10) а) когерентностью источника (длина/область когерентности)

Вид материала

Документы

Содержание 1000 Из моих лекций: z 72) пульсар 79) возможно Проявляется по рентгеновскому излучению газа в скоплениях Галактик. Является одной из мировых констант. Связано с анизотропией ядерных реакций в центре Солнца. Появляются на средних широтах, затем спускаются к экватору Связана с вырождением вещества. 12) Не влияло на формирование крупномасштабной структуры Вселенной. Из первычных неоднородностей развились крупномасштабные неоднородности в распределении галактик Могут состоять из дозвездного вещества. Только уменьшается с ростом красного смещения.

Подобный материал:

• Механизм когерентности обобщенного кольцевого гиперкуба с непосредственными связями, 162.83kb.
• Предварительный общий обзор источника, 21.17kb.
• Программа «Рождество в Сибири» с возможностью посещения термального источника, 100.99kb.
• Стратеги я социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона, 3646.4kb.
• Стратеги я социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона, 2232.59kb.
• , где s – площадь рамки, а  магнитный поток. В результате силового воздействия постоянного, 508.66kb.
• Перечень вопросов к экзамену по дисциплине, 27.46kb.
• Заявление о получении освобождения от налогообложения у источника выплаты по доходам, 184.86kb.
• Терминология Глухозаземленная нейтраль, 249.33kb.
• Задача № расчет линейной электрической цепи постоянного тока по заданной обобщенной, 87.8kb.

1)

2) T – температура

3)

4)

5) фиолетовое смещение центральной частоты линии

6) красное смещение центральной частоты линии

7) доплеровское уширение линии без смещения центральной частоты

8) доплеровское уширение линии без смещения центральной частоты

9) радиопульсары, радиогалактики, квазары, жесткие рентгеновские источники, некоторые остатки сверхновых звезд

10) а) когерентностью источника (длина/область когерентности); б) характерным временем турбулентных дрожаний атмосферы (при достаточно длинных экспозициях полностью определяется размером создаваемого атмосферой изображения) * - это на дубине*


11 из-за низкой плотности газа

12 3*1026 см

-------------------------------------------------------

13 согласно Принципу Ольберса в бесконечной Вселенной, заполненной звездами, рано или поздно должен наступить момент, когда все небо полностью перекрывается дисками звезд. Это противоречит известному факту, что ночью небо темное. Разрешение этого парадокса в рамках модели расширяющейтся Вселенной тривиально - свечения неба не наступает из-за значительного ослабления интенсивности с красным смещением. К тому же звезд и галактик не было на больших красных смещениях (первые звезды образовались из-за гравитационной неустойчивости при ), и перекрытия неба дисками тоже звезд нет

--------------------------------------------------------

14 3*1017c ~ 1010 лет

15 8,5кпк


16. 13.7 млрд лет назад (3*1017с=1010 лет- ответ из списка)

17. звезды

18. 1010

19. 15-20 Мпк

20. больше

21QUESTION: Что дает основной вклад в современную плотность энергии Вселенной? небарионная скрытая масса

5% - барионная материя

25% - темная материя

70% - dark energy

4% массы Вселенной приходятся на обычное атомное вещество. Еще 23% заняты небарионной темной материей (нейтралино, аксионы и пр.). Что представляют из себя оставшиеся 73%?


22QUESTION: На радиационно-доминированной стадии расширения Вселенной давление излу­чения замедляло расширение

Поскольку отношение числа фотонов к числу барионов в процессе расширения сохраняется, но энергия фотонов в ходе расширения Вселенной со временем уменьшается из-за красного смещения, можно сделать вывод, что когда-то в прошлом плотность энергии излучения была больше плотности энергии частиц вещества. Это время называется радиационной стадией в эволюции Вселенной.

Радиационная стадия характеризовалась равенством температуры вещества и излучения. В те времена излучение полностью определяло характер расширения Вселенной. После идет рекомбинация. До момента рекомбинации именно давление электромагнитного излучения в основном создавало гравитационное поле, тормозившее расширение Вселенной


23QUESTION: С какого максимального красного смещения можно в принципе наблюдать объекты, излучающие электромагнитные волны? 1000 Из моих лекций: z_недост ~ 1000

и z_гал ~ 6.5, где красное смещение z=(λ_набл-λ_лабор)/λ_{лабор или} z=(λ_{восприн}-λ_испущ)/λ_испущ

у стоящей z=0.

