Тема задания

Вид материала

Краткое содержание

Содержание Развитие Вселенной. Отделение сильного взаимодействия от электрослабого Разделение электрослабого взаимодействия на слабое и электромагнитное Слияние кварков в адроны Отделение нейтрино и антинейтрино

Подобный материал:

• Урок № Тема «Моря, омывающие Россию», 49.7kb.
• Тема: Тестовые задания по курсу «История средних веков», 630.65kb.
• Тема № Сущность маркетинга и его современная концепция 5 тема № Система и характеристики, 2173.2kb.
• Методические рекомендации для выполнения контрольной работы по курсу «Антропология», 245.77kb.
• Задание № № Вашего задания, 20.24kb.
• Тема: Нормализация учебной нагрузки. Дозирование домашнего задания, 7.69kb.
• 1 11 Тема 2 12 тема 3 13 Тема 4 14 Тема 5 15 Тема 6 17 Тема 7 20 Тема 8 22 Тема, 284.17kb.
• Техническое задание вариант задания: -номер варианта задания в десятичной системе счисления,, 196.93kb.
• Тема: Н. А. Некрасов, 46.62kb.
• Методические указания Задания к практическим занятиям Контрольные задания, 752.95kb.

гипотезой о стационарной Вселенной. Из расчетов Эйнштейна следовало, что Вселенная является четырехмерной сферой. Таким образом, Вселенная конечна по объему, как поверхность любой сферы, и не имеет границ. Количество звезд и звездных систем Вселенной, хотя и огромно, но конечно. В соответствии с теорией Эйнштейна, Вселенная не вечна и развивается в направлении тепловой смерти.

6 В 1922 году российский физик Александр Фридман сформулировал гипотезу о нестационарности Вселенной. По его мнению, Вселенная непременно должна расширяться, причем расширяться должно пространство.  Доказательства в пользу модели расширяющейся Вселенной были получены в 1926 г., когда Д. Хабблом, открыл красное смещение, т. е. увеличение длин волн у наблюдаемых небесных объектов вследствие их удаления друг от друга. После этого открытия в космологии утвердилась модель расширяющейся Вселенной.

Современное естествознание объясняет возникновение Вселенной с помощью теории Большого взрыва, согласно которой примерно 15 млрд. лет назад наша Вселенная была сжата в комок, в миллиарды раз меньший булавочной головки, ее радиус практически был равен нулю, а плотность близка к бесконечности. Такое состояние получило название сингулярного - бесконечная плотность в точечном объеме. В состоянии сингулярности кривизна пространства и времени становится бесконечной, а сами эти понятия теряют смысл. В этом состоянии вещества в нем могут возникать сильнейшие напряжения и отрицательное давление, равносильное гравитационному отталкиванию огромной величины. Неустойчивое исходное состояние хаоса привело к взрыву, породившему скачкообразный переход к расширяющейся Вселенной.

Развитие Вселенной. Самый ранний этап развития Вселенной занимает ничтожно малый промежуток времени - до 10^-33 с после взрыва. С началом стремительного расширения во Вселенной возникает пространство и время. Вселенная раздувается до гигантского пузыря, превышающего на несколько порядков радиус современной Вселенной. Частицы вещества в этот период полностью отсутствуют. К концу этой фазы инфляции Вселенная была пустой и холодной.

После инфляции начался горячий этап в развитии Вселенной. Всплеск тепла был обусловлен огромным запасам энергии, заключенным в «ложном» вакууме. После распада вакуума его энергия выделилась в виде излучения, разогревшую Вселенную до 10²⁷К. При этой температуре лептоны и кварки были неразличимы, свободно превращаясь друг в друга. Существовал единый тип взаимодействия, в котором роль частицы-посредника выполнял Х-бозон - тяжелая частица, превышающая массу протона в 10¹⁴ раз.

Отделение сильного взаимодействия от электрослабого произошло через 10^-33 с после «начала». Х-бозон распался на глюоны и безмассовый бозон - переносчик электрослабого взаимодействия. После прекращения переходов кварков в лептоны, число частиц несколько превысило число античастиц, нарушив симметрию мира. Это в дальнейшем определило развитие вещества Вселенной - галактик, звезд, планет и т. д.

Разделение электрослабого взаимодействия на слабое и электромагнитное произошло в на 10^-10 с, когда температура снизилась до 10¹⁵К. Электрослабый бозон разделился на фотон и три тяжелых векторных бозона. С этого момента во Вселенной стали существовать все четыре типа фундаментальных физических взаимодействия - гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное.

Слияние кварков в адроны происходит при снижении температуры до 10¹⁵К.

