Еволюція Всесвіту. Сучасні космологічні моделі
У класичній науці панувала теорія стаціонарного Всесвіту: вона завжди була майже такою ж, як зараз. Сучасні космологічні моделі Всесвіту базуються на загальній теорії відносності Ейнштейна, згідно з якою метрика простору і часу визначається розподілом гравітаційних мас у Всесвіті, властивості якої обумовлені насамперед середньою щільністю матерії.
Сучасна космологія будує моделі Всесвіту виходячи з рівняння тяжіння із загальної теорії відносності А. Ейнштейна. Воно має багато рішень. Першу модель розробив сам А. Ейнштейн в 1917 р Ця модель має стаціонарний характер: Всесвіт стаціонарне, нескінченна в часі і безмежна в просторі. У 1922 р російський математик і геофізик А. А. Фрідман дав своє рішення рівняння загальної теорії відносності А. Ейнштейна, що має три варіанти. У разі, коли середня щільність речовини і випромінювання дорівнює критичної величини, то світовий простір є евклідовим і Всесвіт необмежено розширюється від початкового точкового стану. Якщо ж середня щільність менше критичної, то простір володіє геометрією М. І. Лобачевського і так само необмежено розширюється. І, по-третє, якщо щільність більше критичної, простір Всесвіту виявляється рімановим, розширення Всесвіту на певному етапі змінюється стиском і триває аж до точкового, сингулярного стану.
Як показують об’єктивні дані, щільність Всесвіту менше критичної, т. Е. Більш ймовірна модель другого типу з часом М. І. Лобачевського і нескінченним розширенням. Розширення Всесвіту вважається встановленим фактом в результаті виявлення ефекту К. Доплера, червоного зсуву – зміщення ліній у спектрі джерела випромінювання в бік червоної частини спектра в порівнянні з лініями еталонних спектрів. Червоне зміщення виникає, коли відстань між джерелом випромінювання і його приймачем збільшується (ефект К. Доплера).
У 1929 р Е. П. Хаббл виявив, що всі галактики рухаються від нас зі швидкістю, зростаючої пропорційно відстані, що також переконливо свідчить про розширення Всесвіту.
Related posts:
- Гіпотези про утворення Всесвіту Ви напевно задавалися питанням, як утворився Всесвіт і чи буде вона існувати вічно. Ця проблема хвилювала людство завжди, але до сих пір абсолютно точної відповіді на неї не знає ніхто. Існує тільки кілька гіпотез, моделей, кожна з яких має своїх прихильників і супротивників. У 1915 р А. Ейнштейн створив загальну теорію відносності, що описує властивості […]...
- Походження і еволюція Всесвіту: теорія Великого вибуху У науковому світі прийнято вважати, що Всесвіт виник в результаті Великого вибуху. Будується дана теорія на тому, що енергія і матерія (основи всього сущого) раніше перебували в стані сингулярності. Цей стан, у свою чергу, характеризується нескінченністю: Температури; Густини; Тиску. Стан сингулярності сам по собі відкидає всі відомі сучасному світу закони фізики. Вчені вважають, що Всесвіт […]...
- Розширення Всесвіту Аж до початку минулого століття існувало дві точки зору на походження Всесвіту. Ті вчені, хто дотримувався природничо-наукових поглядів на устрій світу, вважали, що Всесвіт вічна і незмінна. Богослови ж говорили, що Світ створений і в нього буде кінець. Двадцяте століття, значною мірою змінив багато наукові уявлення, дозволив по-іншому поглянути і на походження Всесвіту. Спочатку було […]...
- Модель Фрідмана [Всесвіт] У 20-х рр. XX століття видатний радянський фізик А. А. Фрідман встановив, що з рівнянь загальної теорії відносності випливає, що Всесвіт не може бути незмінною, вона повинна еволюціонувати. Наш світ повинен стискатися або розширюватися. З точки зору спостерігача (незалежно від того, в якій точці він перебуває: адже світ однорідний і в кожній точці все відбувається […]...