24QUESTION: Масштабный фактор в эпоху рекомбинации или

масштабный фактор Вселенной a(t) увеличивается слишком медленно со временем (как t^1/2 или t^2/3 в плоской модели)

радиационно-доминированная стадия (с уравнением состояния P = /3 и зависимостью масштабного фактора от времени a(t) ~ t^1/2) должна смениться на стадию энергодоминантности обычного вещества (c уравнением состояния P = 0 и масштабным фактором a(t) ~ t^2/3)


25QUES­TION: Как изменяется с красным смещением z плотность нерелятивистских частиц в расширяющейся Вселенной?

по мере расширения плотность нерелятивистских частиц изменятеся как _m ~ a(t)^-3 ~ (1 + z)³


26QUESTION: Как изменяется с красным смещением плотность энергии излучения?

растет как

по мере расширения плотность излучения _r ~ a(t) ^{- 4} ~ (1+z)⁴


27QUES­TION: Отношение плотности числа реликтовых фотонов к плотности числа барионов не зависит от красного смещения

отношение числа фотонов к числу барионов в процессе расширения сохраняется




28QUESTION: Как изменяется со временем температура в горячей Вселенной?

падает как 1/√t

зависимость температуры материи как функция времени, прошедшего с момента начала расширения:T ~ 1/


29QUESTION: Эпоха первичного нуклеосинте­за закончилась

к моменту  200 с (первые 3 минуты)

Спустя несколько секунд после момента «рождения» Вселенной началась эпоха первичного нуклеосинтеза, когда образовывались ядра водорода, дейтерия, гелия, лития и бериллия. Она продолжалась приблизительно три минуты, а ее основным результатом стало образование ядер гелия (25% от массы всего вещества Вселенной). Остальные элементы, более тяжелые, чем гелий, составили ничтожно малую часть вещества – около 0,01%.


30QUESTION: В эпоху первичного нуклеосинтеза образовались водород, гелий и малая примесь легчайших элементов


31) после эпохи рекомбинации

32) (изначально было - исправила)

33) уменьшается в раз

34) от массы звезды

35) из-за отрицательной теплоемкости Солнца

36) Моё примечание из лекций: (E_ν,pp < 0,42MeV ) t ~ 10¹⁰ лет. реакция самая медленная, т.к. идет по каналу слабого взаимодействия, в гамильтониан входит постоянная Ферми g_F ~ 1,4 x 10^-49эрг см3. Она определяет темп энерговыделения и время жизни на главной последовательности.

37)

38) растет пропорционально количеству атомов

39) медленнее сжимается облако меньшей плотности

41) В холодных молекулярных облаках Примечание из лекций: Звезды образуются в результате гравитационной (Джинсовской) неустойчивости в холодных плотных молекулярных облаках.

42) замедляет сжатие (????)

43) может остановить сжатие

44) атомарный

45) по изменению потока солнечных нейтрино

46) меньше чем 4/3

48) 2 (????)

48) никак

50)

49) белым карликом

50) нейтрино


51)От массы (от массы);

52) => ();


53) Аккрецией (падение, от лат. "accretio", натягиваю) вещества на черную дыру. (аккрецией вещества на черную дыру);


54) Средняя длина свободного пробега в центре Солнца по томсоновскому рассеянию L=1/(n_T ) ~ 1/40 см =0,025см (0,1 см)

55)фотонами ( квантами); похоже на правду(а это не одно и тоже?)

