Главная » 2020 » Октябрь » 8 » Наша вселенная
11:34
Наша вселенная
Что за таинственный мир нас окружает?

Многие задаются вопросом конечна ли наша Вселенная или нет? Вечна ли она? Да  и вообще, что человек знает о ней…

Человек всегда стремиться познать мир который его окружает. Существовало множество гипотез о том, что представляет окружающий нас мир, но да же сегодня человечество не может дать ответ на этот вопрос.

Космология занимается исследованием структуры и развития всей наблюдаемой нами части Вселенной и пытается дать ответы на эти вопросы.

Современная космологическая теория гласит, что вселенная конечна но безгранична, а её объём растёт. Вселенная родилась в момент Большого взрыва, до того момента не существовало ни времени, ни пространства.

Скорей всего возраст нашей Вселенной около 13 - 20 млрд. лет. Разрешающая способность современных телескопов около 10 млрд. световых лет, т. е. телескоп является своеобразной машиной времени позволяющий наблюдать процессы, которые происходили в то время, но увидеть в телескоп, что происходило на расстояние превышающее возраст нашей вселенной невозможно, так как свет объектов находящихся там еще не успел достичь нашей земли. Установлено, что она расширяется причём с очень большой скоростью, как считают в настоящее время, скорость «разлета» галактик увеличивается на 50 км/с на каждый миллион парсек и вероятность того, что это расширение сменится процессом сжатия в наше время чрезвычайно мала. Факт расширения Вселенной установил Хаббл обнаружив так называемое красное смещение — это наблюдаемое смещение спектральных линий (например, линии ионизированного водорода) в сторону длинных волн от удаляющегося космического объекта по сравнению с длиной волны тех же линий, измеренной в земных условиях от неподвижного источника (эффект Доплера).

Факт постоянного расширения Вселенной установлен твердо. Самые далёкие из известных галактик и квазаров имеют такое большое красное смещение, что длины волн всех линий в их спектрах оказываются больше, чем у близких источников, в пять-шесть раз!

Величина красного смещения - величина растяжения световых волн - говорит нам, насколько расширилась Вселенная, пока свет дошел до нас.

Хаббл, исследовав множество спектров галактик и изучив расстояние до них, впервые показал, что скорости разлета ближайших галактик, определенные по их красному смещению, линейно зависят от расстояния до этих галактик (закон Хаббла): v = HS, где v — скорость удаления галактики, S — расстояние до нее, Н — коэффициент пропорциональности (постоянная Хаббла). Таким образом, чем больше величина красного смещения галактики, тем быстрее она удаляется и тем дальше от нас находится. Из закона Хаббла можно непосредственно оценить скорость расширения нашей Вселенной и, как следствие, дать оценку времени ее жизни (те самые 13 – 20 миллиардов лет) и других основных космологических параметров.

Сейчас наша Мегагалактика расширяется, а что с ней будет в дальнейшем? Теория А. А. Фридмана допускает различные возможности в зависимости от средней плотности материи во Вселенной. Например, если плотность материи во Вселенной меньше, чем величина, порядок которой 10-26 кг/м3, то мы живём в «открытом» мире, то есть в бесконечной Вселенной, в которой галактики всегда будут удаляться друг от друга. Но если, например, будет показано, что в галактиках и скоплениях галактик существуют какие-то скрытые массы вещества, то иной окажется средняя плотность. Тогда в отдалённом будущем расширение Мегагалактики сменится её сжатием. Однако даже в случае «закрытого» мира Вселенная не имеет границ – она конечна, но безгранична. Дело в том, что гигантские массы вещества искривляют пространство, оно перестаёт быть эвклидовым, в нём свет не распространяется прямолинейно, а прямая линия не будет кратчайшим расстоянием между двумя точками.

Прошлое нашей Вселенной

Примерно 13 – 20 млрд. лет назад наша Вселенная была сконцентрирована в одной точке, теоретический размер которой был равен нулю, а температура и плотность её были бесконечно большими, такое явление называется сингулярностью (сингулярность, по определению, не поддается описанию) и представляла собой сгусток энергии. Подтверждением теории Большого взрыва является открытое в 60- годы реликтовое излучение, а в начале 90-х гг. российский космический эксперимент "Реликт-2" и американский "Кобе" обнаружили очень маленькие различия температуры реликтового излучения и соседних участков неба. Величина отклонения от средней температуры (2,73 К) составляет всего около тысячной доли процента! Эти вариации температуры несут информацию об отклонении плотности вещества от среднего значения в эпоху рекомбинации. Именно вариации плотности впоследствии привели к образованию наблюдаемых во Вселенной крупномасштабных структур, скоплений галактик и отдельных галактик.

Первые образования в космосе получили структуру благодаря "темной материи", которая сама по себе остается пока еще довольно загадочным объектом для астрономии. А уж в какой связи эти невидимые массы, заполняющие, как теперь считают, все пространство космоса, находятся с образованием космических структур - и вовсе загадка.

То, что "темная материя" определяет структуру формы космических объектов, астрофизики выяснили, проведя многочисленные измерения во Млечном Пути. Звезды, находящиеся на периферии этой галактики, так быстро вращаются вокруг ее центра, что давно должны были под действием центробежных сил разлететься, если бы галактика состояла лишь из той массы, которая светится. Но поскольку "темная материя" - это основной источник сил притяжения, то именно она позволяет сохранить Млечному Пути свою форму. "Темная материя" выступает в роли вещества, цементирующего галактики.

Причина Большого взрыва не известна, хотя имеются предположения о том, что весь космос возник из "ничто". Наполняющая вакуум энергия при содрогании, встряске, вызвала тот Большой взрыв, от которого пошел мир галактик, звезд и газовых облаков, словом, вся наша Вселенная.

