Галактика

В широком смысле слова, Вселенная - это звезды и космическое пространство. Однако звезды не беспорядочно разбросаны в космосе, они объединены в огромные "звездные острова" или галактики.

Все звезды, которые мы видим ночью, и Солнце принадлежат к нашей галактике, известной под названием Галактика, или Млечный Путь. Млечным Путем также называется бледная серебристая полоса, изгибающаяся на ночном небе. Сама Галактика имеет форму диска с выпуклостью посредине. Эта выпуклость называется ядром. На карте звездного неба оно находится в направлении созвездия Стрельца, в самой плотной части Млечного Пути. Заглянуть в глубь ядра невозможно из-за плотных скоплений звездной пыли. В самом диске группы звезд располагаются вдоль изогнутых ветвей, спиралями отходящих от ядра. Наша Галактика - одна из многочисленных спиральных галактик во Вселенной. Как и остальные галактики, она вращается в космическом пространстве.

Путем изучения расположения звезд и направления их движения астрономам удалось обнаружить некоторые из спиральных ветвей Галактики. При помощи радиотелескопов они отслеживают скопления водорода в этих ветвях. Три ближайших к Земле называются: ветвь Ориона, ветвь Персея и ветвь Стрельца. Ближе к ядру расположена ветвь Карины. Кроме того, есть основания полагать, что существует еще одна ветвь. Кентавра. Все они были названы по созвездиям, в которых их можно наблюдать.

Размер Галактики

Говоря о размерах галактик, следует отметить, что наша Галактика несколько крупнее среднего. В ней находится порядка 100 000 миллионов звезд, и в ширину ее размер достигает около 100 000 световых лет. Диаметр центральной выпуклости составляет примерно 15 000 световых лет, в то время как толщина диска - всего лишь 3000 световых лет.

Солнце расположено в диске Галактики на спирали Ориона, примерно в 30 000 световых лет от центра. Для того чтобы один раз обогнуть Галактику, требуется 225 миллионов лет. Этот период называется космическим годом.

Подобно тому, как звезды образуют галактики, галактики образуют скопления. Наша Галактика входит в состав скопления под названием Локальная Группа. Сюда же входят и наши ближайшие галактические соседи, Большое и Малое Магеллановы Облака, небольшие, неправильной формы галактики. Знаменитая туманность Андромеды тоже входит в Локальную Группу. Она представляет собой спиралевидную галактику чуть больше нашей.

Процессы, происходящие в диске Галактики и в ее ядре, заметно отличаются друг от друга. Звезды, расположенные в диске, сравнительно молоды. Здесь много ярко-голубых и бело-голубых звезд. Некоторые слились воедино и образуют открытые скопления, такие как, например, Плеяды, или Семь Сестер, в созвездии Тельца. Между звездами в диске находятся облака пыли и газа, которые называются туманностями. Именно из этих туманностей рождаются звезды. Считается, что почти одна десятая массы всей Галактики приходится на долю туманностей.

Облака газа и пыли также содержат материю, разлетевшуюся в пространстве при разрыве гигантских умирающих звезд и рождении супернов. Часть этой материи состоит из металлов. Поэтому звезды, рождающиеся в этих облаках, содержат частицы металлов.

Таким образом, типичная звезда, расположенная в диске, - это молодая и горячая звезда, содержащая значительное количество различных металлов. В астрономии такие звезды называются звездами плоской составляющей.

В ядре

Телескопическая камера Шмидта, созданная в 1975 году. С ее помощью были сделаны самые
важные открытия в области изучения звезд Звезды, плотно «населяющие» ядро Галактики, принадлежат в основном к разряду старых красных гигантов. Большинство из них образовались при космическом взрыве, во время которого возникла и сама Галактика, примерно 12 000 миллионов лет назад. Звезды дисковой составляющей значительно моложе: Солнцу, например, всего 5 000 миллионов лет.

Красные гиганты ядра называются звездами сферической составляющей. Они образовались из туманностей водорода и гелия до того, как туда попали тяжелые элементы после взрыва супернов, поэтому в них мало металлов.

Красные гиганты также находятся и на некотором расстоянии от сферической выпуклости, где они образуют своеобразное сферическое кольцо вокруг всей Галактики. Тут и там разбросаны любопытные образования, состоящие из сотен тысяч таких звезд, по форме напоминающие перчатку, которые называются шаровыми скоплениями.

Два самых ярких шаровых скопления, Омегу Центавра и 47 Тукана, можно увидеть невооруженным глазом в Южном полушарии. В общей сложности нам известно 200 шаровых скоплений.

Как ни странно, шаровые скопления и другие звезды в кольце не вращаются вместе с остальной частью Галактики. Они движутся по своим орбитам вокруг галактического центра. Считается, что они до сих пор движутся по тем траекториям, которые прочертили в момент своего рождения одновременно с Галактикой.

Из самого сердца Галактики исходят очень мощные радиосигналы: их источник известен под названием «Стрелец А». Этот же участок излучает и рентгеновские лучи. Астрономы полагают, что только черная дыра способна вырабатывать такую энергию. Считается, что в центре большинства галактик находятся черные дыры.

Вселенная

Вселенная - это все, что существует: материя, пространство, энергия и время. В нее входят все звезда, планеты и  другие космические тела.

Вселенная столь огромна, что ее размеры невозможно осознать. Та часть Вселенной, которую мы видим, простирается на 1,6 млн. млн. млн. млн. км, -и никому не ведомо, насколько она велика за пределами видимого.

Многие теории пытаются объяснить, из чего возникла Вселенная и как она приобрела свой сегодняшний вид. Согласно самой распространенной, Вселенная родилась в результате гигантского взрыва около 15 тыс. млн. лет назад. Вследствие этого феноменального взрыва возникла не только материя, но и энергия, и космос, и даже время! Говорить о том, что было до так называемого «большого взрыва», бессмысленно: до «большого взрыва» не было ничего!