56) Поток излучения (поток излучения);

57) Из-за больших масштабов космической плазмы время затухания магнитного поля оказывается больше характерных времен изменения формы и размеров объекта, пронизываемого полем (большим характерным размером рассматриваемых контуров и соответственно большим временем затухания магнитного поля);

58)нейтронные звезды (нейтронные звезды); ну очень похоже на правду

59) молекулярные облака (плотные молекулярные облака); ну очень похоже на правду

60) уменьшиться в 2 раза (уменьшится в 2 раза); кажись так.формулу какую-то видел


71) с запасом тепла в колебаниях ионов

72) пульсар

73) в зоне ядерных реакций

74) возрастает пропорционально диаметру телескопа

75) 6000 – 10000 K или 10 эВ

76) В результате коллапса ядра массивной звезды

77) вокруг молодых горячих звезд

78) маленького радиуса

79) возможно

80) При адиабатическом сжатии возрастет центральная температура облака, газ начинает излучать. До тех пор, пока вещество непрозрачно для излучения (коэффициент непрозрачности уменьшается при адиабатическом сжатии для  > 9/7), сжатие происходит адиабатически. Как только газ становится прозрачным для излучения, темп сжатия возрастает, однако и рост центральной температуры становится быстрее. До тех пор, пока центральная температура и плотность недостаточны для начала термоядерных реакций синтеза, при сжатии происходит выделение гравитационной энергии, половина которой, в соответствии с теоремой вириала, идет на увеличение тепловой энергии, а другая половина уходит в виде излучения. Эта фаза эволюции называется стадией протозвезды.

81) ненулевая масса нейтрино=> осцилляциями

82) посредством захвата нейтронов

83) 100000 лет


Вопросы на 20 баллов


1) В радиодиапазоне (приближение Рэлей­Джинса) интенсивность часто запи­

сывают через яркостную температуру I_v == В_v (Т _b )~­ 2­kT_b/λ²


Яркостная температура Т ь есть функция частоты!

Интенсивность А ЧТ с температурой Т является максимально достижи­мои для любоrо тела с температурой Т (определяющей, например, среднюю энерrию хаотическоrо движения частиц в газе). Для широкоrо класса не тепловых спектров яркостная температура не

имеет никакоrо отношения к термодинамическим характеристикам среды

(например, в случае синхротронноrо излучения со степенным спектром).

Яркостная температура не превышает физическую температуру тела, равняясь ей в случае абсолютно черноrо тела.

Если облако НI подсвечивается радиоисточником с яркостной температу­

рой Т_b,о » Т_s, наблюдаемая яркостная температура

­Т_b =T_s (1-e^-τ)+T_b,0e^{- τ} ≈ T_b,0e^{- τ}

­и вместо линии излучения видна линия поrлощения 21 см.


2) Космические мазеры – это сверхкомпактные области в облаках межгалактического газа, которые являются источником мощного микроволнового излучения (длина волны от 30 см до 1 мм). Основной особенностью всякого мазера является отсутствие в области, где происходит излучение, теплового равновесия между излучающими атомами или молекулами и окружающей средой. В этом случае коэффициент поглощения среды становится отрицательным. Это значит, что излучение, проходя через среду становится более интенсивным.

3) Проявляется по рентгеновскому излучению газа в скоплениях Галактик.

+Много больше по массе чем видимое вещество.

Сильно концентрируется вокруг обычных звезд.

+Проявляется по кривым вращения спиральных галактик.

+Не взаимодействует с фотонами.

+Необходима для формирования современных крупномасштабных структур во Вселенной.


скрытая масса - невидимои материи, которая проявляется только по CBOему rравитационному взаимодействию.

Скрытой массой называют вещество неизвестной природы, которое взаимодейтсвует с обычным (видимым) веществом практически только посредством сил притяжения.

Цвикки выдвинул смелую гипотезу, что в этом скоплении галактик присутствует невидимая, скрытая масса, которая проявляется по большим скоростям движения галактик.

Во-первых, скрытая масса требуется для объяснения вращения звезд по орбитам в дисках спиральных галактик.

Еще одно прямое указание на скрытую массу было получено при изучении движения местной группы галактик в пространстве. При этом измеренная скорость движения свидетельствовала также о присутствии скрытой массы!


4) Легче всего наблюдать по их квантовым испарениям.

Рождаются при коллапсе ядер сверхмассивных звезд.

Склонны двигаться в галактике со скоростью 50 км./с.

Являются рентгеновскими источниками в тесных двойных системах.

Склонны иметь момент вращения.

Склонны иметь размер звезд.


5) Наблюдаются в коронах звезд типа Солнца.

Связана со сверхтонким расщеплением уровня H.

Излучается атомарным водородом.

Наблюдается в основном из спиральных рукавов галактик.

Отсутствует в эллиптических галактиках.

