Устройство Вселенной
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
В±ольшом объеме с бесконечно высокой плотностью, называется сингулярным.
.Энергия - материя, которая достигнув некоторого предела плотности и температуры в этом сингулярном состоянии, взорвалась, произошел Большой Взрыв (речь идет не о обычном взрыве).
.Большой Взрыв придал определенную скорость движения всем фрагментам исходного физического состояния до Большого Взрыва.
.Поскольку исходное состояние было сверхгорячим, то расширение должно сохранить остатки этой температуры, по всем направлениям расширяющейся Вселенной, в виде так называемого реликтового излучения.
В 1964 г. Было обнаружено реликтовое излучение. Излучение этого фона дали температуру 2,7 К, что достаточно близко к предсказанной Гамовым 10 К.
Обнаруженное реликтовое излучение является подтверждением модели Большого Взрыва.
После Большого взрыва развитие Вселенной можно разделить на эпохи.
. Через 10?33 с материя существовала в виде частиц и излучения.
. Адронная эпоха (греч. адрос - тяжелый). Американские исследователи iитают, что материя после Большого взрыва существовала не в виде раскаленного газа, а в виде жидкости. Первые частицы (прародители) - преоны. Распад преонов привел к появлению гипотетических частиц - кварков. Кварки не существуют в свободном состоянии, как предполагают, из них состоят протоны и нейтроны.
В эту эпоху под действием больших температур и давления из кварков начали образовываться протоны и нейтроны.
Кварки, протоны и нейтроны относятся к тяжелым частицам и называются адроны.
К концу эпохи из протонов и нейтронов начинают образовываться ядра.
. Лептонная эпоха (греч. лептос - легкий).
В эту эпоху образуется большое количество легких частиц, к которым относятся электроны, преоны, нейтрино и др. Нейтрино образуются в ядерных реакциях типа:
(электронное нейтрино).
Поскольку в эту эпоху существуют ядра и электроны, следовательно начинается образование атомов (Т = 107 К). Эта эпоха длится 10 с.
. Эпоха излучения. Плотность излучения меньше, чем в адронную эпоху, но все равно многократно превышает плотность вещества.
По мере уменьшения температуры в результате рассеяния энергии плотность излучения уменьшается, а плотность вещества растет.
Длится 1 млн. лет.
. Эпоха вещества. Плотность вещества преобладает над плотностью излучения. Длится 15 - 18 млрд. лет.
Дальнейшее развитие Вселенной зависит от соотношения (G H2):
если соотношение (G H2) < 0, то Вселенная может расширяться до бесконечности;
если (G H2) > 0, то расширение сменится сжатием.
Здесь G - гравитационная постоянная; Н - постоянная Хаббла (коэффициент пропорциональности между скоростью удаления галактик и расстоянием до них); - плотность вещества во Вселенной. Эдвин Хаббл - американский астрофизик.
Последовательность стадий эволюции Вселенной
инфляционное расширение - рождение вещества - формирование звезд первого поколения - образование элементов тяжелее гелия.
Антропный принцип - устанавливает зависимость человека, как сложной системы и космического существа, от физических параметров Вселенной (в частности, от фундаментальных физических постоянных - постоянной Планка, скорости света, массы протона и электрона и др.). Физические раiеты показывают, что если бы изменилась хотя бы одна из фундаментальных постоянных (при неизменности других параметров и сохранении всех физических законов), то стало бы невозможным существование тех или иных физических объектов - ядер, атомов и т.д. Например, если уменьшить массу протона на 30 % , то в нашем физическом мире отсутствовали бы любые атомы, кроме атома водорода, а тем самым отсутствовала бы сама жизнь.
Согласно антропному принципу: факт существования во Вселенной сложно устроенного наблюдателя (человека разумного) накладывает сильные ограничения на параметры.
Антропный принцип применяется в слабом и сильном вариантах:
слабый антропный принцип: фундаментальные константы таковы, какими их видит наблюдатель. Т.е. на свойства Вселенной накладываются ограничения наличием нашей разумной жизни. То, что наблюдают астрономы, зависит от присутствия наблюдателя.
сильный антропный принцип : свойства Вселенной должны быть такими, чтобы в ней обязательно была жизнь. Т.е. значения фундаментальных констант находятся в таких пределах, чтобы существовал наблюдатель.
Согласно космологическим моделям:
происхождение легких химических элементов (вплоть до железа) связано с термоядерными реакциями внутри звезд (в недрах стабильных звезд).
образование тяжелых химических элементов (тяжелее железа) происходит в результате взрыва звезд.
Резюмируем некоторые положения:
модель расширяющейся Вселенной подтверждается открытием Хабблом пропорциональности между скоростью разбегания галактик и расстоянием до них
модель Большого Взрыва подтверждается обнаружением реликтового излучения (т.е. микроволнового фонового излучения)
оба вышеприведенных наблюдательных факта свидетельствуют и в пользу конечного возраста Вселенной
сменится ли расширение Вселенной ее сжатием, в модели Фридмана зависит только от средней плотности материи во Вселенной
в последние годы 20 века и начала 21 века экспериментально обнаружено, что Вселенная расширяется с ускорением
наиболее общепринятой моделью Вселенной в современной космологии является модель однородной, изотропной горячей нестационарно расширяющейся Вселенной<