Астрономы полагают, что после большого взрыва Вселенная была невероятно раскалена и полна радиации. Приблизительно через 10 секунд сформировались атомные частицы - протоны, нейтроны и электроны; сами же атомы - атомы водорода и гелия - образовались лишь несколько сотен тысяч лет спустя, когда Вселенная значительно расширилась в размерах и остыла.

Отголоски большого взрыва

Если большой взрыв произошел 15 тыс. млн. лет назад, Вселенная должна была бы к настоящему времени охладеть до температуры около трех градусов по шкале Кельвина, то есть трех градусов выше абсолютного нуля. Используя радиотелескопы, ученые зарегистрировали фоновые радиошумы, соответствующие этой температуре, по всему звездному небу и считают их до сих пор доходящими до нас отголосками большого взрыва.

Согласно одной из самых популярных научных легенд, Исаак Ньютон увидел, как яблоко упало на землю, и понял, что это случилось под действием силы, исходящей от самой Земли, - силы тяжести. Действительно, каждое тело во Вселенной имеет собственную силу тяжести. Величина этой силы зависит от массы тела. Яблоко имеет малую массу и его сила тяжести не влияет на движение нашей планеты; Земля же имеет большую массу и притягивает яблоко к себе.

Силы притяжения удерживают все небесные тела на их космических орбитах. Луна движется по орбите Земли, а не отдаляется от нее; сила притяжения Солнца удерживает на околосолнечных орбитах планеты, а сила, намного большая гравитационной силы Солнца, удерживает наше светило в его положении по отношению к иным звездам.

Наше Солнце - звезда, причем довольно обычная и самых средних размеров. Как и все остальные звезды, Солнце представляет собой шар из светящегося газа и подобно колоссальной печи, выделяющей свет, тепло и другие формы энергии. Солнце и планеты на его орбите образуют Солнечную систему. Другие звезды на небе кажутся крошечными, но это потому, что они очень далеки от нас: на самом деле некоторые из них в диаметре в сотни раз превышают наше Солнце!

Звезды и галактики

Астрономы определяют местоположение звезд, располагая их в созвездия или по отношению к
ним. Созвездие - это группа звезд, видимых на определенном участке ночного неба и в действительности не всегда находящихся поблизости.

В безбрежных космических просторах звезды группируются в звездные архипелаги, именуемые галактиками. Наше Солнце и его планеты входят в нашу Галактику, которая называется Млечным Путем. Млечный Путь - далеко не самая большая галактика, но она столь огромна, что представить ее вряд ли возможно.

Расстояния во Вселенной измеряются по отношению к скорости света, быстрее которой человечество не знает ничего. Скорость света равна 300 тыс. км/сек. Астрономы пользуются такой единицей, как световой год: это расстояние, которое луч света прошел бы за год, то есть 9,46 млн. млн. км! Ближайшая к нам звезда - Проксима в созвездии Кентавра - находится на отдалении 4,3 световых лет; глядя на эту звезду, мы видим ее такой, какой она была более четырех лет назад. А свет нашего Солнца доходит до нас за 8 минут и 20 секунд!

Млечный Путь, с его сотнями тысяч миллионов звезд, имеет форму гигантского вращающегося колеса с выступающей осью - ступицей. Солнце расположено ближе к ободу этого колеса, в 250 тыс. световых лет от его оси. Солнце оборачивается по своей орбите вокруг центра Галактики за 250 млн. лет.

Наша Галактика - лишь одна из многих, а сколько их всего, не знает никто. Уже открыты более миллиарда галактик; в каждой из них - многие миллионы звезд. Наиболее далекие из уже известных галактик находятся в сотнях миллионов световых лет от землян; следовательно, изучая их, мы вглядываемся в самое отдаленное прошлое Вселенной. Все галактики удаляются от нас и друг от друга; похоже, что Вселенная все еще расширяется и что ученые не зря пришли к выводу о большом взрыве как ее первоначале.

Какие бывают звезды?

Звезды бывают разные, но все они когда-то возникли и все через миллионы лет исчезнут. Нашему Солнцу почти 5 млрд. лет и, по подсчетам астрономов, оно просуществует еще столько же, а потом начнет умирать. Солнце - одинарная звезда; многие же другие звезды являются бинарными, т. е., по сути, состоят из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга. Астрономам также известны тройные и так называемые кратные звезды, состоящие из многих звездных тел. Самые крупные звезды называются сверхгигантами. К ним принадлежит Антарес; его диаметр в 350 раз больше диаметра Солнца. Впрочем, все сверхгиганты имеют очень малую плотность. Менее крупные звезды - гиганты - имеют диаметры в 10-100 раз больше солнечного; их плотность тоже мала, но больше, чем у сверхгигантов. Большинство видимых звезд, включая Солнце, классифицируются как звезды главной последовательности, или средние звезды. Их диаметр может быть как в десять раз больше, так и в десять раз меньше диаметра Солнца.

Самые малые звезды главной последовательности называются красными карликами, а еще меньшие тела, уже не относящиеся к звездам главной последовательности, - белыми карликами. Белые карлики (размерами с нашу Землю) очень тусклы, но чрезмерно плотны: их плотность выше плотности воды в 100 тыс.-20 млн. раз. Только в Млечном Пути белых карликов может быть до 5 миллиардов, хотя до сих пор ученые открыли лишь несколько сотен таких тел.

Жизнь звезды

 Каждая звезда рождается из облака водорода и пыли; Вселенная полна таких облаков. Формирование звезды начинается, когда под влиянием какой-то (еще никем не понятой) силы и под действием тяготения происходит, как говорят астрономы, коллапс, или сжатие небесного тела: облако начинает вращаться, а его центр нагревается. Когда температура внутри звездного облака достигает многих миллионов градусов, начинаются ядерные реакции, в ходе которых ядра атомов водорода соединяются и образуют гелий. Производимая реакциями энергия высвобождается в виде тепла и света, и загорается новая звезда.

Вокруг новых звезд наблюдаются остаточные газы и звездная пыль. Из этой материи образуются планеты.

