Нашої Галактики, Сонячної Системи.

Будова і еволюція Всесвіту вивчає наука космологія.

Існує дві теорії народження всесвіту:

Теорія стаціонарного Всесвіту. Згідно цієї теорії Всесвіт існував завжди. Спостережуване ж у наш час розширення речовини у Всесвіті компенсується його безперервним творінням.

Теорія Всесвіту, що розширюється. Ця теорія більше оновлена і доказова.

Сучасна космологія виникла на початку ХХ століття створенням Ейнштейном загальній теорії відносності, в рівняннях якої були описані фундаментальні властивості матерії, простору і часу. Проте ця перша релятивістська модель Всесвіту описувала статистичний (стаціонарний) Всесвіт. У 1922-1924 рр., радянський математик Олександр Фридман (1888-1925), ґрунтуючись на законах Ейнштейна, вивів геніальну ідею, що Всесвіт не може бути стаціонарним: із-за наявності сил тяжіння, які очолюють в космічних масштабах, зоряні системи не можуть знаходитися на незмінній відстані один від одного, вони повинні або віддалятися, або зближуватися. Він припустив загальне рівняння для опису Всесвітом, що міняється з плин часу. Теоретичні міркування Фридмана учені не зв'язували з реальним Світом, поки в 1926 році американський астроном Едвін Хаббл (1889-1953) за допомогою астрономічних спостережень не підтвердив розширення видимості частини Всесвіту. Він використав ефект Доплера, сенс якого полягає в тому, що лінії і спектри джерела, що рухається, зміщуються на величину, пропорційну швидкості його видалення або наближення, тому швидкість Галактик можна вичислити по зміні положення її спектральних ліній. Дещо раніше американський астроном Весто Слайфер визначив, що у більшості Галактик, які він досліджував, спектральні лінії зміщені в червону сторону. Це означало, що вони віддаляються від нашої Галактики. Хаббл по червоному зміщенню спектральних ліній визначив відстань (r) до деяких Галактик і встановив, що Галактики віддаляються один від одного, і чим далі знаходяться Галактики, тим з більшою швидкістю вони віддаляються(закон Хаббла). Своїми роботами Хаббл не лише підтвердив висновок Фридмана про нестаціонарний Всесвіт, але і довів, що відбувається розширення Всесвіту. Отже, Всесвіт нестандартний і розширюється.

Моделі Фридмана послужили основою усього подальшого розвитку космології, оскільки за своєю суттю вони описують механічну картину руху величезних мас Всесвітом з незмінним в середньому рухом світів, тобто, відбиває еволюційний розвиток Всесвіту, затверджуючи те, що в давньому минулому Всесвіт був не таким, як сьогодні. Відстань між нашою і іншими Галактиками безперервно збільшується. Проте Галактики не розлітаються в різні боки від нашої Галактики, вони не є центром розширення, а відбувається взаємне віддалення усіх Галактик. Це видалення часто порівнюють з видаленням один від одного намальованих картинок на надувній кульці.

Згідно загальної теорії відносності, найбільш загальноприйнятої в космології є модель однорідною, ізотропною, нестандартною, гарячіше, Всесвіту, що розширюється.

Ця модель говорить про те, що властивості Всесвіту однакові в усіх її точках : однорідність характеризує розподіл в середньому видалення у Всесвіті, а ізотропна вказує на те, що у Всесвіті не існує яких-небудь напрямів. Це означає, що у нашого Всесвіту немає просторового центру, тобто усі її властивості нерівномірні. Кривизна простору - часу Всесвіту пов'язана з щільністю мас, а гравітаційне поле описується рівнянням Ейнштейна. Це релятивістська модель Всесвіту.

Залежно від кривизни простору розрізняють відкриту модель, в якій кривизна негативна або дорівнює нулю, і замкнуту модель з позитивною кривизною. У замкнутих моделях Всесвіт виявляється кінцевим, але так же необмеженим, оскільки, рухаючись по ній, не можна досягти якої-небудь межі.

«Великий вибух»

Відправляючою точкою Всесвіту було крихітне, дуже компактне ядро з немислимо високою температурою. Це ядро близько 14 млрд. років назад блискавично розширилося в результаті так званого Великого вибуху. Лише внаслідок цього з'явився простір і час. Тому не можна сказати, що було до Великого вибуху, тому що «до цього» не існувало часу і простору.