Наблюдается от других галактик.


6) Имеет энергию превышающую тепловую энергию газа в Галактике.

Наблюдается по Фарадеевскому вращению плоскости поляризации излучения.

Имеет среднюю напряженность .

Вытянуто вдоль спиральных рукавов Галактики.

Наблюдается по синхротронному излучению релятивистских электронов.


7) Могут иметь период вращения меньше 0.1 мс.

Движутся в Галактике с большими скоростями ~ 300 км/c.

Могут являться компонентами двойных звезд.

Теряют энергию вращения на излучение релятивистских частиц.

Склонны являться компонентами двойных звезд.

Могут наблюдаться в оптическом диапазоне.


8) Является одной из мировых констант.

Имеет размерность времени.

Определяет возраст Вселенной по Фридмановской космологии.

Может быть меньше нуля

Была впервые измерена в 1929 году

Определяет значение критической плотности

Не зависит от направления на небесной сфере.

Н₀= 72+/-5 км/с/Мп (Гц) v=H₀*r v – скорость удаления галактики, r – расстояние до галактики,


9) Зависит от фокуса зеркала телескопа.

Определяется угловым размером создаваемого изображения.

Зависит от диаметра зеркала.

Зависит от времени экспозиции.

Зависит от фона ночного неба.

Зависит от длины волны.

- квантовый выход

предельно регистрируемые потоки обратно пропорциональны не площади, а диаметру объектива, улучшение качества изображения играет такую же роль, как увеличение диаметра объектива


10) Связано с анизотропией ядерных реакций в центре Солнца.

Не наблюдается в полюсах Солнца.

Наиболее интенсивно вблизи солнечного экватора.

Связано с подавлением конвекции магнитным полем.

Появляются на средних широтах, затем спускаются к экватору

Приводит к уменьшению принимаемого на земле потока солнечного излучения.

Связано с диффер. вращением Солнца.

11. Связана с вырождением вещества.
    

Не позволяет развиваться термоядерному взрыву в центре.

Обеспечивает мех. равновесие звезды. звезда находится в гидростатическом равновесии

Не зависит от химического состава. + теорема об отрицательной теплоемкости справедлива для любой стационарной системы в поле тяготения

Не связана с вырождением вещества.

Есть следствие теоремы вириала для звезд.

12) Не влияло на формирование крупномасштабной структуры Вселенной.

Наблюдается в основном в ИК диапазоне.

Имеет температуру около К в настоящее время.+ (2.7К, макс. длина волны 0.1см, среднее число фотонов в единице объема 500см^-3


Имеет спектр АЧТ.

Имеет температуру изотропную с точностью до

Имело температуру 13.6 эВ в момент рекомбинации

микроволновое излучение

Имеет космологическое происхождение. Кванты, родившиеся в результате рекомбинации первичной плазмы

Из первычных неоднородностей развились крупномасштабные неоднородности в распределении галактик

имеет плотность энергии 0.45 эВ/см(3), совпадает с галактической плотностью космических лучей в околосолнечном пространстве

13) Могут состоять из дозвездного вещества.

Могут иметь незамкнутые орбиты.

Могут испарятся излучением звезды.

Образуются из протопланетных газо-пылевых облаков вокруг звезд.

Могут находиться в шаровых скоплениях звезд.

Могут обращаться вокруг нейтронных звезд.

имеют массу, не превышающую тысячных долей массы солнца (Мсолнца 2*10³³г)

имеют собственный спектр изл-я, соотв АЧТ

14) Светят синхротронным излучением релятивистских электронов.

Светят в основном в запрещенных линиях. Спектры подавляющего большинства звезд непрерывные, с темными линиями, а спектры планетарных туманностей выглядят, как спектры газов, т.е. они содержат так называемые запрещенные линии, которые имеются лишь в крайне разреженных газах при вилянии на него излучением звезды.

Окружают горячее ядро звезды, которая станет белым карликом.

Имеют звездный химический состав.

Являются сброшенными оболочками красных гигантов.

Часто имеют аксиально-симметричную форму.

результат сброса оболочки звезды умеренной массы


15) Имеют спектр АЧТ. (у них нетепловой спектр)_{Ситников}

Имеют очень малые угловые размеры.

Являются активными ядрами галактик.