Звездные взрывы

Судьба звезды во многом зависит от ее массы. Когда звезда вроде нашего Солнца использует все свое водородное «топливо», ее гелиевая оболочка сжимается, а внешние слои расширяются. На этом этапе своего существования звезда становится красным гигантом. Со временем ее внешние слои резко отходят, оставляя за собой малое яркое ядро звезды - белого карлика. Постепенно звезда охладится, превратившись в черного карлика, огромную массу из углерода.

Звезды, масса которых в несколько раз превышает массу Земли, ожидает более драматическая судьба. По мере истощения их ядерного топлива они расширяются и превращаются в сверхгигантов, которые намного крупнее красных гигантов; затем, под воздействием тяготения, происходит резкое сжатие их ядер. Высвобожденная энергия невообразимым взрывом разносит звезду на куски. Такой взрыв астрономы называют рождением сверхновой. Какое-то время сверхновая светит в миллионы раз ярче Солнца. После сверхновой в зависимости от исходной массы звезды может остаться небольшое тело, называемое нейтронной звездой. Такая звезда с диаметром не более нескольких десятков километров состоит из твердых нейтронов, отчего ее плотность во много раз превышает огромную плотность белых карликов.

Черные дыры

В некоторых сверхновых сила коллапса ядра столь велика, что сжатие материи практически
приводит к ее исчезновению. Вместо материи остается участок космического пространства с невероятно высокой гравитацией - черная дыра.

В силу своей природы черные дыры не могут быть видимы; тем не менее, астрономы установили их местонахождение.

Вселенная также таит в себе загадочные образования - квазары. Наверное, это ярко светящиеся ядра далеких галактик.

Не менее таинственны пульсары - образования, регулярно испускающие пучки энергии; по мнению ученых, они являются быстро вращающимися звездами, от которых исходят световые лучи.

Искусство Древней Греции и Рима

В отличие от более ранних цивилизаций, искусство древних греков воспевало человека.Менее самобытная римская культура вобрала в себя наследие греков, создав общую грекоримскую традицию, которая сохранила свое историческое значение до наших дней.

Еще до прихода греков на островах Киклады в Эгейском море создавались вполне пропорциональные, но безликие фигурки из мрамора, обладавшие удивительным сходством с
полуабстрактной скульптурой XX века.

 Более продолжительное влияние оказала минойская цивилизация Крита. Яркие и красочные критские фрески, керамика и изделия из металла были переняты менее развитыми народами, поселившимися на материковой части современной Греции около XX века до н. э. и говорившими на древнегреческом языке. Представителей этого народа мы сегодня называем микен-цами - по названию города Микены на юге Греции, где были найдены знаменитые золотые маски, закрывавшие лица погребенных вождей и царей.

 Микенцы были более воинственны, чем жители Крита, что отразилось на созданном ими позже собственном стиле: сцены сражений и охоты чеканились на золотых кубках и наносились инкрустацией на бронзовые мечи. Сохранившиеся в Микенах и Тиринсе мавзолеи и громадные цитадели построены из массивных каменных глыб неправильной формы, плотно подогнанных друг к другу.

Гуманизация искусства

После заката микенской цивилизации в XII веке до н. э. последовали «Темные века»
(длительный период упадка культуры и массовых переселений), сменившиеся эпохой городов-государств (полисов), новым типом общественного устройства с присущим ему глубоко гуманистическим искусством, которое у большинства людей ассоциируется с Древней Грецией. Своими отличительными чертами оно в значительной степени обязано греческой религии, представлявшей богов и богинь в качестве сверхмощных человеческих существ.

Скульптура наиболее известный вид классического греческого искусства, особенно ввиду того, что живопись до наших дней не сохранилась. Скульптурные произведения, значительные по размеру или замыслу (т. е. монументальные скульптуры), стали создаваться в конце VII века до н. э. возможно, благодаря связям с Египтом. Ранний период развития греческой культуры, известный как архаика, продлился приблизительно до 480 г. до н. э. Для него характерны скульптуры стоящих навытяжку обнаженных юношей и одетых девушек, глядящих на мир несколько странной, «архаичной» улыбкой которая, очевидно, была не более чем общепринятой условностью.

Живо и жизненно

За короткий промежуток времени эти застывшие статуи ожили, перестав выполнять функции колонн. Традиционное исполнение фигур сменилось более точной передачей мускулатуры и складок одежды.

Классический период, длившийся приблизительно с 480 по 323 гг. до н. э., сегодня рассматривается как вершина греческого искусства. Это время качественного скачка в

развитии искусства: произведения представлены всем разнообразием естественных поз как, например, «Копьеносец» («Дори-фор») Поликлета или фигура Аполлона с вытянутой рукой в храме Зевса в Олимпии, чьи формы, казалось бы, не ограничены размерами мраморной глыбы.

Новый рубеж

Параллельно шло развитие рельефа - вида скульптуры, в котором изображение является выпуклым (или углубленным) по отношению к плоскости фона, но неотделимо от него, и литья статуй из бронзы. 

Многие скульптурные произведения классики не сохранились и известны нам лишь по названию. Среди них две высокие храмовые скульптуры Зевса и Афины, созданные афинским мастером Фидием. Многие из выполненных в мраморе и дошедших до наших  дней работы были частью общего оформления храма. Это в основном рельефные композиции, а также отдельные фигуры, воздвигнутые внутри фронтона - завершения (обычно треугольного) фасада здания.

Скульптура, живопись и архитектура соединялись таким образом, что храмы были роскошными, красочными сооружениями, гораздо более пышными, чем мы привыкли считать, поскольку греческие скульптуры, ассоциирующиеся у нас с блеклыми тонами, на самом деле были покрыты краской, а такие характерные черты, как цветные мозаичные глаза, придавали им экзотический вид.

Парфенон

Самые известные рельефы и фронтонные скульптуры находились в храме Афины Парфенос, известном нам как Парфенон. Большинство из них сейчас составляют коллекцию "Элгиновские мраморы", хранящуюся в Британском музее Лондона.

 Парфенон был крупнейшим из комплекса храмов афинского Акрополя (цитадели). Все сооружения возвели во второй половине V века до н. э. на месте разрушенных в ходе персидских войн. Помимо Парфенона, сюда входят храмы Ники Аптерос, Эрехтейон с его знаменитыми кариатидами (колоннами в виде женских фигур), а также великолепная колоннада Пропилей.