- Чи буде розширення Всесвіту тривати нескінченно? Теоретично існує три можливих сценарії майбутнього розвитку Всесвіту. По-перше, сила тяжіння може зупинити в якийсь момент розширення, а потім повернути його назад. В цьому випадку Всесвіт знову схлопнется в точку і все скінчиться так званим Великим Стисненням. При іншому можливому ході розвитку подій розширення сповільниться, але триватиме, і для повної зупинки потрібно нескінченне час. Згідно […]...
- Моделі Всесвіту Від найдрібніших пилинок і атомів до величезних скупчень речовини – зоряних світів і зоряних систем – це все Всесвіт. Пізнання Всесвіту в цілому складається, перш за все, у все більш глибокому вивченні її складових частин. Цей важкий процес охоплює все більш і більш широкі області явищ, ніколи не вичерпуючи до кінця всіх форм руху і […]...
- Теорії походження Всесвіту Людям завжди було цікаво знати один складний відповідь на просте запитання. Як же все починалося і як це ми докотилися до того, що є? Іншими словами – як народилася Всесвіт? Отже, ось вони – різні версії і моделі походження Всесвіту. Креаціонізм: все створив Господь Бог Серед всіх теорій про походження Всесвіту ця з’явилася найпершою. Дуже […]...
- Походження Всесвіту [Виникнення, Утворення, Поява] Успіхи теорії елементарних частинок дозволили розробити “сценарій” подій, що відбувалися в перші миті існування Всесвіту. Термін “сценарій” з’явився порівняно недавно. Він означає, що проводиться якісний аналіз можливих наслідків прийнятих вихідних положень і порівняння їх із спостереженнями. Така процедура дуже важлива, оскільки дозволяє на ранньому етапі розробки найскладніших теорій заздалегідь спростувати невірні варіанти. Теорія утворення Всесвіту […]...
- Народження Всесвіту Народження Всесвіту завжди цікавило людство. І ось астрономи виявили найдавніші відгомони Великого вибуху, підтверджуючи гіпотезу десятиліть, що описує надшвидке розширення Всесвіту під час її зародження. Результати забезпечують дослідників даними вимірювання на майже той момент, коли космічне розширення почалося. Лауреат Нобелівської премії фізик з Массачусетського технологічного інституту зазначив це як абсолютне найбільше відкриття в космології і […]...
- Фрідмановська модель Всесвіту Для того, щоб зрозуміти, як розширення Всесвіту відбуватиметься в далекому майбутньому, розглянемо наступний приклад. З поверхні планети радіуса r і маси M запущена ракета з початковою швидкістю v. Тяжіння до планети гальмує рух ракети. Якщо швидкість ракети менше швидкості втечі (другої космічної швидкості), рівної То в деякий момент часу сила тяжіння зупинить ракету, після чого […]...
- Темна енергія Темна енергія – цей термін вперше з’явився в космології, і означає гіпотетичну форму енергії, яка має негативний тиск і рівномірно заповнює простір всього Всесвіту. З загальної теорії відносності гравітація не тільки залежить маси, але також має залежність від тиску, прічм негативний тиск повинно викликати відштовхування або антигравітацію. Виходячи з останніх даних, які підтверджують прискорене розширення […]...
- Космологія і походження Всесвіту Проблема пристрою спостережуваного нами зовнішнього світу завжди була для людства однією з найцікавіших. З найдавніших часів люди жадали зрозуміти, чому існують зірки і планети, як вони рухаються і в чому причина цього руху, скільки зірок на небі і чому ми їх бачимо і бачимо ми всі об’єкти Всесвіту, чи є об’єкти, які ми не бачимо, […]...
- Виникнення і еволюція Всесвіту Виникнення і еволюція Всесвіту – результат фактора інформації Інформація (психічна енергія) – є тонка матерія не зникають, миттєво передається через субстанцію фізичного вакууму, не є енергією, між об’єктами, розташованих в різних точках, а також – події, що відбуваються в часі. Інформація пов’язує всі об’єкти у Всесвіті: частинки, атоми, молекули, організми, людину, психічна енергія (емоції), мислеформи […]...
