхновой звезды) начало сжиматься под действием гравитационных сил.

2. В процессе сжатия размеры происходило уплощение облака и формирование характерного диска. Центральная часть сжимается самостоятельно и превращается в протозвезду. Другая часть облака с массой, примерно в десять раз меньше центральной части, продолжает медленно вращаться вокруг центрального утолщения, а на периферии каждый фрагмент сжимается самостоятельно.

3. Вокруг протозвезды формируется протопланетное облако из более массивных образований - планетезималий. Затем допланетные тела объединяются в планеты.

4. Когда температура в центре протозвезды достигла миллионов градусов, в центральной области запустилась термоядерная реакция горения водорода. Протозвезда превратилась в обычную звезду.

5. Во внешней области диска крупные сгущения образовали планеты, вращающиеся вокруг центрального светила примерно в одной плоскости и в одном направлении.