Строительство столь впечатляющего ансамбля было начато по инициативе афинского государственного деятеля Перикла, а руководил работами Фидий. Архитекторами самого Парфенона считаются Иктин и Калликрат. Иктин возвел также восхитительный храм Аполлона. сохранившийся в Бассах.

Простота стиля

Элементы греческого храма были удивительно просты. Сооружения, подобные Парфенону,
состояли из окруженного колоннами прямоугольного строения и наклонной крыши. Детали на поверхности колонн и над ними определяли  принадлежность здания к тому или иному архитектурному направлению (ордеру) архитектуры: массивных и без украшений - к дорическому; с похожими на свитки капителями (верхушками колонн) - к ионическому; с лиственными акантами (украшениями) поверху - к коринфскому.

Значительные достижения греческой архитектуры явились следствием прекрасного чувства пропорции и четкого визуального восприятия, примером которого служит тщательно выверенное расширение в средней части, чтобы свести на нет эффект вогнутости, производимый абсолютно ровными колоннами на расстоянии.

Стили вазописи

Греческая живопись дошла до нас лишь в виде росписей на гончарных изделиях, производимых в огромных количествах и используемых как емкость под вино и масло. Нарисованные на кувшинах сцены стали для нас основным источником информации об образе жизни греков. Появившись около 600 г. до н. э., сосуды с изображением людей были украшены черными фигурами на естественном красном фоне глины; для мелких деталей (например, глаз) черная краска соскабливалась до цвета поверхности. Около 530 г. до н. э. чернофигурном: художники стали закрашивать в черный цвет фоновую поверхность, оставляя фигуры в цвете самого изделия и дорисовывая детали.

Оба метода имели свои преимущества, но ни один из них не мог сравниться с рисунками, выполненными на белом фоне лекифа - элегантного и относительно редкого типа погребальной урны.

Время перемен

В IV веке до н. э. Пракситель и другие мастера стали изображать обнаженное женское тело. Скульптуры Парфенона были несколько идеализированными и избегали передачи сильных эмоций. Мастера IV в. до н. э., такие как Скопас и Лисипп, первыми придавали своим произведениям индивидуальные черты и эмоциональную глубину.

Еще одним новшеством стало колоссальная усыпальница, выстроенные для Мавсола, греческого правителя Малой Азии (территория современной Турции), и названная Мавзолеем - наименование, которое позже стали давать всем подобным строениям.

Распространение культуры

С началом завоеваний Александра Македонского (334 г. до н.э.) греческая культура распространилась по всему Ближнему Востоку. Империя Александра распалась после его смерти в 323 г. до н.э., эту дату также принято считать концом периода  классики и началом эллинистического стиля, центрами которого были Египет и царство Селевкидов, простиравшееся от Фракии до Гиндукуша.

Данные государства играли более важную роль в качестве центров греческой культуры, чем приходящие в упадок греческие полисы. Однако эллинистическое искусство значительно отличалось от классического, изображая многие аспекты реальности, которые высокая классика игнорировала: уродливость, абсурд, сентиментальность, а также такие сильные эмоции, как боль и страх. Эллинистическое искусство стремилось к эффектности: меценаты заказывали громадные работы, а художники стремились показать свое мастерство, скажем, в передаче драпировки (скульптура "Ника Самофракийская") или в сложности композиции (скульптурная группа "Лаокоон" с тремя отчаянно извивающимися в тисках змея фигурами).

Римляне восхищались греческим искусством и подражали ему, расширив его влияние на запад и север Европы, Многие греческие шедевры известны нам благодаря римлянам, которые заказывал себе копии, пережившие в итоге свои оригиналы. 

Римские мастера значительно уступали грекам, но у них была собственная традиция, шедшая, вероятно, от манеры исполнения портретных бюстов предков, которые римляне хранили в своих домах не в качестве произведений искусства, а информации о том, как выглядели их праотцы. Простота и в то же время яркая индивидуальность римского портретного искусства делают его очень привлекательным. Большинство других римских скульптур по своему стилю являются эллинистическими. Типично римскими, однако, являются изображениями триумфальные арки и колонны, возведенные в честь имперских побед и завоеваний.

Инженерное мастерство 

В  архитектуре римлянам также недоставало греческого чувства красоты и вкуса, но они были более искусны с технической точки зрения в сооружении  арок, сводов и куполов. Строительство велось в огромных масштабах, поскольку обширная империя нуждалась в поражающих воображение общественных зданиях, таких как Пантеон и Колизей в Риме или Мезон Карре под Нимом во Франции. Еще более впечатляет римское инженерное мастерство при строительстве дорог, мостов, акведуков, аркад, канализаций и укреплений, а некоторые из этих чисто функциональных сооружений (как, например, мост Пон-дю-Гар в Ниме) завораживающе красивы.

Живопись Помпей

До нас дошли многие римские картины, но ни одна из них не упоминается самими римлянами в качестве признанных шедевров. Самая впечатляющая группа произведений была найдена на стенах домов в Помпеях. Эти фрески демонстрируют мастерство владение искусство перспективы, использования богатой палитры и эффекта "обмана зрения"(как, например видимые сквозь колонны пейзажи, и колонны написаны на стене). Римляне также преуспели в другом виде изобразительного искусства - мозаике, где картины составлялись из множества мельчайших цветных камешков, утопленных в известку.

В полет!

Изобретение самолета — одно из крупнейших достижений XX века. Источником вдохновения человеку послужили наблюдения за авиаторами, созданными самой природой, — птицами.

С давних времен человек страстно мечтал научиться взмывать в небо с легкостью и грациозностью птицы. В Древней Греции существовала легенда об Икаре, смастерившем крылья из воска и взлетевшем в небо. Когда он слишком приблизился к солнцу, воск растаял, и несчастный Икар разбился насмерть.