- Яка модель відповідає реальному Всесвіту? Хоча фрідмановська модель сильно відрізняються один від одного і з геометрії, і по динаміці, у них багато спільних властивостей: однорідність, ізотропія, розширення, наявність червоного зсуву в спектрах галактик, наявність горизонту видимості у Всесвіті. З спостережної точки зору, відмінності просторів моделей I-IV істотні при дослідженні тільки дуже далеких об’єктів. Але наявна в розпорядженні вчених техніка ще […]...
- Просторовий розподіл і еволюція галактик Дослідження просторового розподілу галактик показує, що галактики, як і зірки, утворюють групи і скупчення, в які входять від десятків до десятків тисяч членів. Галактика разом з Туманністю Андромеди M 31, Туманністю Трикутника M 33, Великим і Малим Магелланова Хмара та ще кількома неправильними і карликовими галактиками (всього близько 35 галактик) утворюють Місцеву групу галактик. Її […]...
- Вивчення Всесвіту: від Коперника до наших днів Питання 1. Як усвідомлювали Всесвіт древні люди? Довгий час центром Всесвіту вважалася Земля. Стародавні індійці вважали, що Земля пласка і спирається на спини гігантських слонів, які, у свою чергу, покояться на черепасі. Величезна черепаха стоїть на змії, яка уособлює небо і як би замикає земний простір. Інший бачилася Всесвіт народам, які живуть на берегах річок […]...
- Сценарій формування великомасштабної структури Всесвіту Теорія Ліфшиця, розглянута в попередньому пункті, говорить тільки про початкову стадію посилення неоднорідності в розширення Всесвіту. З іншого боку, в даний час досить добре вивчений процес утворення зірок. Але проміжні стадії утворення структури досі залишаються незрозумілими. Це вважається головною проблемою сучасної космології. Тим не менш, за останні десятиліття було зроблено великий крок вперед у розумінні […]...
- Реліктове випромінювання Всесвіту Астрономічні спостереження показують, що, крім окремих джерел випромінювання у вигляді зірок і галактик, у Всесвіті є випромінювання, неподілюваний на окремі джерела – фонове випромінювання. Воно спостерігається у всіх діапазонах електромагнітного спектру. В основному фонове випромінювання є сума світіння різних джерел (галактик, квазарів, міжгалактичного газу), настільки далеких, що сучасні засоби астрономічних спостережень поки не можуть розділити […]...
- Які розміри Всесвіту? “Ніхто не обійме неосяжного!”. Даний афоризм Козьми Пруткова в “Плоди роздуми” (1854) зустрічається 5 разів (№№ 3; 44; 67; 104; 160), стаючи щораз все більш і більш виразним, і завершує всі збори думок і афоризмів. Сучасні вчені поки не мають у своєму розпорядженні достатній рівень знань і технічних засобів, які б дозволили хоча б приблизно […]...
- Галактики на краю видимого Всесвіту Підтвердженням вищесказаного є дані спостерігання далеких галактик (з червоними зсувами, скажімо, z> 1). Астрономічні спостереження показують, що властивості цих галактик характерні для дуже молодих зоряних систем, в яких щойно закінчився, ще триває або навіть ще тільки починається процес утворення більшості зірок. Особливо наочні дані отримані при вивченні “Хаббловском глибокого поля (Hubble Deep Field, HDF)” – […]...
- Темна матерія Всесвіту Темна матерія – це якась речовина Всесвіту, яке не випускає електромагнітного випромінювання, а також не впливає з ним безпосередньо. Хоч існування цієї матерії є гіпотетичним (справа в тому, що за ним неможливо спостерігати), вважають, що займає вона близько 27% маси-енергії Всесвіту. У чомусь схожа з невивченою Темної енергією, що займає 68% загальної маси-енергії. Відкрито речовина […]...
- Теплова смерть Всесвіту Відповідно до другого початку термодинаміки, якщо в ізольованій системі мають місце незворотні процеси, то ентропія такої системи може тільки зростати. Реальні процеси, як свідчить досвід, є незворотними. Вони супроводжуються мимовільним перетворенням енергії в теплоту (розсіювання енергії). При цьому внаслідок теплообміну температури тіл вирівнюються. Такі процеси йдуть відповідно до закону збереження енергії і з законом зростання […]...