Великий вибух - за сучасним уявленням, стан Всесвіту, що розширюється, у минулому (близько 13 млрд. років назад), коли її середня щільність у величезне число разів перевищувало нинішньою. Через розширення середня щільність Всесвіту убуває з часом. Співвідношення при видаленні в минуле щільність зростає, аж до моменту, коли класичне уявлення про простір і час втрачає силу (космічна сингулярність). Цей момент можна вважати початком звіту часу.

До початку «великого вибуху» Всесвіт був зосереджений в дуже маленькій області - сингулярній точці. Цей початковий стан Всесвіту характеризується:

- виключно високою щільністю маси 10 г/см (земна кора 2,6-2,9 г/см );

- високою температурою 10 за абсолютною шкалою Кельвіна.

Всесвіт був однією велетенською «ядерною краплею», в подібному нестійкому стані неминуче повинен статися «ВЕЛИКИЙ ВИБУХ», який стався 13,7 мільярда років назад. Через 1 секунду після вибуху температура досягла 10 млрд. градусів, в 600 разів більше температури ядра сонця.

Вибух перетворився на КВАК-ПЛАЗМУ, далі розширюючись і конденсуючись, він став матерією. Але було темно, Всесвіт спалахнув і став проникним лише через 380 мільйонів років після вибуху.

Періодом великого вибуху умовно називається інтервал часу від 0 до декількох сотень секунд. На самому початку цього періоду речовина у Всесвіті придбала колосальні відносні швидкості (звідси назва «Великий вибух»).

Спостережуваними свідками періоду «великого вибуху» нині є реліктове випромінювання - значення концентрацій водню, гелію і деяких інших легких елементів, розподіл неоднорідностей у Всесвіті(наприклад, галактик).

Хронологія великого вибуху

Час	Епоха	Подія	Час від сьогоднішнього моменту, років
	Сингулярність	Великий вибух.	13,7 млрд.
0 — 10⁻⁴³ с	Планківська епоха	Народження часток.	13,7 млрд.
10⁻⁴³ — 10⁻³⁵ с	Епоха Великого об'єднання	Відділення гравітації від об'єднаної електрослабкої і сильної взаємодії. Можливе народження монополів. Руйнування Великого об'єднання.	13,7 млрд.
10⁻³⁵ — 10⁻³¹ с	Інфляційна епоха	Всесвіт експоненціально збільшує свій радіус на багато порядків. Структура первинної квантової флуктуації роздуваючись дає початок великомасштабній структурі Всесвіту[1]. Вторинний нагрів. Бариогенезис.	13,7 млрд.
10⁻³¹ — 10⁻¹² с	Електрослабка епоха	Всесвіт заповнений кварк-глюонною плазмою, лептонами, фотонами, W - і Z- бозонами, бозонами Хіггса. Порушення суперсиметрії.	13,7 млрд.
10⁻¹² — 10⁻⁶ с	Кваркова епоха	Електрослабка симетрія порушена, усі чотири фундаментальні взаємодії існують окремо. Кварки ще не об'єднані в адрони. Всесвіт заповнений кварк-глюонною плазмою, лептонами і фотонами.	13,7 млрд.
10⁻⁶ — 1 с	Адронна епоха	Адронизация. Анігіляція барион-антибарионных пар. Завдяки CP- порушенню залишається малий надлишок баріонів над антибаріонами(близько 1: 109).	13,7 млрд.
1 секунда — 3 хвилини	Лептонна епоха	Анігіляція лептон-антилептонных пар. Розпад частини нейтронів. Речовина стає прозорою для нейтрино.	13,7 млрд.
3 хвилини — 380 000 років	Протонна епоха	Нуклеосинтез гелію, дейтерію, слідів лития- 7(20 хвилин). Речовина починає домінувати над випромінюванням(70 000 років), що призводить до зміни режиму розширення Всесвіту. У кінці епохи(380 000 років) відбувається рекомбінація водню і Всесвіт стає прозорою для фотонів теплового випромінювання.	13,7 млрд.
380 000—150 млн років	Темні Віки	Всесвіт заповнений воднем і гелієм, реліктовим випромінюванням, випромінюванням атомарного водню на хвилі 21 см Зірки, квазари і інші яскраві джерела відсутні.	13,55 млрд.
150 млн — 1 млрд. років	Реионизация	Утворюються перші зірки(зірки популяції III), квазари, галактики, скупчення і надскупчення галактик. Реионизация водню світлом зірок і квазарів.	12,7 млрд.
1 млрд. років — 8,9 млрд. років	Ера речовини	Утворення міжзоряної хмари, що дала початок Сонячній системі.	4,8 млрд.
8,9 млрд. років — 9,1 млрд. років	Ера речовини	Утворення Землі і інших планет нашої Сонячної системи, твердіння порід.	4,6 млрд.