Великий итальянский художник и изобретатель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи тоже был неутомимым поборником идеи механического полета. Он оставил множество рисунков со своими чертежами летательных аппаратов. Но прежде чем тайна полета постепенно начала раскрываться, прошло еще четыреста лет.

Ранние попытки человека подняться в воздух зачастую оканчивались катастрофой. Незадачливые пилоты привязывали к рукам самодельные крылья и неистово размахивали ими, чтобы оторваться от земли. Их отчаянные попытки неизбежно терпели неудачу, поскольку люди не понимали, что не только работа крыльев, но и сама форма тела птицы позволяет его пернатому обладателю общаться с небом.

Важное открытие

В 1738 году швейцарский математик и врач Даниэль Бериулли сделал первый уверенный шаг на пути человека к небу. Он открыл, что чем быстрее движение жидкости или газа, тем ниже давление. Поскольку воздух — это смесь газов, к нему тоже можно применить этот принцип. Например, в момент встречи движущегося крыла птицы с воздухом воздух разделяется на два потока, идущих над крылом и под ним. Поскольку верхняя поверхность крыла изогнута и, следовательно, длиннее более плоской внутренней поверхности, воздуху требуется пройти большее расстояние. Поэтому он движется с большей скоростью и быстрее теряет давление над крылом, тем самым увеличивая давление под крылом и приподнимая его вверх. Это называется "подъемной силой".

В XIX веке многие пионеры воздухоплавания использовали этот принцип при создании примитивных планеров. В 1853 году сэр Джордж Кейли, которого часто называют "отцом аэроплана", построил и испытал первый и мире планер. Затем, в 90-х годах XIX веки, американцы братья Райт сконструировали крыло, позволившее сделать полет полностью управляемым.

Если отделить крыло от корпуса (фюзеляжа) самолета и посмотреть на него в сечении, станет видно, что по форме оно напоминает лежащую на боку каплю со сплющенным основанием. Широкая и изогнутая передняя часть ("передняя кромка"), более плоская и тонкая задняя часть ("задняя кромка") — такая форма называется аэродинамическим профилем. Он демонстрирует закон Бернулли путем создания двух воздушных потоков: над и под крылом.

Образование вихря

Подъемная сила, образующаяся в результате этого действия, увеличивается за счет естественного движения воздуха. Проходя по крылу и скатываясь с его задней кромки, воздушный поток образует воронку, как вода, стекающая в сливное отверстие. Такая турбулентность называется ''начальный вихрь". Он, в свою очередь, образует "встречный вихрь". По силе он равен начальному, но вращается н обратном направлении, проходит под крылом и встречается с основным воздушным потоком, движущимся в противоположном направлении. В результате движение основного воздушного потока замедляется.

Встречный вихрь образуется на передней кромке крыла прежде, чем слиться с основным потоком воздуха. В результате нижний поток воздуха замедляется, а верхний ускоряется. Давление на крыло уменьшается, а под крылом повышается, вследствие чего возрастает подъемная сила.

Взлет!

Когда первые авиаторы поняли, как достичь того, что позднее назвали "полетом на летательном аппарате тяжелее воздуха", возникла необходимость найти способ создания требуемой подъемной силы. Если при полете на воздушном шаре можно было рассчитывать на то, что ветер сам отнесет туда, куда нужно, то теперь необходимо было каким-то образом задать самолету ту скорость, которая создаст требуемую подъемную силу.

Американцы Уилбур и Орвилл Райт решили эту проблему, построив небольшой двигатель с предельно малым весом. Двигатель приводил в действие несколько пропеллеров в форме аэродинамических профилей, установленных в вертикальном положении в передней части самолета. Движение воздуха, создаваемое этим вращением, называется тягой. Тяга образует направленную вперед подъемную силу, отталкивая воздух назад и заставляя самолет двигаться вперед. Братья Райт осуществили первый в мире полет па летательном аппарате тяжелее воздуха 17 декабря 1903 года в городе Китти-Хок, штат Северная Каролина. Пх "Флайср" находился в воздухе всего 12 секунд и пролетел лишь 36 метров, но тем не менее удалось успешно продемонстрировать верность принципа, положенного в основу всего последующего самолетостроения.

Современные двигатели

В 40-х годах XX иска авиастроители создали турбореактивный двигатель, создающий силу тяги путем компрессии воздуха в серединной камере, где он смешивается с особым видом керосина и поджигается. В результате взрыва образуются выхлопные газы, которые выбрасываются из задней части двигателя и толкают самолет вперед.

Реактивные самолеты достигают более высокой скорости, чем с пропеллерным двигателем, но потребляют слишком много топлива, особенно на более низких скоростях. Поэтому был создан компромиссный турбовинтовой двигатель, где реактивная тяга используется для приведения в действие пропеллеров. Более широкое распространение в наши дни получил турбовентиляторный двигатель. В его передней части расположен многолопастный пропеллер, вталкивающий воздух назад в камеру сгорания. Кроме этого, он направляет поток воздуха вокруг основной оболочки двигателя и создает силу тяги, толкающую самолет вперед. В задней части двигателя расположены реверсивные устройства, которые при включении направляют поток воздуха вперед, резко гася скорость самолета.

После того, как самолет набрал достаточную скорость для создания подъемной силы и взлета, его движением необходимо управлять. Существует шесть основных движений, выполняемых самолетом в ходе полета: взлет, набор высоты, полет па заданной высоте, поворот, снижение и посадка. Эти движения регулируются конструкцией крыльев и стабилизатора, которые также являются аэродинамическими профилями и, соответственно, создают подъемную силу.


При взлете закрылки па задних кромках крыльев поднимаются, чтобы увеличить площадь поверхности и создать большую подъемную силу. На стабилизаторе также поднимаются подобные по своей функции устройства — рули высоты. При этом нос самолета поднимается вверх, хвостовая часть опускается, и самолет устремляется ввысь. Чрезвычайно важно, чтобы самолет перед выполнением этого маневра успел набрать нужную скорость. Закрылки и рули высоты должны подняться точно в тот момент, когда направленная вверх сила подъема равна направленной вниз силе веса самолета, иначе двигатели заглохнут, исчезнет тяга и подъем станет невозможным. В этом случае самолет не взлетит.