- Походження Всесвіту Питання про існування Всесвіту став всерйоз розглядатися вченими лише близько двох століть тому. Раніше всі спроби вчених, які намагалися спростувати точку зору церкви, в більшості випадків закінчувалися для перших плачевно. Коли ж з’явилася можливість висловлювати свою думку, не боячись опинитися на багатті, виникли відразу кілька суперечать релігії теорій. На початку XVIII століття шведський вчений Емануель […]...
- Геометрія Лобачевського П’ятою аксіомою Евкліда була аксіома про паралельні прямі, так званий постулат про паралельних лініях, який говорить: якщо дві прямі утворюють з третьої по одну її сторону внутрішні кути, сума яких менше розгорнутого кута, то такі прямі перетинаються при достатньому продовженні з одного боку. Тобто ця аксіома стверджує, що існує тільки одна пряма, що проходить через […]...
- Одиниці виміру Всесвіту Багаторічні дослідження дозволили людству скласти уявлення про будову Всесвіту і знаходяться в ній об’єктах і встановити місце, яке займає в ній наша Земля. Величезні, в порівнянні зі звичними для нас, відстані, що розділяють зірки і галактики, а також швидкості руху багатьох космічних об’єктів привели до переконання, що Всесвіт в цілому має якості, з якими нам […]...
- “Великий вибух”: інфляційна модель На питання про причини “великого вибуху” пропонує відповідь гіпотеза інфляційного Всесвіту, в основі якої лежить уявлення про наявність сил космічного відштовхування гігантській величини, здатних не тільки компенсувати гравітаційне тяжіння, а й розірвати початковий стан матерії і викликати її розширення, що продовжується і по теперішній час. Відповідно до цієї моделі початковий стан Всесвіту було вакуумним. Фізичний […]...
- Релятивістська квантова механіка У 1927 р англійський фізик Поль Дірак звернув увагу на те, що для опису руху відкритих на той час мікрочастинок (електрона, протона і фотона), т. К. Вони рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла, потрібно застосування спеціальної теорії відносності. П. Дірак склав рівняння, яке описувало рух електрона з урахуванням законів і квантової механіки, і теорії […]...
- Теорія відносності і повсякденне життя Таким чином, теорія відносності вносить поправки в класичну механіку Ньютона. З цього ні в якому разі не слід, що цю механіку треба відкинути. Поправки теорії відносності, або, як їх називають, релятивістські поправки, практично абсолютно непомітні при тих швидкостях, з якими ми стикаємося в реальному житті. Тому в повсякденному житті ми цілком можемо обходитися класичної механікою, […]...
- Сучасний космогонічний міф про “Великий вибух” Ейнштейнівська загальна теорія відносності (ЗТВ) породжує загальну космологію. Фізики не уникли спокуси застосувати рівняння ЗТВ до Всесвіту в цілому. І тут їх, в усякому разі Ейнштейна, чекав сюрприз. Виявилося, що рішення рівнянь Ейнштейна в припущенні моделі однорідної і ізотропного Всесвіту нестаціонарні (це в 1922 р відкрив молодий радянський фізик А. А. Фрідман) і призводять до […]...
- Слабкі відхилення від однорідності фону реліктового випромінювання Як вже було зазначено в §3.3, спостереження за допомогою сучасних телескопів дозволяють встановити, що з плином часу газ у Всесвіті поступово переходив у зірки, що входять до складу галактик. Це підтверджує загальну картину процесу утворення структури Всесвіту – гравітаційноїконденсації різних систем з газу. Довгі роки астрономи безуспішно шукали сліди тих найдавніших неоднорідностей, з яких, відповідно […]...
- Що було до Великого Вибуху? В результаті Великого Вибуху виникла не тільки речовина і енергія, але також простір і час. Тому який сенс шукати відповіді на запитання про час до Великого Вибуху? Однак зараз все більше космологів і фізиків намагаються відповісти на це питання. В одній з теорій стверджується, що наш Всесвіт народився в результаті стиснення (колапсу) попередньої всесвіту. Відповідно […]...
