Устройство Вселенной
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?рии относительности и описывает нестационарную эволюцию Вселенной.
Выводы из модели Фридмана указывали на то, что материя в однородной и изотропной Вселенной не может находиться в покое - Вселенная должна либо сжиматься, либо расширяться. Если плотность материи меньше некоторого критического значения, то гравитационное притяжение будет слишком мало, чтобы остановить расширение. Если же плотность материи больше критической, то в какой-то момент в будущем из-за гравитации расширение Вселенной прекратиться и начнется сжатие. В этом случае Вселенную ожидает коллапс, в результате которого вновь образуется сгусток, возникнут условия для нового Большого Взрыва и последующего потом расширения. Следовательно, Вселенная может пульсировать между состояниями максимального расширения и коллапса. Это и есть модель пульсирующей Вселенной.
Возникновение современной космологии
Возникновение современной космологии связано с развитием в ХХ веке общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна и физики элементарных частиц. Первое исследование на эту тему, опирающееся на ОТО, Эйнштейн опубликовал в 1917 году под названием Космологические соображения к общей теории относительности. В ней он ввёл 3 предположения: Вселенная однородна, изотропна и стационарна. Чтобы обеспечить последнее требование, Эйнштейн ввел в уравнения гравитационного поля дополнительный космологический член. Полученное им решение означало, что Вселенная имеет конечный объём (замкнута) и положительную кривизну.
В 1922 году А.А. Фридман предложил нестационарное решение уравнения Эйнштейна, в котором изотропная Вселенная расширялась из начальной сингулярности. Подтверждением теории нестационарной вселенной стало открытие в 1929 году Э.Хабблом космологического красного смещения галактик. Таким образом, возникла общепринятая сейчас теория Большого взрыва.
Метагалактика
Наблюдаемая часть Вселенной (метагалактика) представляется с Земли:
однородной и изотропной на больших масштабах (более 200 мегапарсек)
сильно неоднородной на меньших масштабах
Спектральный анализ является одним из основных методов исследования Вселенной : он позволяет на основе анализа, пришедшего из космоса света, установить количественный и качественный состав небесных тел, их температуру, скорость движения по лучу зрения и т.п.
Химический состав Вселенной полученный на основе спектрального анализа более чем на 99 % - водород и гелий и в незначительных количествах все остальные элементы.
Из модели однородной изотропной Вселенной, при ее расширении должно наблюдаться удаление Галактик от Земли. Однако астрономы могут наблюдать только так называемое красное смещение.
Связь между красным смещением и скоростью удаления Галактик устанавливается с помощью эффекта Доплера (изменение частоты и длины волны излучения, регистрируемое приемником, в результате движение источника или движения приемника). Если источник света приближается к наблюдателю, то длина видимой им волны укорачивается, и он наблюдает так называемое фиолетовое смещение ( из всех видимых цветов гаммы светового спектра фиолетовому соответствуют самые короткие длины волн). Если же источник света удаляется, то происходит кажущееся смещение в сторону красной части спектра (удлинение волн).
В 1929 году Э.Хаббл с помощью телескопа оснащенного приборами спектрального анализа обнаружил, что свет, идущий от Галактик, которые он наблюдал, смещался в красную часть цветового спектра видимого света. Это говорило о том, что наблюдаемые Галактики удаляются, разбегаются от наблюдателя. Эффект красного смещения был использован Хабблом для измерения расстояния до галактик и скорости их удаления.
Закон Хаббла: Скорость разбегания галактик пропорциональна расстоянию до них. То есть чем дальше Галактика, тем она удаляется быстрее. Коэффициент пропорциональности в этом законе называется постоянной Хаббла.
В 1998 году появились наблюдения, которые убедительно показывают, что Вселенная расширяется не с замедлением, а с ускорением.
Возраст Вселенной (время, прошедшее с начала космологического расширения Вселенной из очень плотного и горячего состояния) определен несколькими независимыми способами и составляет примерно 12 - 15 миллиардов лет.
Эта оценка согласуется:
с возрастом Солнца в 5 миллиардов лет, установленным в космогонии, особенно если учесть, что Солнце - это звезда второго поколения, сформировавшаяся из вещества, разбросанного по космосу при взрывах звезд первого поколения;
с возрастом Земли в 4,5 миллиарда лет, установленным средствами геологии;
с продолжительностью эволюции живых существ на Земле в 3,5 - 4 миллиарда лет, установленной средствами биологии.
Эта оценка возраста Вселенной не согласуется с историей сотворения мира, описанной в Библии, согласно которой Земля, человек и другие живые существа, Солнце и звезды были созданы Богом несколько тысяч лет назад в течение нескольких дней.
Модель Большого Взрыва (Г.Гамов, 1948 г.)
Исходное начало Вселенной было представлено сверхплотным и сверхгорячим состоянием.
Это состояние возникло в результате предыдущего сжатия всей материально-энергетической составляющей Вселенной.
Этому состоянию соответствовал чрезвычайно малый объем.
Состояние Вселенной, когда все вещество Вселенной в начальный момент сосредоточенно в крайне не?/p>