Существует также проблема аэродинамического сопротивления. Поступательное движение самолета создаст сопротивление воздуха, движущегося в противоположном направлении. Такую тормозящую силу (сопротивление) создает любое движущееся тело, но только самолеты сталкиваются с т.н. "искусственно созданным сопротивлением". Часть энергии, образующейся при прохождении воздушного потока по крылу, отводится назад; она пытается "оттащить" самолет в противоположную сторону. Это происходит частично из-за угла наклона крыла п частично вследствие турбулентности.

Дополнительное аэродинамическое сопротивление «вдастся вихрями на конце крыла, когда область высокого давления из-под крыла на задней кромке частично сливается с областью низкого давления над крылом.

Аэродинамическое сопротивление при наборе высоты после взлета преодолевается за счет опускания закрылков. Самолет выравнивается, продолжая набирать скорость, пока тяга не превысит аэродинамическое сопротивление; тогда закрылки снова поднимаются и самолет набирает требуемую высоту. Самолет готов к полету па заданой высоте, когда силы подъема и притяжения равны, а тяга равна сопротивлении). Другими словами, самолет находится в состоянии равновесия.

Поворот

Теперь самолет может двигаться к месту назначения, однако вероятнее всего, ему придется совершить поворот, чтобы лечь на нужный курс. Поворот совершается при помощи еще одного вида навесных закрылков — элеронов, а также руля в задней части киля. 

 Элероны расположены па задней кромке крыльев. Если пилот хочет повернуть самолет влево, он опускает элероны на противоположном крыле, т.е. па правом, что приводит к увеличению на этом крыле подъемной силы. Одновременно поднимается элерон палевом крыле, уменьшая подъемную силу с этой стороны. Когда после этого самолет входит плевый вираж, руль па киле поворачивается влево одновременно с элеронами и завершает маневр. Пилот поворачивает все эти устройства в противоположную сторону, чтобы выровнять крылья, и возвращает их в исходное положение, когда самолет лег па нужный курс.

 При приближении к месту назначения пилот начинает снижение, чтобы благополучно посадить самолет. Снижение — очень сложный процесс, который должен выполняться с большой точностью, чтобы не заглохли двигатели. В идеале пилот- должен нести самолет прямо навстречу ветру, так как встречный поток воздуха облегчает управление. Боковой ветер создаст проблемы, поскольку самолет будет сносить в сторону.

Мягкая посадка

Чтобы посадить самолет, пилот сбавляет скорость и опускает закрылки, наклоняя нос самолета вперед. Подъемная сила уменьшается, сопротивление увеличивается, и самолет начинает снижение. При подлете к взлетно-посадочной полосе (ВПП) рули высоты на стабилизаторе поднимаются одновременно с предкрылками — еще одним элементом механизации крыла, расположенным на его передней кромке. Это увеличивает поверхность крыла и создает дополнительную подъемную силу. Нос самолета поднимается вверх, а хвостовая часть опускается. Тем самым компенсируется потеря подъемной силы вследствие снижения скорости.

Самолет замедляет ход, и со стороны кажется, что на секунду он как бы зависает над ВПП. Чтобы не заглох двигатель, приводится в действие еще один тип навесных щитков на передней кромке. Эти "воздушные тормоза" называются иптерцепторы и создают турбулентность, которая повышает аэродинамическое сопротивление и сводит па нет подъемную силу.

Остановка самолета

Самолет выпускает шасси, что еще больше повышает сопротивление. Первыми касаются земли основные колеса, затем опускаются рули высоты на стабилизаторе, нос наклоняется вниз, и передние колеса касаются ВПП. Теперь самолет полностью находится па земле. Двигатели переключаются на реверсивную тягу, и закрылки полностью опускаются, чтобы создать максимальное сопротивление. Включаются тормоза. Самолет плавно останавливается.

Происхождение жизни

Примерно 3800 миллионов лет назад в результате химических реакций образовалось первое сложное соединение, способное самовоспроизводиться.Так было положено начало жизни на Земле.

Зарождение жизни на Земле, в целом, по прежнему остается загадкой. Но с тех пор как Чарльз Дарвин впервые описал процесс эволюции растительного и животного мира, ученые придерживаются мнения, что все формы жизни находятся в процессе постоянного и непрерывного развития.

С каждым новым поколением сильные стороны оттачиваются, а слабые отсеиваются. Один вид пращуров мог породить несколько форм жизни, после чего или вымирал, или находил собственную нишу в экосистеме.


 Судя по найденным окаменелостям, ясно: система родственных линий между существующими и исчезнувшими организмами напоминает дерево, на котором с течением времени появляются все новые ветви. Многие из них засыхают и отмирают (например, динозавры), но другие ветви вырастают и расцветают. Если проследить любую из них до основания, то, в конечном итоге, мы придем к единому стволу - прародителю всех когда-либо живших организмов, т. е. источнику происхождения жизни.

Следы в горной породе

 К сожалению, это сделать непросто. По современным оценкам, возраст Земли составляет примерно 4 500 млн. лет, а древнейшим окаменелостям, как считают, не более 590 млн. лет, что соответствует началу т. н. кембрийского геологического периода.

 Окаменелости, найденные в породах кембрия, включают останки различных форм жизни, таких как черви и моллюски, произошедших, очевидно, от своих примитивных предков. Их происхождение в эпоху, известную как докембрий, остается неясным в связи с тем, что в породах данного периода не сохранилось никаких органических останков.

 Причину этого легко объяснить. Мягкотелые организмы не оставляют окаменелостей, так как, умирая, обычно успевают полностью разложиться прежде, чем окружающие их отложения превратятся в твердую породу. Вероятно, большинство организмов, живших в докембрийский период (составляющий 80% всей истории Земли), были слишком хрупки, чтобы оставить четкие отложения.

 Но это не означает, что они совсем не оставили следов. В начале 1950-х годов двое исследователей приступили к тщательному изучению на берегах оз. Верхнего (США) пласта породы, имеющей возраст 2000 млн. лет и известной как кремнистый сланец. В породе находились любопытные белые кольца, каждое диаметром около метра. На первый взгляд, в них не было ничего органического, но, несмотря на это, ученые решили исследовать небольшие образцы колец с помощью сильного микроскопа.