- Спеціальна теорія відносності: визначення Теорія відносності була запропонована Альбертом Ейнштейном в 1905 р., в її основі лежить положення, що параметри руху одного тіла можна визначити тільки щодо параметрів руху іншого тіла. Поява теорії відносності привело до появи поняття чотиривимірного просторово-часового континууму, в якому три просторових вимірювання і час розглядаються на однаковій основі, тобто вони є нерозривно пов’язаними. У спеціальній […]...
- Моделі у фізиці Одним із потужних методів дослідження у фізиці є метод моделювання. Запам’ятай Моделювання – це процес заміни реального об’єкта, процесу або явища іншим, званим моделлю. Модель – це ідеалізація реального об’єкта чи явища при збереженні основних властивостей, що визначають даний об’єкт або явище. Підкреслимо, що модель повинна зберігати ті властивості реального об’єкта, які визначають його поведінку. […]...
- Який розмір Всесвіту? Для людини просто неможливо уявити справжніх розмірів Всесвіту. Ми не тільки не знаємо, наскільки вона велика, але нам навіть важко уявити, наскільки вона може сягати. Якщо ми почнемо віддалятися від Землі, ми зрозуміємо, чому це так. Земля – це маленька частинка Сонячної системи. У Сонячну систему входять Сонце, планети, які обертаються навколо Сонця, астероїди, які […]...
- Вчення Бруно про безмежність Всесвіту Філософія Бруно має своїм вихідним пунктом швидше вчення Коперника, натхненним проповідником якого з’явився Джордано під час свого поневіряння по Європі; з цієї нової астрономічної теорії необхідно витікала, як філософське наслідок, нескінченність всесвіту, а разом з тим і загальний підйом духу над якої розумової вузькістю. “Очевидно, нерозумно, – говорить Джордано Бруно, – думати, подібно простому народу, […]...
- Чим відрізняється галактика від всесвіту? “… Нескінченно можна дивитися на три речі: на вогонь, воду і зоряне небо”. Це класичне твердження відноситься до розряду аксіом і не вимагає доказів. Але якщо вода і вогонь викликають у людей в різних ситуаціях різні емоції, то при вигляді величезного зоряного шатра у всіх виникають, як правило, одні і ті ж почуття – захоплення, […]...
- Наскільки великий наш Всесвіт? Згідно з результатами останніх досліджень, Всесвіт виник приблизно 13,7 млрд. Років тому. З цього випливає, що будь-який приймається нами випромінювання не може бути старше 13,7 млрд. років. Або, іншими словами, ніяке реєстроване нами зараз випромінювання не могло прийти до нас з відстаней понад 13,7 млрд. Світлових років. Це, зрозуміло, не означає, що Всесвіт на цій […]...
- Масштаби Всесвіту ОБРАЗ ВСЕСВІТУ. Під Всесвітом розуміють сукупність всіх об’єктів, які так чи інакше спостерігаються людиною. З них лише деякі доступні для спостереження за допомогою органів чуття. Цю частину світу називають макросвітом. Найдрібніші об’єкти (атоми, елементарні частинки) складають мікросвіт. Об’єкти, що мають гігантські розміри і віддалені від нас на дуже великі відстані, називають мегамир. Зробіть припущення, чому […]...
- Експоненціальна і логістична моделі зростання Розглянемо опис популяції на рівні повного внутріпопуляціонного агрегування. Цей опис складається у відтворенні динаміки її чисельності під впливом інших екологічних факторів. Зміна щільності якоїсь популяції Xj (чисельності особин на одиницю площі екосистеми) відбувається в результаті наступних процесів: розмноження, загибелі, еміграції та імміграції. На кожен з цих процесів впливають як сама щільність Xj, так і інші […]...
- Моделі кодування зображення Зображення можна уявити за допомогою спеціальних моделей, які дозволяють кодувати інформацію за допомогою цифр або символів. Для кодування інформації в вигляді зображення використовують два різних коду: RGB або CMYK. Модель RGB Найпоширенішою моделлю кодування вважається перша, вона складається з трьох основних колір. Вона отримала свою назву саме за першими літерами квітів: червоний, зелений і блакитний […]...