Космологічна сингулярність

Цей стан Всесвіту в початковий момент Великого Вибуху, що характеризується нескінченною щільністю і температурою речовини.

Після великого вибуху простір розгорнувся менш ніж за одну секунду. Це називають розширенням Всесвіту. Виникло електромагнітне випромінювання і через 15 хвилин існували перші атомні ядра. Через 300 млн. років утворилися атоми, і Всесвіт остигнув до 3000 С. Приблизно через 500 млн. років виникли перші зірки.

У 1950 році виникло поняття «уфологія», тобто збір інформації про непізнані літальні об'єкти і контакти з незвичайними істотами.

Супутники зуміли досліджувати космічне фонове випромінювання - це електромагнітне випромінювання, яке виникло після Великого вибуху. Із-за всесвіту, що розширюється, випромінювання також подовжується. Т. е. за допомогою мікрохвильового приймача для зв'язку з супутником можна слухати шум приблизно як радіоприймач з поганим прийомом.

Всесвіт в сучасному розумінні, це адже існуючий матеріальний світ безмежний за часом і простору, різноманітний по формах, які приймає матерія в процесі свого розвитку.

Всесвіт нестандартний, із-за наявності сил тяжіння в космічних масштабах, космічні об'єкти віддаляються один від одного, відбувається їх розширення. Частина Всесвіту, охоплена астрономічними спостереженнями, називається Метагалактикою, або Нашим Всесвітом. До складу Метагалактики входять наша Галактика, яку ми бачимо у вигляді Чумацького Шляху, і інші Галактики, наприклад, найближчі до нас Туманність Андромеди і Хмари Магеллана, тобто. Метагалактика - це більш висока структурна організація, ніж Галактика. Розміри Метагалактики дуже великі: - радіус космічного горизонту складає 15-20 мільярдів світлових років (світловий рік - ця відстань, яка проходить світло у вакуумі за один земний рік; 365 днів, 5 годин, 48 хвилин, 46 секунд із швидкістю 300000 км/сек). У космічному просторі світло відстань 9 млрд. кілометрів пройде в середньому за один земний рік. Сама видалена зірка у Всесвіті (можливо, це розміри Всесвіту) складає 13 млрд. світлових років.

Всесвіт

Це весь навколишній світ, на практиці частина матеріального світу, доступна вивченню природно, - науковим методом.

Весь навколишній світ можна розділити на дві суті:

- умозримую (філософську) - Вселена, небесна сфера, Світ, космос;

- матеріальну, доступну спостереженням нині і в досяжному майбутньому. Астрономічний всесвіт або Метагалактика - частина всесвіту, спостережувана із Землі. Теоретично, межа спостережуваного Всесвіту, доступною для вивчення сучасними астрономічними методами. За межами Метагалактики розташовуються позагалактичні об'єкти (вони є всесвітами і входять до складу великих структур Всесвіту або Мультивсесвіту, іноді їх називають «альтернативні Всесвіти», «альтернативні реальності», «паралельні Всесвіти» або «паралельні світи»).

Розмір спостережуваного Всесвіту із-за нестандартності її простору і часу, Всесвіту, що розширюється, - залежить від того, яку відстань приймати.

Супутня відстань від самого видаленого спостережуваного об'єкту, поверхні останньої відстані реліктового випромінювання, складає 14 млрд. парсек (середній радіус земної орбіти - рівний 1 астрономічну одиницю - відстань від Сонця до Землі 150 млн. км, перпендикулярний променю зору, видно під кутом в одну кутову секунду).

Метагалактика є кулею, діаметром 93 млрд. світлових років.

Чи помре Всесвіт?

У який момент Всесвіт закінчить своє існування? Як це станеться?

Можна представити два шляхи розвитку подій.

У першому випадку, розширення Всесвіту продовжиться, правда, воно відбуватиметься все повільніше. Потім, в якийсь момент, згасне остання зірка, і усі матерії зникнуть в чорній дірі.

У другому випадку станеться абсолютно протилежне, тобто розширення Всесвіту в якийсь момент припиниться. Тоді сила тяжіння об'єктів приведе до того, що Всесвіт знову стиснеться, буде жарке.

Питання 2. Літосфера Землі.

Дата добавления: 2015-08-04; просмотров: 903;