Удивительное открытие  

Они обнаружили несомненные признаки древней жизни: останки крошечных организмов, напоминающих микроскопические одноклеточные водоросли и бактерии, которые благополучно живут и поныне. Каким-то чудесным образом эти хрупкие организмы пропитались стекловидным кремнеземом, затвердевшим и превратившимся в кремнистый сланец, где они и сохранились, подобно мухам в янтаре. Белые кольца в породе оказались размытыми останками их колоний (каменистых сферических образований, называемых строматолитами и напоминающих коралловые рифы в водах тропических широт).

 Находка содержащих органические останки образцов явилась открытием. Ученые всего мира возобновили изучение пород, которые они ранее считали лишенными окаменелостей. Их усилия были вознаграждены поразительными результатами: древнейшим из обнаруженных на сегодняшний день формам жизни (в западной части Австралии) около 3 500 млн. лет. Между тем, тщательное изучение самых древних из известных нам пород - гнейсов Амитсока на юго-западе Гренландии, возраст которых 3 800 млн. лет, не дало ожидаемых результатов.

Никаких чудес 

Биологи не находят ничего удивительного в том, что найденные первобытные останки напоминают современные водоросли и бактерии. Такие одноклеточные организмы всегда считались простейшими формами жизни, и вполне естественно, что они являются и наиболее примитивными ее формами. Благодаря простоте одноклеточных организмов относительно легко выяснить способ их существования. Вместо изучения механизма функционирования органов и мышц, биологи исследуют, каким образом исходные химические вещества превращаются в "кирпичики" жизни - белки, жиры и сахар.

Простая клетка 

Эти исследования особенно важны для раскрытия тайны возникновения жизни, поскольку должно было иметь место, следующее превращение, положившее начало всему процессу - из неорганических химических веществ в живую материю. Бактерия - сама себя питающая простейшая клетка - студенистая, наполненная жидкостью оболочка, которая перерабатывает простые химические вещества, состоящие из водорода, кислорода, углерода и азота, в сложные органические соединения: необходимые для ее роста белки и дающие ей энергию углеводы (сахар).

Строение ДНК  

Данными процессами, в конечном итоге, управляет органическое вещество - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Кроме того, ДНК обладает еще одним важным свойством: она может воспроизводить самое себя.

 Каждая молекула ДНК напоминает винтовую лестницу, где цепочки атомов образуют боксовые стороны с перемычками ("ступеньками"), расположенными через равные промежутки. Вся молекула, при необходимости, может раздваиваться, при этом "ступеньки" разделяются посередине. После раздвоения спирали укороченные "ступеньки" притягивают другие вещества, которые, присоединяясь, образуют недостающие половинки "лестницы" - таким образом, из одной спирали получаются две.

 Этот простой прием является сущностью жизни. Благодаря нему одноклеточный организм растет и воспроизводит себя, расщепляясь посередине и копируя при этом свой внутренний химический процесс.

 В более сложных формах жизни размножающиеся клетки совместно формируют многоклеточные структуры, при этом каждая структура является лишь частью крайне сложного организма. Всем процессом управляет генетический код, заложенный в молекуле ДНК и отличающийся не только у разных видов, но и у всех особей.

Функции ДНК  

Все жизненные процессы (еда, питье, выведение из организма продуктов жизнедеятельности и т. п.) являются механизмами, служащими для обеспечения деятельности ДНК. ДНК - очень сложная молекула, и чем сложнее форма жизни, тем сложнее ее ДНК. Но даже структура самой простой ДНК (в клетке бактерии) состоит из тысяч атомов, сгруппированных в нуклеотиды - соединения Сахаров, фосфатов и азотистых оснований. Каждый нуклеотид сам по себе также является достаточно сложной структурой, это же относится и к другим органическим молекулам, таким как белки и углеводы. Так, белки состоят из цепей аминокислот (всего их 20 различных видов), расположенных в определенной последовательности. Простая цепь может состоять из 100 звеньев, а сложная - из нескольких тысяч. Вся структура определяется генетическим кодом ДНК данного организма. Самая простая клетка бактерии содержит белки, углеводы и ДНК (и другие подобные нуклеиновые кислоты), без которых она не сможет функционировать. Поскольку эти клетки - наиболее примитивная из известных сегодня форм жизни, напрашивается вывод, что они возникли их неживых структур, синтезировавших эти важнейшие элементы жизни еще до того, как смогли найти им органическое применение.

"Первичный бульон"

 Никто не знает, каким был наш мир 3 800 млн. лет назад, но в 20-е гг. ученые Опарин и
Халдейн выдвинули теорию, согласно которой атмосфера Земли в те далекие времена была почти полностью лишена кислорода, а состояла из аммиака, воды, окиси углерода, метана, водорода и ряда других веществ. Они предположили, что большая часть поверхности Земли была покрыта слоем горячей воды, кипение которой поддерживалось магмой, расплавленной породой, находящейся под тонкой океанической земной корой.

 По их гипотезе, такая смесь газов и горячей воды могла привести к образованию так называемого "первичного бульона", богатого именно теми химическими элементами, которые необходимы для синтеза жизни. Реакция могла быть инициирована вулканической деятельностью, интенсивным ультрафиолетовым излучением, проходящим через тонкий слой атмосферы, или электрическим разрядом молнии. Данная теория была проверена опытным путем в 1953 г. американским ученым Стэнли Миллером.

 Миллер создал модель первозданного мира, состоящую из двух колб и стеклянных трубок. В одной из колб находился раствор, состав которого теоретически соответствовал морской воде. Пространство над жидкостью он заполнил смесью газов, которая, опять же теоретически, соответствовала предполагаемой атмосфере. Данная колба соединялась трубкой с другой колбой, имеющей два электрода для получения искры - миниатюрной модели молнии. От этой искровой камеры отходила еще одна трубка, ведущая к первой колбе через конденсатор и П-образный коллектор.