"хаотической инфляции" –  Под инфляцией в данном случае подразумевается расширение с ускорением.

Такое расширение привело к образованию немыслимо большого космоса, который представляет собой отражение немыслимо маленького первоначального ядра. Самое большое и самое малое повторяют друг друга.

Считается, что есть некая сила, которая заставляет нашу Вселенную расширяться, причём с ускорением. Эту непонятную силу, действующую на невообразимо огромных расстояниях, назвали антигравитацией. О том, что это такое, пока есть только предположения. Одно из них принадлежит немецкому астрофизику Лейбундгуту. Он считает, что в межгалактическом пространстве есть внутренняя энергия, она заполняет вакуум и стремится к расширению занимаемого ею объема.

Вселенная в свою раннюю фазу должна была расширяться со скоростью, превышающей скорость света. В миллиардные доли секунды она из частицы, меньшей, чем атомное ядро, достигла астрономических размеров. И здесь нет противоречия с теорией относительности, с ее постулатом о предельной скорости света. Эйнштейн утверждал, что скорости не могут выйти за пределы световой, когда тела движутся в пространстве, но в момент взрыва само исчезающе малое пространство также расширялось вместе с продуктами взрыва.

В момент времени Планкаразмеры только что рожденной Вселенной не превышают нескольких микрон. Ее температура Т = 1032 K пока настолько высока, что весь мир еще абсолютно симметричен (существует так называемая Суперсимметрия, все известные основные взаимодействия (гравитационное, сильное, слабое и электромагнитное) еще слиты в единую силу, и ни одна из частиц еще не имеет массы. Вселенная представляет собой идеальный газ безмассовых (т.е. виртуальных, еще не материализовавшихся) частиц

Будущее нашей Вселенной

До открытий Хаббла, Эйнштейна и других, считалось, что Вселенная существует вечно, и что она бесконечна. Однако открытия начала ХХ века показали полную не состоятельность этих взглядов. Однако и сейчас существуют теории которые пытаются, что вселенная существует вечно.

  • Так существует теория пульсирующей Вселенной. Которая гласит, что расширение Вселенной в далёком будущем сменится её сжатием, а сжатие опять расширением, т. е. Вселенная будет пульсировать между каким-то определённым размером. Иными словами эпоху красного смещения сменит эпоха фиолетового (так как пространство между различными объектами во вселенной будет уменьшаться) и т. д. Но теория пульсирующей вселенной не должна отвергать теории Большого взрыва, так как во Вселенной, а точнее в недрах звёзд происходит непрерывный процесс образования из водорода (главного источника энергии для звёзд) гелия. В наблюдаемой нами (значительной) части Вселенной уже несколько десятков процентов атомов водорода превратились в атомы гелия. На этот процесс могло уйти самое большее несколько десятков миллиардов лет. Если бы Вселенная в том, примерно, виде, в каком мы ее наблюдаем сейчас, существовал а свыше сотни миллиардов лет, она была бы «почти гелиевая». Следовательно наша вселенная довольно молода. А если предположить, что вселенная образовалась в результате Большого взрыва, то простое повторение циклов по существу исключает развитие Вселенной в целом. Теория пульсирующей Вселенной возможна лишь в том случае если её масса окажется достаточной для того чтобы расширение Вселенной сменилось сжатием. Однако самые современные исследования подтверждают, что "темная материя" существует и что именно она составляет большую часть Вселенной. Мнения астрономов расходятся: одни считают - на долю "темной материи" приходится 90%, а другие - 95 или даже 99% всей массы космоса.
  • Если Вселенная образовалась в результате Большого взрыва и процесс расширения никогда не сменится процессом сжатия, то Вселенная будет вечно расширяться. То скорей всего нашу Вселенную ожидает в будущем следующее: так как  звезды не вечны, они рождаются и умирают (рождаются они из межзвездного газа), умирая, звезды могут выбрасывать часть вещества, возвращая его т.о. в межзвездный газ, а из другой части вещества звезды образуется компактный объект: белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра (в зависимости от первоначальной массы звезды). В конце концов газ исчерпается и останутся лишь эти компактные объекты, планеты и маломассивные звезды, которые эволюционируют крайне медленно. Дж. Бекенстейн в 1973 предположил, что черные дыры подчиняются тем же физическим законам, что и физические тела, испускающие и поглощающие излучение (модель «абсолютно черного тела»). Под влиянием этой идеи Хокинг в 1974 показал, что черные дыры могут испускать вещество и излучение, но заметно это будет лишь в том случае, если масса самой черной дыры относительно невелика. Процесс "испарения" вначале идет медленно, а затем по мере уменьшения массы черной дыры все быстрее и быстрее. Последние кванты излучаются в мощной вспышке. Итак, через некоторое время все черные дыры "испарятся". Масса "обычного" вещества в основном заключена в протонах. В свете современных физических теорий протон является нестабильной частицей, но с очень большим периодом полураспада, который превышает 1033 лет (впервые идею о распаде протона выдвинул А.Д.Сахаров). Через такой огромный промежуток времени половина протонов во Вселенной распадутся и процесс распада будет продолжаться и далее. В рамках рассмотренной нами картины у Вселенной имеются незавидные перспективы. Через 10100 лет Вселенная будет состоять из смеси электоронов и позитронов.
   Просмотров: 18

Меню сайта



Поиск

Календарь

«  Октябрь 2020  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Реклама

Друзья сайта

Параметры

 
 

Статистика

TOPlist TOPlist
Copyright 2009 | Каталог   Хостинг от uCoz |

Free counters