Ранний период развития Вселенной завершается лептонно-фотонной эрой. Частицы и античастицы аннигилируют, порождая фотоны и энергию. Такое состояние было через 0,01 с после начала развития.

Отделение нейтрино и антинейтрино от газовой смеси произошло в течение первой секунды, когда температура снизилась до 10 млрд. градусов.

Соединение и аннигиляция электронов и позитронов возникло на 14 секунде развития, при снижении температуры до 3 млн. градусов. Избыток электронов компенсировал положительный заряд протонов. Часть протонов превратилась в свободные нейтроны, определив их соотношение 8:1. Установившаяся пропорция сохранилась до настоящего времени. Такое же соотношение во Вселенной водорода и гелия. Формирование ранней Вселенной завершилось спустя 3 минуты 2 секунды от начала развития.

Нуклеосинтез, т. е. соединение протонов и нейтронов в ядра, начался при падении температуры до миллиарда градусов. Через полчаса после «начала» барионное вещество (ядра атомов) состояло из 28 % гелия, остальная часть - ядра водорода (протоны). Вещество составляло лишь ничтожную часть Вселенной. Основными же ее компонентами были фотоны и нейтрино.

Этап медленного остывания продолжался почти 500 тысяч лет. Вселенная, оставаясь однородной, становилась все более разреженной. Когда она остыла до 3 тысяч градусов ядра водорода (протоны) и ядра атомов гелия уже могли захватывать свободные электроны, и превращаться в нейтральные атомы водорода и гелия. Излучение отделилось от атомарного вещества и образовало реликтовое излучение. В настоящее время оно сохранилось в виде радиоволн сантиметрового диапазона, которые равномерно поступают из всех точек небосвода и не связаны с каким-либо радиоисточником.

В результате возникла однородная Вселенная, представляющая собой смесь трех субстанций: лептонов (нейтрино и антинейтрино); реликтового излучения; вещества (атомов водорода, гелия и их изотопов).

 По современным оценкам, переход от однородной Вселенной к структурной занял от 1 до 3 млрд. лет. Предполагается, что в расширяющейся Вселенной случайно возникают уплотненные участки, в которых плотность постепенно возрастает. Появление таких уплотнений стало началом рождения во Вселенной крупномасштабных структур.

Важнейшим узловым этапом эволюции Вселенной стало образование всей совокупности химических элементов. Они появились в звездах в ходе звездного нуклеосинтеза.

Следующим важнейшим этапом в формировании структур Вселенной является объединение атомов химических элементов в молекулы. В межзвездной среде встречаются молекулы водорода, мельчайшие пылинки, в основе которых находятся кристаллы льда или углерод с примесью различных соединений. Молекулярный водород вместе с гелием образует газовые межзвездные облака, а скопления газов вместе с пылинками - газово-пылевые облака.

Физика Земли. Возраст 5х109 лет Геосферы Земли – оболочки Земли: Атмосфера h=2000 км, 50% массы – до высоты 5-6 км., Тропосфера h=10-18 км, t: от +20 град. до -55 град. Стратосфера, h=50 км Мезосфера h=80 км, поглощает у/фиолет Ионосфера h=800 км. Экзосфера h=2000 км. Магнитосфера Литосфера – твердая оболочка Земли Земная кора с частью подстилающей мантии –литосфера h=100 км (35-65 км на континенте h=6-8 км под океаном) Мантия h=120-150 км. На континенте h=40-400 км под океаном Астеносфера – мантия глубокой вязкости до h=410 км. Внешнее земное ядро h=2900 км Внутреннее земное ядро h=1250 км 80% железа, 20% - никель Геодинамические процессы – обуславливают видоизменение земной коры и ее поверхности. Эндогенные процессы вызваны внутренними силами Земли: а) движение тектонических плит; б) Вулканическая деятельность; в) Землетрясения. 2. Экзогенные процессы происходят на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре и обусловлены энергией солнечного излучения, гравитацией и жизнедеятельность организмов. Это процессы: а) Выветривание- процессы механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием атмосферных явлений, грунтовых и поверхностных вод, жизнедеятельности растительных и животных организмов и продуктов их разложения. С выветриванием связан важный процесс почвообразования. б) Флювиальные процессы – совокупность процессов, осуществляемых текучими поверхностными потоками. Их результат – размыв водными потоками земной поверхности , они развиваются в речных бассейнах; в) Гляциальные процессы - обусловлены деятельностью льда, т.е. современным и прошлыми оледенениями. Г) Гравитационные процессы – процессы медленного сползания слоев донных осадков океанического дна под действием силы тяжести.