Находятся на больших z.

Излучают релятивиские частицы на расстояниях (В других ответах 100пк)

Содержат в центре массивные черные дыры.

Излучают поляризованный свет.


16) Только уменьшается с ростом красного смещения. (расстояние до галактики ~ красному смещению, предполагаю, что угловой размер тем меньше, чем больше расстояние)_{Ситников}

Может зависеть от массы галактики.

Может зависеть от длины волны наблюдения.

Определяется линейными размерами галактики и расстоянием до неё.

Начинает расти начиная с некоторого расстояния.


17) Имеют нетепловой спектр излучения.

Первоначально расширяются со скоростью 10000 км/с.

Обогащают межзвездную среду тяжелыми элементами.

Являются источником релятивистских частиц в межзвездной среде.

Образуются вокруг горячих белых карликов. (гиганты взрываются в качестве сверхновых, а не карлики)_{Ситников}

Наблюдаются в рентгеновских лучах.


18) Подобные парадоксы Фридмановских космологических моделей успешно решаются в современных моделях ранней Вселенной, основанных на гипотезе экспоненциального расширения Вселенной на очень ранних стадиях. Масса барионного вещества внутри современного Хаббловского радиуса MU ≈ 1023M_,при этом большая часть барионов находится не в звездах, а в разреженном межзвездном и горячем межгалактическом газе.

3) Отношение плотности числа фотонов реликтового излучения к плотности числа барионов nγ/nb ≈ 109. Это число играет фундаментальную роль в теории горячей Вселенной, а огромный

избыток числа реликтовых фотонов над числом барионов интерпретируется как свидетельство барионной асимметрии Вселенной (отсутствие равного числа частиц и античастиц). Этот параметр не изменяется в ходе расширения Вселенной.


19)????

20) Следовательно, протоны сверхвысоких энергий не могут приходить с расстояний больших, чем 30-50 Мпк (местное сверх-скопление галактик).

Механизмом ускорения электронной и протонной компоненты КЛдо высоких энергий является статистическое ускорение частиц на фронтах ударных волн, порожденных вспышками сверхновых в МЗСи ли выбросом вещества из активных ядер галактик.

Спектр КЛ сверхвысоких энергий не испытывает ожидаемого “завала” на энергиях 5*1019 эВ (что ограничивает область, из которой приходят столь энергичные КЛ, размером Местного Сверх-скопления), при этом наблюдаемые КЛ на этих энергиях приходят изотропно со всех направлений (нет концентрации к плоскости Галактики и к ее центру) и достоверно не ассоциируются ни с одним из известных астрономических объектов внутри этой достаточно хорошо изученной области. Поэтому проблема происхождения КЛ с энергией выше 5Ч1019 эВ остается одной из нерешенных в современной астрофизике космических лучей.


21) Спектр фонового (реликтового) излучения Вселенной. Фоновое излучение соответствует T _ 2.73К и имеет космологическое происхождение. Это кванты, родившиеся при рекомбинации первичной плазмы, остывающей вследствие расширения. Они перестали поглощаться и “перерабатываться” средой, когда благодаря уменьшившейся плотности и произошедшей рекомбинации электронов и ионов в атомы пространство стало прозрачным (нейтральные атомы практически не задерживают не-ионизующее их излучение). До этой рекомбинации кванты, непрерывно поглощаясь и переизлучаясь, находились в тепловом равновесии с плазмой. Кванты перестали быть связанными со средой и начали распространяться независимо. Низкая энергия квантов наблюдаемого излучения связана с большим красным смещением (они уменьшили свою энергию почти в 1000 раз), но спектр излучения, как ыл, так и остался планковским, только стал соответствовать в тысячу раз более низкой температуре4. Небольшие отклонения спектра фонового излучения от планковской функции возникают по ледующим причинам: 1) рассеяние на плазме, заполняющей скопления галактик; 2) движение наблюдателя относительно системы отсчета, в которой поток реликтового излучения равен нулю; 3) наличие небольших (ΔT/T _ 10−5 − 10−6) неоднородностей интенсивности, связанных с флуктуациями плотности некогда излучившей свет среды. Из этих первичных неоднородностей впоследствии развились наблюдаемые крупномасштабные неоднородности в распределении галактик.