 Когда Миллер нагрел смесь в нижней колбе, она закипела, превратилась в газ, поступила в искровую камеру, а затем сконденсировалась и стекла обратно в нижнюю колбу. Процесс непрерывно поддерживался в течение недели, после чего жидкость была откачана для анализа.
Результаты оказались положительными: полученная смесь содержала три аминокислоты - соединения, из которых образуются белки. Многие исследователи подхватили эту идею, провели подобные эксперименты и получили еще больше аминокислот и даже простые нуклеотиды - строительные блоки ДНК.

Убедительные результаты 

Результаты этих экспериментов считаются убедительными и дают основания полагать, что весь белок (и не только он) мог быть синтезирован на протяжении нескольких миллиардов лет. Предположительно, могла быть создана даже ДНК с ее тысячами строго расположенных атомов. Однажды возникнув, она могла репродуцировать себя, создавать свои собственные белки и другие сложные органические вещества и развиться в функционирующую самовоспроизводящуюся форму жизни, такую как клетка бактерии.

 Нечто подобное могло произойти, но математическая вероятность создания такого сложного вещества, как белок или ДНК, в результате случайного соединения химических элементов в "первичном бульоне" бесконечно мала.

 Данная теория сегодня признана многими учеными, продолжающими поиск механизма, который способствовал бы соединению аминокислот (подобных полученным в лаборатории Миллера) в белки без управления со стороны ДНК. Если такой механизм будет найден, мы сделаем важный шаг на пути к пониманию загадки образования ДНК и, следовательно, происхождения жизни.

Первые города

Самые первые поселения с чертами города возникли в древности на Ближнем Востоке, в Месопотамии и в долине Инда. Эти города были огромными человеческим достижением. Они стали колыбелью первых великих цивилизаций. 

Прежде чем зародились города, человек должен был научиться оседлой жизни.Это произошло около 10-13 тысяч лет назад на широком пространстве от современной Турции до Ирана. До того населявшие эти территории племена было охотниками и собирателями, но по мере перехода к земледелию и скотоводству они стали жить небольшими общинами, выращивая злаки и разводя скот.

Их поселения было далеко до городов. Ведь город - это не только населенный пункт больше деревни. В городе живут не крестьяне, а ремесленники, торговцы, жрецы, чиновники и воины. Чтобы мог существовать город, кpecтьяне должны были быть в состоянии его прокормить, то есть производить излишек продовольствия для всех тех непроизводительных групп населения, чей труд и умения требовались нарождающейся цивилизации.

И все же удивительно, что достаточно большие поселения образовались так рано. Город, известный в Библии как Иерихон, был постоянным поселением задолго до 8 тысячелетия до н. э., а время расцвета поселения Чатал-Хююк на территории Турции относится к 6500-5500 гг. до и. э. К сожалению, наши знания о них ограничены небогатыми данными археологии - настоящая письменность была изобретена между 4 и 3 тысячелетиями до и. э. в Шумере (юг современного Ирака).

Шумер

Часто затопляемые водами Тигра и Евфрата, земли Шумера начали давать богатый урожаи только после того, как были осушены болота и построены каналы. Зажиточный Шумер вскоре разделился на независимые города-государства: обнесенные обводными стенами Ур, Урук, Киш, Лагаш, Ниппур. Каждый из них служил «столицей» для окружающих поселений.

Здания строили из высушенного на солнце или обожженного в печи глиняного кирпича. При недолговечности этого материала просто поразительно, что осталось столько следов этих построек. Среди них много зиккуратов культовых сооружений из поставленных друг на друта параллелепипедов или усеченных пирамид со ступенями и святилищем («жилищем бога») наверху. Храм был центром застройки. Каждый город поклонялся своему богу Жрецы Шумера были сильны, ко не всевластны; именно здесь возникли первые в истории монархии и свод законов (составлен в правление царя Ур-Шмт, основателя III династии Ура).

Шумер также дал человечеству колесо, гончарный круг и письменность. Начав с простых хозяйственных записей рисуночным письмом, шумерийцы постепенно выработали клинопись. Клиновидные черточки выдавливались в глиняной табличке, которую затем высушивали.

Инд

Шумерская цивилизация старше египетской на несколько веков. Третья древнейшая цивилизация, хараппская (все остальные развились после 2000 г. до н. э.), зародилась в долине реки Инд в середине 3 тысячелетия до н. э. Это одна из величайших загадок истории. От нее остались руины городов-государств Мохенджо-Даро и Хараппа, следы морских портов и оросительных систем. Но пока немногие дошедшие до нас образцы письменности остаются нерасшифрованными, мы не знаем, кем были эти люди и как они строили свои удивительные города.

Города долины Инда имели водопровод, канализацию и ретярную застройет с перекрестками чётко под прямым углом. Около 1700 г. до н. э. хараппская цивилизация по непонятным причинам прекратила существование.

Закат Шумера ускорили раздоры между городами-государствахми. Несколько раз им удавалось сообща изгнать захватчиков. Но после завоевания аморитами около 1900 г. до н. э. и возвышения Вавилона Шумер поглотила более молодая великая держава древности - Вавилония.

КЛЮЧЕВЫЕ ДАТЫ
Ближний Восток и Индия до н. э.
 Ок. 10 000-3500 
Эпоха неолита (поздний каменный век): начало земледелия, одомашнивания животных, изготовления керамики 
Ок. 8000 
В Иерихоне (Палестина/Израиль) основано самое раннее постоянное поселение 
Ок. 6500-5500
Городское поселение в Чатал-Хююк 
Ок. 3500
Бронзовый век: первые оседлые поселения в Шумере
Ок. 2500
Шумерская династия Ура: царские гробницы свидетельствуют о высокой культуре. Основание цивилизации долины Инда
Ок. 2350
Завоевание Шумера семитами во главе с царем Саргоном
Ок. 2130 
Шумер разрушен племенами кутиев 
Ок. 2100 
Основана Ш династия Ура 
Ок. 1900 
Шумер завоевывают амориты; его цивилизация становится частью вавилонской.